通用高分子材料之塑料篇课件.ppt

1、第四章第四章 通用高分子材料通用高分子材料 之塑料篇之塑料篇白色蜡状物，比水轻，燃烧时有白色蜡状物，比水轻，燃烧时有石蜡气味石蜡气味，软化呈球状，火焰上端呈黄色，中间呈蓝色，软化呈球状，火焰上端呈黄色，中间呈蓝色，不能自熄。不能自熄。 白色蜡状物，像白色蜡状物，像PE但比但比PE更轻更透明。更轻更透明。易燃烧，离火后不能自熄。火焰上端黄色，易燃烧，离火后不能自熄。火焰上端黄色，下端蓝色，有少量下端蓝色，有少量黑烟黑烟。燃烧时熔融滴落并。燃烧时熔融滴落并发出发出石油气味石油气味。聚苯乙烯聚苯乙烯 (PS)CH2CH2nCH2CH2n工业装饰、照明指示、电绝缘材料以及工业装饰、照明指示、电绝缘材料

2、以及光学仪器零件、透明模型、玩具、日用光学仪器零件、透明模型、玩具、日用品等；品等； 制备泡沫塑料，是重要的包装材制备泡沫塑料，是重要的包装材料和绝热材料料和绝热材料合成方法合成方法 由单体苯乙烯通过连锁聚合反应制由单体苯乙烯通过连锁聚合反应制得，按自由基聚合机理进行；聚合实施方法有得，按自由基聚合机理进行；聚合实施方法有本体法、溶液法、悬浮法和乳液法。本体法、溶液法、悬浮法和乳液法。性能性能 非结晶聚合物，透明度达非结晶聚合物，透明度达8892； 折射率高，所以具有良好得光泽；热变形温度折射率高，所以具有良好得光泽；热变形温度为为6080，至，至300以上解聚，易燃烧；具有以上解聚，易燃烧；

3、具有优异的绝热性和电绝缘性，能耐某些矿物油、优异的绝热性和电绝缘性，能耐某些矿物油、有机酸、盐、碱有机酸、盐、碱 及其水溶液。溶于甲苯、苯及及其水溶液。溶于甲苯、苯及苯乙烯。苯乙烯。保温隔热风管保温隔热风管泡沫板泡沫板挤塑板挤塑板高压电容高压电容 为克服聚苯乙烯脆性大、耐热性低的缺点，为克服聚苯乙烯脆性大、耐热性低的缺点，发展了一系列的改性聚苯乙烯：发展了一系列的改性聚苯乙烯：CH2CHCNCH2CHCHCH2CH2CHC6H5丙烯腈丁二烯苯乙烯丙烯腈、氯化聚苯乙烯和苯乙烯丙烯腈、氯化聚苯乙烯和苯乙烯 CH2CHCNCH2CHC6H5丙烯腈苯乙烯CH2CCOORR丙烯酸酯聚氯乙烯聚氯乙烯(PV

4、C)T 合成合成CH2CHClnCH2CHCln自由基聚合 无定形聚合物，结晶度在无定形聚合物，结晶度在5以下，难燃，离火即灭。温度超过以下，难燃，离火即灭。温度超过170或受光的作用，或受光的作用，PVC会脱去会脱去HCl而形成共而形成共轭键，这是轭键，这是PVC加工过程中变色的原因。加工过程中变色的原因。结构与性能结构与性能将将PVC与增塑剂、稳定剂、颜料等按一定配方与增塑剂、稳定剂、颜料等按一定配方比例均匀混合；将混合料进行塑化。在挤出机比例均匀混合；将混合料进行塑化。在挤出机或两辊机上进行塑化后的物料可直接成型（如或两辊机上进行塑化后的物料可直接成型（如压延）或经造粒后再成型（挤出、注

5、射等压延）或经造粒后再成型（挤出、注射等)。a、软制品，主要是薄膜（防雨材料、台、软制品，主要是薄膜（防雨材料、台 布、农膜等）和人造革；布、农膜等）和人造革；b、硬制品、硬制品 硬管、瓦楞板、衬里、门窗等；硬管、瓦楞板、衬里、门窗等；c、电线、电缆的绝缘层；、电线、电缆的绝缘层；d、地板、家具、录音材料。、地板、家具、录音材料。捆扎膜捆扎膜塑料窗异型材塑料窗异型材PVC膜的透明度、拉伸性和黏性都比膜的透明度、拉伸性和黏性都比PE保保鲜膜强。鲜膜强。PVC膜在用火烧时，火焰发黑，膜在用火烧时，火焰发黑，冒黑烟，有刺鼻的气味，不会滴油，离开冒黑烟，有刺鼻的气味，不会滴油，离开火源后会自动熄灭。火

