高分子材料之塑料 (2)优秀PPT.ppt
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1、高分子材料之塑料高分子材料之塑料第一页,本课件共有69页2.7 2.7 常见塑料品种介绍常见塑料品种介绍氨基树脂氨基树脂聚乙烯(聚乙烯(PE)聚丙烯(聚丙烯(PP)聚苯乙烯(聚苯乙烯(PS)聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)环氧树脂环氧树脂(EP)酚醛树脂(酚醛树脂(PFPF)不饱和聚酯不饱和聚酯(UP)第二页,本课件共有69页聚甲醛(聚甲醛(POM)聚苯醚(聚苯醚(PPO)聚酰胺(聚酰胺(PA)聚四氟乙烯(聚四氟乙烯(PTTE)聚碳酸酯(聚碳酸酯(PC)聚酯(聚酯(PBT、PET)第三页,本课件共有69页 聚乙烯是稍具柔软性的部分结晶固体物部分结晶固体物。其结晶相区与无结晶相区与无
2、定形相区的比例不同导致其密度有差异定形相区的比例不同导致其密度有差异。纯结晶聚乙烯其密度约为1.0g/cm3,而纯无定形的密度则约为0.8558cm3。工业产品的密度则在0.9150.970范围之间。聚乙烯(聚乙烯(PEPE)第四页,本课件共有69页(1)高压低密度聚乙烯高压低密度聚乙烯(LDPE):密度密度0.9150.930g/cm3(2)线型低密度和中等密度聚乙烯线型低密度和中等密度聚乙烯(LLDPE):密度密度 0.9150.940g/cm3(3)高密度高密度PE(HDPE):密度密度0.9400.970g/cm3均聚均聚 物和密度物和密度0.9400.958g/cm3共聚物。共聚物。
3、(4)超高分子量聚乙烯超高分子量聚乙烯(HMWPE):分子量分子量10倍倍 于于HDPE(5)改性聚乙烯:交联改性聚乙烯:交联PE,接枝水解接枝水解PE,氯化氯化PE 氯磺化氯磺化PE。第五页,本课件共有69页 聚乙烯分子仅含有聚乙烯分子仅含有C C、H H两种元素,是非极性聚合物,两种元素,是非极性聚合物,具有优良的耐酸、碱以及耐极性化学物质腐蚀的性质。具有优良的耐酸、碱以及耐极性化学物质腐蚀的性质。聚乙烯绝缘性能优良,可耐高频,但易产生静电,聚乙烯绝缘性能优良,可耐高频,但易产生静电,因而表面易于吸收灰尘,加入抗静电剂可予以改进。因而表面易于吸收灰尘,加入抗静电剂可予以改进。纯的聚乙烯树脂
4、外观为白色半透明状,触感似蜡,纯的聚乙烯树脂外观为白色半透明状,触感似蜡,低密度较柔软,高密度则刚性增加。低密度较柔软,高密度则刚性增加。聚乙烯具有优良的耐低温性能,脆折温度可达聚乙烯具有优良的耐低温性能,脆折温度可达 -7575,但是随熔融指数的变化而变。,但是随熔融指数的变化而变。第六页,本课件共有69页 聚乙烯塑料:通常仅加入少量抗氧化剂,一是防止聚乙烯塑料:通常仅加入少量抗氧化剂,一是防止成型加工时热氧化降解,二是防止长期使用过程中老成型加工时热氧化降解,二是防止长期使用过程中老化。为了降低成本可用碳酸钙、陶土等填充。加入发化。为了降低成本可用碳酸钙、陶土等填充。加入发泡剂可制造泡沫塑
5、料。为提高耐热性,特别是提高电泡剂可制造泡沫塑料。为提高耐热性,特别是提高电缆包层的耐热性采用加入交联剂以进行化学交联或用缆包层的耐热性采用加入交联剂以进行化学交联或用高能射线辐照以进行交联。聚乙烯塑料主要用来制造高能射线辐照以进行交联。聚乙烯塑料主要用来制造包装与农田薄膜、容器、电缆、高频绝缘材料、注塑包装与农田薄膜、容器、电缆、高频绝缘材料、注塑日用品等。日用品等。第七页,本课件共有69页聚丙烯(聚丙烯(PPPP)由于单体链段中含有不对称碳由于单体链段中含有不对称碳原子,所以根据甲基在空间结构的原子,所以根据甲基在空间结构的排列不同,而有排列不同,而有等规聚丙烯、间规聚等规聚丙烯、间规聚丙
