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常见塑料原材料的种类

塑料的分类、成分及特性

塑料是一种用途广泛的合成高分子材料,在我们的日常生活中塑料制品比比皆是。从我们起床后使用的洗漱用品、早餐时用的餐具,到工作学习时用的文具、休息时用的座垫、床垫,以及电视机、洗衣机、计算机的外壳,还有夜晚给我们带来光明的各种造型的灯具……

塑料以它优异的性能逐步地代替了许多已经使用了几十年、几百年的材料和器皿,成为人们生活中不可缺少的助手。塑料集金属的坚硬性、木材的轻便性、玻璃的透明性、陶瓷的耐腐蚀性,橡胶的弹性和韧性于一身,因此除了日常用品外,塑料更广泛地应用于航空航天、医疗器械、石油化工、机械制造、国防、建筑等各行各业。

一、塑料的分类
塑料种类很多,到目前为止世界上投入生产的塑料大约有三百多种。塑料的分类方法较多,常用的有两种:
1、根据塑料受热后的性质不同分为热塑性塑料和热固性塑料
热塑性塑料分子结构都是线型结构,在受热时发生软化或熔化,可塑制成一定的形状,冷却后又变硬。在受热到一定程度又重新软化,冷却后又变硬,这种过程能够反复进行多次。如聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等。热塑性塑料成型过程比较简单,能够连续化生产,并且具有相当高的机械强度,因此发展很快。
热固性塑料的分子结构是体型结构,在受热时也发生软化,可以塑制成一定的形状,但受热到一定的程度或加入少量固化剂后,就硬化定型,再加热也不会变软和改变形状了。热固性塑料加工成型后,受热不再软化,因此不能回收再用,如酚醛塑料、氨基塑料、环氧树脂等都属于此类塑料。热固性塑料成型工艺过程比较复杂,所以连续化生产有一定的困难,但其耐热性好、不容易变形,而且价格比较低廉。
2、根据塑料的用途不同分为通用塑料和工程塑料
通用塑料是指产量大、价格低、应用范围广的塑料,主要包括聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料五大品种。人们日常生活中使用的许多制品都是由这些通用塑料制成。
工程塑料是可作为工程结构材料和代替金属制造机器零部件等的塑料。例如聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS树脂、聚四氟乙烯、聚酯、聚砜、聚酰亚胺等。工程塑料具有密度小、化学稳定性高、机械性能良好、电绝缘性优越、加工成型容易等特点,广泛应用于汽车、电器、化工、机械、仪器、仪表等工业,也应用于宇宙航行、火箭、导弹等方面。
二、塑料的成分
我们通常所用的塑料并不是一种纯物质,它是由许多材料配制而成的。其中高分子聚合物(或称合成树脂)是塑料的主要成分,此外,为了改进塑料的性能,还要在聚合物中添加各种辅助材料,如填料、增塑剂、润滑剂、稳定剂、着色剂等,才能成为性能良好的塑料。
1、合成树脂
合成树脂是塑料的最主要成分,其在塑料中的含量一般在40%~100%。由于含量大,而且树脂的性质常常决定了塑料的性质,所以人们常把树脂看成是塑料的同义词。例如把聚氯乙烯树脂与聚氯乙烯塑料、酚醛树脂与酚醛塑料混为一谈。其实树脂与塑料是两个不同的概念。树脂是一种未加工的原始聚合物,它不仅用于制造塑料,而且还是涂料、胶粘剂以及合成纤维的原料。而塑料除了极少一部分含100%的树脂外,绝大多数的塑料,除了主要组分树脂外,还需要加入其他物质。
2、填料
填料又叫填充剂,它可以提高塑料的强度和耐热性能,并降低成本。例如酚醛树脂中加入木粉后可大大降低成本,使酚醛塑料成为最廉价的塑料之一,同时还能显著提高机械强度。填料可分为有机填料和无机填料两类,前者如木粉、碎布、纸张和各种织物纤维等,后者如玻璃纤维、硅藻土、石棉、炭黑等。
3、增塑剂
增塑剂可增加塑料的可塑性和柔软性,降低脆性,使塑料易于加工成型。增塑剂一般是能与树脂混溶,无毒、无臭,对光、热稳定的高沸点有机化合物,最常用的是邻苯二甲酸酯类。例如生产聚氯乙烯塑料时,若加入较多的增塑剂便可得到软质聚氯乙烯塑料,若不加或少加增塑剂(用量<10%),则得硬质聚氯乙烯塑料。
4、稳定剂
为了防止合成树脂在加工和使用过程中受光和热的作用分解和破坏,延长使用寿命,要在塑料中加入稳定剂。常用的有硬脂酸盐、环氧树脂等。
5、着色剂
着色剂可使塑料具有各种鲜艳、美观的颜色。常用有机染料和无机颜料作为着色剂。
6、润滑剂
润滑剂的作用是防止塑料在成型时不粘在金属模具上,同时可使塑料的表面光滑美观。常用的润滑剂有硬脂酸及其钙镁盐等。
除了上述助剂外,塑料中还可加入阻燃剂、发泡剂、抗静电剂等,以满足不同的使用要求。
三、塑料的特性
1、塑料具有可塑性
顾名思义,塑料就是可以塑造的材料。所谓塑料的可塑性就是可以通过加热的方法使固体的塑料变软,然后再把变软了的塑料放在模具中,让它冷却后又重新凝固成一定形状的固体。塑料的这种性质也有一定的缺陷,即遇热时容易软化变形,有的塑料甚至用温度较高的水烫一下就会变形,所以塑料制品一般不宜接触开水。
2、塑料具有弹性
有些塑料也像合成纤维一样,具有一定的弹性。当它受到外力拉伸时,卷曲的分子就由柔韧性而被拉直,但一旦拉力取消后,它又会恢复原来的卷曲状态,这样就使得塑料具有弹性,例如聚乙烯和聚氯乙烯的薄膜制品。但是有些塑料是没有弹性的。
3、塑料具有较高的强度
塑料虽然没有金属那样坚硬,但与玻璃、陶瓷、木材等相比,还是具有比较高的强度及耐磨性。塑料可以制成机器上坚固的齿轮和轴承。
4、塑料具有耐腐蚀性
塑料既不像金属那样在潮湿的空气中会生锈,也不像木材那样在潮湿的环境中会腐烂或被微生物侵蚀,另外塑料耐酸碱的腐蚀。因此塑料常常被用作化工厂的输水和输液管道,建筑物的门窗等。
5、塑料具有绝缘性
塑料的分子链是原子以共价键结合起来的,分子既不能电离,也不能在结构中传递电子,所以塑料具有绝缘性。塑料可用来制造电线的包皮、电插座、电器的外壳等。

