高分子材料(第2-1章)

1、主讲：刘海洋主讲：刘海洋Email：第第2章章 通用塑料通用塑料2.1 聚乙烯聚乙烯聚乙烯简称聚乙烯简称PE，质轻无毒。，质轻无毒。低密度聚乙烯低密度聚乙烯(LDPE)：高压法：高压法高密度聚乙烯高密度聚乙烯(HDPE)：低压法：低压法超高分子量聚乙烯超高分子量聚乙烯(UHMWPE)：低压法：低压法线性低密度聚乙烯线性低密度聚乙烯(LLDPE)：低压气相法：低压气相法四种四种PE的的联系和区别：联系和区别：Ziegler2.1.1 概述概述2.1.2 PE的结构的结构PE是线性结晶型柔性聚合物，热塑性塑料。是线性结晶型柔性聚合物，热塑性塑料。PE分子链对称，呈平面锯齿形。分子链对称，呈平面锯齿

2、形。键角是键角是109.3，齿距为，齿距为2.53410-10m。PE分子中，既有结晶结构，又有无定形结构。分子中，既有结晶结构，又有无定形结构。LDPE比比HDPE含有更多的短支链和长支链，含有更多的短支链和长支链，更宽的分子量分布；更宽的分子量分布；LDPE的密度、结晶度、熔融温度低于的密度、结晶度、熔融温度低于HDPE；LDPE的熔点、屈服点、拉伸强度低于的熔点、屈服点、拉伸强度低于HDPE；LDPE的透气性和流动性优于的透气性和流动性优于HDPE。熔体流动速率熔体流动速率(MFR)加热到加热到190的聚乙烯熔体在的聚乙烯熔体在21.2N的压力下从的压力下从一定孔径一定孔径模孔中每模孔中

3、每10min挤出的质量挤出的质量(g)，单位为，单位为g/10min。2.1.3 PE的性能的性能PE无臭、无味、无毒。无臭、无味、无毒。PE的密度为的密度为0.910.96g/cm3。PE的透水率低，但透气性较大。的透水率低，但透气性较大。PE易燃，氧指数值为易燃，氧指数值为17.4。氧指数值氧指数值是指在规定条件下，固体材料在氧、氮混合气流中，维持平稳燃烧所是指在规定条件下，固体材料在氧、氮混合气流中，维持平稳燃烧所需的最低氧含量。氧指数值高表示材料不易燃烧，氧指数值低表示材需的最低氧含量。氧指数值高表示材料不易燃烧，氧指数值低表示材料容易燃烧；一般认为氧指数值料容易燃烧；一般认为氧指数值

4、27属难燃材料。属难燃材料。 (1) 力学性能力学性能PE的力学性能与其的力学性能与其密度密度、结晶度结晶度、分子量分子量、支化程度支化程度的关系。的关系。PE的结晶度高、密度高、分子量高，的结晶度高、密度高、分子量高，则其力学性能均较高。则其力学性能均较高。PE的支化程度大，则冲击性能较好，的支化程度大，则冲击性能较好，但其它力学性能较差。但其它力学性能较差。(2) 热性能热性能LDPE的使用温度为的使用温度为80左右；左右；HDPE的使用温度为的使用温度为120左右。左右。PE的分子量越高、支化越多，则脆化点越低。的分子量越高、支化越多，则脆化点越低。PE的热导率和线膨胀系数较大。的热导率

5、和线膨胀系数较大。(3) 化学性能化学性能PE具有很好的化学稳定性，耐强酸强碱，但具有很好的化学稳定性，耐强酸强碱，但不耐强氧化剂。不耐强氧化剂。PE难溶于一般溶剂，如甲苯、丙酮。难溶于一般溶剂，如甲苯、丙酮。PE的表面能低，粘附性很差。的表面能低，粘附性很差。(4) 电性能电性能PE的介电损耗低，优异的电绝缘材料。的介电损耗低，优异的电绝缘材料。(5) 环境性能环境性能PE在光照下会变脆。在光照下会变脆。PE在酯类、金属皂类、有机硅等活性介质中，在酯类、金属皂类、有机硅等活性介质中，会发生环境应力开裂。会发生环境应力开裂。LDPE比比HDPE更耐环境应力开裂，这是因为更耐环境应力开裂，这是因

