1、Plastic Product Design Engineering 塑料樹脂配方及原理塑料樹脂配方及原理曹新鑫（河南理工大學材料學院）曹新鑫（河南理工大學材料學院課程簡介課程簡介v課程性質(zhì)課程性質(zhì) 本課程是材料科學與工程專業(yè)高分子方向的專業(yè)選修課程，是以高分子化學及物理和高聚物流變學的基本理論為指導，分析塑料材料的結(jié)構(gòu)性能、成型加工的特點，掌握成型用物料的配制、選材的基本原理與方法及塑料制品設(shè)計原則和注意事項，并了解一些典型制品的加工工藝及生產(chǎn)中的不正常現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。 學時：學時：32v選用教材選用教材 塑料產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計基礎(chǔ)，郁文娟 顧燕 ，化學工業(yè)出版社。v參考

2、教材參考教材 1、張克惠. 塑料材料學高等學校材料科學系列教材. 西安：西北工業(yè)大學出版社，2001年08月； 2、王文廣.塑料材料的選用. 北京：化學工業(yè)出版社，2001年01月。 課程學習目標課程學習目標v 熟知各類塑料樹脂及其特性用途熟知各類塑料樹脂及其特性用途v 掌握相關(guān)制品設(shè)計注意事項掌握相關(guān)制品設(shè)計注意事項v 了解相關(guān)樹脂市場及大型企業(yè)了解相關(guān)樹脂市場及大型企業(yè)Contents第5章 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計第6章 產(chǎn)品組裝設(shè)計第7章 產(chǎn)品功能設(shè)計第8章 產(chǎn)品應用設(shè)計第第1章章 緒論緒論第第2章章 聚合物化學與塑料基礎(chǔ)聚合物化學與塑料基礎(chǔ)第3章 塑料材料實用性能第4章 塑料設(shè)計材料第第1章章塑

3、料的歷史與發(fā)展塑料的歷史與發(fā)展塑料的應用塑料的應用 包裝材料 建筑材料 電子電器 汽車工業(yè) 醫(yī)療衛(wèi)生塑料塑料工業(yè)設(shè)計的首選材料工業(yè)設(shè)計的首選材料緒論緒論 1.1 1.2 1.1 塑料的歷史與發(fā)展塑料的歷史與發(fā)展賽璐珞賽璐珞酚醛樹脂酚醛樹脂聚烯烴、聚烯烴、工程塑料工程塑料天然高分子加工階段天然高分子加工階段合成樹脂階段合成樹脂階段 大發(fā)展階段大發(fā)展階段纖維素的纖維素的改性和加工改性和加工新材料新材料新技術(shù)新技術(shù)以合成樹脂為以合成樹脂為基礎(chǔ)原料生產(chǎn)塑料基礎(chǔ)原料生產(chǎn)塑料目前我國是全世界塑料的第二大生產(chǎn)國，也是第二大消費國（另有說法：第一大消費國）。.從第一個塑料產(chǎn)品賽璐珞誕生算起，塑料工業(yè)迄今已有1

4、40多年的歷史。其發(fā)展歷史可分為三個階段。 天然高分子加工階段天然高分子加工階段v 這個時期以天然高分子，主要是纖維素的改性和加工纖維素的改性和加工為特征。v 1869年美國人J.W.海厄特發(fā)現(xiàn)在硝酸纖維素中加入樟腦和少量酒精可制成一種可塑性物質(zhì)，熱壓下可成型為塑料制品，命名為賽璐珞賽璐珞。v 1872年在美國紐瓦克建廠生產(chǎn)。當時除用作象牙代用品象牙代用品外，還加工成馬車和汽車的風擋和電影膠片等，從此開創(chuàng)了塑料工業(yè)，相應地也發(fā)展了模壓成型技術(shù)。 v 1903年德國人A.艾興格林發(fā)明了不易燃燒的醋酸纖維素和注射成型方法。v 1905年德國拜耳股份公司進行工業(yè)生產(chǎn)。在此期間，一些化學家在實驗室里合

5、成了多種聚合物，如線型酚醛樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯等，為后來塑料工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。v 1904年世界塑料產(chǎn)量僅有10kt，還沒有形成獨立的工業(yè)部門。合成樹脂階段合成樹脂階段(3-1) (3-1) v 這個時期是以合成樹脂為基礎(chǔ)以合成樹脂為基礎(chǔ)原料生產(chǎn)塑料原料生產(chǎn)塑料為特征。v 1909年美國人L.H.貝克蘭在用苯酚和甲醛來合成樹脂方面，做出了突破性的進展，取得第一個熱固性樹脂酚醛樹脂酚醛樹脂的專利權(quán)。在酚醛樹脂中，加入填料后，熱壓制成模壓制品、層壓板、涂料和膠粘劑等。這是第一個完全合成的塑料。v 1910年在柏林呂格斯工廠建立通用酚醛樹脂公司進行生產(chǎn)。在40年代以前，酚醛塑料是最主

6、要的塑料品種,約占塑料產(chǎn)量的2/3。主要用于電器、儀表、機械和汽車工業(yè)。v 1920年以后塑料工業(yè)獲得了迅速發(fā)展。其主要原因首先是德國化學家H.施陶丁格施陶丁格提出高分子鏈是由結(jié)構(gòu)相同的重復單元以共價鍵連接而成的理論和不熔不溶性熱固性樹脂的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)理論，1929年美國化學家W.H.卡羅瑟斯卡羅瑟斯提出了縮聚理論，均為高分子化學和塑料工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。v 由于當時化學工業(yè)總的發(fā)展十分迅速，為塑料工業(yè)提供了多種聚合單體和其他原料。當時化學工業(yè)最發(fā)達的德國德國迫切希望擺脫大量依賴天然產(chǎn)品的局面，以滿足多方面的需求。這些因素有力地推動了合成樹脂制備技術(shù)和加工工業(yè)的發(fā)展。 1914年年-1918

7、年年合成樹脂階段合成樹脂階段(3-2) (3-2) v 第一個無色的樹脂是脲醛樹脂脲醛樹脂。v 1928年，由英國氰氨公司投入工業(yè)生產(chǎn)。v 1911年，英國F.E.馬修斯制成了聚苯乙烯，但存在工藝復雜、樹脂老化等問題。v 1930年，德國法本公司解決了上述問題，在路德維希港用本體聚合法進行工業(yè)生產(chǎn)。在對聚苯乙烯聚苯乙烯改性的研究和生產(chǎn)過程中，已逐漸形成以苯乙烯為基礎(chǔ)，與其他單體共聚的苯乙烯系樹脂，擴展了它的應用范圍。v 1931年,美國羅姆-哈斯公司以本體法生產(chǎn)聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯，制造出有機玻璃。 v 1926年，美國W.L.西蒙把尚未找到用途的聚氯乙烯粉料在加熱下溶于高沸點溶劑

