高分子材料绪论2课件.ppt

1、高分子材料导读n人类与高分子人类与高分子n高分子的发展历史高分子的发展历史n高分子材料的分类高分子材料的分类n通用高分子材料通用高分子材料q塑料塑料q橡胶橡胶q纤维纤维n塑料包装主要形式及应用塑料包装主要形式及应用n塑料包装的发展方向塑料包装的发展方向一、人类与高分子一、人类与高分子n动植物，到人类本身，都是由高分子动植物，到人类本身，都是由高分子蛋白质、蛋白质、核酸、多糖核酸、多糖(淀粉、纤维素淀粉、纤维素)等为主构成的。等为主构成的。 n衣食住行衣食住行人们吃的肉、蛋、粮食、蔬菜；人人们吃的肉、蛋、粮食、蔬菜；人们穿的，由原始人借以遮身的兽皮、树叶，到们穿的，由原始人借以遮身的兽皮、树叶，

2、到后来的棉、麻、毛、丝；人们住房建筑用的茅后来的棉、麻、毛、丝；人们住房建筑用的茅草、木材、竹材；制作交通工具用的木材、竹草、木材、竹材；制作交通工具用的木材、竹材、油漆，还有天然橡胶等等，都是高分子。材、油漆，还有天然橡胶等等，都是高分子。 四 纶q尼龙纤维尼龙纤维 涤纶纤维涤纶纤维 腈纶纤维腈纶纤维 维尼纶纤维维尼纶纤维农业地膜农业地膜活动房屋碳纤维复合材料1. 包装包装目前包装行业几乎全被聚合物占领。水泥、目前包装行业几乎全被聚合物占领。水泥、化肥的包装多用聚丙烯编织袋，打包带。食化肥的包装多用聚丙烯编织袋，打包带。食品的真空包装用多层复合膜（品的真空包装用多层复合膜（PP、PA、铝）。

3、、铝）。保鲜袋，保鲜袋，PP包装袋，以及各种塑料食品袋，包装袋，以及各种塑料食品袋，购物袋，占塑料用量的购物袋，占塑料用量的23左右。左右。各种证书的封装，各种证书的封装，IC卡的封装，不干胶，彩卡的封装，不干胶，彩虹膜等。虹膜等。食品包装：肠衣，牛奶，食品包装：肠衣，牛奶，我国我国2005年包装材料产量年包装材料产量700万吨，万吨，2. 建筑及室内装饰建筑及室内装饰施工中使用的塑料模壳可使施工周期缩短。施工中使用的塑料模壳可使施工周期缩短。广泛应用的广泛应用的PVC电线套管，电线套管，PS发泡隔热层，发泡隔热层，下水管，卫生间，地毯，地板，门窗，室内下水管，卫生间，地毯，地板，门窗，室内外

4、涂料，玻璃钢，防水材料，铝塑复合管可外涂料，玻璃钢，防水材料，铝塑复合管可耐耐20个大气压，巨型充气薄膜建筑，野战医个大气压，巨型充气薄膜建筑，野战医院。橡胶拦水坝等。占塑料用量的院。橡胶拦水坝等。占塑料用量的73 农业上的应用农业上的应用塑料在农业上的应用为农业带来一场革命。塑料在农业上的应用为农业带来一场革命。农膜的使用可使作物成熟提前农膜的使用可使作物成熟提前1520天，产天，产量提高量提高2050，同时具有土壤保墒等作用，同时具有土壤保墒等作用，塑料大棚的应用，解决了北方地区冬季的蔬塑料大棚的应用，解决了北方地区冬季的蔬菜供应问题。塑料管用于农业滴灌，节约水菜供应问题。塑料管用于农业滴

5、灌，节约水量在量在50以上。占塑料应用的以上。占塑料应用的16。种籽包衣，转光膜，网箱，养鸡、养猪棚，种籽包衣，转光膜，网箱，养鸡、养猪棚，鱼网等。鱼网等。使沙漠变良田的吸水树脂使沙漠变良田的吸水树脂n由淀粉制备高吸水树脂由淀粉制备高吸水树脂n由腐植酸制备高吸水树脂由腐植酸制备高吸水树脂n化学合成高吸水树脂。化学合成高吸水树脂。高吸水树脂通过其特定的分子结构，吸高吸水树脂通过其特定的分子结构，吸水储存水分，供植物生长需要。水储存水分，供植物生长需要。以植物为原料的塑料玉米玉米-聚乳酸聚乳酸-磁盘磁盘(一根玉米棒一根玉米棒=10张磁盘张磁盘)Green production process of

6、 PDO微生物法生产微生物法生产1,3-1,3-丙二醇和丙二醇和PTTPTT的产品开发受到国内外众多知名企业（如的产品开发受到国内外众多知名企业（如DupontDupont、ShellShell等）的高度重视，将成为等）的高度重视，将成为“绿色化工绿色化工”的新典范。的新典范。4. 体育体育由于塑料的应用，使原来的一些不可逾越的由于塑料的应用，使原来的一些不可逾越的预言成为历史。预言成为历史。疏水织物5. 军事军事Kevelar织成的防弹背心。头盔、隐形涂织成的防弹背心。头盔、隐形涂料、以及枪支、帐篷等。料、以及枪支、帐篷等。改性PC/PAR合金 n注射成型可以制造低成本、高性能无骨架透明件，