6、为LDPE的结晶度较小。的结晶度较小。2.1.4 PE的加工性能的加工性能(1) PE吸湿性很低，成型加工时可不必干燥；吸湿性很低，成型加工时可不必干燥；(2) PE加工时需控制熔融流动速率；加工时需控制熔融流动速率；(3) PE结晶度高，选择适宜的模具温度；结晶度高，选择适宜的模具温度；(4) PE在高温下容易氧化，避免熔体与氧气接触；在高温下容易氧化，避免熔体与氧气接触；(5) PE存在环境应力开裂，需妥善存放。存在环境应力开裂，需妥善存放。注射成型：注射成型：PE的熔体流动速率高，分子量分布窄，长支链要的熔体流动速率高，分子量分布窄，长支链要相当的小；相当的小；吹塑成型：吹塑成型：PE的

7、熔体流动速率低，分子量分布宽，以便具有的熔体流动速率低，分子量分布宽，以便具有较好的流动性。较好的流动性。注射和薄膜吹塑应选用熔体流动速率较高的注射和薄膜吹塑应选用熔体流动速率较高的PE；挤出和中空吹塑应选用熔体流动速率较低的挤出和中空吹塑应选用熔体流动速率较低的PE。PE薄膜薄膜PE手套手套PE储罐储罐PE管材管材PE板材板材PE棒材棒材2.1.5 其它类型的其它类型的PE(1) 超高分子量聚乙烯超高分子量聚乙烯(UHMWPE)分子量在分子量在100万万300万之间。万之间。极佳的极佳的耐磨性耐磨性，高模量，高韧性；，高模量，高韧性；优异的优异的自润滑性自润滑性，摩擦系数低；，摩擦系数低；耐

8、环境应力开裂性，化学稳定性；耐环境应力开裂性，化学稳定性；对对噪声阻尼性噪声阻尼性良好。良好。UHMWPE的分子量高，结晶困难，其结晶的分子量高，结晶困难，其结晶度低于度低于HDPE；UHMWPE的熔体流动性极差，不宜采用注的熔体流动性极差，不宜采用注射成型，宜采用射成型，宜采用冷压烧结成型冷压烧结成型。UHMWPE经共混改性后，可采用挤出、注经共混改性后，可采用挤出、注塑、吹塑成型，吹塑成型的塑、吹塑成型，吹塑成型的UHMWPE薄膜可具薄膜可具有有均衡的纵横向强度均衡的纵横向强度。UHMWPE纤维的纤维的比强度比强度是化纤中最高的。是化纤中最高的。(2) 低分子量聚乙烯低分子量聚乙烯(LMW

9、PE)分子量在分子量在5005000之间，又称聚乙烯蜡。之间，又称聚乙烯蜡。(3) 交联聚乙烯交联聚乙烯交联聚乙烯是通过化学交联聚乙烯是通过化学(硅烷交联法或过氧化硅烷交联法或过氧化物交联法物交联法)或辐射的方法使聚乙烯分子发生交联，或辐射的方法使聚乙烯分子发生交联，形成网状结构的热固性塑料。形成网状结构的热固性塑料。(4) 茂金属聚乙烯茂金属聚乙烯茂金属聚乙烯以茂金属为催化剂，甲基铝氧茂金属聚乙烯以茂金属为催化剂，甲基铝氧烷为助催化剂合成，其烷为助催化剂合成，其分子量高且分布窄分子量高且分布窄、支链、支链短而少、短而少、密度低密度低、立构规整性高、力学性能好，、立构规整性高、力学性能好，但但

10、加工性能较差加工性能较差。(5) 氯化聚乙烯氯化聚乙烯(CPE)含氯量为含氯量为25%40%的的CPE为软质材料；为软质材料；含氯量大于含氯量大于40%的的CPE为硬质材料。为硬质材料。具有优异的具有优异的阻燃性能阻燃性能、耐热性能、冲击性能、耐热性能、冲击性能、耐候性、耐磨性。耐候性、耐磨性。可采用直接加工法可采用直接加工法(不加交联剂不加交联剂)，也可采用，也可采用硫化加工法硫化加工法(加交联剂加交联剂)。(6) 其它聚乙烯其它聚乙烯氯磺化聚乙烯氯磺化聚乙烯(CSM)：耐燃性好、耐磨耗：耐燃性好、耐磨耗性优、韧性和耐寒性较差的橡胶材料。性优、韧性和耐寒性较差的橡胶材料。乙烯共聚物：乙烯乙烯

