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塑料材料塑料材料高材教研室高材教研室绪论绪论 2学学时时第一章：聚乙烯第一章：聚乙烯 2学时学时第二章：聚丙烯第二章：聚丙烯 2学时学时第三章：聚氯乙烯第三章：聚氯乙烯 2学时学时第四章：苯乙烯类塑料第四章：苯乙烯类塑料 4学时学时第五章：丙烯酸酯类塑料第五章：丙烯酸酯类塑料 2学时学时第六章：聚酰胺第六章：聚酰胺 6学时学时第七章：聚碳酸酯第七章：聚碳酸酯 3学时学时第八章：聚甲醛第八章：聚甲醛 2学时学时第九章：聚苯醚第九章：聚苯醚 2学时学时第十章：热塑性聚酯第十章：热塑性聚酯 3学时学时第十一章：氟塑料第十一章：氟塑料 2学时学时绪论绪论v一、塑料的定义及分类一、塑料的定义及分类v二、塑料的特点二、塑料的特点v三、塑料的成型方法三、塑料的成型方法v四、塑料的应用领域和发展趋势四、塑料的应用领域和发展趋势 高分子科学是以高分子化合物为研究对象，在有机化学、高分子科学是以高分子化合物为研究对象，在有机化学、物理化学、生物化学、物理学和力学等学科的基础上逐渐发展物理化学、生物化学、物理学和力学等学科的基础上逐渐发展而成的一门新兴学科。而成的一门新兴学科。高高 分分 子子 科科 学学高高 分分 子子 化化 学学研究聚合反应基本原理，基本方法，聚研究聚合反应基本原理，基本方法，聚合物性能与聚合反应条件之间的相关性合物性能与聚合反应条件之间的相关性原理以及聚合物合成与使用过程中所涉原理以及聚合物合成与使用过程中所涉及的化学反应过程。及的化学反应过程。研究聚合物的化学组成和结构，与其各研究聚合物的化学组成和结构，与其各种物理，机械性能之间的关系，以及高种物理，机械性能之间的关系，以及高聚物中分子运动规律的科学。是沟通合聚物中分子运动规律的科学。是沟通合成与应用的桥梁。成与应用的桥梁。高高 分分 子子 物物 理理高高 分分 子子 加加 工工从应用的角度研究各种类型聚合物加工从应用的角度研究各种类型聚合物加工成型的原理与工艺条件，影响因素和设成型的原理与工艺条件，影响因素和设备等。备等。高分子科学高分子科学一、塑料的定义及分类一、塑料的定义及分类 1.塑料的定义塑料的定义 2.塑料的分类塑料的分类 3.塑料的发展概况塑料的发展概况 4.工程塑料的定义工程塑料的定义 5.工程塑料的分类工程塑料的分类树脂树脂(resin)是指遇热变软，具有可塑性的高分子化合物的统称。是指遇热变软，具有可塑性的高分子化合物的统称。一般是无定型的透明或半透明的固体或半固体。一般是无定型的透明或半透明的固体或半固体。树脂的用途树脂的用途树脂是制造合成塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、树脂是制造合成塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料、离子交换树脂等产品的主要原料。涂料、离子交换树脂等产品的主要原料。树脂按来源分类树脂按来源分类天然树脂天然树脂 天然橡胶、树胶、虫胶、琥珀等天然橡胶、树胶、虫胶、琥珀等合成树脂合成树脂 由单体合成或天然高聚物改性获得由单体合成或天然高聚物改性获得树脂及塑料树脂及塑料塑料塑料(plastics)是以树脂为主要成分，适当加入（或不加）添加剂是以树脂为主要成分，适当加入（或不加）添加剂（填料、增塑剂、稳定剂、颜料等），可在一定温度、（填料、增塑剂、稳定剂、颜料等），可在一定温度、压力下塑化成型，而产品最后能在常温下保持形状不变压力下塑化成型，而产品最后能在常温下保持形状不变的一类高分子材料。的一类高分子材料。塑料与树脂的区别塑料与树脂的区别树脂是纯的高聚物，而塑料是以树脂为主的高聚物制树脂是纯的高聚物，而塑料是以树脂为主的高聚物制品。品。树脂及塑料树脂及塑料1.