常用塑胶原料特性介绍

关于常用塑胶原料特性介绍第一页，共三十八页，2022年，8月28日一.高分子及塑料基本概念1.高分子聚合物polymer

1.1定义﹕由许多结构单元以共价键结合而成的分子量在10﹐000以上的聚合物称为高分子聚合物由高分子的定义可知高分子的特征之一就是分子量很大。分子量越大则分子链间的凡得瓦吸引力越强。因此高分子的物性与分子量之间有非常密切的关系。主要组成原子为

C

H

O

N

S

Si

F

Cl

第二页，共三十八页，2022年，8月28日1.2分类﹕1.2.1根据来源可分为﹕

天然高分子﹕蛋白质﹑淀粉﹑纤维﹑天然橡胶合成高分子﹕PC﹑PE﹑PP﹑PS﹑PVC﹑PBT﹑PA...1.2.2根据使用性质可分为﹕

塑料﹑橡胶﹑粘合剂﹑涂料等

1.2.3根据材料用途可分为﹕

导电高分子﹑医用高分子﹑高分子催化剂等1.2.4按结构分类：高分子化合物的结构大致可以分为三类：线型结构、支链型结构和网状结构（也称体型结构）第三页，共三十八页，2022年，8月28日一.高分子及塑料基本概念

A线型结构：整个分子犹如一条长链。这种结构通常卷曲成不规则的团状，受拉伸时则可成直线状。线型结构的高聚合物具有良好的弹性和塑性，在适当的溶剂中可以溶解，加热可软化或熔化。因此线型结构的高聚合物易于加工成型，并可重复使用。（如聚乙烯）B支链型结构：线型长链分子上带有长短不等的支链的高分子。其性能和加工都接近于线型分子结构。线型结构和支链性结构的高分子化合物都具有热塑性，即可以反复受热熔化、冷却固化；另外，它们还可以缓慢地溶解在适当的溶剂里。C网状结构（也称体型结构）：高分子链之间形成化学键，产生交联，形成网状结构。具有热固性，加工成型后不能受热熔化，而且难溶于溶剂（如酚醛树脂）。线型结构支链型结构网状结构（也称体型结构）第四页，共三十八页，2022年，8月28日2.塑料plastics

2.1定义﹕在制造及加工过程中的某阶段可流动成型或由聚合固化定形的高分子聚合物2.2分类﹕

以成型性能分热塑性及热固性塑胶A.热塑性塑料﹕分子链间无永久的化学交联，只有分子间作用力，链间发生物理交联，是可逆反应。受热到一定程度可软化或熔化﹐降温后可固化并可反复循环的塑料﹐如PA,ABS,PC,PBT，LCP等

