1塑料原料与助剂绪论.pdf

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1、塑料原料与助剂塑料原料与助剂 高分子学院塑料教研室高分子学院塑料教研室 黄兆阁黄兆阁 13808986601 E-mail: 王澜等主编，王澜等主编，高分子材料高分子材料，轻工业出版社，轻工业出版社，2009.12009.1 2.2.宋卓颐编，宋卓颐编，塑料原料与助剂塑料原料与助剂 科学技术文献出版社科学技术文献出版社，20022002年年3 3月出版月出版 其他参考书其他参考书 1.合成树脂及塑料手册合成树脂及塑料手册 化工部科技情报所化工部科技情报所 2.橡胶塑料加工助剂橡胶塑料加工助剂 化工出版社化工出版社 3.塑料加工技术应用手册塑料加工技术应用手册 机械出版社机械出版社 李祖李祖德德

2、 第一章第一章 绪论绪论 第二章第二章 聚乙烯聚乙烯 第三章第三章 聚氯乙烯聚氯乙烯 第四章第四章 聚丙烯、聚苯乙烯聚丙烯、聚苯乙烯 第五章第五章ABS与聚酰胺与聚酰胺 第六章第六章 线性聚酯、线性聚酯、PC 第七章第七章 PU与与PMMA 第八章第八章 热固性塑料热固性塑料 第九章第九章 特种塑料特种塑料 第十章第十章 塑料助剂塑料助剂 18:38 7 第一章第一章 绪论绪论 本章基本内容：本章基本内容：1、塑料的发展概况、定义和、塑料的发展概况、定义和分类分类 2、塑料性能塑料性能 3、塑料的应用领域塑料的应用领域 4、本课程的主要内容和要求本课程的主要内容和要求 学习目的及要求：学习目的

3、及要求：了解塑料塑料的性能与应用了解塑料塑料的性能与应用领域领域 本章重点：本章重点：1.塑料的定义塑料的定义2.塑料性能塑料性能 3.应应用领域用领域 。学习方法：学习方法：掌握基本的、重点的内容，多联系掌握基本的、重点的内容，多联系实际实际。18:38 8 人类社会的进步与材料的使用密切相关。人类社会的进步与材料的使用密切相关。人类要生存、要发展就离不开材料的使用。从人类要生存、要发展就离不开材料的使用。从石器时代、铜器和铁器时代发展到今天，人类石器时代、铜器和铁器时代发展到今天，人类使用的材料主要有四大类，即使用的材料主要有四大类，即木材、硅酸盐木材、硅酸盐（水泥、陶瓷）、金属、高分子（

4、塑料（水泥、陶瓷）、金属、高分子（塑料）。其）。其中塑料是中塑料是2020世纪才发展起来的一大类新材料。世纪才发展起来的一大类新材料。塑料是高分子材料中最大的一类材料，目前世塑料是高分子材料中最大的一类材料，目前世界高分子材料的年产量中，塑料约界高分子材料的年产量中，塑料约2 2 亿亿吨吨，合，合成纤维约成纤维约0.0.5 5 亿亿吨吨，合成橡胶约，合成橡胶约0.0.2 2亿亿吨吨。前前 言言 18:38 9 人类在远古时期已经开始使用天然高人类在远古时期已经开始使用天然高分子材料，并逐步学会对它们的加工。如分子材料，并逐步学会对它们的加工。如用用蚕丝、棉、毛织布，用木材、棉、麻造蚕丝、棉、毛

5、织布，用木材、棉、麻造纸纸。19 19 世纪世纪3030年代末开始了对于然高分子年代末开始了对于然高分子的化学改性，如对天然橡胶的硫化，的化学改性，如对天然橡胶的硫化，纤维纤维素的硝化成为第一个塑料品种；素的硝化成为第一个塑料品种；用硝酸将纤维素硝化，用用硝酸将纤维素硝化，用樟脑作增塑剂制得樟脑作增塑剂制得硝酸纤维硝酸纤维素素塑料，俗称“赛璐珞”。塑料，俗称“赛璐珞”。酚醛树脂（苯酚、酚醛树脂（苯酚、甲醛路线）。甲醛路线）。1907 1907 年人年人 工合成了第一个塑料品种工合成了第一个塑料品种 18:38 10 PlasticsPlastics：来源于希腊语“来源于希腊语“Plastiko

