第八章合成树脂与塑料概论1.2.ppt

纤维、塑料和橡胶的应力,-,应变曲线,弹性体在低的应力下表现很高的但可恢复的伸长率,(,高达,500-1000,),。,纤维具有很高的抗形变力，伸长率低,(,10-50,),并且有很高的模量和高的拉伸强度,。,塑料的机械强度介于橡胶与纤维之间。分为柔性和刚性两种类型。,第八章 合成树脂与塑料概论,合成树脂,塑料,涂料,粘合剂,合成纤维,离子交换树脂,第一节 合成材脂,树脂按来源分类,天然树脂,天然橡胶、树胶、虫胶、琥珀等,合成树脂,由单体合成或天然高聚物改性获得,1.,合成材脂的分类方法,2.,其它分类方法,根据合成反应分类,(1),加成聚合合成树脂,(2),逐步聚合合成树脂,根据受热后的变化行为分类,(1),热塑性合成树脂,(2),热固性合成树脂,按聚合物主链结构和化学结构分类,(1),碳链合成树脂,(2),碳,-,硫链合成树脂,(3),碳,-,氧链合成材脂,(4),碳,-,氮链合成树脂,树脂是制造合成塑料、合成纤维、粘合剂、涂料、离子交换树脂等产品的主要原料。,3.,树脂的用途,4.,树脂的产量与需求量,以,2000,年国内全年产量：总产量为,9,Mt,，,其中,LDPE,为,795kt,、,LLDPE,为,834kt,、,HDPE,为,1.11Mt,、,PP,为,2.,67,Mt,、,PVC,为,2.3Mt,、,PS,和,ABS,为,1.5Mt,。,但,2000,年国内树脂的总需求量为,17,Mt,。,第二节,塑 料,(1),塑料,：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、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。,1.,概述,(2),特点,：塑料的,优点,是质轻、绝缘性好、耐腐蚀、制品形式多样化等优点。,缺点,是易燃烧，在长期使用过程中发生老化现象。,(3),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品并,加入适当添加剂,。,(4),塑料的产量及应用,国内塑料的应用,包装材料（,4,M,t,，,22%,）,日用材料（,3.5,M,t,，,20%,）,农业材料（,3,M,t,，,17%,）,电子、机、汽车材料（,3,M,t,，,17%,）,建筑材料（,1.2,M,t,，,7%,）,其他材料（,3.3,M,t,，,18%,）,产量：,2000,年，世界总产量,150,Mt,，,中国,18,Mt,（,13%,，,第二），美国,50,Mt,（,44.4%,，,第一），日本,15,Mt,（,10%,，,第三）。,按,塑料受热后性能变化分类,热塑性塑料,成型后再加热重新软化加工而化学组成不变的一类塑料，即具有可溶可熔性。,热固性塑料,成型后不能再加热重新软化加工的一类塑料，即具有不溶不熔性。,2.,塑料的分类,按,应用分类,通用塑料,产量大、应用广、加工性能好、成本低的塑料,工程塑料,特种工程塑料,氟塑料,PTFE,热致性液晶聚合物,LCP,聚苯酯,PHB,聚芳酯,PAR,聚醚酮类PEK,聚醚类PSF,聚酰亚胺类PI,聚苯硫醚PPS,通用工程塑料,热塑性聚酯,PBT,聚苯醚,PPO,聚,甲醛,POM,聚,碳酸酯,PC,聚酰胺,一般塑料,用量小、性能一般的塑料，如,PMMA,等,特种塑料,性能独特、价格高的耐热、阻隔、导电塑料,3.,塑料的性能,(1),密度,：,塑料的实体相对密度多数介于,1-1.5,之间，最高者为聚四氟乙烯,(,相对密度为,2.22),，泡沫塑料一般为,0.,01-0,.5,。,(2),吸水性,：,塑料吸水性,(,一般为0.01-3,),高于金属、陶瓷、玻璃、等无机材料等。其测试方法一般是将一定大小的试样置于水中浸,24,h,后，测定其重量增加的百分数。,(3),透气性,：一般测定一定厚度的薄膜于一定时间,，,于规定压力下，单位面积所透过的气体体积。,一般对于气体有良好屏蔽性的高聚物，通常对水的屏蔽性差。,屏蔽性,透气性,(4),机械性能,a.,刚性塑料和柔性塑料机械性能差别很大。,b.,增塑剂、填料、结晶取向等因素对机械性能有较大影响。,c.,增强塑料的比重远小于金属，所以比强度,(,强度,/,比重,),可超过金属材料。,d.,与玻璃、陶瓷等材料比较，塑料的硬度差，但韧性好。,(5),热性能,a.,塑料的耐热性测定,：用在一定负荷下受热，形状变化达规定时的温度来表示。国际上通用的有,马丁耐热温度,，,维卡耐热温度,及,热扭变温度,等。