為什么有人稱塑料為樹(shù)脂?人類最早認(rèn)識(shí)的高分子材料都是樹(shù)皮割破后流出的液體的提取物,呈粘稠狀,也就是說(shuō)它是樹(shù)中提取的脂。因此,目前仍然有很多人把這種高分子材料叫樹(shù)脂。但隨著現(xiàn)代化工工業(yè)的發(fā)展,現(xiàn)在所用的高分子材料都是石油化工產(chǎn)品或石油化工的副產(chǎn)品或石油合成產(chǎn)品。現(xiàn)代的塑料已經(jīng)不是樹(shù)中提取物了,而是石化產(chǎn)品。塑料與樹(shù)脂的區(qū)別為:樹(shù)脂指未加工的原始聚合物,塑料則指成型加工后的一種合成材料及其制品。但在應(yīng)用中樹(shù)脂和塑料這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)常常通用。
一、塑料的定義
塑料是以樹(shù)脂為主要成分,在一定溫度和壓力下塑造成一定形狀,并在常溫下能保持既定形狀的高分子有機(jī)材料。樹(shù)脂是指受熱時(shí)通常有轉(zhuǎn)化或熔融范圍,轉(zhuǎn)化時(shí)受外力作用具有流動(dòng)性,常溫下呈固態(tài)或半固態(tài)或液態(tài)的有機(jī)聚合物,它是
塑料加工最基本的,也是最重要的成分。
廣義地講,在塑料工業(yè)中作為塑料基本材料的任何聚合物都可稱為樹(shù)脂。
一般塑料的分子結(jié)構(gòu),都是線性的高分子鏈或帶支鏈的高分子鏈段,有結(jié)晶和非結(jié)晶兩種,塑料材料的性能與其結(jié)晶性能有很大的關(guān)系,與其分子結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系,也與其組成的元素有很大的關(guān)系,一般來(lái)說(shuō),塑料的結(jié)晶率越大,其透光性就越差;帶脂基的,帶氨基的,帶醇基的,比較易吸水,比較容易因水的作用分解,加工時(shí),也比較難烘干;帶烯烴基的,塑料的柔性就好,帶苯環(huán)的,塑料比較剛硬。由于塑料的分子結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別,形成了不同品種的,性能差異很大,不同牌號(hào)的上萬(wàn)種產(chǎn)品。
塑料主要有以下特性:①大多數(shù)塑料質(zhì)輕,化學(xué)穩(wěn)定性好,不會(huì)銹蝕;②耐沖擊性好;③具有較好的透明性和耐磨耗性;④絕緣性好,導(dǎo)熱性低;⑤一般成型性、著色性好,加工成本低;⑥大部分塑料耐熱性差,熱膨脹率大,易燃燒;⑦尺寸穩(wěn)定性差,容易變形;⑧多數(shù)塑料耐低溫性差,低溫下變脆;⑨容易老化;⑩某些塑料易溶于溶劑。
二、塑料的分類
塑料目前尚無(wú)確切的分類,一般分類如下:1.按塑料的物理化學(xué)性能分熱塑性塑料:在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化的塑料。如聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料。熱固性塑料:因受熱或其它條件能固化成不熔不溶性物料的塑料。如酚醛塑料、環(huán)氧塑料等。
2.按塑料用選分 通用塑料: -般指產(chǎn)量大、用途廣、成型性好、價(jià)廉的塑料。如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。工程塑料: -般指能承受一定的外力作用,并有良好的機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性,在高、低溫下仍能保持其優(yōu)良性能,可以作為工程結(jié)構(gòu)件的塑料。如ABS、尼龍、聚礬等。特種塑料: -般指具有特種功能(如耐熱、自潤(rùn)滑等),應(yīng)用于特殊要求的塑料。如氟塑料、有機(jī)硅等。
3.按塑料成型方法分 模壓塑料:供模壓用的樹(shù)脂混合料。如一般熱固性塑料。層壓塑料:指浸有樹(shù)脂的纖維織物,可經(jīng)疊合、熱壓結(jié)合而成為整體材料。 注射、擠出和吹塑塑料: -般指能在料筒溫度下熔融、流動(dòng),在模具中迅速硬化的樹(shù)脂混合科。如一般熱塑性塑料。 澆鑄塑料:能在無(wú)壓或稍加壓力的情況下,傾注于模具中能硬化成一定形狀制品的液態(tài)樹(shù)脂混合料。如MC尼龍。反應(yīng)注射模塑料:一般指液態(tài)原材料,加壓注入模腔內(nèi),使其反應(yīng)固化制得成品。如聚氨脂類。