6、烯和无规聚丙烯丙烯和无规聚丙烯三种立体异构体。三种立体异构体。聚丙烯分子结构通式为聚丙烯分子结构通式为:第八页,本课件共有69页第九页,本课件共有69页 工业聚丙烯产品中要求等规聚丙烯含量在工业聚丙烯产品中要求等规聚丙烯含量在95以上。以上。此外,根据其熔融指数此外,根据其熔融指数(与聚乙烯测定方法相同,但温与聚乙烯测定方法相同,但温度为度为230),是否含有共聚单体以及其应用范围划分为,是否含有共聚单体以及其应用范围划分为若干牌号。若干牌号。商品聚丙烯的熔融指数范围为商品聚丙烯的熔融指数范围为(0.350)g。约占总约占总产量的产量的30为共聚物产品。为共聚物产品。第十页,本课件共有69页聚
7、丙烯外观上是白色蜡状体,密度在0.90.91g/cm3之间,是塑料材料中较轻的品种。聚丙烯具有优异的抗弯曲疲劳性,但缺点是韧性不够好,特别是低温时脆性明显。第十一页,本课件共有69页注塑成型汽车配件,电器设备配件、外壳等。挤塑成型生产管道、薄板、薄膜等。熔融纺丝生产单丝和丙纶纤维。吹塑成型生产吹塑薄膜、中空容器。生产复合型材。第十二页,本课件共有69页挤塑法生产的薄膜经拉伸取向提高强度后与吹塑薄膜可经切割为扁丝后,用来生产编织袋,捆扎绳等,挤塑生产的薄板可用热成型法制成盖板、外壳等制品。容器可用作食品包装材料以及日用化学品的包装材料。第十三页,本课件共有69页聚丙烯改性:提高韧性、改善耐寒性、
8、耐候性、聚丙烯改性:提高韧性、改善耐寒性、耐候性、染色性等染色性等与聚乙烯共混与聚乙烯共混与乙丙橡胶共混与乙丙橡胶共混与其它聚合物共混与其它聚合物共混增强聚丙烯增强聚丙烯第十四页,本课件共有69页聚苯乙烯(聚苯乙烯(PS)第十五页,本课件共有69页侧苯基的存在使聚苯乙烯具有如下结构特点:(1)使分子链变刚变硬(苯基体积大)。(2)存在空间异构现象(无规异构体为主)。(3)耐化学性较PE、PP等要差(氯化、磺化、硝化等)。(4)在空气中易氧,并引起降解(主链上氢)。(5)耐溶剂性差。(6)有优异的介电、电绝缘性能。(7)耐辐射性较高(苯环共轭)。第十六页,本课件共有69页v聚苯乙烯因价廉易得、透
9、明、加工性能好、绝缘性优、易印刷着色,故用途广泛。PS主要应用在以下各方面:v(1)制备装饰、照明制品、仪器仪表壳罩、仪表板、汽车灯罩等。v(2)一般电绝缘用品、高频电容器、高频绝缘用品及传输器件,光导纤维。v(3)绝热保温材料,冷藏冷冻装置绝热层、建筑用绝热构件;v(4)防震、抗冲击的泡沫包装垫层。v(5)日用杂品、玩具、一次性餐具、透明模型等。第十七页,本课件共有69页抗冲击性聚苯乙烯抗冲击性聚苯乙烯(HIPS)用丁苯橡胶或顺丁橡胶对用丁苯橡胶或顺丁橡胶对PSPS改性增韧改性增韧(共混或共聚法)(共混或共聚法)苯乙烯苯乙烯-丙烯腈共聚物丙烯腈共聚物(AS或或SAN)苯乙烯和丙烯腈共聚苯乙烯
10、和丙烯腈共聚第十八页,本课件共有69页苯乙烯苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(甲基丙烯酸甲酯共聚物(MS)苯乙烯和甲基丙烯酸共聚苯乙烯和甲基丙烯酸共聚ABSABS塑料塑料丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚第十九页,本课件共有69页ABS外观上是淡黄色非晶态树脂,不透明,密度与聚苯乙烯基本相同。ABS具有良好的综合物理力学性能。丙烯腈丙烯腈赋予材料良好的刚性、硬度、耐油耐腐良好的刚性、硬度、耐油耐腐,良好的着色性和电镀性着色性和电镀性;丁二烯丁二烯赋予材料良好的韧性、耐寒性良好的韧性、耐寒性;苯乙烯苯乙烯赋予材料刚性、硬度、光泽性和良好的加工流刚性、硬度、光泽性和良好的加工流动性动