6、源后会自动熄灭。PE膜燃烧时火焰呈黄色，石蜡气味，会滴膜燃烧时火焰呈黄色，石蜡气味，会滴油，且离开火源后可以继续燃烧。油，且离开火源后可以继续燃烧。CH2CCOORR丙烯酸塑料丙烯酸塑料丙烯酸塑料包括丙烯酸类单体丙烯酸塑料包括丙烯酸类单体( (丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯等) )的的均聚物、共聚物及共混物为基的塑料。俗称有均聚物、共聚物及共混物为基的塑料。俗称有机玻璃。机玻璃。自由基或阴离子聚合，相对分子质量自由基或阴离子聚合，相对分子质量50100万。万。透明性最好的聚合物，但表面硬度较低，易被硬透明性最好的聚合物，但表面硬度

7、较低，易被硬物划伤，有可燃性；优良的耐气候性、耐稀无机酸、物划伤，有可燃性；优良的耐气候性、耐稀无机酸、油、脂。油、脂。在飞机、汽车上用作窗玻璃和罩盖。在飞机、汽车上用作窗玻璃和罩盖。CH2CCOOCH3CH3nCH2CCH3COOCH3n4.1.5 工程塑料工程塑料聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚、聚酯、聚砜、聚苯硫醚聚砜、聚苯硫醚等等8种。种。主要品种：主要品种：聚酰胺：主链上含有酰胺基团聚酰胺：主链上含有酰胺基团( )的聚合物的聚合物NHCO聚碳酸酯：主链上含有聚碳酸酯：主链上含有 基团的线型聚合物基团的线型聚合物OROCO聚甲醛：分子链中

8、含有聚甲醛：分子链中含有 基团的聚合物基团的聚合物CH2O4.1.5.1 聚酰胺聚酰胺(尼龙，尼龙，PA) 主链上含有酰胺基团主链上含有酰胺基团( )的聚合的聚合物，可由二元酸和二元胺缩聚而得，也可由内物，可由二元酸和二元胺缩聚而得，也可由内酰胺自聚制得。酰胺自聚制得。NHCO主要品种主要品种尼龙尼龙66尼龙尼龙610NH(CH2)6NHCO(CH2)4COn尼龙-66NH2(CH2)6NH2n+HOOC(CH2)4COOHnNH(CH2)6NHCO(CH2)8COn尼龙-610NH2(CH2)6NH2n+HOOC(CH2)8COOH尼龙尼龙1010尼龙尼龙6NH(CH2)10NHCO(CH2

9、)8COnNH(CH2)5COnNH2(CH2)10NH2HOOC(CH2)8COOH+nnNH2(CH2)5COOHnNH(CH2)5COn缩聚反应缩聚反应开环反开环反应应-(2n-1)H2O-(n-1)H2O 优点优点 结晶性聚合物；结晶性聚合物； 良好的力学性能；良好的力学性能； 比抗拉强度高于金属，比抗压强度与金属相近，比抗拉强度高于金属，比抗压强度与金属相近，可作替代金属的材料；可作替代金属的材料； 优良的耐磨擦性和耐磨耗性；优良的耐磨擦性和耐磨耗性； 使用温度一般为使用温度一般为-40100-40100CC； 良好的阻燃性；良好的阻燃性； 耐油、耐溶剂性良好。耐油、耐溶剂性良好。

10、缺点缺点 吸水性较大，影响其尺寸稳定性。吸水性较大，影响其尺寸稳定性。 广泛地用于制造各广泛地用于制造各种机械、电气部件种机械、电气部件改性和新型聚酰胺改性和新型聚酰胺增强尼龙：增强尼龙： 玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维等增强玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维等增强尼龙尼龙反应注射成型反应注射成型(RIM)尼龙：尼龙： 把具有高反应活性的尼龙原料于高压下瞬间反应，把具有高反应活性的尼龙原料于高压下瞬间反应，再注入密闭的模具中成型。与尼龙再注入密闭的模具中成型。与尼龙6相比，相比，RIM尼龙具尼龙具于更高的结晶性和刚性，更小的吸湿性。于更高的结晶性和刚性，更小的吸湿性。单体浇铸尼龙：单体浇铸尼龙： MC尼龙

11、，尼龙尼龙，尼龙6的一种，采用碱聚合法，加快了的一种，采用碱聚合法，加快了聚合速度。聚合速度。 MC尼龙分子量比一般尼龙尼龙分子量比一般尼龙6高一倍左右，高一倍左右，力学性能都比尼龙力学性能都比尼龙6高。高。尼龙与金属材料相比存在强尼龙与金属材料相比存在强度较小，刚度较低，由吸湿度较小，刚度较低，由吸湿而引起的尺寸变化较大。而引起的尺寸变化较大。芳香族尼龙：芳香族尼龙：聚间苯二酰苯二胺聚间苯二酰苯二胺由间苯二甲酰氯和间苯二胺通过界面缩聚法聚得由间苯二甲酰氯和间苯二胺通过界面缩聚法聚得COCONHNHCClOCOCl+NH2NH2nn主链上含有主链上含有 基团的线型聚合物基团的线型聚合物,4.5