6、s”Plastikos”，原意，原意为可造型的物质。为可造型的物质。我们所说的塑料是高分子合成材料中凡我们所说的塑料是高分子合成材料中凡是性能上具有可塑性变化的材料的总称，是是性能上具有可塑性变化的材料的总称，是以合成树脂为基本成分，再加配合剂（填料、以合成树脂为基本成分，再加配合剂（填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等）捏合、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等）捏合、造粒塑制成一定形状的材料（弹性体、涂料、造粒塑制成一定形状的材料（弹性体、涂料、黏合剂除外）。黏合剂除外）。1.1 塑料定义：塑料定义：18:38 11 1.11.1 塑料定义塑料定义 从广义上来说：凡能够塑成一定形状的材料，从广义

7、上来说：凡能够塑成一定形状的材料，或者是在一定温度或压力条件下，能够流动的材料或者是在一定温度或压力条件下，能够流动的材料(如：石墨、玻璃、铜、铝等如：石墨、玻璃、铜、铝等)都可称为“塑料”。都可称为“塑料”。狭义上来说：一般是指以合成树脂为基本成狭义上来说：一般是指以合成树脂为基本成分的高分子有机化合物，在一定条件分的高分子有机化合物，在一定条件(如温度、压如温度、压力等力等)可塑成一定形状的、并且在常温下保持形状可塑成一定形状的、并且在常温下保持形状不变的材料。不变的材料。18:38 12 1.2 塑料的分类塑料的分类 塑料的种类很多塑料的种类很多，基本可分为十八大类树脂基本可分为十八大类

8、树脂，二百多二百多个品种个品种，（有资料介绍有有资料介绍有300多品种多品种），但其中常用的品种但其中常用的品种有二十几种有二十几种。根据塑料受热根据塑料受热 后的变化分为后的变化分为 热塑性塑料热塑性塑料 热固性塑料热固性塑料 根据组分性质分为根据组分性质分为 蛋白质塑料蛋白质塑料 纤维素塑料纤维素塑料 合成树脂塑料合成树脂塑料 18:38 13 1.2.2热塑性塑料与热固性塑料区别热塑性塑料与热固性塑料区别 热塑性塑料：分子链为链状的线性结构热塑性塑料：分子链为链状的线性结构。受热后发生物态变化受热后发生物态变化，由固体软化或熔融成由固体软化或熔融成粘流体状粘流体状，在常温下不变形在常温下

9、不变形，但加热后可软化但加热后可软化，这个过这个过程可以反复多次塑制程可以反复多次塑制，而塑料分子结构并不发生变化而塑料分子结构并不发生变化。热固性塑料：分子链具有网状的体型结构，受热后不再软化，热固性塑料：分子链具有网状的体型结构，受热后不再软化，强热后会分解破坏，不能反复塑制。强热后会分解破坏，不能反复塑制。1.2 塑料的分类塑料的分类 纤维素塑料：纤维素塑料：纤维素塑料是以纤维素的衍生物纤维素塑料是以纤维素的衍生物为基本成分的塑料。如：硝酸纤维为基本成分的塑料。如：硝酸纤维(素素)塑料，醋酸纤维塑料，醋酸纤维(素素)塑料，乙基塑料，乙基纤维纤维(素素)塑料等。包装印刷常用的玻塑料等。包装

10、印刷常用的玻璃纸、摄影胶片、制版用的软片等璃纸、摄影胶片、制版用的软片等皆属于这类塑料。皆属于这类塑料。18:38 15 1.2 塑料的分类塑料的分类 1.2.5 蛋白质塑料蛋白质塑料?蛋白质塑料是以蛋白质为基本成分的塑料。如：大蛋白质塑料是以蛋白质为基本成分的塑料。如：大豆蛋白质塑料等。常用于制成玩具或和其它塑料并用豆蛋白质塑料等。常用于制成玩具或和其它塑料并用作为改性剂。作为改性剂。1.2.6 合成树脂塑料合成树脂塑料?合成树脂塑料，即合成树脂，又称人造树脂。是由合成树脂塑料，即合成树脂，又称人造树脂。是由单体经聚合而成的树脂，种类很多。有的能溶于水或单体经聚合而成的树脂，种类很多。有的能

11、溶于水或有机溶剂介体。有的加热软化。有的受热后变为不溶有机溶剂介体。有的加热软化。有的受热后变为不溶不熔状态，根据化学组成分为；乙烯基树脂、丙烯酸不熔状态，根据化学组成分为；乙烯基树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂等。各有其物理、化学树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂等。各有其物理、化学和电性能，上列树脂是制造塑料包装印刷用薄膜和塑和电性能，上列树脂是制造塑料包装印刷用薄膜和塑料油墨的重要原料。料油墨的重要原料。18:38 16 塑塑料料 热塑性热塑性 热固性热固性 通用塑料通用塑料 工程工程 塑料塑料 PE PP PS ABS PVC LDPE,LLDPE,MDPE,HDPE,LMPE,UHMW