B.热固性塑料:凡受热后塑化或软化,分子间透过交联剂发生不可逆的化学反应，而固化成形,冷却后再受热时不发生塑化变形的称为热固性塑胶.(不可回收使用)﹐如酚醛树脂﹑环氧树脂﹑醇酸树脂等,热塑性塑料软化或熔化分解加热冷却再加热热固性塑料加热不熔再加热分解第五页，共三十八页，2022年，8月28日2.2.2以分子排列结构来分A.结晶性塑料:分子排列规整﹐有明显熔点﹐如PP,PA﹑PBT﹑POM等优点﹕耐化学药品性佳﹑耐热性佳﹑流动性佳缺点﹕结晶收缩翘曲﹑高吸水性﹑耐冲击性差B.无定形塑料﹕分子排列无序﹐熔点不明显﹐如ABS﹑PC﹑PMMA等优点﹕耐冲击﹑透明度高﹑尺寸稳定缺点﹕耐化学性差﹑耐热性差﹑流动性差第六页，共三十八页，2022年，8月28日超级工程塑胶高级工程塑胶工程塑胶通用塑胶特殊功能弹性体以功能来分第七页，共三十八页，2022年，8月28日通用塑胶◎产量大价格低,应用广的称为通用塑胶◎只可作为一般非结构使用◎通用塑胶占了全球产量的四分之三以上◎例如:聚氯乙烯(PVC),聚乙烯(PE),聚丙烯(PP),聚笨乙烯(PS),ABS,酚醛塑料(PF)※但通过塑料改性后,某些通用塑料也可作为结构材料使用,如PP＋GF工程塑胶◎能做工程材料和代替金属制造各种机械设备或零件的称为工程塑料.◎具有优异的综合性能包括机械,电性能,耐热性能,耐化学性能,尺寸稳定性,并可在较宽阔范围和较长时间良好地保持这些性能.◎主要有:工程塑胶:聚碳酸酯(PC),聚甲醛(POM),尼龙,PET,PBT高级工程塑胶:聚甲醚(PPO),聚砜(PSU),聚苯硫醚(PPS),聚醚砜(PES),LCP超级工程塑胶:聚醚醚酮(PEEK),聚酰胺亚胺(PAI),聚酰亚胺(PI)第八页，共三十八页，2022年，8月28日各种工程塑料比较热变形温度价格（美元/KG)第九页，共三十八页，2022年，8月28日常用塑料特性比较（热变形温度等）第十页，共三十八页，2022年，8月28日常用塑料特性比较（热变形温度等）8~10kg-cm/cm第十一页，共三十八页，2022年，8月28日常用塑料特性比较（热变形温度等）第十二页，共三十八页，2022年，8月28日特殊功能塑胶专为某一、两种功能而制造的塑胶,这一类塑胶会在其其特殊功能上远胜于其他塑胶例如:导电塑料(conductiveplastics)开关、电阻、碳粉、可电镀塑料(electro-platableplastics)防火塑料(flamereardedplastics)＋防火剂硬PVC可降解(光/生物)塑料(bio/photodegadableplastic)弹性体(橡胶,高弹体)◎在室温下具有高弹性,即受到很小的外力,形变可高达十倍以上,去除外力后以能恢复原状的高分子材料.如:丁苯橡胶,顺丁橡胶等◎橡胶通常经硫化而轻度交联,受热不分解.◎有一类非化学交联的高分子材料即有高弹性又能热塑成形,称为热塑性弹性体TPE如:SBS,SEBS,TPU,PP/EPDM等第十三页，共三十八页，2022年，8月28日2.3塑料的特点优点-轻而坚韧,便宜,便于大量制造从合成,成形,运输各方面来看,塑胶所耗用的能源比任何其它的材料都少,其最大的优点是成形加工容易.使用塑胶的目的:◎降低材料费成本-因为资源丰富便宜,但是须使用于最适当的地方.◎降低加工成本-塑胶适合量产,加工工程可简化甚至自动化,此外,塑胶多半经过单一制程即得成品,不需涂装,修饰加工,因此,投资设备额可减少,加工上须考虑尽量减少人工.◎减轻重量-比重只有铁的八分之一.减轻部分可利用于提升性能之用.◎避免生锈或腐蚀-塑胶不会有腐蚀生锈的问题,由于不需做防锈处理,可免电镀,涂装等过程,由此可减少工数.不过废弃物不会腐烂,处理上须费一番考虑.◎实现理想的形状-可制成板金,冲压办不到的形状或特性.◎实理理相的造形和外观-色彩艳丽,通常不需涂装.造形性极佳,可实现美丽式样.◎隔热性好-可用于保温,保冷等用途.◎电绝缘性好-没有感电,短路之虑.多半高周波特性良好.第十四页，共三十八页，2022年，8月28日2.3塑料的特点塑胶的缺点及注意点◎精密度稍差-膨胀系数大,通常比金属类多一位数.此外有些塑胶会因湿度或经久变形或发生尺寸变化.◎耐热性通常不佳-耐高温性较差,通常不超过100度.◎可燃性-大部分属于可燃性,有些塑胶燃烧时产生有毒气体,焚化时,容易产生黑烟或腐蚀性气体,或发热量过大,容易损伤焚化炉.◎强度不够-除通常提到的破裂强度外,实际上则因刚性不足发生的困扰多.刚性通常比金属小二位数.◎耐溶剂,耐油性低-有些会溶解或产生龟裂,尤其在应力下沾油时,有些发生应力龟裂◎会劣化(老化)-塑胶会因为紫外线,热,蒸汽及药品而劣化.◎不具电磁波屏蔽性-体积电阻通常是1015,防止带电级是107,导电级是100,特种电磁波屏蔽级是10-2第十五页，共三十八页，2022年，8月28日2.4塑料的基本成份