,b.,塑料在长期受热条件下使用时会发生,热老化,现象，表现为颜色发生变化，机械强度降低，重量损失等。,c.,塑料是隔热性好、导热系数小的材料。,(6),电性能,一般的塑料是不良导体，是重要的,绝缘材料,之一。,(7),稳定性,a.,塑料耐无机酸、碱、盐水溶液等的化学腐蚀性较好，如,PTFE,。,但有机溶剂、油脂等对一些塑料产生腐蚀或溶解作用。,b.,塑料的老化现象,：在紫外线以及环境中热、水汽和空气以及杂质的作用下，长时间使用过程中会产生氧化降解、交联等变化。,c.,塑料绝大多数是易燃或可燃的。,第三节 合成纤维,1.,概述,纤维,是指柔韧、纤细，具有相当长度、强度、弹性和吸湿性的丝状物。大多数是不溶于水的有机高分子化合物，少数是无机物。,纤维,天然纤维,化学纤维,胶黏纤维,铜氨纤维,醋酸纤维,纤维素纤维,锦纶系列纤维,蛋白质纤维,涤纶系列纤维,腈纶系列纤维,聚乙烯醇系列纤维,聚烯烃纤维,含氯纤维,耐高温纤维,其他纤维,(3),人造纤维,：以天然纤维素,(,木质纤维素或棉纤维短绒,),为原料经化学加工制成的再生纤维素纤维，,工业称粘胶纤维,。,(2),天然纤维,：如棉花、羊毛、蚕丝、麻等。,棉短绒,NaOH,液,纤维素黄酸钠,CS,2,湿法纺丝,酸性液,人造纤维还有铜氨纤维、醋酸纤维及乳酪素纤维,(4),合成纤维,：,线型结构的高分子量合成树脂，经过适当方法纺丝得到的纤维称为合成纤维,。,a.,聚酯纤维,(,聚对苯二甲酸乙二醇酯,),b.,腈纶纤维,(,聚丙烯腈,),c.,维纶纤维,(,聚乙烯醇缩甲醛,),d.,尼龙纤维,(,聚酰胺,-66,纤维,),e.,锦纶纤维,(,聚酰胺,-6),f.,氨纶纤维,(,聚氨酯纤维,),重要品种,(5),合成纤维的特点,：优点,是强度高、弹性好、保暖性好、,耐摩擦,、耐酸碱、,耐腐蚀、,防虫蛀；,缺点,是未经处理不易着色、易产生静电、吸湿性差、透气性差。,2.,成纤高聚物的特征,(1),成纤高聚物均为线型高分子,：用这类高分子纺制的纤维能沿纤维纵轴方向拉伸而有序排列。当纤维受到拉力时，大分子能同时承受作用力，使纤维具有较高的拉伸强度和适宜的延伸度及其他物理,-,力学性能。,(2),成纤维高聚物具有适宜的相对分子量，分子量分布要窄,：线型高聚物分子链的长度对纤维的物理,-,力学性能影响很大，尤其是对纤维的机械强度、耐热性和溶解性的影响更大。相对分子质量的高低均不好，高者不易加工，低者性能不好。,主要成纤高聚物的相对分子质量,高聚物,相对分子质量,高聚物,相对分子质量,聚酰胺,-6,或,-66,聚酯,聚丙烯腈,16000-22000,16000-20000,50000-80000,聚乙烯醇,全同聚丙烯,60000-80000,180000-300000,(3),成纤高聚物的分子链间必须有足够强的作用力,：高聚物的物理,-,力学性能与分子间作用力,，如离子键、色散力、范德华力等,有密切关系。分子间作用力越大，纤维的强度越高。,(4),成纤高聚物应具有可溶性和熔融性,：只有这样才能将高聚物溶解或熔融成溶液或熔体，再经纺丝、凝固或冷却形成纤维，否则就不能进行纺丝。,(5),分子结构要规整，最好具有适当结晶度，拉伸取向后成为不可逆状态。,(6),结晶性聚合物熔点和软化点应比使用温度高得多；非结晶性聚合物，,Tg,应比使用温度高。,3.,纤维的性能,(1),细度,a.,支数,：,单位重量的纤维在公定回潮率时的长度表示。公制支数以,1,g,重的纤维所具有的长度,(,米,),表示。,b.,纤度,：,一定长度的纤维所具有的重量来表示。常用的纤度单位有“特克斯”,(,tex,),，,1,tex,表示在公定回潮率时,1000,m,长的纤维重,lg,。,(2),长度,棉型短纤维：纤度,l 0.8-13.5,tex,，,长度,33-38,mm,。,毛型短纤维：纤度,27-45,tex,，,长度,64-,114mm,。,中长型纤维：纤度,18-27,tex,，,长度为,51-76,mm,。,(3),卷曲度,：,1,cm,长度纤维上所具有的卷曲数叫做卷曲度，卷曲度在,12-14,之间较好。,(4),吸湿性,：一般较差。聚乙烯醇缩甲醛较好。,(5),断裂强度,：一般高于天然或人造纤维。,(6),回弹性,：纺织材料在外力作用时产生形变，外力除去后，恢复原来状态的能力。涤纶的回弹性较好。,(7),耐磨性,：衡量纤维表面的耐磨擦性质，聚酰胺纤维耐磨性好。,(8),光照牢度,：纤维在日光照射下所能维持原有性质不变的能力。腈纶较好，锦纶较差。,(9),染色性,：合成纤维不易染色。聚酰胺纤维和聚乙烯醇缩甲醛纤维相对易染色。,(10),耐霉性和防蛀性,