高分子原材料知识培训

1、高分子原材料知识培训12塑料塑料（根据受热行为和可否反复成型加工）热塑性塑料热固性塑料3热塑性塑料:具有多次重复加工性。受热时熔融，可进行各种成型加工，冷却时硬化。再受热，又可熔融加工。热固性塑料:不具有多次重复加工性。受热熔融成型的同时发生固化反应，形成立体网状结构，再受热不熔融，在溶剂中也不溶解，当温度超过分解温度时将分解破坏。塑料（根据使用范围和用途）通用塑料工程塑料通用工程塑料特种工程塑料5 通用塑料通用塑料：产量大、用途广、价格低,但是性能一般,主要用于非结构材料。包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料和氨基塑料等六大品种。这一类塑料的特点是产量大、用途广、价格低，它们占塑

2、料总产量的3/4以上，大多数用于日常生活用品。其中，以聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯这四大品种用途最广泛。 工程塑料工程塑料：是指能作为结构材料在机械设备和工程结构中使用的塑料。它们的机械性能较好，耐热性和耐腐蚀性也比较好，是当前大力发展的塑料品种。这类塑料主要有：聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、有机玻璃、 ABS塑料、聚苯醚、聚砜、氟塑料等 通过共聚、填充、增强、合金化等途径，可使通用塑料工程化，从而提高材料的性能价格比。7树脂树脂(resin)：是指受热后有软化或熔融现象，软化时在外力作用下有流动倾向，常温下是固态、半固态，有时也可以是液态的有机聚合物。广义地讲，可以作为塑料制品加工原料的任

3、何聚合物都称为树脂。8塑料塑料：指以树脂（或在加工过程中用单体直接聚合）为主要成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂，着色剂等添加剂为辅助成分，在加工过程中能流动成型的材料。塑料与树脂的区别塑料与树脂的区别: 树脂是纯的高聚物，而塑料是以树脂为主的高聚物制品。9塑料主要有以下特性塑料主要有以下特性：大多数塑料质轻，化学稳定性好，不会锈蚀；耐冲击性好；具有较好的透明性和耐磨耗性；绝缘性好，导热性低；一般成型性、着色性好，加工成本低；大部分塑料耐热性差，热膨胀率大，易燃烧；尺寸稳定性差，容易变形；多数塑料耐低温性差，低温下变脆；容易老化；某些塑料易溶于溶剂。 102.1聚乙烯2.1.1概述聚乙烯（poly

4、ethylene，简称PE）是由乙烯单体经自由基聚合或配位聚合而获得的高聚物。聚乙烯（PE）是通用合成树脂中产量最大的品种，产量居世界首位，占总树脂量的20%左右。CH2CH2CH2CH2nPolym.n聚乙烯主要有高密度聚乙烯(HDPE, High Density Polyethylene)，中密度聚乙烯(MDPE, Medium Density Polyethylene)，低密度聚乙烯(LDPE, Low Density Polyethylene)，线性低密度聚乙烯(LLDPE, Linear Low Density Polyethylene)等多种产品。 12比较项目高压法中压法低压法操

5、作条件聚合压力，MPa聚合温度， 引发剂98.1-245.2150-330微量氧或有机过氧化物2-7125-150金属氧化物260齐格勒-纳塔引发剂转化率，%16-27接近100接近100反应机理自由基型配位离子型配位离子型实施方法气相本体聚合液相悬浮聚合液相悬浮聚合工艺流程简单复杂复杂结构性能大分子支化程度相对密度纯度热变形温度， 高低（0.910-0.925）高50 ，较软介于两者之间居中（0.926-0.940）基本与低压法相同基本与低压法相同大分子排列整齐高（0.941-0.970）产品含有引发剂残基78，较硬 建设投资高低低操作费用低高高聚乙烯生产方法（高压法、中压法、低压法）比较1

6、32.1.2 聚乙烯的结构聚乙烯的结构乙烯的化学组成为碳和氢，重复结构单元为CH2CH2，是主链为碳原子组成的线型高聚物，是柔性很好的热塑性聚合物。依据聚合方法的不同，其产物结构不同，高压法合成的聚乙烯平均每1000个碳原子中含2030个支链，其中短支链为甲基、长支链为烷基（如正丁基等），而中压法和低压法合成的聚乙烯基本上无支链。高压聚乙烯的相对分子量为2500050000，结晶度为55%65%，密度为0.910.93，熔融温度为105，一般称为低密度聚乙烯。14中压法合成的聚乙烯，相对分子量为4500050000，结晶度为85%以上。低压法合成的聚乙烯相对分子量一般小于350000，超过一百

7、万的为超高分子量聚乙烯，结晶度80%以上，密度为0.920.97，熔融温度高于127。按照聚乙烯的结构与性能可以分为高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）和茂金属聚乙烯，此外，还有改性品种如乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）和氯化聚乙烯（CPE）等。 15聚乙烯分子链规整柔顺，易于结晶。冷却速度越快，结晶度越低。从而带来聚乙烯制品不同的结晶度，最后影响制品收缩率。聚乙烯分子量不同也会影响其性能。分子量越高，其拉伸强度、表面硬度、耐磨性、耐蠕变性能、耐溶剂和耐老化性能都会有所提高，耐断裂伸长率会降低。16聚乙烯分子量的大小可用

8、熔体流动速率表示，包括熔体质量流动速率（MFR： melt mass-flow rate）和熔体体积流动速率（MVR： melt volume-flow rate）。聚乙烯的MFR越大，则其分子量越小，流动性越好。熔体流动速率：在一定的温度和负荷下，熔体每10min通过标准口模的质量或体积。单位：g/10 min。它与分子量的大小成反比。 172.1.3 聚乙烯的性能一般性能一般性能: 聚乙烯树脂为无毒、无味的白色粉末或颗粒，外观呈乳白色蜡状固体。吸水率低，小于 0.01%。聚乙烯膜透明，并随结晶度的提高而降低。聚乙烯膜的透水率低但透气性较大，不适于保鲜包装而适于防潮包装。易燃、氧指数为17.