11、性,改变三组分的比例,可以调节材料性能。第二十页,本课件共有69页v通用型通用型ABSv高耐热型高耐热型 ABS(-甲基苯乙烯部分或全部替代甲基苯乙烯部分或全部替代St)v电镀型电镀型ABS(丁二烯含量在(丁二烯含量在18%-23%,接枝共聚),接枝共聚)v透明型透明型 ABS(MMA作为第四单体或替代作为第四单体或替代AN)v阻燃阻燃ABS vABS合金合金(1)ABS与聚碳酸酯的合金与聚碳酸酯的合金(2)ABS与聚氯乙烯的合金与聚氯乙烯的合金(3)ABSSMA合金合金 第二十一页,本课件共有69页(一)悬浮聚合悬浮聚合制备颗粒料、粉状料颗粒料、粉状料(二)本体聚合本体聚合制备型材型材 要分
12、段进行:预聚、浇铸、完成聚合预聚、浇铸、完成聚合。分段目的:(1)有效地解决聚合放热的散热问题聚合放热的散热问题;(2)解决一步聚合时的收缩量过大收缩量过大的问题;(3)避免将单体直接浇入模具中的泄漏问题泄漏问题。聚甲基丙烯酸甲酯(聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)第二十二页,本课件共有69页v1制备预聚体 将单体与增塑剂、引发剂、脱膜剂按比例配匀,泵送至带搅拌器的反应釜内,加热使聚合反应开始,放热使反应体系达85时停止加热,反应升温达90时开启冷却系统,待反应体系粘度达反应体系粘度达2Pas2Pas时,这时单体转化率达单体转化率达1010,即得到可用于浇铸的预聚体用于浇铸的预聚体。v2浇铸将预聚体
13、浇入模具中预聚体浇入模具中。v3完成聚合将浇有预聚体的模具置于热水箱内加热模具置于热水箱内加热,在4042下聚合至凝聚合至凝胶状胶状,再将模具转入蒸气加热箱内在在110110下继续聚合下继续聚合3h3h,即可取出取出模具冷却,得到产品模具冷却,得到产品。第二十三页,本课件共有69页第二十四页,本课件共有69页侧甲酯基和碳原子上的侧甲基的存在对聚合物带来如下影响:(1 1)使分子量变刚。)使分子量变刚。(2 2)极性基团影响。)极性基团影响。(3 3)存在空间异构现象。)存在空间异构现象。第二十五页,本课件共有69页拉伸、弯曲、拉伸、弯曲、压缩等强度压缩等强度聚烯烃类塑料、聚烯烃类塑料、PS、P
14、VC冲击韧性较差冲击韧性较差高于高于高于高于PS优异的耐大气老化性第二十六页,本课件共有69页v(1)灯具、照明器材。v(2)光学玻璃。v(3)制备各种仪器仪表表盘、罩壳、刻度盘。v(4)制备光导纤维。v(5)商品广告橱窗、广告牌。v(6)防弹玻璃(需带有中间夹层材料)。v(7)各种医用、军用、建筑用玻璃。第二十七页,本课件共有69页甲基丙烯酸甲醋与苯乙烯共聚物甲基丙烯酸甲醋与苯乙烯共聚物一、372号树脂 二、373号树脂用100份372号树脂与5份丁腈橡胶进行共混,所得到的共混材料冲击韧性可以成倍增长,这种材料称为373号树脂,也是改性有机玻璃的模塑用料主要品种之一。第二十八页,本课件共有6
15、9页甲基丙烯酸甲醋与丙烯酸甲醋共聚物甲基丙烯酸甲醋与丙烯酸甲醋共聚物甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸甲酯的共聚物应用较多。这种共聚物的商品牌号称为613号树脂,具有如下结构。其中,xy,613号树脂具有比372号树脂更好的强度和硬度,透光率保持了聚甲基丙烯酸甲酯均聚物的水平。第二十九页,本课件共有69页聚四氟乙烯(聚四氟乙烯(PTTE)聚四氟乙烯的结构特点:(1)分子链以螺旋形排列。(2)分子链高度规整(高度结晶、高耐热性和高熔点)。(3)氟原子高度对称,非极性(优异的介电和电绝缘性能)(4)氟原子对骨架碳原子有屏蔽作用,C-F键键能大(高度热稳定性)。(5)优异的耐化学试剂性和耐溶剂性。(6)分子链刚