8、中,在冷卻后,意外地得到柔軟、易于加工、且富于彈性的增塑聚氯乙烯。這一偶然發(fā)現(xiàn)打開了聚氯乙烯得以工業(yè)生產(chǎn)的大門。v 1931年德國法本公司在比特費爾德用乳液法生產(chǎn)聚氯乙烯。v 1941年,美國又開發(fā)了懸浮法生產(chǎn)聚氯乙烯的技術(shù)。從此,聚氯乙烯一直是重要的塑料品種，它又是主要的耗氯產(chǎn)品之一，在一定程度上影響著氯堿工業(yè)的生產(chǎn)。 v 1939年,美國氰氨公司開始生產(chǎn)三聚氰胺-甲醛樹脂的模塑粉、層壓制品和涂料。合成樹脂階段合成樹脂階段(3-3) (3-3) v 1933年英國卜內(nèi)門化學工業(yè)公司在進行乙烯與苯甲醛高壓下反應的試驗時，發(fā)現(xiàn)聚合釜壁上有蠟質(zhì)固體存在，從而發(fā)明了聚乙烯聚乙烯。v 1939年該公司

9、用高壓氣相本體法生產(chǎn)低密度聚乙烯低密度聚乙烯。v 1953年聯(lián)邦德國K.齊格勒用烷基鋁和四氯化鈦作催化劑，使乙烯在低壓下制成為高密度聚高密度聚乙烯乙烯，1955年聯(lián)邦德國赫司特公司首先工業(yè)化。v 不久，意大利人G.納塔發(fā)明了聚丙烯聚丙烯，1957年意大利蒙特卡蒂尼公司首先工業(yè)生產(chǎn)。從40年代中期以來，還有聚酯、有聚酯、有機硅樹脂、氟樹脂、環(huán)氧樹脂、機硅樹脂、氟樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯聚氨酯等陸續(xù)投入了工業(yè)生產(chǎn)。v 塑料的世界總產(chǎn)量從1904年的10kt，猛增至1944年的600kt，1956年達到3.4Mt。v 隨著聚乙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯等通用塑料的發(fā)展，原料也從煤轉(zhuǎn)向了以石油為主從煤轉(zhuǎn)向了

10、以石油為主，這不僅保證了高分子化工原料的充分供應，也促進了石油化工的發(fā)展，使原料得以多層次利用，創(chuàng)造了更高的經(jīng)濟價值。1939年年1945年年大發(fā)展階段大發(fā)展階段(3-3) (3-3) v 在這一時期通用塑料的產(chǎn)量迅速增大。v 聚烯烴塑料在70年代又有聚1-丁烯和聚 4-甲基-1-戊烯投入生產(chǎn)。形成了世界上產(chǎn)量最大的聚烯烴塑料聚烯烴塑料系列。同時出現(xiàn)了多品種高性能的工程塑料。v 19581973年的16年中,塑料工業(yè)處于飛速發(fā)展時期,1970年產(chǎn)量為30Mt。v 除產(chǎn)量迅速猛增外，其特點是： 由單一的大品種通過共聚或共混改性，發(fā)展成系列品種。如聚氯乙烯除生產(chǎn)多種牌號外,還發(fā)展了氯化聚氯乙烯、氯

11、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯乙烯偏二氯乙烯共聚物、共混或接枝共聚改性的抗沖擊聚氯乙烯等。v 開發(fā)了一系列高性能的工程塑料新品種如聚甲醛、聚碳酸酯、ABS樹酯、聚苯醚、聚酰亞胺等。v 廣泛采用增強、復合與共混等新技術(shù)，賦予塑料以更優(yōu)異的綜合性能，擴大了應用范圍。 。新技術(shù)、新材料新技術(shù)、新材料塑料的物理、化學改性塑料的物理、化學改性 重新合成新的聚合物品種重新合成新的聚合物品種成型加工技術(shù)成型加工技術(shù)特種功能塑料特種功能塑料納米復合材料納米復合材料熱塑性彈性體熱塑性彈性體天然纖維復合材料天然纖維復合材料BeforeAfterv 塑料研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀塑料研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀.仍是以注射、擠出、吹塑、仍是以注射

12、、擠出、吹塑、熱成型等為主熱成型等為主超高速成型、精密注射成型、超高速成型、精密注射成型、氣輔注射成型、結(jié)構(gòu)發(fā)泡成氣輔注射成型、結(jié)構(gòu)發(fā)泡成型、夾心注射成型、多組分型、夾心注射成型、多組分注射、熔芯模塑、注射壓縮、注射、熔芯模塑、注射壓縮、抵押注射成型等抵押注射成型等乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）薄膜 （美國杜邦公司和日本旭硝子公司）10多萬平米（108萬平方英尺）PC屋頂板材（拜耳公司） 沈陽奧體中心 2萬平方 天津奧體中心（“水滴”） 1.3萬平方 小常識小常識杜邦杜邦是由杜邦家族（法國移民）組成的依靠化學工業(yè)和軍火工業(yè)起家的財團，尼龍（絲是由杜邦家族（法國移民）組成的依靠化學工業(yè)和軍火工

13、業(yè)起家的財團，尼龍（絲襪）、特氟龍、萊卡（塑身內(nèi)衣）、襪）、特氟龍、萊卡（塑身內(nèi)衣）、Kevlar（防彈背心）（防彈背心）旭硝子株式會社旭硝子株式會社（AGC，三菱子公司），三菱子公司）世界三大液晶面板顯示器基板玻璃廠商之一世界三大液晶面板顯示器基板玻璃廠商之一（美國（美國康寧、德國肖特（：蔡司），主打產(chǎn)品：電子玻璃、平板玻璃、汽車玻璃、顯示器玻璃康寧、德國肖特（：蔡司），主打產(chǎn)品：電子玻璃、平板玻璃、汽車玻璃、顯示器玻璃拜耳拜耳，德國最大的產(chǎn)業(yè)集團。，德國最大的產(chǎn)業(yè)集團。高分子、醫(yī)藥保健、化工以及農(nóng)業(yè)是公司的四大支柱產(chǎn)業(yè)。高分子、醫(yī)藥保健、化工以及農(nóng)業(yè)是公司的四大支柱產(chǎn)業(yè)。阿司匹林，阿司匹林

14、，“世紀之藥世紀之藥”。第第1章章塑料的歷史與發(fā)展塑料的歷史與發(fā)展塑料的應用塑料的應用 包裝材料 建筑材料 電子電器 汽車工業(yè) 醫(yī)療衛(wèi)生塑料塑料工業(yè)設(shè)計的首選材料工業(yè)設(shè)計的首選材料緒論緒論 1.1 1.2 1.2 塑料的應用塑料的應用2.低端產(chǎn)品為主低端產(chǎn)品為主 高端的產(chǎn)品還比較缺乏，差別化的產(chǎn)品也比較少高端的產(chǎn)品還比較缺乏，差別化的產(chǎn)品也比較少 更多依靠制造業(yè)產(chǎn)業(yè)，才帶動整個材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)更多依靠制造業(yè)產(chǎn)業(yè)，才帶動整個材料行業(yè)產(chǎn)業(yè) 發(fā)展發(fā)展1.需求大，產(chǎn)量高需求大，產(chǎn)量高 產(chǎn)量地區(qū)分布集中在東南沿海產(chǎn)量地區(qū)分布集中在東南沿海 廣東、浙江、江蘇、山東產(chǎn)量位居全國前列廣東、浙江、江蘇、山東產(chǎn)量位居

15、全國前列2009年國內(nèi)塑料需求量年國內(nèi)塑料需求量汽車電氣建材包裝20067012001600單位：萬噸單位：萬噸國內(nèi)市場特點國內(nèi)市場特點小常識：五大通用樹脂五大通用樹脂-聚氯乙烯（PVC）與聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）和ABS包裝材料包裝材料蔬果保鮮蔬果保鮮包裝薄膜包裝薄膜塑料飲料瓶塑料飲料瓶飲水包裝飲水包裝瓶（桶）瓶（桶）高阻隔性、多功能性高阻隔性、多功能性薄膜或容器薄膜或容器藥用包裝藥用包裝1.塑料瓶（HDPE、PP）包裝代替低質(zhì)量的黃圓玻璃瓶封蠟包裝輕量化、薄壁化、高阻滲性、防靜電、新型降解、茂金屬塑料等要求：要求：適應的氣體透過性，保持適宜的O2和CO2濃度。eg.