9、4，燃烧时低烟，有少量熔融物落滴，火焰上黄下蓝，有石蜡气味。聚乙烯的耐水性较好。制品表面无极性，难以粘合和印刷，经表面处理有所改善。支链越多其耐光降解和耐氧化能力越差。 18氧指数氧指数 (oxygen gas index): 在规定试验条件，为了维持燃烧所需的氧气最低浓度数值。该数值是由氧指数测定仪测试出来的，它表示当时混合气体(氮和氧)中含氧量。氧指数在26以上的可以认为具有难燃性，这种物质在平常空气中不能燃烧，比较安全。氧指数在26以下的就属于可燃的了。(空气是由78%氮气 及21%的氧气和少量的惰性气体及水蒸气等组成的). 19常用树脂的氧指数常用树脂的氧指数树脂氧指数，树脂氧指数，聚

10、缩醛有机玻璃聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯聚4甲基戊烯ABS聚酯聚氟乙烯聚砜醋酸纤维素AS150173174175178180191200226500190191氯化聚醚尼龙66聚苯醚聚砜P-1700聚酰亚胺聚砜PHS聚苯硫醚聚氯乙烯聚偏氯乙烯氯化聚氯乙烯聚四氟乙烯23224330030036538040040343745095020力学性能：力学性能：聚乙烯的力学性能一般，属于典型的软而韧聚合物材料。其拉伸强度较低，抗蠕变性不好，耐冲击性好。冲击强度LDPELLDPEHDPE，其他力学性能LDPELLDPEHDPE。力学性能主要受密度、结晶度和相对分子质量的影响，随着这几项指标的提高，其力学性能增大。

11、21热性能：热性能：聚乙烯的耐热性不高，其变形温度在塑料材料中是最低的。随分子量和结晶度的提高有所改善。耐低温性能好，脆性温度一般可达50以下；并随分子量的增大，最低可达140。聚乙烯的线膨胀系数大，最高可达 （2024）105 /K，其制品尺寸随温度改变变化较大。聚乙烯热导率较高，不宜作为良好的绝热材料来选用。22耐化学药品性能：耐化学药品性能：聚乙烯属于烷烃类惰性聚合物，具有良好的化学稳定性。在常温下耐酸、碱、盐类水溶液的腐蚀，但不耐强氧化剂如发烟硫酸、浓硝酸和铬酸等。聚乙烯在60以下不溶于一般溶剂，但与脂肪烃、芳香烃、卤代烃等长期接触会溶胀或龟裂。温度超过60后，可少量溶于甲苯、乙酸戊酯

12、、三氯乙烯、松节油、矿物油及石蜡中；温度高于100，可溶于四氢化萘及十氢化萘。23电学性能：电学性能：因聚乙烯无极性，而且吸湿率低，所以具有介电损耗低、介电强度大的电性能优异，即可以做高频绝缘材料、耐电晕性塑料，又可以做高压绝缘材料。但聚乙烯氧化时会产生羰基，使其介电损耗有所提高，如果作为电气材料使用，在聚乙烯必须加入抗氧剂。24环境性能：环境性能：由于聚乙烯分子中含有少量羰基，日光照射时会吸收波长范围为290300nm的光波，使制品最终变脆。其耐候性不好，日晒、雨淋都会引起老化，需要加入抗氧剂和光稳定剂改善。环境应力开裂环境应力开裂：聚乙烯在许多活性物质的作用下会产生开裂现象。活性物质包括：

13、酯类、硫化或磺化醇类、有机硅液体和潮湿土壤等。所以聚乙烯不宜来制备盛装这些物质的容器，也不宜单独用于制备埋入地下的电缆包皮。25（1）聚乙烯的吸水率低，加工前不需要干燥处理。（2）在加工过程中，选择合适的熔体流动速率非常重要。如注射成型与吹塑成型对熔体流动速率大小的要求不同。2.1.4聚乙烯的加工性能用途熔体流动速率,g/10minLDPELLDPEHDPE吹塑薄膜重包装薄膜挤出平膜单丝、扁丝管材、型材中空吹塑容器电缆绝缘层注塑制品涂覆旋转成型0.38.00.11.01.4 2.50.1 5.00.3 0.50.2 0.41.5 5020 2000.75 200.3 3.30.1 1.62.5

14、 4.01.0 2.00.2 2.00.3 1.00.4 1.02.3 503.3 111.0 250.5 8.03.0 6.0.25 1.20.1 5.00.2 1.50.5 8.02.0 205.0 103.0 20262.1.5聚乙烯的加工工艺 聚乙烯是一种典型的热塑性塑料，因此聚乙烯的加工都是在熔融状态下进行的，成型时的熔体温度一般比聚乙烯熔点高4050 0C 成型工艺包括：注射成型、挤出成型、中空吹塑成型、真空热成型和旋转成型。塑料注射成型机塑料注射成型机制品注射成型：包括加料、物料熔融、注射、制品冷却和脱模五个步骤。可保持模具腔所赋予的形状，打开模具后可得到所需要的制品。聚乙烯具有

15、良好的注塑成型加工性。挤出成型机制品挤出成型：它是用加热或其它方法使塑料成为流动状态，然后在机械力（或压力）的作用下使其通过塑模（口模）而成为连续的型材。 可制备管材、板材、单丝、棒材、薄膜等。中空吹塑机中空吹塑：先从挤出机中挤出管形型坯，再将型坯置于模具中通气吹至要求形状，成为封闭的中空容器用途占树脂的比例制品薄膜类制品LDPE的50%HDPE的10%LLDPE的70%用于食品、日用品、蔬菜、收缩、自粘、垃圾等轻质包装膜，地膜、棚膜、保鲜膜等。重包装膜，撕裂膜、背心袋等。包装膜，垃圾袋、保鲜袋、超薄地膜等。注塑制品HDPE的30%LDPE的10%LLDPE的10%日用品如：盆、筒、篓、盒等，

16、周围箱、瓦楞箱、暖瓶壳、杯、台、玩具等。中空制品以HDPE为主用于装食品油、酒类、汽油及化学试剂的桶，玩具管材类制品以HDPE为主给水、输气、灌溉、穿线、吸管、笔芯用的管材，化妆品、药品、鞋油、牙膏等用的管材。丝类制品圆丝用HDPE扁丝用HDPE和LLDPE渔网、缆绳、工业滤网、民用纱窗等。纺织袋、布、撕裂膜。电缆制品以LDPE为主电缆绝缘和保护材料其他制品HDPE/LLDPELDPE打包带型材312.1.7其它种类的聚乙烯1、超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）：是一种新型热塑性工程塑料，粘均分子量在150万以上，最高可达700万。它的分子结构和普通聚乙烯完全相同。普通聚乙烯的分子量一般在4万