16、性大、且异常巨大(熔融粘度极高)。(7)材料宏观上力学性能不佳,易出现冷流现象。第三十页,本课件共有69页第三十一页,本课件共有69页(1)防腐;(2)绝缘;(3)密封;(4)摩擦磨损;(5)防粘;(6)其它。第三十二页,本课件共有69页聚四氟乙烯挤压管聚四氟乙烯模压板聚四氟乙烯薄膜聚四氟乙烯防腐蚀衬里1 聚四氟乙烯防腐蚀衬里2 聚四氟乙烯模压管、棒 第三十三页,本课件共有69页聚酰胺(聚酰胺(PA)于1939年聚酰胺(尼龙66)实现工业化,作为合成纤维应用。聚酰胺是品种颇多、应用最广泛的工程塑料之一。第三十四页,本课件共有69页 分子链中含有许多重复的分子链中含有许多重复的 酰胺基团的一类聚
17、合物,统称为聚酰胺酰胺基团的一类聚合物,统称为聚酰胺(简称简称PA),通常称为尼龙,通常称为尼龙(Nylon)。聚酰胺具有两大类结构:聚酰胺具有两大类结构:第三十五页,本课件共有69页聚酰胺的命名聚酰胺的命名1.由二元胺和二元酸缩聚得的聚酰胺,在聚酰由二元胺和二元酸缩聚得的聚酰胺,在聚酰胺名后加两个数字,第一个数表示二元胺的胺名后加两个数字,第一个数表示二元胺的碳原子数,后一个表示二元酸的碳原子数。碳原子数,后一个表示二元酸的碳原子数。聚酰胺聚酰胺66聚酰胺聚酰胺610聚酰胺聚酰胺1010 第三十六页,本课件共有69页2.由氨基酸或相应的内酰胺制得的聚酰胺,由氨基酸或相应的内酰胺制得的聚酰胺,
18、则用一个数字表示。此数字代表氨基酸则用一个数字表示。此数字代表氨基酸或内酰胺分子中的碳原子数目,如尼龙或内酰胺分子中的碳原子数目,如尼龙-6第三十七页,本课件共有69页3.3.混合聚酰胺,即由多种二元胺、二元酸混合聚酰胺,即由多种二元胺、二元酸或内酰胺等制得的共缩聚物,则在原数字或内酰胺等制得的共缩聚物,则在原数字后面列一个括弧,括号中注明各组分质量后面列一个括弧,括号中注明各组分质量比的数字。比的数字。如尼龙如尼龙66666(60:40)6(60:40),表示由,表示由6060的的6666盐和盐和4040的已内酰胺所制得;尼龙的已内酰胺所制得;尼龙-66-66610(50:50)610(50
19、:50),表示,表示由等质量的由等质量的6666盐和盐和610610盐所得。盐所得。第三十八页,本课件共有69页4.由含苯环结构单体分子制得的聚酰胺,则采用一个英文字母来表示该含环化合物。如己二胺和对苯二甲酸反应所得的聚酰如己二胺和对苯二甲酸反应所得的聚酰胺,称为尼龙胺,称为尼龙6T6T,其中英文字母,其中英文字母“T”T”即为对即为对苯二甲酸英文名称的第一个字母。苯二甲酸英文名称的第一个字母。第三十九页,本课件共有69页vPA 聚酰胺(尼龙)PA-1010 聚癸二酸癸二胺(尼龙1010)PA-11 聚十一酰胺(尼龙11)PA-12 聚十二酰胺(尼龙12)PA-6 聚己内酰胺(尼龙6)PA-6
20、10 聚癸二酰己二胺(尼龙610)PA-612 聚十二烷二酰己二胺(尼龙612)PA-66 聚己二酸己二胺(尼龙66)PA-8 聚辛酰胺(尼龙8)PA-9 聚9-氨基壬酸(尼龙9)第四十页,本课件共有69页 聚酰胺分子链上的强极性基因聚酰胺分子链上的强极性基因COCONHNH可构成氢键,分子间可构成氢键,分子间的作用力较大。的作用力较大。聚酰胺的内聚能密度高达聚酰胺的内聚能密度高达744J744Jcmcm3 3,是聚乙烯的,是聚乙烯的3 3倍,聚苯乙烯倍,聚苯乙烯的的2.42.4倍,所以具有较高强度。倍,所以具有较高强度。极性酰胺基团易于吸水。在同系列聚酰胺中极性酰胺基团易于吸水。在同系列聚酰
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