11、共聚物：乙烯-丙烯酸乙酯丙烯酸乙酯(EEA)、乙烯乙烯-乙酸乙烯酯乙酸乙烯酯(EVA)、乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯丙烯酸甲酯(EMA)、乙烯、乙烯-丙烯酸丙烯酸(EAA)、乙烯、乙烯-乙烯醇乙烯醇(EVOH)等共聚物。等共聚物。2.2 聚丙烯聚丙烯2.2.1 概述概述电绝缘性和耐化学腐蚀性优良；电绝缘性和耐化学腐蚀性优良；力学性能和耐热性在通用热塑性塑料中最高力学性能和耐热性在通用热塑性塑料中最高；耐疲劳性好，价格低；耐疲劳性好，价格低；但但低温脆性大和耐老化性差低温脆性大和耐老化性差。聚丙烯简称聚丙烯简称PP，产量仅次于，产量仅次于PE和和PVC。聚丙烯纤维，又称为聚丙烯纤维，又称为丙纶丙纶。2

12、.2.2 PP的结构的结构PP是线性结构，分子链呈螺旋形结构。是线性结构，分子链呈螺旋形结构。PP分为分为等规、间规和无规等规、间规和无规PP，热塑性塑料，热塑性塑料 。PP中侧甲基的存在，使分子链上交替出现叔碳中侧甲基的存在，使分子链上交替出现叔碳原子，其极易发生氧化反应，所以原子，其极易发生氧化反应，所以PP的耐老化的耐老化性较差。性较差。等规指数等规指数等规聚丙烯中，等规聚合物所占比例。一般是由正庚烷等规聚丙烯中，等规聚合物所占比例。一般是由正庚烷回流萃取去掉无规体和低分子量聚合物后的剩余物，用回流萃取去掉无规体和低分子量聚合物后的剩余物，用质量分数质量分数(%)表示。表示。PP的分子量

13、增大：的分子量增大：PP的熔体黏度增大和冲击性能提高；的熔体黏度增大和冲击性能提高；但但PP的的结晶度下降结晶度下降，所以所以PP的熔融温度、硬度、刚度、屈服强度的熔融温度、硬度、刚度、屈服强度等下降。等下降。PP球晶分为球晶分为(单斜单斜)、(六方六方)、(三斜三斜)和拟六和拟六方方4种晶型，其中种晶型，其中-PP力学性能好，力学性能好，-PP的冲的冲击性能好。击性能好。2.2.3 PP的性能的性能PP的密度极低，为白色的密度极低，为白色蜡状物固体。蜡状物固体。(1) 力学性能力学性能PP的具有较高的强度、刚度、硬度，的具有较高的强度、刚度、硬度，但但冲击强度较低；冲击强度较低；PP具有优良

14、的具有优良的抗弯曲疲劳性抗弯曲疲劳性。(2) 热性能热性能PP的热导率低于的热导率低于PE的热导率。的热导率。(3) 化学性能化学性能PP也具有很好的化学稳定性，耐强酸强碱，也具有很好的化学稳定性，耐强酸强碱，但不耐强氧化剂。但不耐强氧化剂。PP也难溶于一般溶剂，如甲苯、丙酮。也难溶于一般溶剂，如甲苯、丙酮。(4) 电性能电性能PP是优异的电绝缘材料。是优异的电绝缘材料。(5) 环境性能环境性能PP的耐候性差，紫外线下极易降解。的耐候性差，紫外线下极易降解。PP耐环境应力开裂。耐环境应力开裂。PP极易燃烧，极易燃烧，氧气透过率较大氧气透过率较大，透明性较差透明性较差，表面极性低。表面极性低。2

15、.2.4 PP的加工性能的加工性能(1) PP吸湿性很低，成型加工时可不必干燥；吸湿性很低，成型加工时可不必干燥；(2) PP熔体接近非牛顿流体，提高压力或升高温度熔体接近非牛顿流体，提高压力或升高温度都可改善其流动性；都可改善其流动性；(3) PP结晶度高，选择适宜的模具温度；结晶度高，选择适宜的模具温度；(4) PP在高温下容易氧化，避免熔体与氧气接触；在高温下容易氧化，避免熔体与氧气接触；(5) PP可采用可采用注射成型注射成型或或挤出成型挤出成型。2.2.5 PP的改性的改性(1) 聚丙烯共聚物聚丙烯共聚物(PP与与PE共聚共聚)，分为无规和嵌段，分为无规和嵌段共聚物；共聚物；(降低热

16、封合温度和提高抗冲击性降低热封合温度和提高抗冲击性)(2) 聚丙烯合金聚丙烯合金(与与HDPE共混；与乙丙橡胶、热塑共混；与乙丙橡胶、热塑性弹性体共混；与性弹性体共混；与PA共混共混) ；(3) 填充聚丙烯填充聚丙烯(填充碳酸钙、滑石粉、云母等填充碳酸钙、滑石粉、云母等)；(提高提高PP的刚度、硬度、弹性模量、耐蠕变性的刚度、硬度、弹性模量、耐蠕变性)(4) 增强聚丙烯增强聚丙烯(玻璃纤维增强玻璃纤维增强)；(5) 茂金属聚丙烯茂金属聚丙烯(强度高、熔点低、透光率高强度高、熔点低、透光率高)。2.3 聚氯乙烯聚氯乙烯2.3.1 概述概述PVC主要为悬浮聚合，其次为乳液聚合。主要为悬浮聚合，其次