16、 PET啤酒包裝瓶-微量的氧氣進入、CO2的流失、耐60度左右溫度（巴氏滅菌方式）5加侖飲水桶加侖飲水桶：PVC（添加劑毒性問題）、PET（市場混亂、以次充好）舉例：酸奶包裝材料對比舉例：酸奶包裝材料對比（下頁）（下頁）聚丙烯薄膜聚乙烯薄膜PET聚酯瓶碳酸飲料、啤酒、果汁等碳酸飲料、啤酒、果汁等主要廠家主要廠家：珠海中富、上海紫江集團發(fā)展食品級食品級PC原料原料十分緊迫。2. 鋁塑泡罩包裝：聚偏二氯乙烯（PVDC，對水蒸氣及某些氣體的阻隔性能均優(yōu)于PVC）或其復合材料代替PVC3.口服液類塑料瓶包裝：避光并有計量刻度或計量杯的塑瓶（PET、PC）代替低質(zhì)落后的玻璃瓶或塑料瓶舉例：酸奶包裝材料對

17、比舉例：酸奶包裝材料對比建筑材料建筑材料硬質(zhì)（PVC-U）給排水管材阻燃LDPE電纜線套管、保溫管道用的HDPE外護管、光纖通信電纜的硅芯套管均聚聚丙烯（PP-H管）、.嵌段共聚聚丙烯（PP-B管）、無規(guī)共聚聚丙烯（PP-R管）：給排水用ABS管等特殊用途塑料管材塑料管材塑料門窗塑料門窗保溫防水保溫防水裝飾材料裝飾材料塑料建材制品是繼鋼材、木材、水泥之后，第四類重要的建筑材料塑料建材制品是繼鋼材、木材、水泥之后，第四類重要的建筑材料.聚氯乙烯（PVC）塑料玻璃纖維增強不飽和聚酯（GUP）塑料門窗聚氨基甲酸酯（PUR）硬質(zhì)泡沫塑料門窗保溫節(jié)能、隔聲密封性好、抗風壓性能、耐腐蝕性、耐候性、防火性能

18、、絕緣性能、裝飾性能好PVC外墻裝飾板透明采光屋頂、天棚、天窗等廚房塑料壁柜、屋頂扣板等擠塑型、模塑型聚苯板與砂漿外墻外保溫系統(tǒng)噴涂聚氨酯硬泡體防水保溫材料聚氯乙烯和三元乙丙防水卷材20世紀50年代德國率先開發(fā)汽車工業(yè)汽車工業(yè)納米復合材料納米復合材料可噴涂和免噴涂可噴涂和免噴涂塑料塑料塑件配光鏡塑件配光鏡和動力系統(tǒng)和動力系統(tǒng)儀表板、內(nèi)飾儀表板、內(nèi)飾系統(tǒng)系統(tǒng)聚碳酸酯做成的前照燈配光鏡(GE)復合材料(玻璃和碳纖維)傳動軸動機氣門室罩和機油盤采用聚酰胺、反應注塑聚氨酯、環(huán)氧樹脂等玻璃纖維增強塑料模制或壓制而成- TPO系納米復合材料汽車踏腳板（GE）-納米聚丙烯復合材料保險杠（TOYOTA）可導電

19、的聚苯醚/聚酰胺車身塑料（GE）PC/PBT的汽車車身板-泡沫聚氨酯門板(部分國產(chǎn)汽車)-改性聚丙烯硬質(zhì)儀表板（經(jīng)濟型車）-聚氨酯反應發(fā)泡成型軟質(zhì)儀表板（中高檔車）汽車所用塑料不是純的(單一)的某一種品種，而是經(jīng)過改性的 “改性塑料”。 使用塑料代替金屬的主要目的：減輕車重、減少排放和降低成本Click to add T第第1章章塑料的歷史與發(fā)展塑料的歷史與發(fā)展塑料的應用塑料的應用 包裝材料 建筑材料 電子電器 汽車工業(yè) 醫(yī)療衛(wèi)生塑料塑料工業(yè)設(shè)計的首選材料工業(yè)設(shè)計的首選材料緒論緒論 1.1 1.2 1.3 塑料塑料-工業(yè)設(shè)計的首選材料工業(yè)設(shè)計的首選材料物理、化學、電學等物理、化學、電學等適用加

20、工方法、成本、難適用加工方法、成本、難易程度、可否批量生產(chǎn)易程度、可否批量生產(chǎn)可通過多種技術(shù)手段，可通過多種技術(shù)手段，使性能得到加強、實現(xiàn)使性能得到加強、實現(xiàn)功能的拓展功能的拓展基本物性以及可基本物性以及可選擇范圍選擇范圍成型加工性成型加工性可設(shè)計性可設(shè)計性對于產(chǎn)品設(shè)計者來說，設(shè)計材料的對于產(chǎn)品設(shè)計者來說，設(shè)計材料的實用性體現(xiàn)在以下幾個方面。實用性體現(xiàn)在以下幾個方面。安全無毒、低公害、無污安全無毒、低公害、無污染，易回收利用，有節(jié)能染，易回收利用，有節(jié)能效果等效果等環(huán)境適應性環(huán)境適應性即可裝飾性。通過各種即可裝飾性。通過各種裝飾手法，達到理想的裝飾手法，達到理想的視覺效果和觸摸效果。視覺效果和

21、觸摸效果。表面工藝性表面工藝性來源豐富、成本低廉來源豐富、成本低廉經(jīng)濟性經(jīng)濟性塑料作為工業(yè)設(shè)計首選材料的優(yōu)勢塑料作為工業(yè)設(shè)計首選材料的優(yōu)勢(1)(1) 汽車、輪船、火汽車、輪船、火車、飛機等車、飛機等 以塑代鋼，降低自重，提高運行速度，降低能耗以塑代鋼，降低自重，提高運行速度，降低能耗 碳纖維增強塑料碳纖維增強塑料 武器和軍用電子武器和軍用電子設(shè)備設(shè)備 照相機、攝像機、照相機、攝像機、手機等日用品手機等日用品 小型化、輕量化，以提高機動作戰(zhàn)能力和戰(zhàn)場生存能力小型化、輕量化，以提高機動作戰(zhàn)能力和戰(zhàn)場生存能力 美觀、重量輕，易于攜帶美觀、重量輕，易于攜帶密度小密度小塑料的密度一般為0.9-1.4。