12、PE,CPE.EVA,POE 等规（全同）等规（全同）PP、间规（间同）、间规（间同）PP、无规、无规PP 通用通用GPS、HIPS、苯乙烯类（、苯乙烯类（AS、SBS)悬浮（疏松型、紧密型）乳液悬浮（疏松型、紧密型）乳液PVC、本体、本体 透明、透明、ASA、ACS、MBS 通用通用工程工程塑料塑料 特种特种工程工程塑料塑料 聚酰胺类聚酰胺类(PA6、A66、PA1010、PA11、PA12）；）；PC；POM；热塑性；热塑性聚酯（聚酯（PET、PBT）；）；PMMA；TPU PPO；PPS；PI；PSF；PEEK；LCP；PTFE；PES；合金合金 PC/ABS；PPO/PS；PC/PBT

13、；/PS/PP；PC/PET EP；PUR；UF；UP；PF；有机硅；醇酸树脂；呋；有机硅；醇酸树脂；呋喃树脂喃树脂 18:38 17 1.2.7什么是树脂什么是树脂?树脂是无定形的半团体、团体或假固体的有树脂是无定形的半团体、团体或假固体的有机物质。呈透明或半透明乳白色。无固定熔点，机物质。呈透明或半透明乳白色。无固定熔点，但有软化或熔融范围，受热变软逐渐熔化，在力但有软化或熔融范围，受热变软逐渐熔化，在力的作用下可流动。大多不溶于水，有的可溶于有的作用下可流动。大多不溶于水，有的可溶于有机溶剂。机溶剂。根据来源分为：天然树脂和合成树脂。根据来源分为：天然树脂和合成树脂。根据受热后表现分为；

14、热固性树脂和热塑性树脂。根据受热后表现分为；热固性树脂和热塑性树脂。根据溶解度分为；水溶性树脂、醇溶性树脂和油溶性树脂。根据溶解度分为；水溶性树脂、醇溶性树脂和油溶性树脂。1.2 塑料的分类塑料的分类 塑料与树脂区别塑料与树脂区别 18:38 19 1.2.8什么是工程塑料什么是工程塑料？工程塑料是指具有优良的机械强度工程塑料是指具有优良的机械强度、刚性刚性、耐冲击等物理性能耐冲击等物理性能，可以代可以代替金属材料应用于各种工程机械设备替金属材料应用于各种工程机械设备上的一种塑料上的一种塑料。如尼龙如尼龙、聚碳酸酯聚碳酸酯、等等。这类塑料有的也是制作高强度的这类塑料有的也是制作高强度的包装材料

15、包装材料。1.2 塑料的分类塑料的分类 18:38 20 1.2.9什么特种塑料什么特种塑料？特种塑料是指具有某一特性特别特种塑料是指具有某一特性特别优良的塑料优良的塑料。如：能耐如：能耐500以上高温以上高温的的，或者能在或者能在-100以下低温寒冷条件以下低温寒冷条件下使用的下使用的，或者能应用于高能射线幅照或者能应用于高能射线幅照强环境中使用的塑料强环境中使用的塑料。近年近年，国际上研国际上研究的塑料包装材料究的塑料包装材料，能够抑制热能够抑制热、声声、光光、静电静电、电磁技能量穿透的塑料电磁技能量穿透的塑料，也也属于特种塑料属于特种塑料。18:38 21 1.2.10什么是聚烯烃塑料什

16、么是聚烯烃塑料?聚烯烃塑料是烯烃类聚合物的总聚烯烃塑料是烯烃类聚合物的总称称。烃类是含有元素种类最少的有机烃类是含有元素种类最少的有机化合物化合物，由碳和氢两种元素组成由碳和氢两种元素组成。天然气天然气、石油分馏产物石油分馏产物、煤干馏产煤干馏产物物、天然橡胶等的主要成分都属于烃天然橡胶等的主要成分都属于烃类类。烃类塑料如聚乙烯烃类塑料如聚乙烯、聚丙烯等是聚丙烯等是塑料包装印刷用量最多的塑料塑料包装印刷用量最多的塑料。18:38 23 2.1质轻质轻、比强度高比强度高 一般在一般在0.92.3之间之间，有些增强塑料的比强有些增强塑料的比强度接近或超过钢材度接近或超过钢材，例如玻璃钢例如玻璃钢。