17、为乳液聚合。疏松型疏松型PVC树脂：呈棉花团状，吸收增塑剂快，树脂：呈棉花团状，吸收增塑剂快，塑化温度低，熔体均匀性好，热稳定性高；塑化温度低，熔体均匀性好，热稳定性高；紧密型紧密型PVC树脂：呈乒乓球状，吸收增塑剂差。树脂：呈乒乓球状，吸收增塑剂差。糊状糊状PVC树脂：常为乳液聚合制备。树脂：常为乳液聚合制备。聚氯乙烯简称聚氯乙烯简称PVC，产量仅次于，产量仅次于PE。2.3.2 PVC的结构的结构PVC是无定形结构的热塑性树脂。是无定形结构的热塑性树脂。PVC分子链基本为各单体分子链基本为各单体头头-尾尾键接。键接。PVC中取代氯原子的影响：中取代氯原子的影响：PVC刚性、硬度、力学性能高

18、于刚性、硬度、力学性能高于PE。PVC具有优异的具有优异的阻燃性能阻燃性能。PVC的介电损耗高于的介电损耗高于PE。PVC容易发生脱容易发生脱HCl的降解反应。的降解反应。2.3.3 PVC的性能的性能PVC是白色或淡黄色的坚硬粉是白色或淡黄色的坚硬粉末，密度为末，密度为1.351.45g/cm3，其透气性和透湿性都较低。其透气性和透湿性都较低。硬质聚氯乙烯：不含增塑剂或含增塑剂不超硬质聚氯乙烯：不含增塑剂或含增塑剂不超过过10%的的PVC；软质聚氯乙烯：含增塑剂软质聚氯乙烯：含增塑剂40%以上的以上的PVC；半硬质聚氯乙烯：介于两者之间的半硬质聚氯乙烯：介于两者之间的PVC。(1) 力学性能

19、力学性能PVC宏观上比宏观上比PE具有更高的具有更高的强度强度、刚性、刚性、硬度和较低的韧性，硬度和较低的韧性，断裂伸长率断裂伸长率和冲击强度均和冲击强度均下降。下降。原因：氯原子的存在增大了分子链间作用力，原因：氯原子的存在增大了分子链间作用力，不仅使分子链变刚，也使分子链间距离变小，不仅使分子链变刚，也使分子链间距离变小，敛集密度增大。敛集密度增大。PE的平均链间距：的平均链间距：4.310-1m；PVC的平均链间距：的平均链间距：2.810-10m。(2) 热性能热性能PVC的玻璃化转变温度约为的玻璃化转变温度约为80，8085开始软化，完全熔融的温度约为开始软化，完全熔融的温度约为16

20、0，140时时PVC已经开始分解。已经开始分解。PVC使热稳定性特别差的材料之一，生产时使热稳定性特别差的材料之一，生产时必须加有热稳定剂，并且连续使用温度在必须加有热稳定剂，并且连续使用温度在6580之间。之间。(3) 电性能电性能PVC具有一定的极性，电绝缘性能不如聚烯具有一定的极性，电绝缘性能不如聚烯烃类塑料。烃类塑料。PVC的介电常数、介电损耗、体积电的介电常数、介电损耗、体积电阻率较大，且电性能受温度和频率的影响较大，阻率较大，且电性能受温度和频率的影响较大，耐电晕性也不好。耐电晕性也不好。一般悬浮一般悬浮PVC树脂较乳液树脂较乳液PVC树脂的电性能树脂的电性能好，且还与增塑剂、稳定

21、剂等有关。好，且还与增塑剂、稳定剂等有关。(4) 化学性能化学性能PVC具有很好的化学稳定性，但不耐浓硫酸具有很好的化学稳定性，但不耐浓硫酸和浓硝酸。和浓硝酸。PVC在酯、酮、芳烃、卤烃等溶剂中会溶胀在酯、酮、芳烃、卤烃等溶剂中会溶胀或溶解，环己酮和四氢呋喃是或溶解，环己酮和四氢呋喃是PVC的良好溶剂。的良好溶剂。加入增塑剂，或升高使用温度，加入增塑剂，或升高使用温度，PVC的化学的化学稳定性都会降低。稳定性都会降低。(5) 其它性能其它性能PVC分子链中含有较多的氯原子，具有良好分子链中含有较多的氯原子，具有良好的阻燃性，氧指数约为的阻燃性，氧指数约为47。PVC对光、氧、热和机械作用都比较