塑料的定义塑料的定义v 根据根据1980年年GB定义定义，塑料是以树脂（有时塑料是以树脂（有时 用单体在加工过程中直接聚合）为主要成用单体在加工过程中直接聚合）为主要成 分，一般含有添加剂，在加工过程中能流动分，一般含有添加剂，在加工过程中能流动 成型的材料。成型的材料。v 根据根据1996年的新年的新GB，塑料是以高聚物为主塑料是以高聚物为主 要成分，并在加工为成品的某阶段可流动成要成分，并在加工为成品的某阶段可流动成 型的材料。型的材料。注：注：弹性体也可以流动成型，但不认为其是塑料。弹性体也可以流动成型，但不认为其是塑料。v 绝大多数的塑料是以合成树脂为基本材料，另外还含有一些辅绝大多数的塑料是以合成树脂为基本材料，另外还含有一些辅 助助 料，如：增塑剂、润滑剂、着色剂、抗氧剂等。料，如：增塑剂、润滑剂、着色剂、抗氧剂等。2.塑料的分类塑料的分类v 根据其受热后的性能表现不同，分为根据其受热后的性能表现不同，分为v 热塑性塑料热塑性塑料：如如PE、PP、PS、PVC、PA、PC、PBT、ABS等等v 热固性塑料热固性塑料：不饱和聚酯、环氧树脂、酚不饱和聚酯、环氧树脂、酚 醛树脂、脲醛树脂等醛树脂、脲醛树脂等 v 根据使用范围和性能来分根据使用范围和性能来分 通用塑料通用塑料：一般指产量大、用途广、成型性好、一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的材料，仅作为非结构性材料。价廉的材料，仅作为非结构性材料。工程塑料工程塑料：产量较小，价格较高，并具有优良特产量较小，价格较高，并具有优良特 性的塑料。性的塑料。特种塑料特种塑料：一般指具有特种功能（如耐热、自润：一般指具有特种功能（如耐热、自润 滑等），可应用于特殊要求的塑料。滑等），可应用于特殊要求的塑料。如有机硅塑料。如有机硅塑料。（四大通用塑料：（四大通用塑料：PE、PP、PVC、PS）（五大工程塑料：（五大工程塑料：PA、PC、POM、PPO、PBT）（）（ABS）按树脂的名称命名塑料按树脂的名称命名塑料聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料、聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚苯乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚苯乙烯塑料、丙烯酸酯类塑料、聚酰胺类塑料、丙烯酸酯类塑料、聚酰胺类塑料、聚碳酸酯塑料聚碳酸酯塑料、聚甲醛塑料、聚甲醛塑料、聚苯醚、热塑性聚酯聚苯醚、热塑性聚酯、氟塑料等、氟塑料等塑料的发现塑料的发现1869年年31岁的印刷工人岁的印刷工人约翰约翰海阿特发明赛璐珞海阿特发明赛璐珞1909年贝克兰发明年贝克兰发明酚醛树脂酚醛树脂3.塑料的发展概况塑料的发展概况v主要合成塑料的发展年表主要合成塑料的发展年表v1869年年 NC 硝化纤维素（赛璐珞）硝化纤维素（赛璐珞）v1909年年 DF 酚醛树脂（电木粉）酚醛树脂（电木粉）v1927年年 PVC 聚氯乙烯聚氯乙烯v1936年年 PMMA 有机玻璃有机玻璃v1936年年 PVAC 聚醋酸乙烯聚醋酸乙烯 v1938年年 PS 聚苯乙烯聚苯乙烯v1939年年 PA 聚酰胺聚酰胺v1939年年 MF 三聚氰胺三聚氰胺-甲醛树脂甲醛树脂v1941年年 LDPE 低密度聚乙烯（高压法）低密度聚乙烯（高压法）v1942年年 UP 不饱和聚酯不饱和聚酯v1943年年 PTFE 聚四氟乙烯聚四氟乙烯v1947年年 EP 环氧树脂环氧树脂v1948年年 ABS 丙烯腈丙烯腈-丁二烯丁二烯-苯乙烯共聚物苯乙烯共聚物v1954年年 PU 聚氨酯聚氨酯v1955年年 HDPE 高密度聚乙烯（低压法）高密度聚乙烯（低压法）v1956年年 POM 聚甲醛聚甲醛v1957年年 PP 