7、是下一代飞机用透明件的主要成型方法。 6. 汽车工业汽车工业汽车工业是高分子应用最大的领域之一。从汽车工业是高分子应用最大的领域之一。从汽车的轮胎到保险杠、内饰件等，都大量应汽车的轮胎到保险杠、内饰件等，都大量应用高分子材料。保险杠为增韧用高分子材料。保险杠为增韧PP或或PPO材料，材料，仪表板大多为滑石粉填充仪表板大多为滑石粉填充PP，方向盘为，方向盘为PP材材料，表面为聚氨酯发泡材料。风扇叶为玻纤料，表面为聚氨酯发泡材料。风扇叶为玻纤增强尼龙。汽车安全玻璃。可以说没有高分增强尼龙。汽车安全玻璃。可以说没有高分子材料就没有现代的汽车工业。子材料就没有现代的汽车工业。2005年我国汽车产量年我

8、国汽车产量570万辆，消费塑料万辆，消费塑料80多万吨。多万吨。汽车中聚丙烯材料零部件汽车中聚丙烯材料零部件汽车中聚丙烯材料零部件汽车中聚丙烯材料零部件汽车中聚丙烯材料零部件汽车中聚丙烯材料零部件7. 航空航天工业航空航天工业高分子材料的应用可减轻重量，节约成本。高分子材料的应用可减轻重量，节约成本。如飞机机翼油箱采用如飞机机翼油箱采用PA610，重量减轻，重量减轻20，PC风档玻璃，风档玻璃，F111战斗机采用战斗机采用PC坐舱减轻重量，在波音飞机上，有成千上坐舱减轻重量，在波音飞机上，有成千上万个零部件为塑料制品，可大大减轻飞机重万个零部件为塑料制品，可大大减轻飞机重量。量。X-33，20

9、01年终止年终止X-37，波音公司，波音公司，2002年开始研发年开始研发8. 电子电器电子电器印刷电路板，高分子绝缘材料，电子封装，印刷电路板，高分子绝缘材料，电子封装，电器外壳。电器外壳。2004年家电用年家电用ABS/HIPS为为75万万吨。塑料已经成为家电行业的第二大类材料吨。塑料已经成为家电行业的第二大类材料。主要家电中所含塑料的百分比主要家电中所含塑料的百分比n电视机电视机 25n冰箱冰箱 40n空调空调 11n洗衣机洗衣机 36n台式电脑台式电脑 23n吸尘器吸尘器 609.高分子材料的物料分离功能高分子材料的物料分离功能应用高分子分离膜具有节能和节约原材料应用高分子分离膜具有节

10、能和节约原材料的特点的特点1)气体分离膜：氢分离膜和富氧膜。其分离机理气体分离膜：氢分离膜和富氧膜。其分离机理为多孔膜的透过扩散型和无孔膜的熔解扩散型。为多孔膜的透过扩散型和无孔膜的熔解扩散型。如美国通用电气公司的富氧膜，在聚砜多孔膜如美国通用电气公司的富氧膜，在聚砜多孔膜上，用聚二甲基硅氧烷和上，用聚二甲基硅氧烷和PC组成共聚物，将其组成共聚物，将其溶于三氯丙烷，在水面展开，制成薄膜。溶于三氯丙烷，在水面展开，制成薄膜。2)液体分离膜：用于海水淡化，高纯物制备，有液体分离膜：用于海水淡化，高纯物制备，有机物分离。多用复合膜，（反）渗透膜。机物分离。多用复合膜，（反）渗透膜。3)生物功能模拟膜

11、：生物功能模拟膜：50100 ，主要为磷脂和，主要为磷脂和蛋白质。蛋白质。4)燃料电池用质子交换膜，燃料电池用质子交换膜，nifion膜等。膜等。熔融挤出拉伸法制备聚合物微孔膜熔融挤出拉伸法制备聚合物微孔膜二、高分子的发展历史二、高分子的发展历史 15世纪美洲玛雅人用天然橡胶做容器，雨具等生活用品。1839美国人古德伊尔(Charles Goodyear)发现天然橡胶与硫磺共热后明显地改变了性能，使它从硬度较低、遇热发粘软化、遇冷发脆断裂的不实用的性质，变为富有弹性、可塑性的材料。1869美国的海厄特(John Wesley Hyatt,1837-1920)把硝化纤维、樟脑和乙醇的混合物在高压

12、下共热，制造出了第一种人工合成塑料“赛璐珞”(cellulose)。1887Count Hilaire de Chardonnet用硝化纤维素的溶液进行纺丝，制得了第一种人造丝。1909美国人贝克兰(Leo Baekeland)用苯酚与甲醛反应制造出第一种完全人工合成的塑料-酚醛树酯。1920施陶丁格(Hermann Staudinger)发表了“关于聚合反应”(Uber Polymerization)的论文，提出：高分子物质是由具有相同化学结构的单体经过化学反应(聚合)，通过化学键连接在一起的大分子化合物，高分子或聚合物一词即源于此。1926瑞典化学家斯维德贝格等人设计出一种超离心机，用它测