22、敏感，对光、氧、热和机械作用都比较敏感，容易发生降解反应，释放出容易发生降解反应，释放出HCl并变色。并变色。2.3.4 PVC的成型加工的成型加工PVC可采用挤出、吹塑、注塑、压延、搪塑、可采用挤出、吹塑、注塑、压延、搪塑、发泡、压制、真空成型等方法进行加工。发泡、压制、真空成型等方法进行加工。PVC加工成型时须加入稳定剂以减少热分解。加工成型时须加入稳定剂以减少热分解。PVC加工成型时应避免长时间高温受热。加工成型时应避免长时间高温受热。PVC的熔体黏度高，应加入润滑剂。的熔体黏度高，应加入润滑剂。PVC的熔体强度较低，注射挤出宜采用中速或的熔体强度较低，注射挤出宜采用中速或低速，避免出现

23、熔体破裂和制品表面粗糙等现象。低速，避免出现熔体破裂和制品表面粗糙等现象。2.3.5 PVC的添加剂的添加剂(1) 稳定剂稳定剂生产生产PVC需加入热稳定剂，防止需加入热稳定剂，防止PVC分解分解变色。加入的热稳定剂，应能与变色。加入的热稳定剂，应能与HCl反应，达到反应，达到清除清除HCl的效果；也应能与游离基和双键反应，的效果；也应能与游离基和双键反应，起到抗氧剂的效用。起到抗氧剂的效用。PVC热稳定剂包括铅化合物及盐化合物，热稳定剂包括铅化合物及盐化合物，如二碱式碳酸铅、三碱式硫酸铅、二碱式磷酸如二碱式碳酸铅、三碱式硫酸铅、二碱式磷酸铅、二碱式邻苯二甲酸铅等。铅、二碱式邻苯二甲酸铅等。P

24、VC稳定剂还包括马来酸、月桂酸二丁基锡稳定剂还包括马来酸、月桂酸二丁基锡等有机物系统，效率高，透明；以及钡、镉复合等有机物系统，效率高，透明；以及钡、镉复合稳定剂，有毒，透明度也不够理想，且可与钙盐稳定剂，有毒，透明度也不够理想，且可与钙盐配合使用，会产生协同作用。配合使用，会产生协同作用。(2) 增塑剂增塑剂PVC增塑剂必须在增塑剂必须在150下与下与PVC混合，才混合，才能扩散进入能扩散进入PVC中去。中去。PVC增塑剂包括邻苯二甲酸二辛酯和邻苯增塑剂包括邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯等。二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯等。(3) 润滑剂润滑剂为了改善为了改善P

25、VC的加工流动性，通常加入硬的加工流动性，通常加入硬脂酸铅、硬脂酸钙或蜡等润滑剂。脂酸铅、硬脂酸钙或蜡等润滑剂。润滑剂按作用可分为：润滑剂按作用可分为：内润滑剂：与聚合物相容性较好，可降低熔融内润滑剂：与聚合物相容性较好，可降低熔融黏度，防止由于摩擦热过大而引起树脂分解；黏度，防止由于摩擦热过大而引起树脂分解；外润滑剂：可在加工机械的表面与聚合物熔体外润滑剂：可在加工机械的表面与聚合物熔体的界面处形成润滑膜的界面层，起到避免相互的界面处形成润滑膜的界面层，起到避免相互黏着和减少摩擦的作用。黏着和减少摩擦的作用。(4) 填料以及其它添加剂填料以及其它添加剂填料可提高填料可提高PVC的硬度、改善电

26、性能和降低的硬度、改善电性能和降低生产成本等，包括碳酸钙、滑石粉、蒙脱土等。生产成本等，包括碳酸钙、滑石粉、蒙脱土等。其它添加剂有抗静电剂、着色剂、防霉剂、其它添加剂有抗静电剂、着色剂、防霉剂、紫外线吸收剂、荧光增白剂等。紫外线吸收剂、荧光增白剂等。2.3.6 PVC的改性的改性(1) 高聚合度高聚合度PVC分子量大，平均聚合度为分子量大，平均聚合度为20003000，链的，链的规整性和结晶度较高，分子链间的缠结点较多，规整性和结晶度较高，分子链间的缠结点较多，常温下大分子链间滑移困难，可防止一定的塑性常温下大分子链间滑移困难，可防止一定的塑性变形，呈现出变形，呈现出类似橡胶的弹性类似橡胶的弹