17、12万，随着分子量的大幅度升高，树脂的某些性能会发生突变，比如耐磨性佳；抗冲击性强，而且在低温时抗冲击强度仍保持较高数值;自润滑性好等。UHMW一PE可以取代碳钢、不锈钢、青铜等，用于纺织、造纸、食品机械、运输、陶瓷、煤炭，医用材料等领域。目前，世界上超高分子量聚乙烯年生产能力为8万吨。我国UHMWPE年生产能力为一万吨。 32UHMW-PE的成型加工方法：n粉末压制烧结n挤出、注塑和吹塑与中分子量聚乙烯、低分子量聚乙烯、聚丙烯、液晶材料或助剂共混n模压成型法、柱塞挤出法、螺杆挤出法和注塑法。2、低分子量聚乙烯（LMW-PE）：又称，聚乙烯蜡，合成蜡。是一种无毒、无味、无腐蚀性的白色或淡黄色的

18、蜡状物。分子量：500-5000，蜡状物，用于塑料加工、橡胶加工、油墨、精密铸造、蜡制品、热粘胶等领域中。3、交联聚乙烯：1、辐射交联：高能射线及快电子或辐射性同位素的照射 2、过氧化物交联：过氧化异丙苯3、硅烷交联：两步法，一步法，乙烯硅烷共聚交联法。用途：电线、电缆、热水管材、热收缩管材等4、茂金属聚乙烯(m-PE)mPE：茂金属PE，上世纪90年代最重大的技术进步。美国埃克森公司91年工业化。分子量高分布窄，支链短而少，密度低，纯度高，高拉伸强度，高透明性，耐穿刺性好，热封温度低等。5、氯化聚乙烯(CPE)：含氯量25-40%：软质；40%：硬质 优异的冲击性能、阻燃性能、耐热性能。长期

19、使用温度为120。它的耐候性能、耐油性能、耐酸碱性能和耐臭氧老化性能优良，耐磨性、电绝缘性好。 主要用途：可作为橡胶复合材料，PVC的增韧剂。也可做电线、电缆的包皮，阻燃薄膜（含氯10%）等6、氯磺化聚乙烯（CSM): 在有SO2存在时对PE氯化。氯含量：27-45%，硫含量：1-5%。 可作为天然橡胶或合成橡胶的改性；衬垫、输送带，电缆绝缘层等。?357、乙烯共聚物:A、乙烯丙烯酸乙酯共聚物（EEA)：B、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）:C、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物（EMA）：D、乙烯丙烯酸类共聚物（EAA 或 EMAA):E、乙烯乙烯醇共聚物（EVOH)：F、离子聚合物：类似橡胶的弹性，介

20、于热塑性塑料和热固性塑料之间的刚性和其它力学性能。362.2 聚丙烯CH2CHCH3CHCH3CH2nPolym.npropylenePolypropylenePP聚丙烯的立体结构382.2.1 PP概述 聚丙烯（PP）作为热塑性塑料聚合物于1957年开始商品化生产，是有规立构聚合物中的第一个品种。2004年全国总产量达到300万吨。它在热塑性塑料领域内有十分广泛的应用，特别是在纤维和长丝、薄膜挤压、注塑加工等方面。 PP：白色蜡状固体，密度0.890.92 /cm3.2.2.2 PP的结构聚丙烯大分子链上侧甲基的空间位置有三种不同的排列方式，即等规、间规和无规。等规指数（或等规度）：在等规聚

21、丙烯中，等规聚合物所占的比例。一般由正庚烷回流萃取去掉无规和低分子量聚合物的剩余物，用质量分数（）表示。目前生产的PP中95为等规聚丙烯。41聚丙烯的分子量对其性能也有影响，PP的分子量习惯上用熔体流动速率（MFR）表示。聚丙烯的结晶：PP制品的晶体属球晶结构，具体形态有、和拟六方4种晶型。PP制品球晶种类对性能影响大，球晶尺寸对制品性能影响更大，大球晶制品的冲击强度低、透明性差，而小球晶则相反。PP的偏光显微镜（POM）照片432.2.3 PP的性能力学性能：力学性能：PP的强度、刚度和硬度都比PE高，光泽性也好。PP的冲击强度较低，对温度依赖性较大。 PP的冲击强度还与分子量、结晶度、结晶

22、尺寸等因素有关。PP有优良的抗弯曲疲劳性，其制品在常温下可弯折106次而不损坏。电性能电性能：PP具有优异的电绝缘性能，是优异的介电材料和绝缘材料，并可作为高频绝缘材料。但由于PP低温脆性的影响，其在绝缘领域的应用远不如PE和PVC，主要用于电信电缆的绝缘和电器外壳。44热性能：PP具有良好的耐热性，可在100 oC以上使用。PP的耐沸水、耐蒸汽性良好，特别适用于制备医用高温消毒设备。PP的热导率小于PE，是很好的绝热保温材料。耐化学药品性：PP具有很高的耐化学腐蚀性。在室温下不溶于任何溶剂，但在某些溶剂中可溶涨。PP还有很好的耐环境应力开裂性。在高温下可溶于四氢化萘、十氢化萘和1，2，4三氯

23、代苯。45环境性能环境性能：PP耐候性较差，叔碳原子的氢易氧化，对紫外线很敏感，在氧和紫外线作用下易降解。因此在PP生产中必须加入抗氧剂和光稳定剂。其它性能其它性能：PP极易燃烧，可加阻燃剂； PP氧气透过率较大，可用表面涂敷阻隔层或多层共挤改善。PP透明性较差，可加入成核剂来提高其透明性。2.2.4 PP的加工时的注意事项1. 聚丙烯的吸水率较低，在成型加工前不需干燥。2. 提高压力和温度都可以改善PP的熔体流动性，但以提高压力较为明显。3. PP成型收缩率较大，一般在15之间，且有明显的后收缩性。在加工过程中易发生取向。474. PP容易氧化降解，在高温下对氧特别敏感。一般可加抗氧剂，减少