13、量出蛋白质的分子量：证明高分子的分子量的确是从几万到几百万。1926美国化学家Waldo Semon合成了聚氯乙烯，并于1927年实现了工业化生产。1930聚苯乙烯(PS)发明。1932施陶丁格(Hermann Staudinger)总结了自己的大分子理论，出版了划时代的巨著高分子有机化合物成为高分子化学作为一门新兴学科建立的标志。 Staudinger （施陶丁格）（施陶丁格） 1881年年3月月23日生于德国，日生于德国， 19201920年，年， 发表发表“论聚合反应论聚合反应”的论文，的论文，提出高分子的概念；提出高分子的概念； 19531953年获诺贝尔化学奖。年获诺贝尔化学奖。 1

14、965年年9月月8日逝世，终年日逝世，终年84岁。岁。高分子化学领域获诺贝尔奖的科学家高分子化学领域获诺贝尔奖的科学家1935杜邦公司基础化学研究所有机化学部的卡罗瑟斯(Wallace H. Carothers，1896-1937)合成出聚酰胺66，即尼龙。尼龙在1938年实现工业化生产。1930德国人用金属钠作为催化剂，用丁二烯合成出丁钠橡胶和丁苯橡胶。1940英国人温费尔德(T.R.Whinfield,1901-1966)合成出聚酯纤维(PET)。1940sPeter Debye 发明了通过光散射测定高分子物质分子量的方法。1948Paul Flory 建立了高分子长链结构的数学理论。19

15、50s德国人齐格勒(Karl Ziegler)与意大利人纳塔(Giulio Natta)分别用金属络合催化剂合成了聚乙烯与聚丙烯。1955美国人利用齐格勒-纳塔催化剂聚合异戊二烯，首次用人工方法合成了结构与天然橡胶基本一样的合成天然橡胶。1971S.L Wolek 发明可耐300oC高温的Kevlar。(凯夫拉尔，芳香族聚酰胺纤维 ) 20世纪世纪50年代中期，德国人年代中期，德国人Kal Ziegler（齐格勒）、（齐格勒）、意大意大利人利人Giulio Natta（纳塔）（纳塔）等人等人发现了发现了金属有机络合引发体系，金属有机络合引发体系，在较低的温度和压力下，制得在较低的温度和压力下，

16、制得了高密度聚乙烯和聚丙烯。他了高密度聚乙烯和聚丙烯。他们两人因而在们两人因而在1963年获得了诺年获得了诺贝尔奖。贝尔奖。20世纪40年代以后相继工业化的树脂品种有：聚乙烯、聚丙烯、不饱和聚酯、氟塑料、环氧树脂、聚甲醛和聚碳酸酯等通用塑料和工程塑料。20世纪60年代初，随着航空宇航、电子信息、核能、石油化工、汽车、机械制造等高新技术产业的发展，研发成功了特种工程塑料。自20世纪60年代起，人们开始注重研究塑料改性方法，用塑料合金、复合材料技术、纳米技术、功能化技术生产改性塑料品种，开发应用于各种塑料制品成型。20世纪70年代中期，美国科学家Heeger, MacDiarmid和日本白川英树有

17、关导电高分子材料的研究成果，改变了高分子只能是绝缘体的观念，在塑料导电研究领域取得突破性的发现，这一领域的开创性研究“导电聚合物”获得2000年诺贝尔化学奖。 三、高分子材料的分类三、高分子材料的分类 n一、按照高分子材料的来源分类n1 1）天然高分子材料）天然高分子材料 比如利用蚕丝、棉、毛织成织物，用木材、棉、比如利用蚕丝、棉、毛织成织物，用木材、棉、麻造纸等。麻造纸等。n2 2）改性的天然高分子材料）改性的天然高分子材料 天然高分子材料经过人工改性，主要是用化学天然高分子材料经过人工改性，主要是用化学方法改性，获得新的高分子材料，如把纤维素方法改性，获得新的高分子材料，如把纤维素用化学反

18、应的方法，改性获得硝基纤维素、醋用化学反应的方法，改性获得硝基纤维素、醋酸纤维素、羧甲基纤维素、再生纤维素，还有酸纤维素、羧甲基纤维素、再生纤维素，还有改性淀粉等。改性淀粉等。n3 3）合成高分子材料）合成高分子材料 合成高分子是指从结构和分子量都已知的小分合成高分子是指从结构和分子量都已知的小分子原料出发，通过一定的化学反应和聚合方法子原料出发，通过一定的化学反应和聚合方法合成的聚合物。如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙合成的聚合物。如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、涤纶、腈纶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、顺丁烯、涤纶、腈纶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶等。橡胶等。n4 4）改性合成高分子材料）改性合成高分子材

19、料 是从小分子单体合成的聚合物，再经化学反应是从小分子单体合成的聚合物，再经化学反应方法加以改性获得的高分子材料。如把聚醋酸方法加以改性获得的高分子材料。如把聚醋酸乙烯醇解，获得了聚乙烯醇，用化学反应使原乙烯醇解，获得了聚乙烯醇，用化学反应使原有的合成高分子变成一种新的高分子材料，如有的合成高分子变成一种新的高分子材料，如氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、氯化聚氯乙烯、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、氯化聚氯乙烯、ABSABS树脂也属于这一类。树脂也属于这一类。天天 然然 高高 分分 子子的的 直直 接接 利利 用用天天 然然 高高 分分 子子的的 化化 学学 改改 性性天然橡胶的硫化天然橡胶的硫化, ,