27、性。高聚合度高聚合度PVC具有更好的力学性能，耐高低具有更好的力学性能，耐高低温性、耐老化性能，且压缩永久变形小温性、耐老化性能，且压缩永久变形小(35%60%)，回弹性高，回弹性高(40%50%)。高聚合度高聚合度PVC的生产可在的生产可在PVC生产装置上采生产装置上采用低温聚合方式进行，在聚合过程中可添加带双用低温聚合方式进行，在聚合过程中可添加带双烯键的反应性单体或反应性低聚物作为扩链剂以烯键的反应性单体或反应性低聚物作为扩链剂以提高聚合度。提高聚合度。(2) 氯化氯化PVC(CPVC)CPVC的生产方法主要为悬浮氯化法，氯化的生产方法主要为悬浮氯化法，氯化后后PVC的氯含量可从的氯含量

28、可从59%提高到提高到66%68%，氯，氯含量的提高使其热变形温度和玻璃化转变温度都含量的提高使其热变形温度和玻璃化转变温度都有所提高。有所提高。此外，此外，CPVC的拉伸强度、弯曲强度、耐磨的拉伸强度、弯曲强度、耐磨蚀性、耐老化性也有所提高，阻燃性能有所增加蚀性、耐老化性也有所提高，阻燃性能有所增加(氧指数值达氧指数值达60)，但，但热稳定性、加工稳定性、冲击热稳定性、加工稳定性、冲击性能会变差性能会变差。(3) 聚偏氯乙烯树脂聚偏氯乙烯树脂(PVDC)PVDC均聚物的加工温度范围非常窄，与一般均聚物的加工温度范围非常窄，与一般增塑剂的相容性又差，故常为增塑剂的相容性又差，故常为VDC和氯乙

29、烯、丙烯和氯乙烯、丙烯腈或丙烯酸酯共聚，以改善成型加工性能。腈或丙烯酸酯共聚，以改善成型加工性能。(4) 氯乙烯共聚物氯乙烯共聚物(a) 氯乙烯氯乙烯-乙酸乙烯共聚物乙酸乙烯共聚物 乙酸乙烯在共聚乙酸乙烯在共聚物中起到内增塑的作用，降低了分子链的有序性，物中起到内增塑的作用，降低了分子链的有序性，共聚物熔体流动性增加，韧性和耐寒性得到改善，共聚物熔体流动性增加，韧性和耐寒性得到改善，但力学性能、耐溶剂性会有所下降。但力学性能、耐溶剂性会有所下降。 (b) 乙烯乙烯-乙酸乙烯乙酸乙烯-氯乙烯共聚物氯乙烯共聚物 氯乙烯接氯乙烯接枝到乙烯枝到乙烯-乙酸乙烯共聚物上，其中硬质和半硬质乙酸乙烯共聚物上，

30、其中硬质和半硬质接枝共聚物具有优良的耐冲击性、耐候性和耐热接枝共聚物具有优良的耐冲击性、耐候性和耐热性；而软质接枝共聚物具有加工性能好、弹性和性；而软质接枝共聚物具有加工性能好、弹性和耐候性都优于耐候性都优于PVC塑料。塑料。 (c) 氯乙烯氯乙烯-丙烯共聚物丙烯共聚物 共聚物丙烯含量不共聚物丙烯含量不超过超过10%，流动性好，特别在高温下伸展率大，流动性好，特别在高温下伸展率大，制品透明性好，适合真空成型和吹塑成型。制品透明性好，适合真空成型和吹塑成型。 (d) 氯乙烯氯乙烯-丙烯酸酯共聚物丙烯酸酯共聚物 流动性、抗冲流动性、抗冲击性、耐寒性能都优于击性、耐寒性能都优于PVC，透明性好，成型

31、，透明性好，成型加工方便。加工方便。 (e) 氯乙烯氯乙烯-丙烯腈共聚物丙烯腈共聚物 阻燃、耐酸碱、阻燃、耐酸碱、防虫蛀等。防虫蛀等。(5) 氯乙烯共混物氯乙烯共混物PVC与丁腈橡胶共混、与丁腈橡胶共混、PVC与与CPE共混等，共混等，可显著提高冲击强度和耐磨性，且容易加工。可显著提高冲击强度和耐磨性，且容易加工。ABS改性的改性的PVC，可制成具有高冲击模量的，可制成具有高冲击模量的硬度较大的制品。硬度较大的制品。2.4 聚苯乙烯聚苯乙烯2.4.1 概述概述PS主要为自由基聚合，聚合方法有本体聚合、主要为自由基聚合，聚合方法有本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合。悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚

