《塑料的分类认识》PPT课件.ppt

欢迎学习 塑胶基础 讲师 赵仁合 第二章塑料的分类认识 2 1 按塑料的应用领域分类1 通用塑料 通用塑料只可作为一般非结构性材料使用 其产量大 价格相对低廉 性能一般 多用于制做日用品 如 PE PP PVC PS PMMA EVA等 2 工程塑料 工程塑料是指具有较高力学性能及耐高温 耐腐蚀 可以作为结构性材料 具有优异的综合性能 包括 机械性能 电性能 耐热性能 耐化学性能等 可在较宽阔的温度范围内和较长的时间内能良好地保持这种性能 并能在承受机械应力和较为苛刻的化学 物理环境中长期使用 被公认的七大工程塑料为 ABS PC POM PA PET PBT PPO等 工程塑料的产量相对较少 价格较贵 另外 还有功能塑料 如 LCP 人造器官等 纳米塑料 降解塑料等 2 2 按塑料的结晶形态分类1 结晶性塑料 结晶性塑料是指在适当的条件下 分子能产生某种几何结构的塑料 如 PE PP PA POM PET PBT等 大多数的属于部分结晶态 缩水率较大 通常为2 一般为非透明或半透明 2 无定形塑料 无定形塑料是指分子形状和分子相互排列不呈晶体结构而呈无序状态的塑料 如 ABS PC PVC PS PMMA EVA AS等 非结晶性塑料在各个方向上表现的的力学特性是相同的 各向同性 缩水率较大 通常为0 5 一般为非透明或半透明 2 3按其受热时所呈现的基本行为分类 1 热塑性塑料 热塑性塑料是指在特定的温度范围内 能反复加热软化和冷却变硬的塑料 如 ABS PP POM PC PS PVC PA PMMA等 它可以再回收利用 常采用注射 挤出 吹塑成形2 热固性塑料 热固性塑料是指受热后成为不熔的物质 再次受热不再具有可塑性且不能再回收利用的塑料 如 酚醛树脂PF 环氧树脂 氨基树脂 聚胺酯 发泡聚苯乙烯 脲醛 UF 三聚甲氰胺甲醛 MF 不饱和聚脂等 常采用压缩 压注成形 2 4 按塑料的透光性分类1 透明塑料 和透光率在88 以上的塑料称为透明塑料 如 PMMA PS PC Z 聚酯等 2 半透明塑料 常用的半透明塑料有 PP PVC PE AS PET MBS PSF等 3 不透明塑料 不透明的塑料主要有POM PA ABS HIPS PPO等 2 5 按塑料的硬度分类1 硬质塑料 常见硬质塑料有 ABS POM PS PMMA PC PET PBT PPO等 2 半硬质塑料 半硬质塑料有 PP PE PA PVC等 3 软质塑料 软质塑料有 软PVC K胶 BS TPE TPR EVA TPU等 2 6 按塑料的化学结构分类1 聚烯烃类 如 LDPE MDPE HDPE LLDPE UHMWPE PP等 2 聚苯乙烯类 如 PS AS BS ABS MBS HIPS等 3 聚酰胺类 如 PA6 PA66 PA610 PA1010等 4 聚醚类 如 PC POM PSF PPO等 5 聚酯类 如 PBT PET等 6 丙烯酸酯类 如 PMMA 2 7 按制造方法分 分聚合树脂和缩聚树脂聚合反应和缩聚反应 将从煤或石油中得到的相同或不相同的低分子单体化合成高分子聚合物的反应 聚合反应没有低分子物质析出 缩聚反应有水 氨 氯化氢等低分子物质析出 按热塑性塑料的高性能化分 为了满足注塑行业不断高涨的市场对塑料的要求 几十年来科学家们一直努力研制出更多的性能优异的新型合成树脂 同时又对现有的树脂必能进行改良 层出不穷地推出高性能化新品种 通过改性 可使合成树脂实现高性能的主要方法有如下几种 1 共聚合采用两种以上的单体进行聚合的方法 2 合金化把两种以上的聚合物通过混合 混炼 形成微分散结构的方法 3 复合化在树脂中添加聚合物以外的物质的方法 4 立体规整化采用新型的聚合催化剂提高聚合物分子有序性的方法 其中 1 和 4 可以被认为是化学改性的方法 而 2 和 3 是物理改性的方法 使用这些方法不仅可以制造出具有一般性能的材料 而且还可以制造出各种具有高性能的材料 例如 聚苯乙烯作为单一品种的树脂问世以来 通过和丙烯腈 AN 甲基丙烯酸甲酯 MMA 丁二烯 BD 等单体的共聚改性 通过和弹性体的合金化或通过和其他物质的复合化改性等方法的不断改良 现在已发展成为苯乙烯系树脂的一大类树脂 其应用领域也在不断扩大 共聚合 1 加成共聚的方法耐冲击性聚丙烯在制造时 首先是在聚丙烯的均聚物形成后 马上进行乙烯和丙烯的共聚合 然后再用机械的方法所它们混合在一起 因此 耐冲击性聚丙烯树脂是由聚丙烯均聚物和乙烯丙烯共聚物组成的混合物体系 在受到冲击时 主要是各个分散在均聚物体系的乙烯丙烯共聚物部分能吸收和消耗冲击能 使体系的耐冲击性得以提高的 耐冲击聚丙烯树脂具有较均衡的物性 且刚度 耐热性 耐冲击性均较好 具有广泛的用途 如果我们从固体的结构角度看 