20、硝化纤维的合成等硝化纤维的合成等淀粉、蛋白质、棉麻丝、竹、木等淀粉、蛋白质、棉麻丝、竹、木等缩聚反应，自由基、配位、离缩聚反应，自由基、配位、离子聚合等子聚合等高高 分子合分子合 成成高分高分 子时子时 代代高分子化学高分子化学发展简史发展简史19世纪中期以前世纪中期以前 19世纪中期世纪中期20世纪早期世纪早期20世纪世纪21世纪世纪n二、按照高分子化合物的主链结构分类n1)1)碳链聚合物碳链聚合物 碳链聚合物是指主链全由碳原子构成碳链聚合物是指主链全由碳原子构成的聚合物，如聚乙烯、聚苯乙烯等。的聚合物，如聚乙烯、聚苯乙烯等。n2)2)杂链聚合物杂链聚合物 杂链聚合物是指主链由碳和氧、氮、杂

21、链聚合物是指主链由碳和氧、氮、硫等两种以上元素的原子所构成的聚合物，如聚甲醛、硫等两种以上元素的原子所构成的聚合物，如聚甲醛、聚酰胺、聚砜、聚醚等。聚酰胺、聚砜、聚醚等。 n3)3)元素有机聚合物元素有机聚合物 元素有机聚合物是指主链上不一元素有机聚合物是指主链上不一定含有碳原子，主要由硅、氧、铝、钛、硼、硫、磷定含有碳原子，主要由硅、氧、铝、钛、硼、硫、磷等元素的原子构成，如有机硅。等元素的原子构成，如有机硅。n 4) 4) 无机高聚物无机高聚物 主、侧链全由杂原子组成，如石英主、侧链全由杂原子组成，如石英 三大合成材料三大合成材料三、按照高分子材料的用途分类生物功能高分子材料生物功能高分子

22、材料隐形眼镜隐形眼镜（聚甲基丙烯酸羟乙酯）（聚甲基丙烯酸羟乙酯）发光材料发光材料 塑料塑料 通用通用“四烯四烯”：PE、PP、PVC、PS 橡胶橡胶 “四胶四胶”：丁苯橡胶（：丁苯橡胶（SBR）、顺丁橡胶）、顺丁橡胶(BR)、异戊橡、异戊橡胶胶(IBR)、乙丙橡胶、乙丙橡胶(EPR)。 纤维纤维 “四纶四纶”：涤纶（：涤纶（PET）、腈纶）、腈纶(PAN)、维尼纶、维尼纶、 锦纶（尼龙）锦纶（尼龙）PA。n1)1)塑料塑料 塑料是以合成树脂或化学改性的高分子为主要塑料是以合成树脂或化学改性的高分子为主要成分，再加入填料、增塑剂和其它添加剂制得。成分，再加入填料、增塑剂和其它添加剂制得。其分子间

23、次价力、模量和形变量等介于橡胶和其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。纤维之间。n通常按合成树脂的特性分为通常按合成树脂的特性分为热固性塑料热固性塑料和和热塑热塑性塑料性塑料；按用途又分为；按用途又分为通用塑料通用塑料和和工程塑料工程塑料。热固性塑料制品热固性塑料制品n2)2)橡胶橡胶 橡胶是一类柔性高分子聚合物。其分子链间次橡胶是一类柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小，分子链柔性好，在外力作用下可产生价力小，分子链柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状。它的较大形变，除去外力后能迅速恢复原状。它的特点是在很宽的温度范围内具有优异的弹性，特点是在很宽的温度范

24、围内具有优异的弹性，所以又称为弹性体。所以又称为弹性体。n橡胶可分为橡胶可分为天然橡胶天然橡胶和和合成橡胶合成橡胶，天然橡胶是，天然橡胶是从自然界含胶植物中制取的一种高弹性物质；从自然界含胶植物中制取的一种高弹性物质；合成橡胶是用人工合成的方法制得的高分子弹合成橡胶是用人工合成的方法制得的高分子弹性体。性体。n3)3)纤维纤维 纤维是指长度比直径大很多倍，并具有一定韧纤维是指长度比直径大很多倍，并具有一定韧性的纤细物质。纤维的次价力大、形变能力小、性的纤细物质。纤维的次价力大、形变能力小、模量高，一般为结晶聚合物。模量高，一般为结晶聚合物。n纤维可分为纤维可分为天然纤维天然纤维和和化学纤维化学

25、纤维两大类。天然两大类。天然纤维，比如：棉花、羊毛、麻、蚕丝等；化学纤维，比如：棉花、羊毛、麻、蚕丝等；化学纤维指用天然的或合成的高分子化合物经过化纤维指用天然的或合成的高分子化合物经过化学加工制得的纤维，前者称学加工制得的纤维，前者称人造纤维人造纤维，后者称，后者称合成纤维合成纤维。n4)4)胶粘剂胶粘剂 胶粘剂也称粘合剂，是一种把各种材料紧密地胶粘剂也称粘合剂，是一种把各种材料紧密地结合在一起的物质。分为天然的、合成的，有结合在一起的物质。分为天然的、合成的，有机的、无机的，但是具有代表性的是以聚合物机的、无机的，但是具有代表性的是以聚合物为基本组成、多组分体系的高分子胶粘剂。为基本组成、