24、受热时间，避免与氧接触。5. PP一次成型优良，几乎所有的成型加工方法都可适用，其中最常用的是注射成型和挤出成型。482.2.5 PP的改性PP的缺点：低温脆性大、热变形温度低、收缩率大、厚壁制品易产生缺陷等。为克服上述缺点，需对PP进行改性，如聚丙烯共聚物、聚丙烯合金（即聚丙烯共混物）以及含有各种填料、添加剂、增强剂的改性聚丙烯品种。A. 聚丙烯共聚物： 主要为丙烯和乙烯的共聚物，可分为无规共聚物和嵌段共聚物。a. 聚丙烯无规共聚物：乙烯单体含量17。与均聚PP相比，具有较好的光学透明性、柔顺性、较低的熔融温度和较高的冲击强度；但刚度、硬度和耐蠕变性能等比均聚PP低1015。主要用于高透明薄

25、膜、上下水管、供暖管材及注塑制品。b. 聚丙烯嵌段共聚物：乙烯单体含量520。它既有较好的刚性，又有较好的低温韧性。主要用于大型容器、中空吹塑容器、机械零件、电线电缆等。50n制备工艺： 等规聚丙烯或无规聚丙烯悬浮或溶解在某溶剂中，以有机过氧化物为引发剂，与甲基丙烯酸（酯）或丙烯酸（酯）、苯乙烯、乙酸乙酯、富马酸、马来酸（酐）等单体进行接枝共聚合。在聚丙烯分子链上接枝弹性链段，可以提高聚丙烯的冲击强度和低温性能；接枝适当的极性基团，可以改善聚丙烯的粘接性能、染色性能、抗静电性能等。用途：黏合剂、涂料以及防水涂层。c. 接枝聚丙烯51B. 聚丙烯合金：a. PPHDPE：主要为改善PP的韧性。一

26、般加入1040的HDPE。b. PP热塑弹性体共混：主要为改善韧性、耐寒性。常用的热塑弹性体EPM、EPDM和SBS。常用于汽车保险杠和安全帽。c. PP聚酰胺：主要为改善PP的耐寒性、耐磨性、抗冲击性和染色性。二者相容性较差，常加入少量顺丁烯二酸酐与PP的接枝共聚物作相容剂。52C. 填充聚丙烯D. 增强聚丙烯E. 茂金属聚丙烯 （间规立构）532.2.6 其他聚烯烃A. 聚1丁烯，PB：Poly（1-butylene）CH2CHCH2CH3nPB具有极好的抗蠕变性，是聚烯烃中最好的。有较好的抗应力开裂性（分子量很高）。它的加工性能介于HDPE和PP之间。PB可以作薄膜，也可作包装化学药品及

27、化肥的塑料袋。齐格勒纳塔催化剂催化，室温常压聚合Tm1124；d10.89g/cm3Tm2135；d20.95g/cm3；54B. 聚4甲基1-戊烯, P4MP: Poly(4-methyl-pentene )CH2CHCH2CH(CH3)2nP4MP是塑料中最轻的。结晶区和非晶区折射率一致，透明性极好（90），且不随制品厚度变化，可在150 0C以下作为透明的特殊材料使用。P4MP可用作医疗器具、光学和照明器材，并可作食品包装膜。可以注射成型，也可以挤出和吹塑成型。552.2.7 PP应用举例聚丙烯聚丙烯 是一种热塑性塑料，比重轻，成品表面硬度大，弹性高，耐热性、化学稳定性、绝缘性良好。产品

28、的加工适应性很强，广泛应用于注塑、挤出扁丝、吹膜、喷丝、改性工程塑料等工业和民用塑料制品加工领域，可用于制造食品容器具和食品包装产品。56服装的挂装包装 聚丙烯包装薄膜适用于服装、针纺织品、食品、邮票、照片等的包装。 58聚丙烯打包带工程带聚丙烯打包带工程带具有比重轻、拉力强、美观、不生锈、耐腐蚀的特点。打包带适用于各种物品的捆扎包装，工程带可代替钢筋在桥台、引桥、驳岸等加筋土工程中作拉筋用，可根据需要生产各种颜色打包带。 59聚丙烯塑料挂钩 聚丙烯塑料接头挂钩接头与洗衣机软管连接状60聚丙烯中空纤维超微过滤膜组件 PP管本色为透光奶白， 长期使用温度高达 120 0C，耐寒，表面光滑，刚性，

29、耐磨，抗应力开裂性，耐大部分化学药品，无毒，延伸性良好。热加工收缩率大。价格低廉。 通常为红色、白色、黑色、兰色等。可用于灯饰、电子、玩具、五金等等。 622.3 聚氯乙烯Poly(vinyl chloride)：PVC CH2CHClnCH2CHClnPolym.632.3.1 概述 80%90%的的PVC树脂是通过悬浮聚合合成树脂是通过悬浮聚合合成的，其次是乳液聚合合成的。 树脂按形态不以分为粉状和糊状两种树脂按形态不以分为粉状和糊状两种，粉状常用于生产压延和挤出制品，糊状树脂常用于人造革、壁纸、儿童玩具及乳胶手套等。 聚氯乙烯是由氯乙烯单体经自由基聚合而成的聚合物，聚氯乙烯是由氯乙烯单体

30、经自由基聚合而成的聚合物，简称简称PVC。是最早实现工业化的树脂品种之一，在20世纪60年代以前是产量最大的树脂品种，60年代后退居第二位。现在排在PE、PP之后居第三位。 64按树脂结构不同可以分为按树脂结构不同可以分为紧密型紧密型和和疏松型疏松型两种两种，其中疏松型呈棉花团状，可以大量吸收增塑剂，常用于软制品的生产；紧密型呈乒乓球状，吸收增塑剂能力低，主要用于硬制品的生产。按相对分子质量的大小可以将PVC分为分为通用型通用型和和高聚合度高聚合度两两类类。通用型PVC的平均聚合度为5001500，高聚合度型的平均聚合度大于1700以上。常用的是第一种类型。PVC树脂的牌号以粘度和平均聚合度大

