塑料原料与助剂绪论与聚乙烯

塑料原料与助剂塑料工程教研室返回06:422参考书参考书：1.塑料原料与助剂科技出版社段予忠2.塑料工业石油化学出版社上海合成树脂研究所3.合成树脂及塑料手册化工部科技情报所4.橡胶塑料加工助剂化工出版社5.塑料加工技术应用手册机械出版社李祖德返回06:423绪论基本内容：1、塑料的发展概况、定义和分类;2、塑料性能;3、塑料的应用领域;4、本课程的主要内容和要求;5、聚乙烯种类、性能与应用领域；6、聚乙烯简单识别学习目的及要求：了解塑料的性能与应用领域，聚乙烯种类、应用与识别。本章重点：1.塑料的定义2.塑料性能3.应用领域。学习方法：掌握基本的、重点的内容，多联系实际。返回06:424人类社会的进步与材料的使用密切相关。人类要生存、要发展就离不开材料的使用。从石器时代、铜器和铁器时代发展到今天，人类使用的材料主要有四大类，即木材、硅酸盐（水泥、陶瓷）、钢铁、塑料。其中塑料是20世纪才发展起来的一大类新材料。塑料是高分子材料中最大的一类材料，目前世界高分子材料的年产量中，塑料约2亿吨，合成纤维约0.5亿吨，合成橡胶约0.2亿吨，前言返回人类在远古时期已经开始使用天然高分子材料，并逐步学会对它们的加工。如用蚕丝、棉、毛织布，用木材、棉、麻造纸。19世纪30年代末开始了对天然高分子的化学改性，如对天然橡胶的硫化，纤维素的硝化成为第一个塑料品种，方法是用硝酸将纤维素硝化，用樟脑作增塑剂制得硝酸纤维素塑料，俗称赛璐珞。1907年人工合成了第一个高分子材料——酚醛树脂（苯酚、甲醛路线）。返回06:4261.1塑料定义：从广义上来说：凡能够塑成一定形状的材料，或者是在一定温度或压力条件下，能够流动的材料(如：石墨、玻璃、铜、铝等)都可称为“塑料”。狭义上来说：一般是指以合成树脂为基本成分的高分子有机化合物，在一定条件(如温度、压力等)可塑成一定形状的、并且在常温下保持形状不变的材料。多数塑料是以合成树脂为基础，并根据用途的不同，添加不同的助剂，如：填料、增塑剂、抗氧剂、抗静电剂、爽口剂等。返回06:4271.2塑料的分类1.2.1塑料的种类很多，基本可分为十八大类树脂，二百多个品种（有资料介绍有300多品种），但其中常用的品种有二十几种。各有其特殊的物理、化学、电和机械等性能。分类方法有两种：a根据塑料受热后的变化分为：热塑性塑料和热固性塑料。b根据塑料的组分性质分为：纤维素塑料、蛋白质塑料和合成树脂塑料。返回1.2.2热塑性塑料热塑性塑料，是以热塑性树脂为基本成分的塑料。这种塑料主要具有链状的线性结构，特点是受热后发生物态变化，由固体软化或熔融成粘流体状，在压力的作用下，可塑成所需要的形状，在常温下不变形，但加热后可软化，这个过程可以反复多次塑制，而塑料分子结构并不发生变化。如：聚乙烯、尼龙等。返回06:4291.2.3热固性塑料热固性塑料是以热固性树脂为基本成分的塑料。成形后具有网状的体型结构，受热后不再软化，强热后会分解破坏，不能反复塑制。如：酚醛塑料、氨基塑料等。其中松香改性酚醛树脂，可以制造亮光油墨和铅印油墨。返回1.2.4纤维素塑料纤维素塑料是以纤维素的衍生物为基本成分的塑料。如：硝酸纤维(素)塑料，醋酸纤维(素)塑料，乙基纤维(素)塑料等。包装印刷常用的玻璃纸、摄影胶片、制版用的软片等皆属于这类塑料。返回06:42111.2.5蛋白质塑料蛋白质塑料是以蛋白质为基本成分的塑料。如：大豆蛋白质塑料等。常用于制成玩具或和其它塑料并用作为改性剂。1.2.6合成树脂塑料合成树脂塑料，即合成树脂，又称人造树脂。是由单体经聚合而成的树脂，种类很多。有的能溶于水或有机溶剂。有的加热软化。有的受热后变为不溶不熔状态，根据化学组成分为；乙烯基树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂等。各有其物理、化学和电性能。返回06:42121.2.7什么是树脂树脂是无定形的半固体、固体或假固体的有机物质。一般是大分子物质。呈透明或半透明乳白色。无固定熔点，但有软化或熔融范围，受热变软逐渐熔化，在力的作用下可流动。