26、多组分体系的高分子胶粘剂。 n5)5)涂料涂料 涂料是指涂布在物体表面形成的具有保护和装涂料是指涂布在物体表面形成的具有保护和装饰作用的膜层材料，也是多组分体系。体系中饰作用的膜层材料，也是多组分体系。体系中主要成分成膜物质，是聚合物或者能形成聚合主要成分成膜物质，是聚合物或者能形成聚合物的物质，它决定了涂料的基本性能。物的物质，它决定了涂料的基本性能。n6)6)复合材料复合材料 高分子基复合材料，即聚合物基复合材料，是高分子基复合材料，即聚合物基复合材料，是以高分子化合物为基体，添加各种增强材料制以高分子化合物为基体，添加各种增强材料制得的一种复合材料。得的一种复合材料。四、通用高分子材料四

27、、通用高分子材料常用包装材料、塑料树脂缩写代号常用包装材料、塑料树脂缩写代号塑料塑料 n1、塑料的定义和分类n以合成或天然高聚物为基本成分，大多数情况以合成或天然高聚物为基本成分，大多数情况下配以一定的高分子助剂如填料、增塑剂、稳下配以一定的高分子助剂如填料、增塑剂、稳定剂、着色剂等经加工可塑成型，并在常温下定剂、着色剂等经加工可塑成型，并在常温下保持其形状不变的材料，称之为塑料。保持其形状不变的材料，称之为塑料。n1 1）按材料的受热行为可分为热塑性和热固性）按材料的受热行为可分为热塑性和热固性塑料。塑料。n2 2）按塑料的使用功能可分为通用塑料和工程）按塑料的使用功能可分为通用塑料和工程塑

28、料。塑料。 n3 3）按树脂的化学结构有聚烯烃类、聚苯乙烯）按树脂的化学结构有聚烯烃类、聚苯乙烯类、丙烯酸类、聚酰胺、聚酯类、聚砜类、聚类、丙烯酸类、聚酰胺、聚酯类、聚砜类、聚酰亚胺类等。酰亚胺类等。n2、塑料的组分和作用 n若按功能对高分子助剂进行分类，可分为：若按功能对高分子助剂进行分类，可分为：n稳定化助剂稳定化助剂n提高机械性能的助剂提高机械性能的助剂n改善加工性能的助剂改善加工性能的助剂n改善表面性能的助剂改善表面性能的助剂n其他用途的助剂其他用途的助剂n3、塑料的优缺点n优点：优点：n(1)(1)质轻：塑料的密度在质轻：塑料的密度在9009002300kg/m2300kg/m3 3

29、之间，之间，是材料中最轻的，当制成泡沫塑料后密度下降是材料中最轻的，当制成泡沫塑料后密度下降到到101050kg/m50kg/m3 3。n(2)(2)拉伸强度、拉伸模量比较低，韧性优良：拉伸强度、拉伸模量比较低，韧性优良：特别是纤维增强的塑料比强度特别是纤维增强的塑料比强度( (强度与密度比强度与密度比) )接近或超过金属材料。接近或超过金属材料。n(3)(3)传热系数小：塑料的传热系数是金属的传热系数小：塑料的传热系数是金属的1/1001/1001/10001/1000，可以作为优良的绝热材料。，可以作为优良的绝热材料。泡沫塑料的绝热性更佳。泡沫塑料的绝热性更佳。n(4)(4)电绝缘性：塑料

30、的体积电阻率在电绝缘性：塑料的体积电阻率在1010131310101818cmcm之间，介电常数一般小于之间，介电常数一般小于2 2，介电损，介电损耗小于耗小于1010-4-4。和其它材料相比是最佳的绝缘材。和其它材料相比是最佳的绝缘材料。料。n(5)(5)成型加工性优良：塑料由于是塑性材料，成型加工性优良：塑料由于是塑性材料，因此可以适应各种成型方法，多数情况下可以因此可以适应各种成型方法，多数情况下可以一次成型。一次成型。n(6)(6)减震、消音性能良好减震、消音性能良好。n(7)(7)耐腐蚀性优良：塑料有较好的化学稳定性，耐腐蚀性优良：塑料有较好的化学稳定性，对酸、碱、盐溶液、蒸汽、水、

31、有机溶剂等的对酸、碱、盐溶液、蒸汽、水、有机溶剂等的稳定性优于金属材料。稳定性优于金属材料。n(8)(8)透光性能、着色性能好：塑料的遇光性能、透光性能、着色性能好：塑料的遇光性能、着色性能好，可以做成透明或半透明、色泽鲜着色性能好，可以做成透明或半透明、色泽鲜艳的制品。艳的制品。n(9)(9)可赋予各种特殊的性能：塑料可以作成各可赋予各种特殊的性能：塑料可以作成各种特殊性能的材料，如：透气性、难燃性、粘种特殊性能的材料，如：透气性、难燃性、粘接性、离子交换性、生物降解性以及光、热、接性、离子交换性、生物降解性以及光、热、电、磁等性能。电、磁等性能。n缺点：缺点：n(1)(1)力学性能比金属材