基材﹕PA,PBT,LCP,PPS﹑PC等

物性补强填充物﹕玻纤﹑碳纤﹑矿物质等

功能性填充物﹕阻燃剂﹑润滑剂﹑稳定剂等填充物之主要功能﹕

提高强度与刚性﹐承受主要负载

提高耐热性﹐使用寿命和可靠性

提高尺寸稳定性和平整度

降低成本

满足特殊功能要求﹕导电﹑导热﹑防火第十六页，共三十八页，2022年，8月28日2.5常用添加剂2.5.1填充剂:作用：1增加容量，降低成本2改进塑料性能如硬度、尺寸稳定性、阻燃性、耐热耐候性3：减小收缩率分类：增量型、增强型、阻燃型、导电型、耐热型、着色型、耐候型、抗粘连型A.碳酸钙（CaCO3）：其质地较软，对设备磨损较小，是塑料生产中使用最广泛的填充剂。除有增量作用外，还可改善成型加工性能和制品品质，提高刚性。这种填料在PVC中应用较多 B.滑石粉(简称T）：白色鳞片状结晶，含有纤维状物，化学性质稳定，是无机填料中最软的，有滑腻感。可提高制品刚性、尺寸稳定性，防止蠕变，改善润滑性。但用量过多不利焊接C.无机填充剂有：陶土、硫酸钙（石膏）、石棉、云母、玻璃纤维等。D.有机填充剂有：木粉、果壳粉、有机纤维等

第十七页，共三十八页，2022年，8月28日2.5.2增强剂:用以提高塑料的力学性能即提高材料强度、刚度和硬度等的添加剂。同时还可改善其它物理性能如提高耐热性，降低收缩率、改善尺寸稳定性、导热性和热膨胀性A.玻璃纤维:由熔融玻璃经快速拉伸并冷却形成的纤维状物质。优点：比强度大、耐热、耐碱腐蚀、化学性能稳定，电绝缘性优良；缺点：脆性较大、耐磨和耐揉性差表面光滑较难与树脂粘结，对皮肤由刺痛感。是目前使用最多的一种增强剂.

B.碳纤维:由元素碳构成的一类纤维材料，多数由有机纤维炭化而成。优点：质量小、强度高、刚性好、耐蠕变、耐摩擦、耐疲劳、易导电和导热尺寸精度稳定性高、热膨胀性小，消振性好、耐热、耐腐蚀，为非磁性体。缺点：价格高、冲击强度稍低于玻璃纤维.

增塑剂:

使树脂塑性增加，加工性能改善如：降低塑料玻璃化温度、熔点、软化温度或流动温度，使塑料粘度变小，流动性增加。并提高制品柔韧性。分类：邻苯二甲酸脂（使用最广）、脂肪族二元酸脂、磷酸脂、环氧化合物、多元醇脂、含氯化合物第十八页，共三十八页，2022年，8月28日着色剂:改变塑料固有颜色的物质。分类：1）无机着色剂：透明度和鲜明度较差、色泽较黯淡，价格低，使用最多。2）有机着色剂：色彩鲜艳、着色力强。3）荧光增白剂：可消除塑料的微黄色，使色彩鲜明、醒目。4）珠光剂：均匀分布于塑料中，能在一定角度上强烈反射光线，产生如同珍珠一样的晶莹闪光。有带鱼鱼鳞或铅化物 热稳定剂: 改善塑料在加工和使用过程中，由于受热引起的降解导致其性能劣化的一种添加剂。一般所述的热稳定剂多是指对PVC的热稳定剂。还有POM热稳定剂。分类：盐基铅盐热稳定剂（毒性大、不透明，价格低）、金属皂类热稳定剂、有机锡类热稳定剂用量2％～5％ 阻燃剂:提高可燃性塑料难燃性的一种添加剂。分类：1）添加型阻燃剂：使用方便，适用面广，有：磷酸脂、磷酸三甲苯脂、磷酸三、三氧化二锑、氢氧化铝、氯化石蜡、六溴苯、十溴联苯醚等。2）反应型阻燃剂：阻燃性持久，对塑料性能影响较小，价格高、使用不太普遍，主要用于环氧树脂、聚氨脂等热固性塑料中。有卤代酸酐、四氯邻苯二甲酸酐塑、四溴邻苯二甲酸酐。 第十九页，共三十八页，2022年，8月28日

润滑剂:

能够改善聚合物成型加工时流动性的物质。分类：1）外润滑剂：改善塑料熔料与模具热金属表面的摩擦状况与熔体相容性差，易从熔料中向外迁移，在熔料与模具间形成一层很薄的隔离膜，使塑料不粘住模具表面。有石蜡、硬酸脂及其盐类。2）内润滑剂：改善塑料熔料的内摩擦生热和熔体的流动性，降低内摩擦力。有PE、PTFE、PP等。有时需几种润滑剂配合使用产生复合润滑剂，可以起到多方面作用，效果更好。用量0.5％～1％ 光稳定剂 :一种抑制或减弱光对塑料的降解作用，提高塑料耐光性的物质。太阳光中紫外线是对塑料产生老化作用的主要原因，故又叫紫外线吸收剂。分类：1）光屏蔽剂又叫遮光剂：有碳黑（最好）、氧化锌、氧化钛。1）紫外线吸收剂（使用最普遍的光稳定剂）：有水杨酸脂类、二苯甲醇类（产量最大、应用最广） 2.5.9UV吸收剂 ：形成保护膜，过滤及吸收紫外线，分解过氧化物，降低塑胶温度，有水杨酸脂、二苯甲酮、甲苯三批咯 、丙稀系.

第二十页，共三十八页，2022年，8月28日ABS丙烯--丁二烯--苯二烯共聚物结构式性质丙烯腈提供耐热及抗化性，丁二烯提供韧性及耐冲击性，苯乙烯提供挺性及加工性优点1、坚硬，易押出2、易染色3、难燃4、耐冲击5、表面性佳缺点1、耐溶剂性差2、低介电强度3、低拉伸率用途把手、消费电子产品外壳、行李箱、冰箱衬垫、家电制品二﹑常用塑料特性介绍第二十一页，共三十八页，2022年，8月28日PC聚碳酸酯结构式—[O-R-O-CO]—n性质220～230℃熔融，没有明显的熔点，玻化温度145～150℃.在很宽范围（15～130℃）内有良好的力学性能（高抗冲击性和耐蠕变性），具有高透明度、良好的尺寸稳定性和电绝缘性优点1、具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广2、高度透明性及自由染色性3、H.D.T.高4、耐疲劳性佳5、耐候性佳6、电气特性优7、无味无臭对人体无害符合卫生安全8、成形收缩率低、尺寸安定性良好缺点成形品设计不良易产生内部应力问题，易产生应力开裂现象用途电子电器：CD片、开关、电器外壳、信号筒、电话机汽

车：保险杆、分电盘、安全玻璃工业零件：照相机本体、机器外壳、安全帽、潜水镜、安全镜片第二十二页，共三十八页，2022年，8月28日PE聚乙烯结构式┤CH2-CH2├n性质聚乙烯无臭，无毒，聚乙烯是最结构简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。聚乙烯是通过乙烯（CH2=CH2）的加成聚合而成的。优点具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)，缺点聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差。用途家庭用品、绝缘体、胶管、胶布、胶膜、容器第二十三页，共三十八页，2022年，8月28日PP聚丙烯结构式〔－CH2－CH(CH3)－〕n.性质非晶体聚合物，成型后收缩率小于0.6,低密度特性使产量大于一般料之20%到30%优点1、成本低2、透明可染色3、尺寸安定特性4、高刚性缺点1、碎裂性高2、抗溶剂性差3、耐温差用途文具、玩具、保丽龙餐具第二十四页，共三十八页，2022年，8月28日PVC聚氯乙烯结构式性质未加可塑剂前，PVC为一坚硬之塑料，耐湿性佳，但亦被酮类、酯类溶剂分解优点1、尺寸安定性佳2、低成本3、耐候性佳4、加不同比例之可塑剂，可轻易调整软硬度缺点1、耐化性差2、耐温性差3、密度较一般塑料类为高4、热分解后会产生氯化氢用途管材、玩具、薄板、胶膜、容器、人造皮、地板材料、收缩膜。第二十五页，共三十八页，2022年，8月28日聚酰胺(PA、尼龙Nylon)结构式[NH(CH2)mNH-CO(CH2)n-2CO]性质结晶性热可塑性塑料﹐有明显熔点﹐Nylon6Tm为220~230℃﹐Nylon66则为260~270℃﹐Nylon本身具吸水基故有吸水性﹐成形前须干燥﹐温度过高干燥则尼龙粒变色优点1﹑具高抗张强度2﹑耐韧﹑耐冲击性特优3﹑自润性﹑耐磨性佳﹑耐药品性优