大多不溶于水，有的可溶于有机溶剂。根据来源分为：天然树脂和合成树脂。根据受热后表现分为:热固性树脂和热塑性树脂。根据溶解度分为:水溶性树脂、醇溶性树脂和油溶性树脂。返回06:42131.2.8什么是工程塑料工程塑料是指具有优良的机械强度、刚性、耐冲击等物理性能，可以代替金属材料应用于各种工程机械设备上的一种塑料。如尼龙、聚碳酸酯、聚醚酮等。返回1.2.9什么特种塑料特种塑料是指具有某一特性特别优良的塑料。如：能耐500℃以上高温的，或者能在一100℃以下低温寒冷条件下使用的，或者能应用于高能射线幅照强环境中使用的塑料。近年，国际上研究的塑料包装材料，能够抑制热、声、光、静电、电磁能量穿透的塑料，也属于特种塑料。返回1.2.10什么是聚烯烃塑料聚烯烃塑料是烯烃类聚合物的总称。烃类是含有元素种类最少的有机化合物，由碳和氢两种元素组成。种类繁多，有广泛的天然资源。如：天然气、石油分馏产物、煤干馏产物、天然橡胶等的主要成分都属于烃类。烃类塑料如聚乙烯、聚丙烯等是塑料包装印刷用量最多的塑料。返回06:42162塑料的特点2.1质轻、比强度高一般在0.9~2.3之间，有些增强塑料的比强度接近或超过钢材，例如玻璃钢。2.2优质的电绝缘性能几乎所有的塑料都具有优异的电绝缘性能。尼龙等例外。2.3优良的化学稳定性能一般塑料对酸碱等化学药品均有良好的耐腐蚀能力，特别是聚四氟乙烯的耐腐蚀性比黄金还好，甚至能耐“王水”腐蚀，称为“塑料王”。2塑料的特点返回2.4减摩、耐磨性能好。2.5透光及防护性能多数塑料为透明或半透明，其中PS、PMMA为典型的代表。2.6减震、消音性能。2.7加工性能良好2.8不足：耐热性比金属差，热膨胀系数比金属大3~5倍，易蠕变、老化等。返回06:42183塑料的应用领域3.1农业①薄膜：地膜、大棚膜：育苗，蔬菜，养殖②管材和管件：灌溉，自来水供水③网：养殖，育苗，运动草皮，沙漠绿化3.2包装：用途广泛①包装容器，代替金属、陶瓷、玻璃、木材等②保鲜,软装罐头、果汁、化装品③防震：PS、PU、PE泡沫塑料④日常包装：袋，编织袋，捆扎绳，打包带返回3.3交通运输：主要用于汽车、轮船的零部件及装修上（比强度大）3.4电气工业：电线、电缆、录音机、录像机、电视机等3.5化学工业：塑料容器和管道、耐腐蚀返回06:42203.6仪表工业：制造辅件3.7建筑工业：化学建材，代替木材，水泥砖瓦，顶棚，地板3.8航空材料：飞机上用塑料件，减轻重量3.9国防与尖端工业：卫星、火箭及原子能工业中做烧蚀材料、耐腐蚀材料，武器中做零部件，塑料地雷，隐身飞机返回3.10家具：桌椅3.11体育用品和日用品：钓鱼竿、梳子、玩具、餐具、盆、筐、鞋、衣、塑料跑道、体育器械等。3.12医疗卫生：一次性注射器，输液器，人造骨骼及气管、血管等。返回06:42224塑料原料与助剂课程主要内容通用塑料1.聚乙烯（HDPELDPELLDPEUHMWPECPEVLDPEULDPEmPE)。2.聚氯乙烯（PVC）（悬浮聚合、乳液聚合）3.聚丙烯（全同、简同、无规）（PP-RPP-HPP-B)4.聚苯乙烯（GPSHIPSEPS)5.ABS(苯乙烯类聚合物）返回06:42234塑料原料与助剂的主要内容工程塑料1.聚酰胺（PA6PA66PA1010PA11PA12MC)2.聚酯树脂（PETPBT)3.聚碳酸酯（PC)4.聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)5.聚氨酯（PU)6.POM返回06:42244塑料原料与助剂的主要内容热固性塑料酚醛塑料（PF）:电绝缘、耐热性、耐酸性好，用于电器通信、涂料、胶粘剂。氨基塑料：电绝缘、耐热性、耐酸性好，用于绝缘材料、餐具等。环氧树脂（EP）：粘接效果、电绝缘性、耐药性好，用于粘合剂、涂料、电绝缘材料。脲醛（UF）:无色、着色容易，似酚醛，用于罩、按钮、涂料。三聚氰胺：硬度大，耐磨性、阻燃性、耐水性好。用于装饰板、强化地板、电器零件、涂料。