32、合。通用型聚苯乙烯通用型聚苯乙烯(GPPS)；可发性聚苯乙烯可发性聚苯乙烯(EPS)：悬浮聚合，发泡剂选用：悬浮聚合，发泡剂选用丁烷、戊烷、石油醚等挥发性液体，发泡倍率丁烷、戊烷、石油醚等挥发性液体，发泡倍率为为5070倍。倍。聚苯乙烯简称聚苯乙烯简称PS。PS的透明性高、加工流动性好、易着色、的透明性高、加工流动性好、易着色、易印刷、电绝缘性和刚性都很好；易印刷、电绝缘性和刚性都很好；PS的加工温度宽，成本低、刚性大、透明的加工温度宽，成本低、刚性大、透明性好、电性能不受频率的影响；性好、电性能不受频率的影响；EPS具有质量轻、热导率低、吸水性小、具有质量轻、热导率低、吸水性小、抗冲击性好等

33、优点；抗冲击性好等优点；但是，但是，PS的的韧性差韧性差、耐热性低、耐溶剂性、耐热性低、耐溶剂性差、耐化学试剂性差、耐沸水性差，并且容易差、耐化学试剂性差、耐沸水性差，并且容易出现出现应力开裂应力开裂的现象。的现象。2.4.2 PS的结构的结构PS中侧苯基的影响：中侧苯基的影响：PS中的侧苯基体积大，有较大的位阻效应，中的侧苯基体积大，有较大的位阻效应，而使而使PS的分子链变得刚硬。的分子链变得刚硬。PS的玻璃化温度高于的玻璃化温度高于PE和和PP，且刚性脆性，且刚性脆性较大，易产生内应力。较大，易产生内应力。PS为无定形聚合物，具有很高的透明性。为无定形聚合物，具有很高的透明性。PS中侧苯基

34、的影响：中侧苯基的影响：PS中的侧苯基使中的侧苯基使PS具有较高的化学活性，具有较高的化学活性，可在苯环上发生氯化、硝化、磺化等反应。可在苯环上发生氯化、硝化、磺化等反应。侧苯基可使主链上的侧苯基可使主链上的氢原子活化，在空气氢原子活化，在空气中易氧化生成过氧化物，并引起降解，因此中易氧化生成过氧化物，并引起降解，因此户外长期使用易变黄、变脆。户外长期使用易变黄、变脆。苯环为共轭体系，因此苯环为共轭体系，因此PS的耐辐射性较好。的耐辐射性较好。2.4.3 PS的性能的性能PS是无色、无味的透明刚性固体，透光率是无色、无味的透明刚性固体，透光率可达可达88%90%，制品质硬，密度为，制品质硬，密

35、度为1.041.07g/cm3，尺寸稳定性好尺寸稳定性好，收缩率低收缩率低。(1) 力学性能力学性能PS硬而脆，无延伸性，拉伸时无屈服现象，硬而脆，无延伸性，拉伸时无屈服现象，拉伸和弯曲性能优良，但拉伸和弯曲性能优良，但冲击强度很低冲击强度很低。(2) 热性能热性能PS的耐热性差、热变形温度为的耐热性差、热变形温度为7095，长期使用温度为长期使用温度为6080。PS的的热导率较低热导率较低，且基本不随温度的变化，且基本不随温度的变化而变化；但其线膨胀系数较大，与金属的相差而变化；但其线膨胀系数较大，与金属的相差甚为悬殊。甚为悬殊。如图所示，如图所示，PS的拉伸强度和拉伸模量都随的拉伸强度和拉

36、伸模量都随温度的升高而下降。温度的升高而下降。(3) 电性能电性能PS是非极性聚合物，因此具有良好的介电是非极性聚合物，因此具有良好的介电性能和绝缘性，并不受频率和湿度的影响。但性能和绝缘性，并不受频率和湿度的影响。但其表面电阻和体积电阻都较大，又不吸水，易其表面电阻和体积电阻都较大，又不吸水，易产生静电产生静电。(4) 化学性能化学性能PS具有很好的化学稳定性，但不耐氧化酸和具有很好的化学稳定性，但不耐氧化酸和氧化剂。氧化剂。PS易受酮、高级脂肪酸等的侵蚀，可溶于苯、易受酮、高级脂肪酸等的侵蚀，可溶于苯、甲苯、苯乙烯、四氯化碳等溶剂。甲苯、苯乙烯、四氯化碳等溶剂。PS的耐候性差的耐候性差(苯