22、PTFE（最重）為塑料作為工業(yè)設(shè)計首選材料的優(yōu)勢（塑料作為工業(yè)設(shè)計首選材料的優(yōu)勢（1 1）密度小密度小塑料的密度一般為0.9-1.4。PTFE（最重）為2.4AUG（奧地利斯太爾）（奧地利斯太爾）鋼珠鋼珠手雷手雷槍托由凱夫拉、石墨纖維和環(huán)氧樹脂合成槍托由凱夫拉、石墨纖維和環(huán)氧樹脂合成 M24 SWS旋轉(zhuǎn)后拉式槍機狙擊步槍旋轉(zhuǎn)后拉式槍機狙擊步槍 俄國造的莫辛納甘步槍俄國造的莫辛納甘步槍 電影兵臨城下FAMAS突擊突擊步槍步槍(玻璃鋼骨架玻璃鋼骨架)塑料作為工業(yè)設(shè)計首選材料的優(yōu)勢塑料作為工業(yè)設(shè)計首選材料的優(yōu)勢(2)(2)PMMA：透光性92%，高于無機玻璃，密度小，成型簡單.PC防彈玻璃防彈玻璃：

23、良好的安全性，抗沖擊性和抗穿透性.飛機擋風玻璃飛機擋風玻璃：能承受飛行產(chǎn)生的激波（無機玻璃不能）.光學透鏡、光學儀器、眼鏡鏡片光學透鏡、光學儀器、眼鏡鏡片等大弧度厚質(zhì)（超薄）裝飾材料大弧度厚質(zhì)（超薄）裝飾材料：無機玻璃成型難度大透明包裝容器透明包裝容器：提高商品價值.v透明性，耐沖擊透明性，耐沖擊v 相比較傳統(tǒng)無機玻璃。.小常識：小常識：三大透明塑料品種PMMA、PS、PC。 塑料作為工業(yè)設(shè)計首選材料的優(yōu)勢塑料作為工業(yè)設(shè)計首選材料的優(yōu)勢(2)(2)無機玻璃無機玻璃防彈玻璃防彈玻璃塑料作為工業(yè)設(shè)計首選材料的優(yōu)勢塑料作為工業(yè)設(shè)計首選材料的優(yōu)勢(3)(3)從原料到成品一次完成從原料到成品一次完成成型

24、方法多成型方法多較大的結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活性較大的結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活性以注塑為例以注塑為例自動化程度高自動化程度高滿足復雜的滿足復雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計 氣輔注射成型 多組分注塑夾心注塑成型注射-壓縮成型 相比金屬材料加工工序多，塑料加工可大幅度減低設(shè)備費用、節(jié)省勞動力、縮短生產(chǎn)周期、降低生產(chǎn)成本使用24腔模具熱成型加工PP 75mm飲料杯，生產(chǎn)速度16個/s；45腔模具生產(chǎn)40mlPP杯，生產(chǎn)速度10萬個/h。 成型流線型車身部件的成本效益：塑料的風阻系數(shù)0.26金屬材料0.310.34v 成型加工性優(yōu)良成型加工性優(yōu)良塑料作為工業(yè)設(shè)計首選材料的優(yōu)勢塑料作為工業(yè)設(shè)計首選材料的優(yōu)勢(4)(4)- 功能拓展：導電

25、塑料、抗靜電塑料、阻燃塑料、導熱塑料、抗功能拓展：導電塑料、抗靜電塑料、阻燃塑料、導熱塑料、抗菌塑料、發(fā)光塑料、熱敏顯色塑料（嬰兒奶瓶）等菌塑料、發(fā)光塑料、熱敏顯色塑料（嬰兒奶瓶）等- 熱塑性彈性體熱塑性彈性體-優(yōu)異手感，制作工具的手柄和家具的扶手，具有良好優(yōu)異手感，制作工具的手柄和家具的扶手，具有良好的握持性和振動緩沖性。的握持性和振動緩沖性。 電鍍噴涂（金屬感）、木紋裝飾等電鍍噴涂（金屬感）、木紋裝飾等- 加工過程的節(jié)能；使用過程中的節(jié)能；塑料廢棄物的能量回收加工過程的節(jié)能；使用過程中的節(jié)能；塑料廢棄物的能量回收.材料性能的可設(shè)計性強材料性能的可設(shè)計性強理想的手感、觸感和視覺效果理想的手感

26、、觸感和視覺效果節(jié)約能源、保護環(huán)境節(jié)約能源、保護環(huán)境塑料作為工業(yè)設(shè)計首選材料的優(yōu)勢塑料作為工業(yè)設(shè)計首選材料的優(yōu)勢(4)(4)v認識誤區(qū)：以紙包裝代替塑料包裝可以改善環(huán)境v實際上：紙生產(chǎn)過程中釋放的二氧化碳及氮氧化物比塑料高出數(shù)倍之多，對水的污染則更為嚴重。與紙張生產(chǎn)情況類似，玻璃、水泥、鋼鐵生產(chǎn)過程中對環(huán)境的污染也是十分嚴重的。 “我覺得，地球上60億人都應該向我們說抱歉。” -圖瓦盧居民Mitiana T日本的垃圾回收日本的垃圾回收日本街頭幾乎沒有垃圾桶，但是東京街頭又非常干凈。這和日本一貫實行的垃圾處理有很大的關(guān)系，日本的垃圾回收不是像國內(nèi)簡單的“可回收”和“不可回收”，而是極其嚴格的分類

27、，扔垃圾之前需要在家里將垃圾分類，不同的垃圾需要到不同指定的地點扔。 習題與思考題習題與思考題v1、作為汽車用材，塑料與傳統(tǒng)材料相比，具有哪些優(yōu)點？v要求查閱3篇以上文獻，并在作業(yè)中標注出處。v2、請說明將塑料作為工藝設(shè)計首選材料的合理性和必然性。v3、查閱資料，列出目前5家以上規(guī)模較大的塑料合成或制品生產(chǎn)的企業(yè)名稱及其企業(yè)現(xiàn)狀。第第2章章 聚合物化學與塑料擠出聚合物化學與塑料擠出聚合物的基本概念聚合物的基本概念聚合物的合成聚合物的合成 加聚反應 縮聚反應聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物鏈的結(jié)構(gòu)聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)提綱提綱 2.12.2 2.32.42.5塑料類別及其組成塑料類別及其組成塑料的成型

28、加工塑料的成型加工2.1 聚合物的基本概念聚合物的基本概念(1)原子原子核核外電子質(zhì)子中子分子分子有機化合物：含碳化合物無機化合物：不含碳的化合物及碳的簡單化合物（CO2等）不同分子質(zhì)量的化合物的區(qū)別名稱相對分子質(zhì)量一個分子中的碳原子數(shù)分子鏈的長度/nm低分子半高分子（低聚物）高分子超高分子1,000,00011001001,0001,000100,0001,00,0000.1101010010010,00010,000因分子量低而強度太低，不能作為塑料來使用。2.1 聚合物的基本概念聚合物的基本概念(2)原料來源原料來源 天然高分子：天然橡膠、淀粉、蛋白質(zhì)、纖維素等等天然高分子：天然橡膠、淀

29、粉、蛋白質(zhì)、纖維素等等 合成高分子：塑料、橡膠、化學纖維、涂料、膠黏劑合成高分子：塑料、橡膠、化學纖維、涂料、膠黏劑 名稱來源名稱來源 名稱誤區(qū)名稱誤區(qū) 天然樹脂：瀝青、松香、琥珀、蟲膠等（從樹木表面天然樹脂：瀝青、松香、琥珀、蟲膠等（從樹木表面分泌出來的油脂狀物質(zhì)）分泌出來的油脂狀物質(zhì)）合成樹脂：名稱沿用天然樹脂。如酚醛樹脂、不飽和聚合成樹脂：名稱沿用天然樹脂。如酚醛樹脂、不飽和聚酯等。酯等。 聚合物材料：塑料的基本原料，純凈的高分子材料聚合物材料：塑料的基本原料，純凈的高分子材料 塑料：添加助劑或其他組分加工后的材料或制品塑料：添加助劑或其他組分加工后的材料或制品 高分子高分子 macro