31、小表示，如下表所示。牌号特性黏度平均聚合度用途SG-1SG-2SG-3SG-4SG-5SG-6SG-71541441431361351271261181171071069695851800165016501500150013501350120011501000950850850750高级绝缘材料绝缘材料、软制品绝缘材料、膜、鞋膜、软管、人造革硬管、型材硬管、纤维、透明片吹塑瓶、透明片、注塑其中：S为悬浮法，G为通用型PVC是无定型的热塑性树脂，分子链上的氯、氢原子空间排列基本无序空间排列基本无序，制品的结晶度低，一般只有5%15%。PVC分子链中含有强极性强极性的氯原子，分子间力大分子间力大，

32、使PVC制品的刚性、硬度、力学性能提高，并赋予优异的难燃性能（氧指数：40.3 ），但其介电常数和介电损耗比PE大。PVC树脂含有聚合反应中残留的少量双键、支链及引发剂残少量双键、支链及引发剂残基基，加上两相邻碳原子之间含有氯原子和氢原子，容易脱氯化氢，使PVC在光、热作用下发生降解反应。CH2CHCln2.3.2 PVC的结构672.3.3 PVC的性能聚氯乙烯树脂为白色或淡黄色的粉末聚氯乙烯树脂为白色或淡黄色的粉末，相对密度为1.351.45；纯聚氯乙烯的吸水率和透气性都很小。化学性能：化学性能：PVC可耐除发烟硫酸和浓硝酸以外的大多数无机酸、碱、多数有机溶剂（如乙醇、汽油和矿物油）和无机

33、盐，适合作化工防腐材料。PVC在酯、酮、芳烃及卤代烃中溶胀或溶解，其中最好的溶剂是四氢呋喃和环已酮。PVC在光、氧、热的长期作用下，容易发生降解，引起PVC制品颜色的变化，变化的顺序为：白色粉红色淡黄色褐色红棕色黑色。68力学性能力学性能：PVC宏观上比PE具有较高的强度、刚度、硬度和较低的韧性，断裂伸长率和冲击强度均下降。其力学性能随分子量的增大而提高，但随温度的升高而下降。 未增塑的PVC的拉伸曲线属于硬而较脆的类型。PVC中加入的增塑剂数量多少对力学性能影响很大，一般随增塑剂含量的增大，力学性能下降。硬质PVC的力学性能好，其弹性模量很大（15003000MPa）；而软质PVC的弹性模

34、量 较 小 （ 1 . 5 1 5 M Pa ） ， 但 断 裂 伸 长 率 高 达200%450%。聚氯乙烯的耐磨性一般。热性能：热性能：PVC的热稳定性很差的热稳定性很差，纯聚氯乙烯树脂在140即开始分解，到180迅速分解，而粘流温度160，因此纯PVC树脂难以用热塑性方法加工。在PVC生产时必须加入热稳定剂。聚氯乙烯的线膨胀系数较小，具有难燃性，其氧指数高达47。PVC基本属于无定型聚合物。080属于玻璃态；80175属于高弹态；175190为融熔范围（期间无明显的熔点）；190200属于粘流态；200以上会发生快速分解。聚合温度对PVC有巨大影响。70电性能：电性能：PVC的电性能较好

35、，但由于本身极性较大，其电绝缘性不如PE和PP，介电常数、介电损耗和体积电阻率较大；PVC的电性能受温度和频率的影响较大，同时耐电晕性不好，因此，一般只能用于中低压和低频绝缘材料。PVC的电性能与聚合方法有关，悬浮法较乳液法好，并且受添加剂种类影响较大。 712.3.4 PVC的成型加工PVC粉末树脂以颗粒状态存在粉末树脂以颗粒状态存在，其中悬浮法树脂的颗粒大小为50250m，乳液法树脂的颗粒大小3070m。可以用挤出、吹塑、注塑、压延、搪塑、发泡、压制、真空成型等方法进行加工。PVC在加工前需要在加工前需要干燥处理干燥处理条件是110，11.5h。PVC遇金属离子会加速降解遇金属离子会加速降

36、解加工前要进行磁选，设备不应有铁锈。72聚氯乙烯的加工稳定性不好：聚氯乙烯的加工稳定性不好：熔融温度（160）高于分解温度（140），不进行改性难以用熔融塑化的方法加工。改性方法一是在其中加入热稳定剂，以提高分解温度，使其在熔融温度之上；二是在其中加入增塑剂，以降低其熔融温度，使其在分解温度之上。要求加工温度控制要精确，加工时间尽量短。73 助剂的品种和用量对PVC物理性能影响较大。其制品的软硬程度可以通过加入增塑剂量的多少进行调整，制成软硬相差悬殊的制品。硬聚氯乙烯：不含增塑剂或含增塑剂低于10的PVC；软质聚氯乙烯：含增塑剂超过40的PVC。PVC熔体的流动性不好熔体的流动性不好: 并且熔

37、体强度低，易产生熔体破碎和制品表面粗糙等现象；尤其使聚氯乙烯硬制品，此现象更突出，必须加入加工助剂,并且在注射时采用中速或低速，不宜采用高速。742.3.5 PVC的加工助剂稳定剂稳定剂: 包括热稳定剂、抗氧剂和紫外线吸收剂。包括热稳定剂、抗氧剂和紫外线吸收剂。热稳定剂热稳定剂：铅及其化合物铅及其化合物（如二碱式碳酸铅、三碱式硫酸铅（如二碱式碳酸铅、三碱式硫酸铅等），能与放出的等），能与放出的HCl反应，生成氯化铅。成本低，效果及反应，生成氯化铅。成本低，效果及电性能好。但遇硫有着色污染性，毒性大，透明性不好，适电性能好。但遇硫有着色污染性，毒性大，透明性不好，适用于电气、唱片工业。用于电气、

38、唱片工业。马来酸二丁基锡等有机物马来酸二丁基锡等有机物，效率高、，效率高、透明、稳定性好，但成本高。适用于透明的特殊制品，吹塑透明、稳定性好，但成本高。适用于透明的特殊制品，吹塑瓶子。瓶子。助剂: 稳定剂、增塑剂、润滑剂、填料等。稳定剂、增塑剂、润滑剂、填料等。7576抗紫外线吸收剂：抗紫外线吸收剂：钡、镉复合稳定剂耐紫外线，但有毒。钡、镉复合稳定剂耐紫外线，但有毒。与钙盐配合使用，可产生协同作用，较好的防止加热变色与钙盐配合使用，可产生协同作用，较好的防止加热变色问题。问题。增塑剂：增塑剂：与与PVC有较好的相容性，即溶解度参数相近。并有较好的相容性，即溶解度参数相近。并可在可在150 0C

