第8章 合成树脂与塑料概论精选PPT.ppt

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1、第8章 合成树脂与塑料概论第1页，本讲稿共21页合成树脂合成树脂塑料塑料涂料涂料粘合剂粘合剂合成纤维合成纤维离子交换树脂离子交换树脂第一节第一节 合成材脂合成材脂树脂按来源分类树脂按来源分类天然树脂天然树脂 天然橡胶、树胶、虫胶、琥珀等天然橡胶、树胶、虫胶、琥珀等合成树脂合成树脂 由单体合成或天然高聚物改性获得由单体合成或天然高聚物改性获得1.合成材脂的分类方法合成材脂的分类方法第2页，本讲稿共21页2.其它分类方法其它分类方法根据合成反应分类根据合成反应分类(1)加成聚合合成树脂(2)逐步聚合合成树脂根据受热后的变化行为分类根据受热后的变化行为分类(1)热塑性合成树脂(2)热固性合成树脂按聚

2、合物主链结构和化学结构分类按聚合物主链结构和化学结构分类(1)碳链合成树脂(2)碳-硫链合成树脂(3)碳-氧链合成材脂(4)碳-氮链合成树脂第3页，本讲稿共21页树脂是制造合成塑料、合成纤维、粘合剂、涂料、离子交换树脂等产品的主要原料。3.树脂的用途树脂的用途4.树脂的产量与需求量树脂的产量与需求量以2000年国内全年产量：总产量为9Mt，其中LDPE为795kt、LLDPE为834kt、HDPE为1.11Mt、PP为2.67Mt、PVC为2.3Mt、PS和ABS为1.5Mt。但2000年国内树脂的总需求量为17Mt。第4页，本讲稿共21页第二节第二节 塑塑 料料(1)塑料塑料：以树脂为主要成

3、分，适当加入(或不加)添加剂(填料、增塑剂、稳定剂、颜料等)，可在一定温度、压力下塑化成型，而产品最后能在常温下保持形状不变的一类高分子材料。1.概述概述(2)特点特点：塑料的优点是质轻、绝缘性好、耐腐蚀、制品形式多样化等优点。缺点是易燃烧，在长期使用过程中发生老化现象。(3)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并加入适当添加剂。第5页，本讲稿共21页(4)塑料的产量及应用塑料的产量及应用国内塑料的应用国内塑料的应用包装材料（包装材料（4Mt，22%）日用材料（日用材料（3.5Mt，20%）农业材料（农业材料（3Mt，17%）电子、机、汽车材料（电

4、子、机、汽车材料（3Mt，17%）建筑材料（建筑材料（1.2Mt，7%）其他材料（其他材料（3.3Mt，18%）产量：产量：2000年，世界总产量150Mt，中国18Mt（13%，第二），美国50Mt（44.4%，第一），日本15Mt（10%，第三）。第6页，本讲稿共21页按塑料受热后性能变化分类热塑性塑料成型后再加热重新软化加工而化学组成不变的一类塑料，即具有可溶可熔性。热固性塑料成型后不能再加热重新软化加工的一类塑料，即具有不溶不熔性。2.塑料的分类塑料的分类第7页，本讲稿共21页按应用分类按应用分类通用塑料通用塑料产量大、应用广、加工性能好、成本低的塑料产量大、应用广、加工性能好、成本低

5、的塑料工程塑料工程塑料特种工程塑料特种工程塑料氟塑料氟塑料PTFE热致性液晶聚合物热致性液晶聚合物LCP聚苯酯聚苯酯PHB聚芳酯聚芳酯PAR聚醚酮类聚醚酮类PEK聚醚类聚醚类PSF聚酰亚胺类聚酰亚胺类PI聚苯硫醚聚苯硫醚PPS通用工程塑料通用工程塑料热塑性聚酯热塑性聚酯PBT聚苯醚聚苯醚PPO聚甲醛聚甲醛POM聚碳酸酯聚碳酸酯PC聚酰胺聚酰胺一般塑料一般塑料用量小、性能一般的塑料，如用量小、性能一般的塑料，如PMMA等等特种塑料特种塑料性能独特、价格高的耐热、阻隔、导电塑料性能独特、价格高的耐热、阻隔、导电塑料第8页，本讲稿共21页3.塑料的性能塑料的性能(1)密度密度：塑料的实体相对密度多数