附:常用塑料的种类有:
①聚氯乙烯(PVC)
  它是建筑中用量最大的一种塑料。硬质聚氯乙烯的密度为1.38~1.43g/cm3,机械强度高,化学稳定性好,使用温度范围一般在-15~+55℃之间,适宜制造塑料门窗、下水管、线槽等。
②聚乙烯(PE)
  聚乙烯塑料在建筑上主要用于给排水管、卫生洁具。
③聚丙烯(PP)
  聚丙烯的密度在所有塑料中是最小的,约为0.90左右。 聚丙烯常用来生产管材、卫生洁具等建筑制品。
④聚苯乙烯(PS)
  聚苯乙烯为无色透明类似玻璃的塑料。 聚苯乙烯在建筑中主要用来生产泡沫隔热材料、透光材料等制品。
⑤ABS塑料
  ABS塑料是改性聚苯乙烯塑料,以丙烯睛(A)、丁二烯(B)及苯乙烯(S) 为基础的三组分所组成。ABS塑料可制作压有花纹图案的塑料装饰板等。
塑料的成型加工是指由合成树脂制造厂制造的聚合物制成最终塑料制品的过程。加工方法(通常称为塑料的一次加工)包括压塑(模压成型)、挤塑(挤出成型)、注塑(注射成型)、吹塑(中空成型)、压延等。

压塑
压塑也称模压成型或压制成型,压塑主要用于酚醛树脂、脲醛树脂、不饱和聚酯树脂等热固性塑料的成型。

挤塑
挤塑又称挤出成型,是使用挤塑机(挤出机)将加热的树脂连续通过模具,挤出所需形状的制品的方法。挤塑有时也有于热固性塑料的成型,并可用于泡沫塑料的成型。挤塑的优点是可挤出各种形状的制品,生产效率高,可自动化、连续化生产;缺点是热固性塑料不能广泛采用此法加工,制品尺寸容易产生偏差。

注塑
注塑又称注射成型。注塑是使用注塑机(或称注射机)将热塑性塑料熔体在高压下注入到模具内经冷却、固化获得产品的方法。注塑也能用于热固性塑料及泡沫塑料的成型。注塑的优点是生产速度快、效率高,操作可自动化,能成型形状复杂的零件,特别适合大量生产。缺点是设备及模具成本高,注塑机清理较困难等。

吹塑
吹塑又称中空吹塑或中空成型。吹塑是借助压缩空气的压力使闭合在模具中的热的树脂型坯吹胀为空心制品的一种方法,吹塑包括吹塑薄膜及吹塑中空制品两种方法。用吹塑法可生产薄膜制品、各种瓶、桶、壶类容器及儿童玩具等。

压延
压延是将树脂合各种添加剂经预期处理(捏合、过滤等)后通过压延机的两个或多个转向相反的压延辊的间隙加工成薄膜或片材,随后从压延机辊筒上剥离下来, 再经冷却定型的一种成型方法。压延是主要用于聚氯乙稀树脂的成型方法,能制造薄膜、片材、板材、人造革、地板砖等制品。

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