聚丙烯聚丙烯v1957年年 PC 聚碳酸酯聚碳酸酯v1964年年 PPO 聚苯醚聚苯醚v1964年年 PPS 聚苯硫醚聚苯硫醚v1965年年 PI 聚酰亚胺聚酰亚胺v1965年年 PSF 聚砜聚砜v1972年年 PBT 聚对苯二甲酸丁二（醇）酯聚对苯二甲酸丁二（醇）酯塑料材料原料的演变：塑料材料原料的演变：v二战前，从动植物中获得原料；二战前，从动植物中获得原料；v30年代中期至年代中期至50年代中期，原材料转向煤；年代中期，原材料转向煤；v1955年以后，转向以石油和天然气为原料；年以后，转向以石油和天然气为原料；v未来，石油和天然气未来，石油和天然气 煤煤 回归植物；回归植物；v动植物动植物 煤煤 石油和天然气石油和天然气 煤煤 植物植物4.工程塑料的定义工程塑料的定义v广义讲广义讲：凡是可以作为工程材料（结构材凡是可以作为工程材料（结构材 料）的塑料就叫做料）的塑料就叫做“工程塑料工程塑料”。v狭义讲狭义讲：一般指具有某种金属性能，能承一般指具有某种金属性能，能承 受一定的外力作用，并具有良好的受一定的外力作用，并具有良好的 力学性能和尺寸稳定性以及在高、力学性能和尺寸稳定性以及在高、低温下仍具有优良性能的塑料。低温下仍具有优良性能的塑料。5.工程塑料的分类工程塑料的分类v 按化学组成分按化学组成分 v 聚酰胺聚酰胺：俗称尼龙俗称尼龙v 聚酯类聚酯类：PC、PBT、PET、PAR、聚苯酯等、聚苯酯等v 聚醚类聚醚类：POM、PPO、PPS、聚醚醚酮等、聚醚醚酮等v 芳杂环聚合物类芳杂环聚合物类：聚酰亚胺、聚醚亚胺、聚苯并聚酰亚胺、聚醚亚胺、聚苯并 咪唑等咪唑等v 含氟聚合物含氟聚合物：聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏聚偏 氟乙烯等氟乙烯等v 按聚合物的物理状态分按聚合物的物理状态分 v 结晶型结晶型：PA、POM、PBT、PET、PPS等等v 无定型无定型：PC、PPO、聚砜类、聚芳酯等、聚砜类、聚芳酯等v 按耐热性分按耐热性分 v 通用工程塑料通用工程塑料：长期连续使用温度在长期连续使用温度在 100150 v 特种工程塑料特种工程塑料：长期连续使用温度在长期连续使用温度在 150 聚酰胺（尼龙）聚酰胺（尼龙）Polyamide PA,Nylon 聚甲醛聚甲醛 Polyacetal Polyoxymethylene,POM 通用工程塑料通用工程塑料 聚碳酸酯聚碳酸酯 Polycarbonate,PC工工 聚苯醚聚苯醚 Polyphenylene oxide,PPO 聚对苯二甲酸丁二（醇）酯聚对苯二甲酸丁二（醇）酯 Polybutylene 程程 terephthalate,PBT塑塑 聚酰亚胺聚酰亚胺 Polyimide,PI 聚砜聚砜 Polysulfone,PSF 料料 聚苯硫醚聚苯硫醚 Polyphenylene sulfide,PPS 特种工程塑料特种工程塑料 聚芳酯聚芳酯 Polyaryl ester,PAR 聚醚酮类聚醚酮类 氟塑料氟塑料二、塑料的特点二、塑料的特点v与金属相比较，塑料有以下优点与金属相比较，塑料有以下优点：v1比重小比重小；v2比强度高比强度高；v3化学稳定性好；化学稳定性好；v4优良的电绝缘性能优良的电绝缘性能；v5优良的耐磨、减磨和自润滑性能优良的耐磨、减磨和自润滑性能；v6优良的吸震性、抗冲击性、抗疲劳性及消声性；优良的吸震性、抗冲击性、抗疲劳性及消声性；v7耗能少。耗能少。不足之处不足之处：v1机械强度和硬度不及金属材料高；机械强度和硬度不及金属材料高；v2耐热性也低于金属、陶瓷等材料；耐热性也低于金属、陶瓷等材料；v3导热性较差；导热性较差；v4吸湿性比金属大；吸湿性比金属大；v5易老化；易老化；v6蠕变性以及膨胀收缩变形较大。蠕变性以及膨胀收缩变形较大。