6、介于1-1.5之间，最高者为聚四氟乙烯(相对密度为2.22)，泡沫塑料一般为0.01-0.5。(2)吸吸水水性性：塑料吸水性(一般为0.01-3)高于金属、陶瓷、玻璃、等无机材料等。其测试方法一般是将一定大小的试样置于水中浸24h后，测定其重量增加的百分数。(3)透气性透气性：一般测定一定厚度的薄膜于一定时间，于规定压力下，单位面积所透过的气体体积。一般对于气体有良好屏蔽性的高聚物，通常对水的屏蔽性差。屏蔽性屏蔽性透气性透气性第9页，本讲稿共21页(4)机械性能机械性能a.刚性塑料和柔性塑料机械性能差别很大。b.增塑剂、填料、结晶取向等因素对机械性能有较大影响。c.增强塑料的比重远小于金属，所

7、以比强度(强度/比重)可超过金属材料。d.与玻璃、陶瓷等材料比较，塑料的硬度差，但韧性好。第10页，本讲稿共21页(5)热性能热性能a.塑料的耐热性测定：用在一定负荷下受热，形状变化达规定时的温度来表示。国际上通用的有马丁耐热温度，维卡耐热温度及热扭变温度等。b.塑料在长期受热条件下使用时会发生热老化现象，表现为颜色发生变化，机械强度降低，重量损失等。c.塑料是隔热性好、导热系数小的材料。第11页，本讲稿共21页(6)电性能电性能一般的塑料是不良导体，是重要的绝缘材料之一。(7)稳定性稳定性a.塑料耐无机酸、碱、盐水溶液等的化学腐蚀性较好，如PTFE。但有机溶剂、油脂等对一些塑料产生腐蚀或溶解

8、作用。b.塑料的老化现象：在紫外线以及环境中热、水汽和空气以及杂质的作用下，长时间使用过程中会产生氧化降解、交联等变化。c.塑料绝大多数是易燃或可燃的。第12页，本讲稿共21页第三节第三节 合成纤维合成纤维1.概述概述纤维纤维是指柔韧、纤细，具有相当长度、强度、弹性和吸湿性的丝状物。大多数是不溶于水的有机高分子化合物，少数是无机物。纤维纤维天然纤维化学纤维胶黏纤维铜氨纤维醋酸纤维纤维素纤维锦纶系列纤维蛋白质纤维涤纶系列纤维腈纶系列纤维聚乙烯醇系列纤维聚烯烃纤维含氯纤维耐高温纤维其他纤维第13页，本讲稿共21页(3)人造纤维人造纤维：以天然纤维素(木质纤维素或棉纤维短绒)为原料经化学加工制成的再

9、生纤维素纤维，工业称粘胶纤维。(2)天然纤维天然纤维：如棉花、羊毛、蚕丝、麻等。棉短绒NaOH液纤维素黄酸钠CS2湿法纺丝酸性液人造纤维还有铜氨纤维、醋酸纤维及乳酪素纤维第14页，本讲稿共21页(4)合成纤维合成纤维：线型结构的高分子量合成树脂，经过适当方法纺丝得到的纤维称为合成纤维。a.聚酯纤维(聚对苯二甲酸乙二醇酯)b.腈纶纤维(聚丙烯腈)c.维纶纤维(聚乙烯醇缩甲醛)d.尼龙纤维(聚酰胺-66纤维)e.锦纶纤维(聚酰胺-6)f.氨纶纤维(聚氨酯纤维)重要品种重要品种(5)合成纤维的特点合成纤维的特点：优点是强度高、弹性好、保暖性好、耐摩擦、耐酸碱、耐腐蚀、防虫蛀；缺点是未经处理不易着色、