这种共聚合可以被认为是专门为了实现合金化的共聚合方法 2 缩聚物中替换某种单体的方法人们可以利用在缩聚物中替换某种单体的方法来实现聚合物的高性能化 如以尼龙 尼龙66为代表的聚酰胺树脂 为了使其获得更好的刚性和抑制进行缩聚 制成含苯环的聚酰胺 由于其主链上含有苯环 与尼龙6或尼龙66相比则刚性较高 高温时形状稳定性好 吸水率低等特点 当然 替换其中的二元胺也是可以的 如用邻苯二甲胺替代尼龙66中的二元胺而制成的塑料被用于薄壁制品 其用途正在不断扩大 3 其他如聚碳酸酯作为光学材料使用时 必须减少其双折射率 为此常用聚苯乙烯对其进行改性 但采用一般共混的方法 如下图 a 所示聚苯乙烯将少数um单位粒径的粒子分散在聚碳酸酯中 则在化学结构上呈现出不均一性 与之相比 若采用在聚碳酸酯的两末端上结合苯乙烯的方法 其材料就可显示出良好的均一性 如下图 b 所示 其共聚物的分子上聚苯乙烯部分都集中在聚碳酸酯的末端 像这样 苯乙烯以业已生成的聚碳酸酯末端为起点 聚合成聚苯乙烯的共聚合方式 一般被称为接枝共聚 合金化 把两种以上的聚合物混合在一起各取其所长 互相弥补其所短的方法叫做合金化 为了达到预期的目的 必须使体系像两种以上的金属经熔融混合得到的金属合金那样 具有较稳定的微分散结构 如果两种聚合物具有相容性 则可以达到分子水平的混合 这种混合物在成型中其行为举动相当于一种聚合物 其成型品中各部分的微观结构也是完全均一的 但大多数聚合物之间是不相容的 对不相容的聚合物单纯地用机械的手段将其混合 是不可能使其形成均一分散的结构的 为此 常常通过机械手段和化学手段并用的方法 尽可能使其形成较微细的分散 微分散 以提高体系的均一程度实现良好的物性 这就是现在一般所进行的合金化的方法 与之相比 前述共聚合的方法是通过化学手段实现合金化的方法 1 相容性聚合物合金上个世纪七十年代 人们已经认识到聚苯醚 PPO 和聚苯乙烯 PS 是能达到分子水平相容的 而后美国的CE公司把用PPO PS混合的各种型号的成型材料推向了市场 丙烯腈和苯乙烯的共聚物 AS 和聚甲基丙烯甲酯之间有着较好的相容性 将两者通过熔融混合而成的聚合物合金 商品名叫Stylac 它具有透明性 耐候性兼务备的特性 2 非相容性合金耐冲击性聚丙烯 耐冲击性聚苯乙烯等都属于非相容性合金 在非相容性合金中 大多数都是选择弹性体聚合物以提高其基体聚合物有耐冲击强度的体系 最近问世的StylacAT30 也属于这种合金 AS和PMMA有较好的相容性 经混合后制成的AT30具有较好的表面硬度 透明性和耐冲击性 制作非相容性合金的另一种方法是 在混合时加入第三种聚合物作为相容剂以形成稳定的微分散体系 3 复合化所谓复合化 就是在聚合物中加入各种填料 填充剂 以实现高性能化的一种方法 在各种聚合物中如聚丙烯 聚酰胺 尼龙 聚碳酸酯等都是很常用的 而填充剂一般以玻璃纤维 碳纤维等为主流 玻璃纤维具有价格低拉伸强度大的优点 日本常用直径为13um的 而欧美常用10 5um的玻璃纤维做填充剂使用 碳纤维的强度和玻璃纤维差不多 但其重量轻 一般玻璃纤维和碳纤维的配合量都在数十份左右 在这种情况下能使材料轻量化的面纤维是有利的 此外在要求高强度和高刚性的场合 碳纤维也是有利的 配合30 40 的短玻璃纤维后对各种树脂具有补强效果 凡添加了玻璃纤维的体系 在100 以上的高温条件下 其拉抻强度能达到室温条件的几倍 为了使体系达到更好物性 玻璃纤维和聚合物的界面接着是极为重要的 为此玻璃纤维必须经过预先处理 以期提高其表面硬度 集束性和聚合物的亲合性 最近 有人报告了用粘土作填充剂的方法 在尼龙中仅添加4 的粘土 就可以把尼龙在120 下的弹性模量提高三倍以上 而且其热变形温度也得到了大幅度的提高 目前粘土尼龙已经进入实用化 被用于汽车发动机室内部件使用 今后 这种复合化的方法也必将在其化聚合物上得到应用 4 立体规则化根据分子内定向程度的大小 聚乙烯可被分类为高密度和低密度的两种 目前作为成型材料使用的聚丙烯其分子内都是定向的 非定向的聚丙烯为油状物 不能作为成型材料使用 正是因为聚丙烯分子内的原子团都按一定的方向配置 所以有较高的结晶性 一般把具有这样特性的聚合物称为立体规则性聚合物 生成这种聚丙烯的方法是在1953年 由意大利米兰大学的纳塔教授发现的 这种分子内定向的聚丙烯被命名为等规聚丙烯立体规则性聚合物在聚合时 一般采用和一般的加成聚合有所不同的引发剂 催化剂 而新型催化剂的出现 对聚丙烯树脂的高性能化作出了很大的贡献 特别是最近 因采用高规则性催化剂而合成出来的聚丙烯均具有高结晶性 高刚性和高耐热性 合成立体规则性聚苯乙烯的研究也在进行 有报告指出 立体规则性聚苯乙烯的熔点为270 具有较高的结晶度 而且其结晶速度较快 人们期待着能用这种材料代替一般的工程塑料使用