37、基苯基位置的氢活化位置的氢活化)，长期，长期暴露于日光中会变色变脆，耐光性和氧化性都较暴露于日光中会变色变脆，耐光性和氧化性都较差，但具有优异的差，但具有优异的耐辐射性耐辐射性。2.4.4 PVC的加工性能的加工性能PS是无定形的聚合物，从开始熔融到分解的是无定形的聚合物，从开始熔融到分解的温度范围很宽，约在温度范围很宽，约在120180之间，且热稳定之间，且热稳定性较好，成型加工温度范围宽。性较好，成型加工温度范围宽。PS熔体的流动性好，加工时具有如下特点：熔体的流动性好，加工时具有如下特点：(1) PS吸湿性很低，成型加工时可不必干燥；吸湿性很低，成型加工时可不必干燥；(2) PS成型时，

38、分子链易取向，但冷却时，取向的成型时，分子链易取向，但冷却时，取向的分子链尚未松弛完成，易在制品中产生分子链尚未松弛完成，易在制品中产生内应力内应力，因此一般在因此一般在6080下热处理下热处理12h。(3) PS的成型收缩率较低，制品尺寸精确度高；的成型收缩率较低，制品尺寸精确度高；(4) PS主要的成型方法有主要的成型方法有注射、挤出和发泡注射、挤出和发泡。2.4.5 高抗冲聚苯乙烯高抗冲聚苯乙烯高抗冲聚苯乙烯简称高抗冲聚苯乙烯简称HIPS。目的：改善聚苯乙烯脆性大、耐热性性低等目的：改善聚苯乙烯脆性大、耐热性性低等缺陷。缺陷。组分：聚苯乙烯和橡胶。组分：聚苯乙烯和橡胶。机械共混法：机械共

39、混法：PS和丁苯橡胶、顺丁橡胶等机械共混，橡和丁苯橡胶、顺丁橡胶等机械共混，橡胶用量为胶用量为10%20%。由于两者相容性有限，橡胶相在由于两者相容性有限，橡胶相在PS相分散相分散不均匀，不均匀，PS的增韧效果不显著。的增韧效果不显著。接枝聚合法：接枝聚合法：丁苯橡胶或顺丁橡胶等溶解在苯乙烯单体丁苯橡胶或顺丁橡胶等溶解在苯乙烯单体中进行本体聚合或悬浮聚合。分子主链为丁二中进行本体聚合或悬浮聚合。分子主链为丁二烯和苯乙烯，侧支链为苯乙烯。烯和苯乙烯，侧支链为苯乙烯。此外，橡胶用量为此外，橡胶用量为5%10%，并且橡胶，并且橡胶相在相在PS相分散均匀，相分散均匀，PS的增韧效果明显。的增韧效果明显

40、。HIPS加工性能良好，可用注塑、挤出、加工性能良好，可用注塑、挤出、热成型、吹塑、泡沫成型等。热成型、吹塑、泡沫成型等。HIPS具有优异的冲击性能，尺寸稳定性具有优异的冲击性能，尺寸稳定性好、刚性好等优点，但是其拉伸强度、光稳好、刚性好等优点，但是其拉伸强度、光稳定性、氧渗透率都较差。定性、氧渗透率都较差。2.4.6 ABS树脂树脂ABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物。是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物。其中丙烯腈赋予聚合物优异的耐化学腐蚀性，且其中丙烯腈赋予聚合物优异的耐化学腐蚀性，且有一定的表面强度；丁二烯使聚合物呈现橡胶韧有一定的表面强度；丁二烯使聚合物呈现橡胶韧性；苯乙烯赋予

41、聚合物熔体较好的流动性。性；苯乙烯赋予聚合物熔体较好的流动性。目前，目前，ABS树脂单体含量一般为：树脂单体含量一般为：丙烯腈丙烯腈 20%40%；丁二烯；丁二烯 10%30%；苯乙烯苯乙烯 30%60%。ABS的性能的性能ABS树脂是外观不透明的无定形高分子材料，树脂是外观不透明的无定形高分子材料，呈浅象牙色，无毒无味，相对密度约为呈浅象牙色，无毒无味，相对密度约为1.05。ABS具有很高的光泽度，与其它材料结合性好，具有很高的光泽度，与其它材料结合性好，有利于表面涂层。有利于表面涂层。ABS燃烧缓慢燃烧缓慢(氧指数为氧指数为20)，无烧熔滴落，火，无烧熔滴落，火焰呈黄色并有黑烟，有特殊气味。焰呈黄色并有黑烟，有特