32、料差，表面硬度低；力学性能比金属材料差，表面硬度低；n(2)(2)容易静电积累；容易静电积累；n(3)(3)难于加工高精度的制品，成型条件对产品难于加工高精度的制品，成型条件对产品的物理性能影响大；的物理性能影响大；n(4)(4)使用过程中容易产生蠕变、疲劳、结晶等使用过程中容易产生蠕变、疲劳、结晶等现象，长期使用性能差；现象，长期使用性能差；n(5)(5)热膨胀系数远远大于其它材料，当进行复热膨胀系数远远大于其它材料，当进行复合时，要充分考虑；合时，要充分考虑；n(6)(6)耐热性能差，使用温度低；耐热性能差，使用温度低；n(7)(7)容易燃烧；容易燃烧；n(8)(8)在光热条件下容易受到破

33、坏等。在光热条件下容易受到破坏等。n4 4、塑料的用途：、塑料的用途：n(1)(1)农业农业n(2)(2)工业工业n(3)(3)建筑业建筑业n(4)(4)包装业：各种编织袋、包装薄膜、复合薄包装业：各种编织袋、包装薄膜、复合薄膜、中空容器、周转箱、瓦楞箱、打包带、泡膜、中空容器、周转箱、瓦楞箱、打包带、泡沫塑料等。沫塑料等。n(5)(5)日常用品日常用品 n(6)(6)医疗与器械工业医疗与器械工业n(7)(7)电器工业电器工业 按单体结构特征命名按单体结构特征命名 一种单体聚合而成一种单体聚合而成 “聚聚” + + 单体名单体名如如 聚乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯。聚氯乙烯、聚甲基

34、丙烯酸甲酯。 两种不同单体聚合而成两种不同单体聚合而成 单体简称后加单体简称后加“树脂树脂”、“橡胶橡胶”、“共聚物共聚物”等后缀等后缀 如如 酚醛树脂、丁苯橡胶、乙烯酚醛树脂、丁苯橡胶、乙烯- -醋酸乙烯酯醋酸乙烯酯共聚物等。共聚物等。 按聚合物结构特征命名按聚合物结构特征命名 可称为聚氨酯、聚酯、聚醚、聚酰胺等。可称为聚氨酯、聚酯、聚醚、聚酰胺等。聚己二酰己二胺聚己二酰己二胺聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酰胺类聚酰胺类聚 酯 类聚 酯 类 H NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO nOH NHCO HO CO COO(CH2)2O nH COO 按照聚合物的结构单元和重复单

35、元特征分类按照聚合物的结构单元和重复单元特征分类 聚酰胺类称为聚酰胺类称为“尼龙尼龙”商品名：尼龙商品名：尼龙-66-66 按商品名命名按商品名命名 后加的两个数字后加的两个数字, , 分别代表单体二元胺和二分别代表单体二元胺和二元酸的碳原子数。元酸的碳原子数。如如 聚己二酰己二胺聚己二酰己二胺 NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO n如如 聚癸二酰癸二胺聚癸二酰癸二胺 NH(CH2)10NHCO(CH2)8CO n商品名：尼龙商品名：尼龙-1010-1010合成纤维通常以合成纤维通常以“纶纶”作后缀作后缀 尼龙尼龙-66(-66(也称锦纶也称锦纶-66)-66) 涤纶涤纶( (聚对苯二甲

36、酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯) ) 腈纶腈纶( (聚丙烯腈聚丙烯腈) ) 氯纶氯纶 (聚氯乙烯聚氯乙烯 ) 另外，采用国际通用英文缩写符号，读写更为方便。另外，采用国际通用英文缩写符号，读写更为方便。聚氯乙烯聚氯乙烯 PVC聚丙烯腈聚丙烯腈 PAN聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA重要的通用塑料重要的通用塑料 n一、聚乙烯(PE)n(1)(1)低密度聚乙烯低密度聚乙烯(LDPE) (LDPE) n密度密度0.9150.9150.940g/cm0.940g/cm3 3，分子呈长短支链，分子呈长短支链，支化度较大，结晶度支化度较大，结晶度55556565，分子量约为，分子量约为10105

37、050万；万；LDPELDPE也称高压聚乙烯。也称高压聚乙烯。n(2)(2)高密度聚乙烯高密度聚乙烯(HDPE) (HDPE) n密度密度0.9400.9400.970g/cm0.970g/cm3 3，分子呈线型结构并，分子呈线型结构并有少量的短支链，支化度较小，结晶度有少量的短支链，支化度较小，结晶度85859090, , 分子量约为分子量约为1010150150万；万；HDPEHDPE也称低压也称低压聚乙烯。聚乙烯。 n(3)(3)线型低密度聚乙烯线型低密度聚乙烯(LLDPE)(LLDPE)n密度密度0.9140.9140.940g/cm0.940g/cm3 3，分子量约为，分子量约为5

38、52020万万, ,分子呈线型结构，有一定数量无规则分布的短分子呈线型结构，有一定数量无规则分布的短支链，其分子规整性和结晶度介于支链，其分子规整性和结晶度介于HDPEHDPE和和LDPELDPE之间。之间。n(4)(4)其它种类聚乙烯，除了上述几种聚乙烯外，其它种类聚乙烯，除了上述几种聚乙烯外，还有超高分子量聚乙烯还有超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)(UHMW-PE)、交联聚乙、交联聚乙烯、氯化聚乙烯等种类。烯、氯化聚乙烯等种类。 n二、聚丙烯(PP)n等规聚丙烯等规聚丙烯(Isotactic PP(Isotactic PP，IPP)IPP)n无规聚丙烯无规聚丙烯(Atactic PP,