30、molecule；polymer類似的名稱：高分子化合物、大分子、聚合物、合成樹脂等等。.三大合成材料第第2章章 聚合物化學與塑料擠出聚合物化學與塑料擠出聚合物的基本概念聚合物的基本概念聚合物的合成聚合物的合成 加聚反應 縮聚反應聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物鏈的結(jié)構(gòu)聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)提綱提綱 2.12.2 2.32.42.5塑料類別及其組成塑料類別及其組成塑料的成型加工塑料的成型加工2.2 2.2 聚合物的合成聚合物的合成1、Carothers分類法分類法加聚反應加聚反應 （addition polymerization) 數(shù)目眾多的含不飽和鍵的單體進行的連續(xù)、多步的加成反應，無小分子產(chǎn)生，

31、加聚物多為碳鏈縮聚反應縮聚反應 (condensation polymerization) 數(shù)目眾多的單體連續(xù)、重復的多步縮合反應過程。有小分子生成。縮聚物分子鏈多含雜原子。不足不足正確性正確性例如：例如： 酚醛樹脂酚醛樹脂 聚氨酯聚氨酯 聚脲聚脲例如：聚丙烯、聚丙例如：聚丙烯、聚丙烯酰胺、聚碳酸酯烯酰胺、聚碳酸酯聚合反應的分類聚合反應的分類2、Flory分類法分類法鏈式反應鏈式反應 （連鎖聚合）（連鎖聚合）（chain-growth polymerization) 單體轉(zhuǎn)變成聚合物的反應是以連鎖方式進行的（多米諾骨牌）。逐步反應逐步反應 (step-growth polymerization

32、) 單體轉(zhuǎn)變成聚合物的反應是逐步進行的（穿珠子）。鏈式聚合鏈式聚合逐步聚合逐步聚合單體類型含有不飽和鍵的烯烴帶有官能團的單體機理有活性中心及基元反應無特殊的活性中心動力學分子量、轉(zhuǎn)化率與時間的關(guān)系曲線聚合反應的分類聚合反應的分類第第2章章 聚合物化學與塑料擠出聚合物化學與塑料擠出聚合物的基本概念聚合物的基本概念聚合物的合成聚合物的合成 加聚反應 縮聚反應聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物鏈的結(jié)構(gòu)聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)提綱提綱 2.12.2 2.32.42.5塑料類別及其組成塑料類別及其組成塑料的成型加工塑料的成型加工2.32.3聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu)（1）結(jié)構(gòu)單元）結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)單元的組成和結(jié)構(gòu)取決于

33、聚合結(jié)構(gòu)單元的組成和結(jié)構(gòu)取決于聚合時采用的原料單體，它通常決定了時采用的原料單體，它通常決定了以它為重復單元的聚合物的大致的以它為重復單元的聚合物的大致的性能特征。性能特征。 - 元素的組成元素的組成 - 結(jié)構(gòu)單元的化學結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)單元的化學結(jié)構(gòu)1.加聚反應產(chǎn)物（碳鏈高分子）加聚反應產(chǎn)物（碳鏈高分子） - 側(cè)鏈上不同元素形成的共價鍵鍵能側(cè)鏈上不同元素形成的共價鍵鍵能不同不同 - 取代基的屬性、位置和體積大小對取代基的屬性、位置和體積大小對性能的影響不同性能的影響不同 -產(chǎn)物一般為通用熱塑高分子產(chǎn)物一般為通用熱塑高分子 聚丙烯由于甲基-CH3側(cè)基存在，使大分子剛性增加，同時抗氧化性變差 聚苯乙烯由于

34、苯環(huán)-C6H5側(cè)基體積大，對鏈有僵化效應，使聚苯乙烯剛硬呈脆性。2.32.3聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu)（1）結(jié)構(gòu)單元）結(jié)構(gòu)單元2.縮聚反應產(chǎn)物（雜鏈高分子）縮聚反應產(chǎn)物（雜鏈高分子） - 主鏈上除碳外還有氧、氮、硫等雜主鏈上除碳外還有氧、氮、硫等雜原子原子 - 主鏈上均還有極性基團，使分子間主鏈上均還有極性基團，使分子間作用力加強，力學強度提高；但電性能、作用力加強，力學強度提高；但電性能、耐有機溶劑性有所下降。耐有機溶劑性有所下降。 -產(chǎn)物一般為工程塑料產(chǎn)物一般為工程塑料 聚碳酸酯PC，主鏈極性基團：羰基-CO-、酯基-OCO- 尼龍66（PA66），主鏈極性基團：酰胺基-NH-CO-2.32

35、.3聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu)鏈的長度由組成鏈狀分子的結(jié)構(gòu)單元的數(shù)量決定。結(jié)構(gòu)單元數(shù)量越多，鏈的長度越長，顯然分子量越大.大多數(shù)聚合物的聚合度在2002000之間，相應的分子質(zhì)量在2萬20萬.PE分子量范圍比較寬，UHMWPE分子量達到百萬以上.無法精確控制每條分子鏈的長短，聚合物的分子量具有多分散性.分子量分布：橡膠塑料纖維.（2）鏈的長度）鏈的長度2.32.3聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu)v 線性聚合物：大多為熱塑性塑料，長度為1001000nmv 支鏈形聚合物：支鏈會造成分子堆砌密度下降，分子鏈之間的作用力減弱，熔體流動性較差。eg. LDPEv 體形聚合物：通過交聯(lián)反應，共價鍵連接起來的空間立

36、體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大型分子，如酚醛樹脂、氨基樹脂、環(huán)氧樹脂等。其加工過程為先形成線性預聚先形成線性預聚物，再模壓固化成型物，再模壓固化成型。基本特征為不溶不熔，機械性能、熱不溶不熔，機械性能、熱性能和耐化學性能優(yōu)異性能和耐化學性能優(yōu)異。（3）鏈的幾何形狀）鏈的幾何形狀 雙酚A線性酚醛樹脂2.32.3聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu)（4）結(jié)構(gòu)單元在鏈中的排列）結(jié)構(gòu)單元在鏈中的排列均聚物的空間異構(gòu)均聚物的空間異構(gòu)等規(guī)PP無規(guī)PS（透明）配位聚合自由基聚合2.32.3聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu)（4）結(jié)構(gòu)單元在鏈中的排列）結(jié)構(gòu)單元在鏈中的排列共聚物的空間異構(gòu)共聚物的空間異構(gòu)2.32.3聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu)（4）結(jié)

37、構(gòu)單元在鏈中的排列）結(jié)構(gòu)單元在鏈中的排列共聚物的空間異構(gòu)共聚物的空間異構(gòu)2.32.3聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu)高分子合金高分子合金2.32.3聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu)常見的結(jié)晶性聚合物和無定形聚合物結(jié)晶性聚合物PE、PP、PA、POM、PBT、PET、PEEK、PPS、PTFE等無定形聚合物PS、ABS、PVC、PC、PMMA、PSF、PES、PPO、PI、PEI、PAI等2.32.3聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu)2.32.3聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu)2.32.3聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu)2.32.3聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu)第第2章章 聚合物化學與塑料擠出聚合物化學與塑料擠出聚合物的基本概念聚合物的基本概