39、以下混合等。常用的有邻苯二甲酸酯类、脂肪以下混合等。常用的有邻苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、磷酸酯类等。族二元酸酯类、磷酸酯类等。硬聚氯乙烯：不含增塑剂或含增塑剂低于10；软质聚氯乙烯：含增塑剂超过4070。77润滑剂：润滑剂：由于由于PVC的熔体黏度高以及熔体黏附金属的倾向大，的熔体黏度高以及熔体黏附金属的倾向大，熔体之间和熔体与加工设备之间的摩擦力大，就需要加入润熔体之间和熔体与加工设备之间的摩擦力大，就需要加入润滑剂来克服摩擦力，滑剂来克服摩擦力，改善聚合物的加工流动性改善聚合物的加工流动性。常用的有硬。常用的有硬脂酸铅、硬脂酸钙或蜡等。脂酸铅、硬脂酸钙或蜡等。79填料及其他添加剂：填

40、料及其他添加剂：填料的加入，可以提高制品的硬度、改善电性能、降低成本等。常用的填料有碳酸钙、滑石粉、硫酸镁等。另外，为了改善PVC的其他性能，还可以在其中加入抗静电剂、着色剂、防霉剂、紫外线吸收剂、荧光增白剂等。80保鲜膜分为三种：第一种PE，主要用于食品的包装，像我们平常买回来的水果、蔬菜用的这种膜，包括在超市采购回来的半成品都用的是这种材料；第二种PVC，这种材料也可以用于食品包装，但它对人体的安全性可能会有一定的影响；第三种来讲是聚偏二氯乙烯，简称PVDC，主要用于一些熟食、火腿等这些产品的包装。 PVC的安全问题主要来源于聚氯乙烯树脂中残留的氯乙烯单体（vinyl chloride m

41、onomer, VCM）以及所使用的加工助剂。 2.3.6 PVC2.3.6 PVC的安全性的安全性81VCM是一种略有芳香味，常温常压下无色的气体。1987年氯乙烯被国际癌症研究机构（IARC）列为人类致癌物（Group 1）。 加工助剂中的邻苯二甲酸二乙基乙酯（DEHP）和乙基己基胺（DEHA）在2000年被IARC列为三类致癌物，即尚不能确定对人类有致癌作用。82对于PVC包装材料，韩国环境部1993年8月禁止使用PVC涂料，2001年1月禁止使用PVC收缩薄膜，2004年1月禁止使用PVC材料包装鸡蛋、油炸食品、汉堡包和三明治。禁止使用PVC材料的原因为：（1）邻苯二甲酰化作用、己二酸

42、、单体的毒性作用；（2）焚烧时二恶英及含氯有毒气体的产生；（3）难以再利用造成的环境影响。韩国还禁止使用DEHP和DEHA。 83我国现行适用于PVC保鲜膜的国家卫生标准中规定VCM1.0mg/kg（GB9681-1988，食品包装用聚氯乙烯成型品卫生标准）。在GB9685-2003食品容器、包装材料用助剂使用卫生标准的20类64种我国容许使用的食品容器和包装材料用助剂中不包括DEHP和DEHA。 二恶英（dioxin）二恶英是一种有剧毒的含氯有机化合物，是目前世界上已知的有毒化合物中毒性最强的。它的致癌性极强，相当于氰化钾的300倍，0.1克的二恶英可导致数十人死亡，导致上千只禽类死亡。PV

43、C是二恶英的主要来源。当PVC生产、回收和在焚烧炉中毁弃，或者PVC的产品在意外燃烧时如垃圾掩埋时，就会产生二恶英。 2.3.7 PVC2.3.7 PVC的应用的应用硬质硬质PVC塑料塑料管材：管材：各种输送物料的管型材：型材：门、窗、家具等板材：板材：瓦楞板、密实板、发泡板等片材：片材：吸塑制品如包装盒等丝类：丝类：纱窗、蚊帐、绳索等瓶类：瓶类：食品、药品、化妆品包装材料等注塑品：注塑品：管件、阀门、办公用品、壳等软质软质PVC塑料塑料薄膜：薄膜：大棚膜、包装膜、装饰膜，雨衣等电缆：电缆：中低压绝缘和电缆料等鞋类：鞋类：雨鞋、凉鞋、鞋底、鞋面材料等革类：革类：人造革、地板革、壁纸等其他：其他

44、：软透明管、唱片及垫片等87PVC防水卷材88用聚氯乙烯塑料添加部分二次料，经挤出滚压制成，供制造电缆时做成缆线芯、绕包和绝缘修理使用。 90聚氯乙烯内螺纹球阀 聚氯乙烯电磁阀 912.4 聚苯乙烯树脂CH2CHnCH2CHnPolym.StyrenePolystyrene （ PS ）922.4.1 概述 早在1839年人们即发现水汽蒸馏苯乙烯出现苯乙烯的固化反应，当时认为是氧化。20世纪30年代，为备战需要，德国加快了工业生产苯乙烯及苯乙烯聚合物的开发工作，1933年法本公司开发了连续本体聚合生产聚苯乙烯的工业生产技术。美国于1938年开发了苯乙烯釜式本体聚合工业生产技术。在50年代初道化

45、学公司推出高抗冲聚苯乙烯商品（HIPS），1953年美国出现了ABS树脂，并于1958年建厂投产。 93 聚苯乙烯(PS：Polystyrene)是产量仅次于PE、 PP和 PVC的通用树脂，分为通用聚苯乙烯（GPPS：General Purpose Polystyrene ）、抗冲聚苯乙烯（HIPS：High-impact polystyrene ）和发泡聚苯乙烯（EPS：Expanded polystyrene ）3种。 聚苯乙烯树脂在工业上主要采用本体法和悬浮法制得，其中稀释剂本体法最为常用。94 第一种是首先把PS树脂制备成含有发泡剂的珠粒，称为可发性聚苯乙烯（EPS）。其方法是将PS