12、.1.2 聚碳酸酯聚碳酸酯(PC)OROCOOCCH3OCOCH3n用作工程塑料的只有双酚用作工程塑料的只有双酚A型的芳香族聚碳酸酯型的芳香族聚碳酸酯R-脂肪族，脂肪族，脂脂环族，环族，芳香族，芳香族，脂肪族脂肪族-芳香族芳香族 优点优点 刚硬而韧，具有良好的尺寸稳定性、刚硬而韧，具有良好的尺寸稳定性、耐蠕变性、耐热性及电绝缘性。耐蠕变性、耐热性及电绝缘性。 缺点缺点 制品容易产生应力开裂，耐溶剂、制品容易产生应力开裂，耐溶剂、耐碱性能差，高温易水解，摩擦系数大，无耐碱性能差，高温易水解，摩擦系数大，无自润滑性，耐磨性和耐疲劳性较低。自润滑性，耐磨性和耐疲劳性较低。灯管灯管灯罩灯罩4.1.6

13、热固性塑料热固性塑料体型结构的聚合物，一般都是刚性的，而且体型结构的聚合物，一般都是刚性的，而且大都含有填料。大都含有填料。基本组分基本组分成型加工的共同特点成型加工的共同特点塑料制品塑料制品由线型或支链型低聚由线型或支链型低聚物转变成体型聚合物物转变成体型聚合物分子量较低的液态粘稠流体，分子量较低的液态粘稠流体，脆性固态的预聚体脆性固态的预聚体或中间阶段的缩聚体或中间阶段的缩聚体分子内含有反应分子内含有反应活性基团，为线活性基团，为线型或支链结构型或支链结构酚醛塑料酚醛塑料 以酚类与醛类化合物缩聚而得的树脂，主要是苯以酚类与醛类化合物缩聚而得的树脂，主要是苯酚与甲醛缩聚物。酚与甲醛缩聚物。F

14、特点特点 价格便宜、尺寸稳定性好、耐热性优良价格便宜、尺寸稳定性好、耐热性优良酚醛塑料酚醛塑料热塑性酚醛树脂热塑性酚醛树脂 热固性酚醛塑料热固性酚醛塑料以酸类为催化以酸类为催化剂，酚和醛的剂，酚和醛的比例大于比例大于1甲醛过量，酸或甲醛过量，酸或碱为催化剂，或碱为催化剂，或甲醛虽不过量，甲醛虽不过量，但以碱为催化剂但以碱为催化剂OH+CHHOOHCH2OHH2O+2HOHCH2OHCH2OHCH2OHHOCH2OHCH2OHCH2OHCH2OH或热塑性酚醛树脂热塑性酚醛树脂 以酸类为催化剂，酚和醛的比例以酸类为催化剂，酚和醛的比例大于大于1。 在在合成过程中不会形成三向网络结构，在合成过程中不

15、会形成三向网络结构，在进一步的固化过程中必须加入固化剂。进一步的固化过程中必须加入固化剂。热固性酚醛塑料热固性酚醛塑料 甲醛过量，以酸或碱为催化剂，或甲醛虽不过甲醛过量，以酸或碱为催化剂，或甲醛虽不过量，但以碱为催化剂，含有可进一步反应的羟甲基量，但以碱为催化剂，含有可进一步反应的羟甲基活性基团，如果合成不加以控制，会使体型缩聚反活性基团，如果合成不加以控制，会使体型缩聚反应一直进行至形成不熔、不溶的具有三向网络结构应一直进行至形成不熔、不溶的具有三向网络结构的固化树脂。的固化树脂。热塑性酚醛树脂与热固性酚醛树脂能相互转化热塑性酚醛树脂与热固性酚醛树脂能相互转化酸性介质酸性介质苯酚处理苯酚处理

16、热塑性酚醛树脂热塑性酚醛树脂热固性酚醛树脂热固性酚醛树脂甲醛处理甲醛处理酸酸 不饱和二元酸不饱和二元酸( (顺丁烯顺丁烯二酸酐二酸酐) )混以一定量的饱混以一定量的饱和二元酸和二元酸( (邻苯二甲酸邻苯二甲酸 和和邻苯二甲酸酐邻苯二甲酸酐) )醇醇 饱和二元饱和二元醇醇( (丙二醇、丙二醇、丁二醇丁二醇) )不饱和聚酯塑料不饱和聚酯塑料不饱和聚酯塑料不饱和聚酯塑料组成组成 不饱和二元酸不饱和二元酸( (顺丁烯二酸酐顺丁烯二酸酐) )混混以一定量的饱和二元酸以一定量的饱和二元酸( (邻苯二邻苯二甲酸甲酸 和邻苯二甲酸酐和邻苯二甲酸酐) )饱和二元醇饱和二元醇( (丙二丙二醇、丁二醇醇、丁二醇) )苯乙烯等苯乙烯等引发树脂与交联单体的交引发树脂与交联单体的交联反应联反应促进引发剂的引发反应，促进引发剂的引发反应，不同的引发剂要与不同不同的引发剂要与不同的加速剂配套使用的加速剂配套使用