38、念聚合物的合成聚合物的合成 加聚反應 縮聚反應聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物鏈的結(jié)構(gòu)聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)提綱提綱 2.12.2 2.32.42.5塑料類別及其組成塑料類別及其組成塑料的成型加工塑料的成型加工2.42.4塑料的類別及其組成塑料的類別及其組成2.42.4塑料的類別及其組成塑料的類別及其組成塑料類別名稱中文學名英文學名英文簡稱主要應用 硬膠、普通硬膠聚苯乙烯General Purpose Polystyrene GPS玩具、文具、日用品硬膠類（聚苯乙烯）不碎膠、高沖擊硬膠高沖擊聚苯乙烯High Impact Polystyrene HIPS玩具、日用品、收音機殼、電視機殼ABS膠、超不

39、碎膠丙稀晴-丁二稀-苯乙稀AcrylonitrileABS電視用品外殼、日用品外殼、高級玩具、家具、運動用品ABS膠、SAN料透明大力膠苯乙烯、丙稀腈共聚物Styrene-AcrylonitrileSAN食具、日用品、表面、透明裝飾品發(fā)泡膠發(fā)泡聚苯乙烯Expanded PolystyreneEPS貨品包裝、絕緣板、裝飾板2.42.4塑料的類別及其組成塑料的類別及其組成塑料類別名稱中文學名英文學名英文簡稱主要應用軟膠類（聚乙烯）花料、筒料、吹瓶料低密聚乙烯Low Density Polyethylene LDPE包裝膠帶、購物袋、玩具、膠瓶、膠花、電線硬性軟膠高密聚乙烯High Density

40、Polyethylene HDPE包裝膠帶、購物袋、膠瓶、水桶、電線、大貨桶、玩具橡皮膠、EVA乙烯-醋酸乙烯共聚物Ethylene-Vinyl Acetate Copolyme EVA鞋底、吹氣玩具裝品、包裝膠膜PP（聚丙稀）百折膠、PP聚丙稀PolypropylenePP包裝膠帶、拉絲、制帶、繩、玩具、日用品、瓶子、藍架、洗衣架PVC類（聚氯乙烯）PVC粗粉聚氯乙烯原樹脂Polyvinyl Chloride Fine Resin PVC軟管、硬管、窗框、電線、造鞋、膠瓶、板材、地板PVC幼粉聚氯乙烯糊狀樹脂Polyvinyl Chloride Fine Resin 人造皮革、洋娃娃2.42

41、.4塑料的類別及其組成塑料的類別及其組成塑料類別名稱中文學名英文學名英文簡稱主要應用亞克力（聚丙稀酸樹脂）亞克力聚甲基丙稀酸脂Polymethl Methacrylate PMMA透明膠板、裝飾品、太陽鏡片、文具、燈罩、相機鏡片、表面、人造首飾聚縮醛類縮醛（賽鋼、特靈、奪鋼、超鋼）聚甲醛樹脂、聚氧化甲稀樹脂Polyformaldehyde Resin POM玩具齒輪、彈簧、滑輪、潔具部件尼龍類尼龍類聚酰胺PolyamidePA拉絲、造纖維、牙刷毛、漁絲、軸套、包裝膠膜、齒輪、電動工具外殼、電器配件、運動用品聚酯類聚酯聚對苯二甲酸乙二醇酯Polyethylene Terephthalate PE

42、T汽水膠瓶、纖維、錄音帶、磁帶、相機菲林聚對苯二甲酸乙丁二醇酯Polyethylene TerephthalatePBT電器零件、機械零件冷凝膠不飽和聚酯Unsaturated Polyester UP案頭裝飾品、造鈕、玻鐵制品如汽車外殼2.42.4塑料的類別及其組成塑料的類別及其組成塑料類別名稱中文學名英文學名英文簡稱主要應用氟塑料氟塑料聚四氟乙烯TetrafluoroethyleneFEP易潔護表層、涂層、耐熱部硅橡膠硅橡膠聚硅酮橡膠Silicone Rubber 移印機膠頭、導電塑膠酚醛樹脂電木粉酚醛樹脂Phenol-FormaldehydePF燈頭、電器外殼、齒輪氨基樹脂科學瓷美耐皿聚

43、氰胺-甲醛樹脂Melamine-FormaldehydeMF碗碟、餐具、裝飾品、電器配件及外殼電玉、尿素脲-甲醛Urea-FormaldehydeUF餐具、裝飾品2.42.4塑料的類別及其組成塑料的類別及其組成塑料類別名稱中文學名英文學名英文簡稱主要應用PC防彈膠聚碳酸脂PolycarbonatePC咖啡壺、電動工具外殼、電器外殼、安全頭盔、透明件、防彈玻璃、電動零件PUPU聚氨基甲酸酯PolyurethanePU鞋底、椅墊、床墊、人造皮革、油漆環(huán)氧樹脂EPOXY、冷凝膠環(huán)氧樹脂Epoxy Resin EP粘合劑、工模材料、建筑材料、油漆2.42.4塑料的類別及其組成塑料的類別及其組成聚合物+

44、添加劑降低成本（以相對廉價的助劑添加于聚合物中，可增加體積，降低成本）.改善加工性能（有利于加工過程，防止加工過程中的性能發(fā)生變化）.改善和提高使用性能.（如強度、模量、韌性、硬度、耐磨性能、耐候性、耐熱性等）賦予新的功能，如賦予色彩、導電性、磁性、阻燃性等.組分中添加助劑的目的：組分中添加助劑的目的：2.42.4塑料的類別及其組成塑料的類別及其組成v （1 1）填料及增強劑）填料及增強劑v 填料填料v 種類：硅石（石英砂）、硅酸鹽（云母、滑石、陶土、石棉）、碳酸鈣、種類：硅石（石英砂）、硅酸鹽（云母、滑石、陶土、石棉）、碳酸鈣、金屬氧化物、炭黑、玻璃珠、木粉等。金屬氧化物、炭黑、玻璃珠、木粉

45、等。v 作用：降低成本、收縮率，一定程度上改善塑料某些性能（如增加模量作用：降低成本、收縮率，一定程度上改善塑料某些性能（如增加模量和硬度，降低蠕變等）。和硬度，降低蠕變等）。v 用量：用量：20-50%20-50%。增強劑增強劑種類：纖維狀材料種類：纖維狀材料最常用玻璃纖維、石棉纖維，新型有碳纖維、石墨纖維最常用玻璃纖維、石棉纖維，新型有碳纖維、石墨纖維和硼纖維等。和硼纖維等。作用：提高塑料制品的強度和剛性，熱穩(wěn)定性，改善電性能等。作用：提高塑料制品的強度和剛性，熱穩(wěn)定性，改善電性能等。用量：用量：20-50%20-50%。增強效果：取決于增強劑和填料與聚合物界面分子間相互作用的狀況增強效果