46、珠粒在加热、加压条件下把戊烷、丁烷、石油醚等低沸点物理发泡剂渗入到珠粒中去，再使之溶胀即制得EPS珠粒。然后将EPS再通过预发泡、熟化处理，最终经过模压成型制得PS泡沫制品。这种产品主要为厚板、包装箱等。 第二种是直接将发泡剂(如偶氮化合物、碳酸铵等)及其他助剂与PS混合均匀，然后通过挤出发泡、冷却定型即可。其主要产品为片材、仿木型材等。EPS制备方法95泡沫塑料是被广泛应用的包装缓冲材料, 根据产品易碎性，运输方式，目的地以及其它特殊情况而设计。常见泡沫塑料有聚苯乙烯泡沫(EPS)、聚丙烯泡沫(EPP)、聚乙烯泡沫(EPE) 和聚氨酯泡沫(PU)。EPP与EPE抗潮能力好，有回弹力具有良好的

47、多次缓冲性能。EPS具有良好的绝缘能力以及缓冲性能。PU常被用作轻型产品的缓冲材料。 96聚苯乙烯的结构 PS的大分子主链为饱和烃类聚合物，具有良好的电绝缘性；又因吸湿性小，可用于潮湿环境中。 PS的侧基为体积大的苯环，分子结构不对称，大分子链运动困难，PS呈现刚性和脆性，制品易产生内应力。 PS的侧苯基在空间的排列为无规结构，导致PS为无定型聚合物，具有很高的透明性；97 侧苯基的存在使聚苯乙烯的化学活性要大一些，苯环所能进行的特征反应如氯化、硝化、磺化等聚苯乙烯都可以进行。由于苯基的存在，主链上氢原子活化，易于被空气中的氧氧化，制品长期户外使用变黄变脆。但同时，苯基的存在又赋予其较高的耐辐

48、射性能，在106Gy辐射剂量下，性能变化很小。98一般性能：PS为无色透明的粒料，燃烧时发浓烟并带有松节油气味，吹熄可拉长丝；制品质硬似玻璃状，落地或敲打会发出类似金属的声音；能断不能弯，断口处呈现蚌壳色银光。2.4.2 聚苯乙烯的性能99光学性能光学性能：透明性好是PS最大的特点，透光率可达88%92%，同PC和PMMA一样属最优秀的透明塑料品种，人称三大透明塑料。PS的折射率为.591.60，但因苯环的存在，其双折射较大，不能用于高档光学仪器。 力学性能力学性能： PS硬而脆、无延伸性、拉伸至屈服点附近即断裂。PS的拉伸强度和弯曲在通用热塑性塑料中最高，其拉伸强度可达60MPa；但冲击强度

49、很小，难以用做工程塑料。PS的耐磨性差，耐蠕变性一般。PS的力学性能受温度的影响比较大。 100热学性能热学性能： PS的耐热性能不好，热变形温度仅为7095，只可长期在6080温度范围内使用。PS的耐低温性也不好，脆化温度为-30。PS的热导率低，一般为0.100.13W/(mK)，基本不随温度变化而变化，是良好的绝热保温材料；线膨胀系数较大，为(68)10-5K-1，与金属相差悬殊，故制品不易带金属嵌件。电学性能电学性能： PS的电绝缘性优良，且不受温度和湿度的影响，适于做高频绝缘材料。但易产生静电，使用时需要加入抗静电剂。 101化学性能化学性能： PS的化学稳定性较好，可耐一般酸、碱、

50、盐、矿物油及低级醇等，但不耐氧化酸，如硝酸和氧化剂的侵蚀。PS还受许多烃类、酮类及高级脂肪酸等侵蚀，可溶于芳烃(如苯、甲苯、乙苯及苯乙烯等)、氯化烃(如四氯化碳、氯仿、二氯甲烷及氯苯)及酯类等。环境性能环境性能： PS的耐候性不好，其耐光、氧化性都差，不适于长期户外使用；但PS的耐辐射性好。 1022.4.3 聚苯乙烯的加工性能 PS属无定形树脂，无明显熔点，熔融温度范围比较宽。可在120180之间成为流体，并且热稳定性较好，因此，成型加工可在很宽的范围内进行。 PS的吸水率比较低，在加工前一般不需干燥；如有特殊需要时(如要求透明性高)才干燥。 PS在加工中易产生内应力，除选择正确的工艺条件、

51、改进制品设计和合理的模具结构外，还应对制品进行热处理。热处理的条件为在温度6585热风循环干燥箱或热水中处理13h。PS成型收缩率比较低，一般仅为0.2%0.7%，有利于成型尺寸精度较高及尺寸稳定的产品。1032.4.4 聚苯乙烯的用途电器制品：电器制品：PS兼有透明性和绝缘性好，可用于电视机、录音机及各种电器的配件、壳体及高频电容器等。透明制品：透明制品：PS具有优异的透明性，可用于一般光学仪器、透明模型、灯罩、仪器罩壳及包装容器等。PS的着色性和光泽性好，可广泛用于日用品的生产，具体有儿童玩具、装饰板、磁带盒、家具把手、梳子、牙刷把、笔杆及文具等。包装材料：包装材料：主要是PS泡沫塑料，多

52、用于电器、精密仪表、工艺品、玻璃制品及陶瓷制品等包装；隔热材料等。104105航航 空空 杯杯高高 脚脚 杯杯1062.4.5 高抗冲聚苯乙烯（HIPS：High-Impact Polystyrene ）GPPS的缺陷：脆性大、耐热性低等。为改善这些缺陷，通过机械共混和接枝聚合法，把一定量的橡胶引入到PS中，制备HIPS。HIPS机械共混法：丁苯橡胶或顺丁橡胶，1020。橡胶相分散不均匀，效果不显著。接枝聚合法：把丁苯橡胶或顺丁橡胶（一般为510）溶解在苯乙烯单体中进行本体或悬浮聚合，使PS的韧性大幅提高。1072.4.6 ABS树脂ABS树脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，即Acryl