17、2.2优质的电绝缘性能优质的电绝缘性能 几乎所有的塑料都具有优异的电绝缘性几乎所有的塑料都具有优异的电绝缘性能能。尼龙等例外尼龙等例外。2.3优良的化学稳定性能优良的化学稳定性能 一般塑料对酸碱等化学药品均有良好一般塑料对酸碱等化学药品均有良好的耐腐蚀能力的耐腐蚀能力，特别是聚四氟乙烯的耐腐蚀性比黄金还好特别是聚四氟乙烯的耐腐蚀性比黄金还好，甚甚至能耐至能耐“王水王水”腐蚀腐蚀，称为称为“塑料王塑料王”。3.4减摩减摩、耐磨性能好耐磨性能好。3.5透光及防护性能透光及防护性能 多数塑料为透明或半透明多数塑料为透明或半透明，其中其中PS、PMMA为典型的代表为典型的代表。3.6减震减震、消音性能

18、消音性能。3.7加工性能良好加工性能良好 3.8不足不足 耐热性比金属差耐热性比金属差，热膨胀系数比金属大热膨胀系数比金属大35倍倍，易蠕易蠕变变、老化等老化等。2 塑料的特点塑料的特点 18:38 24 3 塑料的应用领域塑料的应用领域 3.1农业农业薄膜薄膜：地膜：地膜、大棚膜：育苗大棚膜：育苗，蔬菜蔬菜，养殖养殖。管材和管件管材和管件：灌溉：灌溉，自来水供水自来水供水。网：养殖网：养殖，育苗育苗，运动草皮运动草皮，沙漠绿化沙漠绿化。3.2包装：用途广泛包装：用途广泛。包装容器包装容器，代替金属代替金属、陶瓷陶瓷、玻璃玻璃、木材等木材等。保鲜软装罐头保鲜软装罐头、果汁果汁、化装品化装品。防

19、震防震：PS、PU、PE泡沫塑料泡沫塑料。日常包装日常包装：袋：袋，编织袋编织袋，捆扎绳捆扎绳，打包带打包带 3.3交通运输交通运输：主要用于汽车：主要用于汽车、轮船的零部件及装修上轮船的零部件及装修上（比强度大比强度大）。3.4电气工业电气工业：电线：电线、电缆电缆、录音机录音机、录像机录像机、电视机电视机等等。3.5化学工业化学工业：塑料容器和管道、耐腐蚀。：塑料容器和管道、耐腐蚀。18:38 25 3.6仪表工业仪表工业：制造辅件：制造辅件 3.7建筑工业建筑工业：化学建材：化学建材，代替木材代替木材，顶棚顶棚，地板地板 3.8航空材料航空材料：飞机上用塑料件：飞机上用塑料件，减轻重量减

20、轻重量 3.9国防与尖端工业国防与尖端工业：卫星：卫星、火箭及原子能工业中做烧火箭及原子能工业中做烧蚀材料蚀材料、耐腐蚀材料耐腐蚀材料，武器中做零部件武器中做零部件，塑料地雷塑料地雷，隐隐身飞机身飞机 3.10家具家具：桌椅：桌椅 3.11体育用品和日用品体育用品和日用品：钓鱼竿、梳子、玩具、餐具、：钓鱼竿、梳子、玩具、餐具、盆、筐、鞋、衣、塑料跑道、体育器械等。盆、筐、鞋、衣、塑料跑道、体育器械等。3.12医疗卫生医疗卫生：一次性注射器，输液器，人造骨骼及气：一次性注射器，输液器，人造骨骼及气管、血管等管、血管等。3 塑料的应用领域塑料的应用领域 18:38 26 18:38 27 18:3

21、8 28 18:38 29 18:38 30 18:38 31 18:38 32 18:38 33 18:38 34 18:38 35 4 4塑料原料与助剂的主要内容塑料原料与助剂的主要内容 通用通用塑料塑料 1.1.聚乙烯（聚乙烯（HDPE LDPE LLDPE UHMWPE HDPE LDPE LLDPE UHMWPE CPE POE VLDPE ULDPE mCPE POE VLDPE ULDPE m-PE)PE)。2.2.聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVCPVC）（）（悬浮聚合、乳液聚合）悬浮聚合、乳液聚合）3.3.聚丙烯（全同、间同、无规）聚丙烯（全同、间同、无规）（PP-R PP-H PP