上述缺点或多或少地限制了塑料的使用范围，但可以通过共上述缺点或多或少地限制了塑料的使用范围，但可以通过共混、共聚、填充等方法减少或克服混、共聚、填充等方法减少或克服。三、塑料的成型方法三、塑料的成型方法v 塑料的成型工艺简便，形式多样，它可以在较塑料的成型工艺简便，形式多样，它可以在较低温度（低温度（400 以下）用以下）用热压热压、挤出挤出、注塑注塑、吹塑吹塑和和单体聚合成型单体聚合成型，也可以采用，也可以采用浇注浇注或或离心浇注离心浇注以及以及粉末压制成型粉末压制成型等方法，不仅加工性能良好，而且制等方法，不仅加工性能良好，而且制品的互换性也很好。品的互换性也很好。v 此外，还可以采用此外，还可以采用喷涂喷涂、浸渍浸渍、粘贴粘贴或或胶粘胶粘等等工艺，将两种或两种以上塑料粘在一起，或以金属工艺，将两种或两种以上塑料粘在一起，或以金属材料为基体，在表面覆盖塑料薄膜，从而得到既具材料为基体，在表面覆盖塑料薄膜，从而得到既具有塑料的特性又具有金属本身的机械性能，如导热有塑料的特性又具有金属本身的机械性能，如导热及尺寸稳定等优点。及尺寸稳定等优点。v1.挤出成型挤出成型v2.注塑成型注塑成型v3.浇注成型浇注成型v4.吹塑成型吹塑成型v5.模压法模压法v6.层压法层压法v7.涂层法涂层法四、塑料的应用领域和发展趋势四、塑料的应用领域和发展趋势1.应用领域：应用领域：电子电器工业电子电器工业建筑工程上建筑工程上包装材料包装材料交通运输业交通运输业航空航天航空航天 汽车工业汽车工业化工领域化工领域 机械工业机械工业医疗器械医疗器械v农用塑料：农用塑料：薄薄膜膜 灌溉用管灌溉用管v建筑工业：建筑工业：给排水管给排水管PVCPVC、HDPEHDPE 塑料门窗塑料门窗 复合地板、家具人造木材、地板复合地板、家具人造木材、地板 PVCPVC天花板天花板v包装工业：包装工业：塑料薄膜：塑料薄膜：PEPE、PPPP、PSPS、PETPET、PAPA等等 中空容器：中空容器：PETPET、PEPE、PPPP等等 泡沫塑料：泡沫塑料：PEPE、PUPU等等v汽车工业：塑料件、仪表盘、保险杠等汽车工业：塑料件、仪表盘、保险杠等v军工工业：特种工程塑料（军工工业：特种工程塑料（PTFEPTFE、PIPI等等)v电气工业：电气工业：绝缘材料（导热性、电阻率）、绝缘材料（导热性、电阻率）、导电高分子等；导电高分子等；电子：通讯光纤、电缆、电线、手机；电子：通讯光纤、电缆、电线、手机；家用电器：外壳、内胆（电视、电脑、家用电器：外壳、内胆（电视、电脑、空调）等；空调）等；v医疗卫生中的应用：医疗卫生中的应用：人工脏器、输液管、血袋、人工脏器、输液管、血袋、注射器、可溶缝合线等；注射器、可溶缝合线等；v防腐工程：耐腐蚀性，防腐结构材料。如水管阀门防腐工程：耐腐蚀性，防腐结构材料。如水管阀门 （PTFE）：）：230260长期工作，适合长期工作，适合 温度高腐蚀严重的产品。温度高腐蚀严重的产品。汽车及摩托车的挡风玻璃汽车及摩托车的挡风玻璃仪表、仪表盘仪表、仪表盘PPPP保鲜盒保鲜盒保鲜盒保鲜盒PPPPPPPP医用流量计医用流量计医用流量计医用流量计PPPPPPPP阀门阀门阀门阀门PPPPPPPP反应釜反应釜反应釜反应釜PPPPPPPP薄膜电容器薄膜电容器薄膜电容器薄膜电容器PPPPPPPP叶轮叶轮叶轮叶轮PPPPPPPP汽车保险杠汽车保险杠汽车保险杠汽车保险杠PPPPPPPP风机轮壳风机轮壳风机轮壳风机轮壳v拉丝制品拉丝制品v薄膜制品薄膜制品v注塑制品注塑制品v注塑制注塑制品品v纤维制品纤维制品v管材制品管材制品2.发展趋势发展趋势v 应用创新技术改造传统工艺；应用创新技术改造传统工艺；v 开发高性能合成材料；开发高性能合成材料；v 加强环境保护工作，实施可持续发展加强环境保护工作，实施可持续发展 战略；战略；v绪绪 论：论：v 1.塑料与树脂的区别。塑料与树脂的区别。v 2.塑料性能的优缺点。塑料性能的优缺点。