39、APP)(Atactic PP, APP)n间规聚丙烯间规聚丙烯(Syndiotactic PP, SPP) (Syndiotactic PP, SPP) 聚丙烯的性能聚丙烯的性能 n（1 1）聚丙烯的物理性能介于）聚丙烯的物理性能介于HDPEHDPE和和ABSABS树脂之树脂之间，加工性能、制品的外观和耐热性均比聚乙间，加工性能、制品的外观和耐热性均比聚乙烯好；烯好；n（2 2）在高温下的流动性好，加入添加剂后，）在高温下的流动性好，加入添加剂后，制品的收缩率减少，可用来制造各种大型和在制品的收缩率减少，可用来制造各种大型和在高温下变形小的制品；高温下变形小的制品；n（3 3）聚丙烯薄膜的透

40、明度、光洁度、拉伸强）聚丙烯薄膜的透明度、光洁度、拉伸强度、耐热性及二次加工性能都比较优良，薄膜度、耐热性及二次加工性能都比较优良，薄膜在单向拉伸后的强度很高，伸长率变小，可将在单向拉伸后的强度很高，伸长率变小，可将其切成窄带或细丝用作织物和绳索材料；其切成窄带或细丝用作织物和绳索材料；n（4 4）聚丙烯具有良好的化学稳定性和耐热性，）聚丙烯具有良好的化学稳定性和耐热性，对溶剂及大多数化学药品都比较稳定；对溶剂及大多数化学药品都比较稳定；n（5 5）聚丙烯可耐沸水，在没有外部压力的条）聚丙烯可耐沸水，在没有外部压力的条件下，制品加热到件下，制品加热到150150C C也不变形；也不变形；n（6

41、 6）均聚聚丙烯的耐冲击强度性能不好，可）均聚聚丙烯的耐冲击强度性能不好，可通过与乙烯的共聚改性来提高它的常温和低温通过与乙烯的共聚改性来提高它的常温和低温下的强度；下的强度；n（7 7）由于聚丙烯的高等规度、高结晶性，使）由于聚丙烯的高等规度、高结晶性，使它具有较高的强度和抗挠曲性，拉伸强度、屈它具有较高的强度和抗挠曲性，拉伸强度、屈服强度和刚性都比服强度和刚性都比HDPEHDPE高，有高的耐磨性、较高，有高的耐磨性、较好的应力开裂性和低蠕变性；好的应力开裂性和低蠕变性； n（8 8）聚丙烯具有良好的电绝缘性，不吸水，）聚丙烯具有良好的电绝缘性，不吸水，不受周围环境湿度的影响，且有优良的高频

42、特不受周围环境湿度的影响，且有优良的高频特性，特别适合作为电器电缆绝缘和电器外壳；性，特别适合作为电器电缆绝缘和电器外壳；n（9 9）由于结构上叔碳原子上氢的存在，聚丙）由于结构上叔碳原子上氢的存在，聚丙烯在再加工和使用中容易受到光、热、氧的作烯在再加工和使用中容易受到光、热、氧的作用发生降解和老化，因此必须添加稳定剂。用发生降解和老化，因此必须添加稳定剂。 q用途：用途：q广泛用于制作食品、化工产品、化妆品、食品饮料、啤酒等周转箱，吹塑瓶用于洗发液、化妆品等包装，螺纹瓶盖或带铰链包装、编织袋以及包装用薄膜、打包带和泡沫塑料缓冲材料等。 PP方向盘方向盘聚氯乙烯(PVC)Poly vinyl

43、chloride 聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVCPVC）n三、聚氯乙烯(PVC)n聚氯乙烯聚氯乙烯(PVC)(PVC)是由氯乙烯聚合而成。世界上是由氯乙烯聚合而成。世界上PVCPVC的产量是仅次于的产量是仅次于PEPE，位居合成树脂的第二，位居合成树脂的第二位，而我国的位，而我国的PVCPVC产量则位于第一位。产量则位于第一位。PVCPVC工业工业上有四种聚合方法：悬浮聚合、乳液聚合、本上有四种聚合方法：悬浮聚合、乳液聚合、本体聚合和溶液聚合。体聚合和溶液聚合。 聚氯乙烯的性能聚氯乙烯的性能 n（1 1）PVCPVC是一种多组分塑料，通常不能单独使是一种多组分塑料，通常不能单独使用，根据不同用途可

44、以加入不同的添加剂，因用，根据不同用途可以加入不同的添加剂，因此随着组成的不同，聚氯乙烯制品可呈现不同此随着组成的不同，聚氯乙烯制品可呈现不同物理机械性能。物理机械性能。n（2 2）PVCPVC的外观是一种白色粉末。它的化学稳的外观是一种白色粉末。它的化学稳定性良好，能够耐一般的酸碱腐蚀；定性良好，能够耐一般的酸碱腐蚀； n（3 3）由于结构中含有氯原子，因此）由于结构中含有氯原子，因此PVCPVC的阻燃的阻燃性优于聚乙烯、聚丙烯等塑料；性优于聚乙烯、聚丙烯等塑料；n（4 4）PVCPVC的结晶度较小，只有的结晶度较小，只有5 5左右，制品左右，制品的透明性比较好；的透明性比较好；n（5 5）