46、：取決于增強劑和填料與聚合物界面分子間相互作用的狀況偶偶聯(lián)劑。聯(lián)劑。2.42.4塑料的類別及其組成塑料的類別及其組成v （2 2）增塑劑）增塑劑v 概念：一般是沸點較高、不易揮發(fā)、與聚合物有良好混溶性的低分子概念：一般是沸點較高、不易揮發(fā)、與聚合物有良好混溶性的低分子油狀物。油狀物。v 種類種類v 主增塑劑：與聚合物的混溶性好、塑化效率高主增塑劑：與聚合物的混溶性好、塑化效率高PVCPVC主要使用增塑劑主要使用增塑劑（80%80%）碳原子數(shù)碳原子數(shù)6-116-11的脂肪酸與鄰苯二甲酸類合成的酯類的脂肪酸與鄰苯二甲酸類合成的酯類鄰苯二甲酸鄰苯二甲酸二辛酯（二辛酯（DOPDOP）、鄰苯二甲酸二丁酯

47、（）、鄰苯二甲酸二丁酯（DBPDBP）及鄰苯二甲酸二甲酯、二乙酯；）及鄰苯二甲酸二甲酯、二乙酯；環(huán)氧類、磷酸酯類、癸二酸酯類、氯化石蠟類。樟腦（纖維素基塑料的增環(huán)氧類、磷酸酯類、癸二酸酯類、氯化石蠟類。樟腦（纖維素基塑料的增塑劑）。塑劑）。v 副增塑劑（增量劑）：與聚合物的混溶性稍差，主要是與主增塑劑一起副增塑劑（增量劑）：與聚合物的混溶性稍差，主要是與主增塑劑一起使用，以降低成本。使用，以降低成本。v 作用：降低玻璃化溫度和成型溫度，改善加工時熔體的流動性能，降作用：降低玻璃化溫度和成型溫度，改善加工時熔體的流動性能，降低分子間作用力；制品模量降低、剛性和脆性減小。低分子間作用力；制品模量降

48、低、剛性和脆性減小。2.42.4塑料的類別及其組成塑料的類別及其組成v （3 3）穩(wěn)定劑）穩(wěn)定劑v 目的：為防止塑料在光、熱、氧等條件下過早老化，延長制品的使用目的：為防止塑料在光、熱、氧等條件下過早老化，延長制品的使用壽命，常加入穩(wěn)定劑壽命，常加入穩(wěn)定劑防老劑防老劑v 品種：抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、變價金屬離子抑制劑、光品種：抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、變價金屬離子抑制劑、光屏蔽劑等。屏蔽劑等。v 抗氧劑抗氧劑v 概念：能抑制或延緩聚合物氧化過程的助劑。概念：能抑制或延緩聚合物氧化過程的助劑。v 作用：消除老化反應中生成的過氧化自由基，還原烷氧基或羥基自由作用：消除老化反應中生成

49、的過氧化自由基，還原烷氧基或羥基自由基等基等終止氧化連鎖反應終止氧化連鎖反應2.42.4塑料的類別及其組成塑料的類別及其組成v （3 3）穩(wěn)定劑）穩(wěn)定劑v 抗氧劑抗氧劑v 種類種類v 取代酚類：對制品無污染和變色性，適用于烯烴類塑料或其他無色及淺取代酚類：對制品無污染和變色性，適用于烯烴類塑料或其他無色及淺色塑料制品；色塑料制品；v 芳胺類：抗氧化效能高于酯類且兼有光穩(wěn)定作用，但有污染性和變色性；芳胺類：抗氧化效能高于酯類且兼有光穩(wěn)定作用，但有污染性和變色性；v 亞磷酸酯類：不著色抗氧劑，常用作輔助抗氧劑；亞磷酸酯類：不著色抗氧劑，常用作輔助抗氧劑；v 含硫酯類：輔助抗氧劑用于聚烯烴，與酚類并

50、用有顯著協(xié)同效應。含硫酯類：輔助抗氧劑用于聚烯烴，與酚類并用有顯著協(xié)同效應。2.42.4塑料的類別及其組成塑料的類別及其組成v （3 3）穩(wěn)定劑）穩(wěn)定劑v 熱穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定劑v 應用：主要用于應用：主要用于PVCPVC及其共聚物。及其共聚物。v PVCPVC加工特點：加工特點：PVCPVC分子具有較強極性，分子具有較強極性，TgTg、軟化溫度、軟化溫度、TmTm較高，較高，150-150-160160以上才能塑化加工；熱穩(wěn)定性差以上才能塑化加工；熱穩(wěn)定性差9090開始分解，開始分解，120120更明顯，更明顯，放出大量放出大量HClHCl，使樹脂降解，顏色較深，無法加工。，使樹脂降解，顏色較深，

51、無法加工。v PVCPVC熱降解機理（自由基反應機理，有氧存在）熱降解機理（自由基反應機理，有氧存在）v 脫脫HClHCl加速加速PVCPVC分子鏈斷裂及其連鎖反應；分子鏈斷裂及其連鎖反應；v 氧化及斷鏈；氧化及斷鏈；v 交聯(lián)；交聯(lián)；v 環(huán)化。環(huán)化。v 熱穩(wěn)定劑作用原理：加入適當?shù)膲A性物質(zhì)中和分解出來的熱穩(wěn)定劑作用原理：加入適當?shù)膲A性物質(zhì)中和分解出來的HClHCl，防止大，防止大分子進一步發(fā)生斷鏈。分子進一步發(fā)生斷鏈。2.42.4塑料的類別及其組成塑料的類別及其組成v （3 3）穩(wěn)定劑）穩(wěn)定劑v 熱穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定劑v 常用熱穩(wěn)定劑種類：常用熱穩(wěn)定劑種類：v 主熱穩(wěn)定劑：鉛鹽類（無機酸和有機酸的鉛

52、鹽），帶鹽基（主熱穩(wěn)定劑：鉛鹽類（無機酸和有機酸的鉛鹽），帶鹽基（PbOPbO）的鹽基）的鹽基性鉛鹽性鉛鹽鹽基硫酸鉛和硬脂酸鉛；金屬皂類（脂肪酸鹽基硫酸鉛和硬脂酸鉛；金屬皂類（脂肪酸月桂酸、硬脂酸等月桂酸、硬脂酸等的二價金屬鹽（的二價金屬鹽（Ba,Cd,Pb,Zn,Ca,MgBa,Cd,Pb,Zn,Ca,Mg等）；有機錫類等）；有機錫類帶兩個烷基的飽和帶兩個烷基的飽和或不飽和有機酸、硫醇或硫代硫酸酯的錫鹽或不飽和有機酸、硫醇或硫代硫酸酯的錫鹽生產(chǎn)生產(chǎn)PVCPVC透明制品所用的穩(wěn)定透明制品所用的穩(wěn)定劑，具良好的光穩(wěn)定性；有機銻化合物；稀土穩(wěn)定劑等。劑，具良好的光穩(wěn)定性；有機銻化合物；稀土穩(wěn)定劑等

53、。v 輔助熱穩(wěn)定劑：環(huán)氧化合物輔助熱穩(wěn)定劑：環(huán)氧化合物還起增塑劑作用，如環(huán)氧化油等；螯合劑還起增塑劑作用，如環(huán)氧化油等；螯合劑（亞磷酸酯類），能與金屬鹽類形成絡(luò)合物單獨使用無效，與主穩(wěn)定劑并（亞磷酸酯類），能與金屬鹽類形成絡(luò)合物單獨使用無效，與主穩(wěn)定劑并用則顯示穩(wěn)定作用用則顯示穩(wěn)定作用亞磷酸三苯酯；多元醇等。亞磷酸三苯酯；多元醇等。v 復合熱穩(wěn)定劑：由主、輔熱穩(wěn)定劑和其他助劑組成的協(xié)同穩(wěn)定體系，有復合熱穩(wěn)定劑：由主、輔熱穩(wěn)定劑和其他助劑組成的協(xié)同穩(wěn)定體系，有固體和液體固體和液體共沉淀金屬皂類、液體金屬皂、有機錫等共沉淀金屬皂類、液體金屬皂、有機錫等特點：相特點：相容性好，透明性好，不易析出，易