10、易产生静电、吸湿性差、透气性差。第15页，本讲稿共21页2.成纤高聚物的特征成纤高聚物的特征(1)成纤高聚物均为线型高分子：用这类高分子纺制的纤维能沿纤维纵轴方向拉伸而有序排列。当纤维受到拉力时，大分子能同时承受作用力，使纤维具有较高的拉伸强度和适宜的延伸度及其他物理-力学性能。(2)成纤维高聚物具有适宜的相对分子量，分子量分布要窄：线型高聚物分子链的长度对纤维的物理-力学性能影响很大，尤其是对纤维的机械强度、耐热性和溶解性的影响更大。相对分子质量的高低均不好，高者不易加工，低者性能不好。主要成纤高聚物的相对分子质量主要成纤高聚物的相对分子质量高聚物高聚物相对分子质量相对分子质量高聚物高聚物相

11、对分子质量相对分子质量聚酰胺聚酰胺-6或或-66聚酯聚酯聚丙烯腈聚丙烯腈16000-2200016000-2000050000-80000聚乙烯醇聚乙烯醇全同聚丙烯全同聚丙烯60000-80000180000-300000第16页，本讲稿共21页(3)成纤高聚物的分子链间必须有足够强的作用力：高聚物的物理-力学性能与分子间作用力，如离子键、色散力、范德华力等有密切关系。分子间作用力越大，纤维的强度越高。(4)成纤高聚物应具有可溶性和熔融性：只有这样才能将高聚物溶解或熔融成溶液或熔体，再经纺丝、凝固或冷却形成纤维，否则就不能进行纺丝。(5)分子结构要规整，最好具有适当结晶度，拉伸取向后成为不可逆

12、状态。(6)结晶性聚合物熔点和软化点应比使用温度高得多；非结晶性聚合物，Tg应比使用温度高。第17页，本讲稿共21页3.纤维的性能纤维的性能(1)细度细度a.支数支数：单位重量的纤维在公定回潮率时的长度表示。公制支数以1g重的纤维所具有的长度(米)表示。b.纤纤度度：一定长度的纤维所具有的重量来表示。常用的纤度单位有“特克斯”(tex)，1tex表示在公定回潮率时1000m长的纤维重lg。(2)长度长度棉型短纤维：纤度l 0.8-13.5 tex，长度33-38mm。毛型短纤维：纤度27-45 tex，长度64-114mm。中长型纤维：纤度18-27 tex，长度为51-76mm。第18页，本

13、讲稿共21页(3)卷曲度卷曲度：1cm长度纤维上所具有的卷曲数叫做卷曲度，卷曲度在12-14之间较好。(4)吸湿性吸湿性：一般较差。聚乙烯醇缩甲醛较好。(5)断裂强度断裂强度：一般高于天然或人造纤维。(6)回弹性回弹性：纺织材料在外力作用时产生形变，外力除去后，恢复原来状态的能力。涤纶的回弹性较好。第19页，本讲稿共21页(7)耐磨性耐磨性：衡量纤维表面的耐磨擦性质，聚酰胺纤维耐磨性好。(8)光照牢度光照牢度：纤维在日光照射下所能维持原有性质不变的能力。腈纶较好，锦纶较差。(9)染色性染色性：合成纤维不易染色。聚酰胺纤维和聚乙烯醇缩甲醛纤维相对易染色。(10)耐霉性和防蛀性耐霉性和防蛀性第20页，本讲稿共21页第八章思考题1.合成材脂分别按合成反应类型、受热后的变化行为、应用领域不同可分为哪些类型。（教材P182-183）2.分别简述塑料和纤维的定义、分类和主要的性能特点。（幻灯片）第21页，本讲稿共21页