返回06:42254塑料原料与助剂的主要内容特种工程塑料普通双酚A型聚砜聚砜（PSU）改性聚砜（双酚A与PMMA及ABS共聚物）非双酚A型聚砜（或称聚苯醚砜）聚醚砜（又称聚芳醚）聚酰亚胺（PI）聚苯醚（PPO）聚苯硫醚（PPS）聚醚酮（PEK）聚芳醚酮（PEKK）聚醚醚酮（PEEK）聚四氟乙烯(PTFE)液晶聚合物（LCP）返回06:42264塑料原料与助剂的主要内容助剂1.增塑剂（DOPDBP氯化石蜡环氧大豆油偏苯三酸三辛酯单脂肪酸甘油酯癸二酸二辛酯己二酸二辛酯油酸甲酯对苯二甲酸二辛酯癸二酸二丁酯）2.稳定剂（热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂）3.润滑剂4.着色剂5.阻燃剂6.发泡剂7.抗静电剂8.偶联剂、增强剂、相容剂9.填料返回06:4227上篇第一章聚乙烯聚乙烯是世界塑料品种中产量最大的品种，应用广泛，约占世界塑料总产量的四分之一，目前聚乙烯的产量已达到四千多万吨，已有60多年的工业化历史，其中我国2006年的聚乙烯产量为700万吨，其原料丰富，价格便宜，容易成型加工，性能优良。1933年英国卜内门化学工业公司利用高压聚合生成LDPE；1939年德国齐格勒用氯钛作催化剂低压下合成了HDPE；1957年美国菲利浦石油公司用氧化铬－硅铝胶作催化剂中压下合成了LLDPE。返回聚乙烯根据合成的单体、方法、路线的不同可分为低密度聚乙烯，高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯等品种，下面简单介绍其合成路线，基本性质，成型加工性能，改性状况及用途。返回1聚乙烯的生产1.1聚乙烯的品种低密度聚乙烯（LDPE）Low-DensityPolyethylene也叫做高压聚乙烯。是由浓度为99.95%的乙烯单体经高压自由基聚合而成，密度较低，为0.91-0.93克/立方厘米。高密度聚乙烯（HDPE）high-densitypolyethylene也叫低压聚乙烯，是由浓度为99.95%的乙烯单体经低压聚合而成，按离子聚合反应历程进行。密度较高，为0.93-0.965克/立方厘米。聚乙烯返回线型低密度聚乙烯（LLDPE）Linelow-DensityPolyethylene树脂是乙烯与少量的α烯烃共聚（约含量8%），形成在线型乙烯主链上，带有非常短小的共聚单体支链的分子结构。结构与HDPE相似，密度与LDPE相似。返回很低密度聚乙烯（VLDPE）Verylow-DensityPolyethylene超低密度聚乙烯（ULDPE）Ultralow-DensityPolyethyleneVLDPE采用和LLDPE相似的聚合反应机理，无长支链，均为线型结构，它是由乙烯与丁烯或其他碳原子较多的α烯烃单体共聚而成。而ULDPE是采用辛烯作为共聚单体的。这两种树脂的突出特点是密度低，有更大的柔性、韧性和耐环境应力开裂性，返回1.2LDPE与HDPE的区别：LDPE：结晶度为65%左右，分子结构上，支链多而长，大分子排列不紧密、不规整，密度低0.91-0.925，结晶度低，半透明，质软。HDPE：结晶度为85-95%左右，分子结构规整，支链少而短，大分子排列紧密，密度较高0.93-0.965，结晶度高，不透明，力学性能较LDPE高，但冲击及断裂伸长率等较差一些。返回1.3聚乙烯树脂的分类、型号和命名GB1845-80①以20℃的聚乙烯树脂的密度分为五类1、ρ≤0.9222、0.923~0.9323、0.933~0.9464、0.947~0.9565、ρ≥0.957②按产品用途分为十二类B、中空成型C、涂层E、通用挤塑F、薄膜I、注射J、电缆护套K、电缆绝缘L、单丝P、管材S、粉末成型Y、扁带T、特殊用途返回③按熔体流动速率大小分为十八类：略④根据改性情况分为两类A：本色，没有添加剂、填料或只有为了保证造粒、贮存所必须数量的添加剂。B：为满足各种用途和改性要求而加入规定的添加剂体系，填料或颜色。⑤乙烯共聚物用C表示，乙烯混合物用D表示。返回例如：4B0.4BC，密度为0.947~0.956g/cm3范围，中空成型用，熔体流动速率范围0.35~0.43g/10