45、PVCPVC属于极性聚合物，氯原子的电负性强，属于极性聚合物，氯原子的电负性强，它的电绝缘性一般。它的电绝缘性一般。 PVC印刷膜用途：制作硬质包装容器、透明片材和软质包装薄膜。聚氯乙烯透明片经热成型制成各种包装容器，大量用于食品和医药品的包装。此外，聚乙烯还可制成泡沫塑料缓冲材料。n四、聚苯乙烯(PS)n聚苯乙烯聚苯乙烯(PS)(PS)是由单体苯乙烯通过连锁聚合而是由单体苯乙烯通过连锁聚合而成。聚苯乙烯可以分为通用型聚苯乙烯成。聚苯乙烯可以分为通用型聚苯乙烯(GPPS)(GPPS)、高冲击聚苯乙烯高冲击聚苯乙烯(HIPS)(HIPS)、可发性聚苯乙烯、可发性聚苯乙烯(EPS)(EPS)。PS

46、管管n五、酚醛树脂(PF)n以酚类化合物和醛类化合物缩聚而得的树脂称以酚类化合物和醛类化合物缩聚而得的树脂称为酚醛树脂为酚醛树脂(PF)(PF)，其中最主要的一类是以苯酚，其中最主要的一类是以苯酚和甲醛为原料的缩聚物即和甲醛为原料的缩聚物即PFPF。由苯酚和甲醛在由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。因选用催化剂的不同，可分为热固性和热脂。因选用催化剂的不同，可分为热固性和热塑性两类。塑性两类。n酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能，广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻热性能，广泛应用于防

47、腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业。燃材料、砂轮片制造等行业。n六、氨基塑料n氨基塑料是以一种具有氨基官能团的原料氨基塑料是以一种具有氨基官能团的原料( (脲、脲、三聚氰胺、苯胺三聚氰胺、苯胺) )与醛类与醛类( (主要为甲醛主要为甲醛) )经缩聚经缩聚反应而制得的塑料。氨基塑料主要的两个品种反应而制得的塑料。氨基塑料主要的两个品种是脲甲醛是脲甲醛(UF(UF）。）。 、三聚氰胺甲醛（、三聚氰胺甲醛（MFMF）的共聚物。的共聚物。三聚氰胺三聚氰胺甲醛树脂的合成甲醛树脂的合成基本原理基本原理 三聚氰胺三聚氰胺甲醛树脂是氨基塑料的重要品种之一，由三聚氰甲醛树脂是氨基塑料的重要品种之一，由

48、三聚氰胺和甲醛在碱性条件下缩合，通过控制单体组成和反应程度先得到胺和甲醛在碱性条件下缩合，通过控制单体组成和反应程度先得到可溶性的预聚体，该预聚体以三聚氰胺的三羟甲基化合物为主，在可溶性的预聚体，该预聚体以三聚氰胺的三羟甲基化合物为主，在pH = 8-9pH = 8-9时稳定，在热或催化剂的存在下可进一步通过羟甲基之间时稳定，在热或催化剂的存在下可进一步通过羟甲基之间的脱水缩合形成交联聚合物的脱水缩合形成交联聚合物 ： 工程塑料工程塑料 n工程塑料，顾名思义就是工程上应用的塑料或工程塑料，顾名思义就是工程上应用的塑料或可作工程材料的塑料。可作工程材料的塑料。n较为科学的定义是：工程塑料一般是指

49、可作为较为科学的定义是：工程塑料一般是指可作为结构材料使用，具有优异的力学性能、热性能、结构材料使用，具有优异的力学性能、热性能、尺寸稳定性或能满足特殊要求的某些塑料。尺寸稳定性或能满足特殊要求的某些塑料。 工程塑料的主要特征工程塑料的主要特征 n(1)(1)质量轻、相对密度小。质量轻、相对密度小。n(2)(2)较高的比强度。较高的比强度。n(3)(3)突出的耐磨和自润滑性能。突出的耐磨和自润滑性能。n(4)(4)优良的机械性能。优良的机械性能。n(5)(5)优良的电绝缘性能。优良的电绝缘性能。n(6)(6)化学稳定性能。化学稳定性能。n(7)(7)优良的吸震、消声和对异物的埋没性能。优良的吸

50、震、消声和对异物的埋没性能。n(8)(8)较好的尺寸稳定性。较好的尺寸稳定性。n(9)(9)有较高的耐热性。有较高的耐热性。n(10)(10)良好的加工性能。良好的加工性能。按长期连续使用温度分类按长期连续使用温度分类 重要的工程塑料及其应用重要的工程塑料及其应用 n一、聚酰胺(PA)n聚酰胺又叫尼龙，是高分子主链上含有酰胺键聚酰胺又叫尼龙，是高分子主链上含有酰胺键结构的高聚物，一般可由内酰胺开环聚合或者结构的高聚物，一般可由内酰胺开环聚合或者氨基酸或者对应二酸二胺缩聚而得，属于逐步氨基酸或者对应二酸二胺缩聚而得，属于逐步聚合反应。聚合反应。n其命名原则是以单体中所含胺基的碳数目和羧其命名原则