22、-B)4.聚苯乙烯（聚苯乙烯（GPS HIPS EPS )(苯乙烯类聚合物）苯乙烯类聚合物）5.ABS 18:38 36 4 4塑料原料与助剂的主要内容塑料原料与助剂的主要内容 工程工程塑料塑料 1.1.聚酰胺（聚酰胺（PA6 PA66 PA1010 PA11 PA6 PA66 PA1010 PA11 PA12 MCPA12 MC 2.2.聚酯树脂（聚酯树脂（PET PBT)PET PBT)3.3.聚碳酸酯（聚碳酸酯（PC)PC)4.4.聚甲基丙烯酸甲酯（聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)PMMA)5.5.聚氨酯（聚氨酯（TPU)TPU)6.POM6.POM 18:38 37 4 4塑料原料与助剂的

23、主要内容塑料原料与助剂的主要内容 热热固固性性塑塑料料 酚醛塑料酚醛塑料（PFPF）:电绝缘电绝缘、耐热性耐热性、耐酸性好耐酸性好，用于用于电器通信电器通信、涂料涂料、胶粘剂胶粘剂。氨基塑料：电绝缘氨基塑料：电绝缘、耐热性耐热性、耐酸性好耐酸性好，用于绝缘用于绝缘材料材料、餐具等餐具等。环氧树脂环氧树脂（EPEP）：粘接效果粘接效果、电绝缘性电绝缘性、耐药性好耐药性好，用于粘合剂用于粘合剂、涂料涂料、电绝缘材料电绝缘材料。脲醛脲醛（UFUF）:无色无色、着色容易着色容易，似酚醛似酚醛，用于罩用于罩、按按钮钮、涂料涂料。三聚氰胺：硬度大，耐磨性、阻燃性、耐水性好。三聚氰胺：硬度大，耐磨性、阻燃性

24、、耐水性好。用于装饰板、强化地板、电器零件、涂料。用于装饰板、强化地板、电器零件、涂料。18:38 38 4 4塑料原料与助剂的主要内容塑料原料与助剂的主要内容 特种特种工程工程塑料塑料 普通双酚普通双酚A型聚砜型聚砜 聚砜聚砜（PSF）改性聚砜改性聚砜（双酚双酚A与与PMMA及及ABS共聚物共聚物）非双酚非双酚A性聚砜性聚砜（或称聚苯醚砜或称聚苯醚砜）聚醚砜聚醚砜（又称聚芳醚又称聚芳醚）聚酰亚胺聚酰亚胺（PI）聚苯醚聚苯醚（PPO）聚苯硫醚聚苯硫醚（PPS）聚醚酮聚醚酮PEK 聚芳醚酮聚芳醚酮 聚醚酮铜聚醚酮铜（PEKK）聚醚醚酮聚醚醚酮（PEEK）聚四氟乙烯聚四氟乙烯(PTFE)夜晶聚合物

25、夜晶聚合物（LCP）18:38 39 4 4塑料原料与助剂的主要内容塑料原料与助剂的主要内容 助助剂剂 1.1.柔软化与轻质化助剂柔软化与轻质化助剂-增塑剂增塑剂（DOP DBP DBP 氯氯 化石蜡化石蜡 环氧大豆油环氧大豆油 TOTM DOA DOS TOTM DOA DOS）；发泡）；发泡剂剂 2.2.稳定化助剂（热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、稳定化助剂（热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、防霉剂、金属钝化剂等）防霉剂、金属钝化剂等）3.3.加工助剂（润滑剂、防粘剂、流变改性剂）加工助剂（润滑剂、防粘剂、流变改性剂）4.4.表面性能相关助剂（着色剂、防雾滴、抗静表面性能相关助剂（着色剂、防雾滴、抗静 电）电）5.5.阻燃剂阻燃剂 6.6.力学性能助剂（相容剂与偶联剂、增强剂、力学性能助剂（相容剂与偶联剂、增强剂、交联剂、成核剂、填充与增韧剂）交联剂、成核剂、填充与增韧剂）7.7.其他助剂其他助剂 18:38 40 1.塑料定义塑料定义？第一个塑料品种第一个塑料品种、第第一个人工合成塑料一个人工合成塑料？2.塑料的分类方法有几种塑料的分类方法有几种？各如何各如何分类分类？3.塑料结构与性能关系塑料结构与性能关系。4.塑料有哪些基本性能塑料有哪些基本性能？5.塑料有哪些用途？塑料有哪些用途？思考题思考题