54、計量，無污染，加工性能好；用量較大，容性好，透明性好，不易析出，易計量，無污染，加工性能好；用量較大，價格較高。價格較高。2.42.4塑料的類別及其組成塑料的類別及其組成v （3 3）穩(wěn)定劑）穩(wěn)定劑v 光穩(wěn)定劑光穩(wěn)定劑v 高分子材料的戶外老化的原因：紫外線輻射下，氧化降解過程大大加高分子材料的戶外老化的原因：紫外線輻射下，氧化降解過程大大加速；水、臭氧、微生物等的影響。速；水、臭氧、微生物等的影響。v 紫外線特點：波長紫外線特點：波長200-350nm200-350nm的近紫外線能量達的近紫外線能量達340-600kJ/mol340-600kJ/mol，足以，足以使大分子主鏈斷裂，發(fā)生光降解（

55、使大分子主鏈斷裂，發(fā)生光降解（C-CC-C鍵能鍵能350kJ/mol350kJ/mol，C-ClC-Cl鍵能鍵能330kJ/mol330kJ/mol）。）。v 光穩(wěn)定劑概念：為了防御紫外線對高分子材料的破壞而添加的一類能光穩(wěn)定劑概念：為了防御紫外線對高分子材料的破壞而添加的一類能吸收紫外線或減少紫外線透射作用的化學物質(zhì)。吸收紫外線或減少紫外線透射作用的化學物質(zhì)。2.42.4塑料的類別及其組成塑料的類別及其組成v （3 3）穩(wěn)定劑）穩(wěn)定劑v 光穩(wěn)定劑光穩(wěn)定劑v 作用原理：將紫外線的光能轉(zhuǎn)化成熱能或無破壞性的較長波長的形式，作用原理：將紫外線的光能轉(zhuǎn)化成熱能或無破壞性的較長波長的形式，從而把能量釋

56、放出來。從而把能量釋放出來。v 用量：用量：0.05-0.50.05-0.5重量份。重量份。v 種類：種類：v 紫外線吸收劑：鄰羥基二甲苯酮類、水楊酸酯類、苯并三唑類、三嗪類紫外線吸收劑：鄰羥基二甲苯酮類、水楊酸酯類、苯并三唑類、三嗪類等；等；v 光屏蔽劑：炭黑、氧化鋅、鈦白粉、鋅鋇白等顏料類填料（反射和光屏蔽劑：炭黑、氧化鋅、鈦白粉、鋅鋇白等顏料類填料（反射和/ /或吸或吸收紫外線）；收紫外線）；v 光淬滅劑：二價鎳的有機螯合物（新型高效光穩(wěn)定劑）光淬滅劑：二價鎳的有機螯合物（新型高效光穩(wěn)定劑）v 受阻胺光穩(wěn)定劑等。受阻胺光穩(wěn)定劑等。2.42.4塑料的類別及其組成塑料的類別及其組成v （4

57、4）潤滑劑）潤滑劑v 目的：改善塑料熔體的加工流動性，防止塑料在熱成型加工過程中發(fā)目的：改善塑料熔體的加工流動性，防止塑料在熱成型加工過程中發(fā)生粘模現(xiàn)象。生粘模現(xiàn)象。v 應用：最密切的是聚氯乙烯（尤其是硬制品），另：聚烯烴、纖維素應用：最密切的是聚氯乙烯（尤其是硬制品），另：聚烯烴、纖維素樹脂、聚酰胺、樹脂、聚酰胺、ABSABS樹脂等熱塑性樹脂加工時也常使用。各種熱固性樹脂樹脂等熱塑性樹脂加工時也常使用。各種熱固性樹脂（如（如PFPF、UFUF、PUPU、硅樹脂）加工時將其作脫模劑使用。、硅樹脂）加工時將其作脫模劑使用。v 種類（主要依其與高分子熔體的相容性而定）。種類（主要依其與高分子熔體的

58、相容性而定）。v 內(nèi)潤滑劑：其分子與高分子材料有良好相容性，其潤滑作用主要是降低內(nèi)潤滑劑：其分子與高分子材料有良好相容性，其潤滑作用主要是降低極性高分子材料分子間內(nèi)聚力（如極性高分子材料分子間內(nèi)聚力（如PVCPVC、ABSABS等）等）加工時熔體自身的位加工時熔體自身的位移阻力，移阻力，內(nèi)摩擦所導致的升溫，提高熔體流動速率內(nèi)摩擦所導致的升溫，提高熔體流動速率常用的常用的PVCPVC內(nèi)潤滑劑內(nèi)潤滑劑有：脂肪醇（有：脂肪醇（C14C14C18C18）、脂肪酸單甘油酯（如硬脂酸單甘油酯）、脂肪）、脂肪酸單甘油酯（如硬脂酸單甘油酯）、脂肪酸低級醇酯（如硬脂酸丁酯）等。酸低級醇酯（如硬脂酸丁酯）等。2.

59、42.4塑料的類別及其組成塑料的類別及其組成v （4 4）潤滑劑）潤滑劑-可分為外潤滑劑和內(nèi)潤滑劑兩種可分為外潤滑劑和內(nèi)潤滑劑兩種v 外潤滑劑外潤滑劑：改善聚合物熔體與加工設(shè)備的熱金屬表面的摩擦。它與聚合物：改善聚合物熔體與加工設(shè)備的熱金屬表面的摩擦。它與聚合物相容性較差，容易從熔體內(nèi)往外遷移，能在塑料熔體與金屬的交界面形成相容性較差，容易從熔體內(nèi)往外遷移，能在塑料熔體與金屬的交界面形成潤滑的薄層。潤滑的薄層。內(nèi)潤滑劑內(nèi)潤滑劑：與聚合物有良好的相容性，它在聚合物內(nèi)部起到：與聚合物有良好的相容性，它在聚合物內(nèi)部起到降低聚合物分子間內(nèi)聚力的作用，從而改善塑料熔體的內(nèi)摩擦生熱和熔體降低聚合物分子間內(nèi)

60、聚力的作用，從而改善塑料熔體的內(nèi)摩擦生熱和熔體的流動性。的流動性。v 常用的外潤滑劑是硬脂酸及其鹽類；內(nèi)潤滑劑是低分子量的聚合物。有的常用的外潤滑劑是硬脂酸及其鹽類；內(nèi)潤滑劑是低分子量的聚合物。有的潤滑劑還有其他的功用。實際每一種潤滑劑都有可以實現(xiàn)某一要求的作用，潤滑劑還有其他的功用。實際每一種潤滑劑都有可以實現(xiàn)某一要求的作用，總是內(nèi)外潤滑共同作用，只是在某一方面更突出一些。同一種潤滑劑在不總是內(nèi)外潤滑共同作用，只是在某一方面更突出一些。同一種潤滑劑在不同的聚合物中或不同的加工條件下會表現(xiàn)出不同的潤滑作用，如高溫、高同的聚合物中或不同的加工條件下會表現(xiàn)出不同的潤滑作用，如高溫、高壓下，內(nèi)潤滑劑