4.按塑料半制品和制品分 模塑粉:又稱塑料粉,主要由熱固性樹(shù)脂(如酚醛)和填料等經(jīng)充分混合、按壓、粉碎而得。如酚醛塑料粉。 增強(qiáng)塑料:加有增強(qiáng)材料而某些力學(xué)性能比原樹(shù)脂有較大提高的一類塑料。泡沫塑料:整體內(nèi)合有無(wú)數(shù)微孔的塑料。薄膜:一般指厚度在O.25毫米以下的平整而柔軟的塑料制品。
三、塑料的基本性能 1.質(zhì)輕、比強(qiáng)度高。塑料質(zhì)輕,一般塑料的密度都在0.9~ 2.3克/厘米3之間,只有鋼鐵的1/8~1/4、鋁的1/2左右,而各種泡沫塑料的密度更低,約在0.01~ O.5克/厘米3之間。按單位質(zhì)量計(jì)算的強(qiáng)度稱為比強(qiáng)度,有些增強(qiáng)塑料的比強(qiáng)度接近甚至超過(guò)鋼材。例如合金鋼材,其單位質(zhì)量的拉伸強(qiáng)度為160兆帕,而用玻璃纖維增強(qiáng)的塑料可達(dá)到170~ 400兆帕。
2.優(yōu)異的電絕緣性能。幾乎所有的塑料都具有優(yōu)異的電絕緣性能,如極小的介電損耗和優(yōu)良的耐電弧特性,這些性能可與陶瓷媲美。
3.優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性能。一般塑料對(duì)酸堿等化學(xué)藥品均有良好的耐腐蝕能力,特別是聚四氟乙烯的耐化學(xué)腐蝕性能比黃金還要好,甚至能耐"王水"等強(qiáng)腐蝕性電解質(zhì)的腐蝕,被稱為"塑料王"。
4.減摩、耐磨性能好。大多數(shù)塑料具有優(yōu)良的減摩、耐磨和自潤(rùn)滑特性。許多工程塑料制造的耐摩擦零件就是利用塑料的這些特性,在耐磨塑料中加入某些固體潤(rùn)滑劑和填料時(shí),可降低其摩擦系數(shù)或進(jìn)一步提高其耐磨性能。
5.透光及防護(hù)性能。多數(shù)塑料都可以作為透明或半透明制品,其中聚苯乙烯和丙烯酸酯類塑料象玻璃一樣透明。有機(jī)玻璃化學(xué)名稱為聚甲基丙烯酸甲酯,可用作航空玻璃材料。聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等塑料薄膜具有良好的透光和保暖性能,大量用作農(nóng)用薄膜。塑料具有多種防護(hù)性能,因此常用作防護(hù)保裝用品,如塑料薄膜、箱、桶、瓶等。
6.減震、消音性能優(yōu)良。某些塑料柔韌而富于彈性,當(dāng)它受到外界頻繁的機(jī)械沖擊和振動(dòng)時(shí),內(nèi)部產(chǎn)生粘性內(nèi)耗,將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成熱能,因此,工程上用作減震消音材料。例如,用工程塑料制作的軸承和齒可減小噪音,各種泡沫塑料更是廣泛使用的優(yōu)良減震消音材料。 上述塑料的優(yōu)良性能,使它在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活中具有廣泛用途;它已從過(guò)去作為金屬、玻璃、陶瓷、木材和纖維等材料的代用品,而一躍成為現(xiàn)代生活和尖端工業(yè)不可缺少的材料。然而,塑料也有不足之處。例如,耐熱性比金屬等材料差,一般塑料僅能在100℃以下溫度使用,少數(shù)200℃左右使用;塑料的熱膨脹系數(shù)要比金屬大3~ 10倍,容易受溫度變化而影響尺寸的穩(wěn)定性;在載荷作用下,塑料會(huì)緩慢地產(chǎn)生粘性流動(dòng)或變形,即蠕變現(xiàn)象;此外,塑料在大氣、陽(yáng)光、長(zhǎng)期的壓力或某些質(zhì)作用下會(huì)發(fā)生老化,使性能變壞等。塑料的這些缺點(diǎn)或多或少地影響或限制了它的應(yīng)用。但是,隨著塑料工業(yè)的發(fā)展和塑料材料研究工作的深入,這些缺點(diǎn)正被逐漸克服,性能優(yōu)異的新穎塑料和各種塑料復(fù)合材料正不斷涌現(xiàn)。
塑料以它優(yōu)異的性能逐步地代替了許多已經(jīng)使用了幾十年、幾百年的材料和器皿,成為人們生活中不可缺少的助手。塑料集金屬的堅(jiān)硬性、木材的輕便性、玻璃的透明性、陶瓷的耐腐蝕性,橡膠的彈性和韌性于一身,因此除了日常用品外,塑料更廣泛地應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療器械、石油化工、機(jī)械制造、國(guó)防、建筑等各行各業(yè)。
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