53、onitrile-butadiene-styrene ，简称ABS。ABS树脂兼有三种组分的共同性能，成为具有“坚韧、质硬、刚性”的材料。丙烯腈能使聚合物耐化学腐蚀，且有一定的表面强度；丁二烯使聚合物呈橡胶韧性；苯乙烯使聚合物显现热塑性塑料的加工特性，即较好的流动性。控制A：B：S (一般为20：30：50)的比例可以调节其性能生产出不同型号、规格的ABS树脂，以适应各种不同需要。CH2CHCNCH2CHCHCH2xyzCH2CH108ABS的应用领域的应用领域汽车工业： 汽车工业中有众多零件是用ABS或ABS合金制造的，如上海的桑塔纳轿车，每辆车用 ABS11kg,位列汽车中所用塑料第三。在

54、其它车辆中，ABS的使用量也颇惊人。2000年我国汽车用 ABS的量就达到3.5万吨，预测到2010年，此值将达到6万吨，轿车中主要零部件使用ABS的如仪表板用 PC/ABS作骨架，表面再复以PVC/ABS制成的薄膜。此外，车内装饰件大量使用了ABS，如手套箱、杂物箱，门槛上下饰件、水箱面罩，另外还有许多零件采用ABS为原料。 109办公室机器：办公室设备机器需要有漂亮的外观，有良好的手感，如电话机外壳、存储器外壳以及计算机、传真机、复印机中都大量使用了ABS制作的零件。 玩具：许多漂亮的玩具、组合式的智力开发玩具也可使用ABS来制作，此外通讯、广播事业中也有ABS的市场。 110家用电器：由

55、于ABS有高的光泽和易成型性，成型后低的收缩率，所以在家电和小家电中更有着广泛的市场，如电视机，有些厂家大屏幕电视机的前后壳体使用阻燃 ABS制成，家用传真机、音响、VCD中也大量选用ABS为原料，电风扇、空调、冷气机、吸尘器中也使用了很多 ABS制作的零件，厨房用具也大量使用了ABS制作的零件。 111112整机采用优质ABS塑料做为产品外壳（MP3）。 银灰色的ABS塑料外壳坚固程度足以承受一个成年人的重量。笔记本机身采用ABS工程塑料，上半部分覆盖仿金属银色涂料，下半部分使用黑色。机身外壳采用了ABS工程塑料作为原料 1141152.5 丙烯酸类树脂聚甲基丙烯酸甲酯（聚甲基丙烯酸甲酯（P

56、oly(methyl methacrylate)简称PMMA ），），俗称“有机玻璃”。CH2CCOOCH3CH3nCCOOCH3CH3CH2Polym.nPMMA1162.5.1 PMMA的结构PMMA是含70%75%间同立构的线型热塑性高聚物。因为它不具有完全的规整结构，而且有庞大的侧基，因此是无定形的。如果采用配位聚合也可以得到全同立构或间同立构PMMA。玻璃化温度约104 0C，流动温度160 0C，热分解温度约为270 0C，有较宽的温度加工范围。1172.5.2 PMMA的性能光学性能：光学性能：PMMA为高度透明的无定型热塑性塑料，具有十分优异的光学性能，透光率可达90%92%，

57、折射率为1.49，并可透过大部分紫外线和红外线。力学性能：力学性能：PMMA具有较高的力学性能 ，在常温下具有优良的拉伸强度、弯曲强度和压缩强度；但冲击强度一般，且对缺口敏感较大；表面硬度一般，易于划伤，耐磨性较低，抗银纹能力较差。力学性能：力学性能：PMMA的氧指数为17.3，属于易燃塑料，燃烧有花果臭味；耐热温度不高，长期使用温度仅为80。电学性能：电学性能：由于分子中极性较大，其电性能不如聚乙烯好，其介电常数较大；主要用作高频率绝缘材料。耐化学药品性：耐化学药品性：PMMA中酯基的存在使其耐溶剂一般，只耐碱、稀酸及水溶性无机盐、长链烷烃、油脂、醇类及汽油等；不耐芳烃、氯代烃，可溶于甲苯、

58、二氯乙烷及氯仿等。环境性能：环境性能：PMMA的耐候性好，长期在户外使用，性能下降很小。并且对臭氧和二氧化硫等气体具有良好的抵抗性能。119 吸湿率较大（0.3），PMMA在加工前需要进行干燥处理，使其含水量在0.02%以下。2.5.3 加工性能 PMMA熔体属于非牛顿流体，粘度变化主要受螺杆转速的影响。其熔体的粘度比PE、PS等高，对温度的敏感性也比其他非牛顿流体类塑料高。PMMA对加工温度比较敏感，成型温度在180230，加工温度范围比较窄，超过260以上即分解。因此加工时要严格控制温度，以防止过热。120 PMMA的熔体粘度较大，成型中易产生内应力。为得到尺寸精度高的制品，必须在85下进

59、行缓慢退火处理。 退火：为了消除塑料制品的内应力或控制结晶过程，将制品加热到适当的温度并保持一定时间，而后慢慢冷却的操作。 塑料制品的退火处理说明：塑料制品退火处理的目的是消除内应力。 比如在制品薄厚的交接部位，厚的部位降温慢、薄的部位降温快些，则连接处发生不均匀收缩，结果引起制品变形。121 照明及采光照明及采光：常用于灯罩，汽车、轮船、飞机上的窗玻璃及挡风玻璃，仪表窗、展示窗、广告窗、天花板、照明板等。2.5.4 PMMA的用途 光学仪器光学仪器：各种光学镜片如眼镜、放大镜及透镜等，信息传播材料如光盘及光纤等。 医学材料医学材料：用于牙科材料如牙托、假牙以及假肢材料等。 日用品日用品：各种

60、产品模型、标本及工艺美术品等，各种钮扣、发夹、儿童玩具、笔杆及绘图仪器等。1232.6环氧树脂环氧树脂指至少含有两个环氧基的高分子化合物。可用于粘合剂、涂料、纤维增强复合材料的基体树脂等。 以环氧树脂为主要树脂基料配成的胶粘剂 1. 可粘接对象金属、陶瓷、玻璃、木材、混凝土等，俗称“万能胶”。 2. 应用领域汽车、飞机、卫星、火箭、造船、电子电器、轻工、化工等各个领域。124环氧值 每100g树脂中所含环氧基的摩尔数。 在胶粘剂配制过程中，常用的反应型固化剂的用量是按环氧值进行计算的。125n优点粘附性好：内聚力大：100固体：低收缩率： 低蠕变性：耐高、低温和耐化学品性能好；可室温固化：电绝