4﹑低温特性佳5﹑具自熄性缺点尼龙吸湿性高﹑长期尺寸精密度及物性受影响。用途连接器﹑卷线轴﹑定时器﹑护盖断路器﹑开关壳座﹑散热风扇﹑门把﹑油箱盖﹑进气隔栅﹑水箱护盖﹑灯座﹑椅座﹑自行车输框﹑溜冰鞋底座﹑纺织梭﹑踏板﹑滑输第二十六页，共三十八页，2022年，8月28日芳香聚酰胺(PA6T)结构式性质结晶性热可塑性塑料﹐有明显熔点﹐Nylon6TTm为300~310℃﹐Tg为85℃﹐HDT(热变形温度)为135℃(纯料)﹑290℃(30%GF)优点1﹑具高抗张强度2﹑耐高温3﹑耐化学药品性优4﹑抗蠕变性佳5﹑不易出毛边6﹑低吸水性缺点加工温度窄﹑热稳定性较差用途连接器﹑卷线轴﹑定时器﹑护盖断路器﹑开关壳座﹑散热风扇﹑门把﹑油箱盖﹑进气隔栅﹑灯座﹑自行车﹑溜冰鞋底座﹑踏板﹑滑输第二十七页，共三十八页，2022年，8月28日饱和聚酯对苯二甲酸丁酯(PBT)结构式

性质为高结晶性热可塑性塑料﹐熔点220~230℃﹐结晶速率比PET快优点1﹑机械性质安定抗张强度与抗张模数和尼龙相似2﹑摩擦系数小有自润性3﹑吸水率低4﹑电气性质优良5﹑尺寸安定性良好6﹑耐药品性﹑耐油性极佳缺点1﹑Tg(30℃)低﹐在荷重下H.D.T.为60℃2﹑抗冲击强度不良,一般以玻纤补强为FR-PBT来使用用途无熔线断电器﹑电磁开关﹑驰返变压器﹑家电把手﹑连接器﹑外壳﹑车门把手﹑保险杆﹑分电盘盖﹑挡泥板﹑导线护壳﹑轮圈盖﹑OA风扇﹑键盘﹑钓具卷线器、零件﹑灯罩第二十八页，共三十八页，2022年，8月28日聚硫化二甲苯(PPS)结构式

性质非晶体﹐融点为285℃﹐Tg为85℃优点1﹑耐热2﹑难溶解3﹑耐药品性4﹑耐燃性缺点成形时易产生毛边用途连接器﹑线圈架﹑表壳﹑洗涤用工具﹑计算机及OA零件

﹑各种传感器﹑化油器﹑电子控制零件第二十九页，共三十八页，2022年，8月28日聚缩醛(POM)结构式-[-CH2-O-]-性质为结晶性热可塑性塑料﹐具明显熔点165~175℃﹐性质最接近金属﹐一般称其为塑钢优点1﹑具高机械强度和刚性2﹑最高的疲劳强度3﹑环境抵抗性﹑耐有机溶剂性佳4﹑耐反复冲击性强5﹑广泛的使用温度范围(-40℃~120℃)6﹑良好的电气性质7﹑复原性良好8﹑具自已润滑性﹑耐磨性良好

9﹑尺寸安定性优缺点1﹑加工过程若长时间高温下易起热分解2﹑无自熄性3﹑抗酸性差4﹑成形收缩率大用途洗衣机﹑果汁机零件﹑定时器组件﹑车把零件﹑电动窗零件﹑机械零件﹑齿轮﹑把手﹑玩具﹑螺杆﹑拉链第三十页，共三十八页，2022年，8月28日液晶聚酯(LCP)结构式性质为半芳香族聚酯﹐具高强度﹑高弹性率﹑低线性膨胀率优点1﹑尺寸安定性佳2﹑流动性极佳3﹑耐溶剂性极佳4﹑高机械强度5﹑难燃性缺点与流动方向垂直之机械物性较差﹑结合线强度低用途速接器﹑线圈﹑开关﹑插座﹑泵零件﹑阀零件﹑汽车燃料外围零件﹑电子炉用容器第三十一页，共三十八页，2022年，8月28日聚醚酮(PEEK)结构式

性质融点高达334℃﹐Tg点143℃﹐结晶体化率最高48%优点1﹑耐热性﹑所有工程塑料中最高2﹑电气特性3﹑耐放射性4﹑耐药品性5﹑耐热水性6﹑难燃性缺点结晶化温度高﹐速度慢用途电线包覆﹑离合器零件﹑复印机零件﹑高温用连接器

﹑可挠性印刷电路板﹑高端服务器第三十二页，共三十八页，2022年，8月28日饱和聚酯对苯二甲酸乙酯(PET)结构式

性质结晶性热可塑性塑料﹐具明显熔点