生产玻纤加聚酯增塑剂起什么效应

增塑效应 plasticity-increasing effect

为改善聚合物成型加工性能,用加入增塑剂等方法,以增加聚合物柔韧性的过程。

现今应用最广,用柔性单体共聚以降低分子链的规整性，以及在聚合链上引入支链产生的增塑效应，称为内增塑作用，又称恒增塑效应。

膜的增塑效应：成膜助剂。

1、产品要作为成膜助剂使用，必须满足一定的要求。首先这种作为临时增塑剂使用的产品必须有足够的化学稳定性。

2、要求成膜助剂要与一些敏感的聚合物分散液相容，加入后不会出现不稳定的现象。这种不稳定现象可以从粘度的大幅提高观察到，或者出现最严重的情况就是发生凝胶同样的原因，进行操作时也要十分小心，防止发生局部的振动反应(凝胶)。一般最终产品制备好以后，还要放置一段时间，以使成膜助剂达到分布平衡。另外还要求这种临时增塑剂对聚合物有尽可能好的增塑效果，以减少其加入量。在挥发性方面，要求成膜助剂在成膜过程中留在涂膜中起到增塑作用，而一旦成膜完成，成膜助剂就立刻挥发掉。如果成膜助剂长时间留在涂膜中，就会导致发粘、结块和污染。

3、理想的成膜助剂是不存在的，我们必须寻找一种最佳的折中方案，用多种产品结合使用。

凡添加到聚合物体系中能使聚合物体系的塑性增加的物质都可以叫做增塑剂。

增塑剂的主要作用是削弱聚合物分子之间的次价健，即范德华力，从而增加了聚合物分子链的移动性，降低了聚合物分子链的结晶性，即增加了聚合物的塑性，表现为聚合物的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降，而伸长率、曲挠性和柔韧性提高。

增塑剂按其作用方式可以分为两大类型，即内增塑剂和外增塑剂。

内增塑剂实际上是聚合物的一部分。一般内增塑剂是在聚合物的聚合过程中所引入的第二单体。由于第二单体共聚在聚合物的分子结构中，降低了聚合物分子链的有规度，即降低了聚合物分子链的结晶度。例如氯乙烯－酯酸乙烯共聚物比氯乙烯均聚物更加柔软。内增塑剂的使用温度范围比较窄，而且必须在聚合过程中加入，因此内增塑剂用的较少。

外增塑剂是一个低分子量的化合物或聚合物，把它添加在需要增塑的聚合物内，可增加聚合物的塑性。外增塑剂一般是一种高沸点的较难挥发的液体或低溶点的固体，而且绝大多数都是酯类有机化合物。通常它们不与聚合物起化学反应，和聚合物的相互作用主要是在升高温度时的溶胀作用，与聚合物形成一种固体溶液。外增塑剂性能比较全面且生产和使用方便，应用很广。现在人们一般说的增塑剂都是指外增塑剂。邻苯二甲酸二辛酯(DOP）和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)都是外增塑剂。

2、增塑剂的分类及性能

增塑剂的品种繁多，在其研究发展阶段其品种曾多达1000种以上，作为商品生产的增塑剂不过200多种，而且以原料来源于石油化工的邻苯二甲酸酯为最多。

增塑剂的分类方法很多。根据分子量的大小可分为单体型增塑剂和聚合型增塑剂；根据物状可分为液体增塑剂和固体增塑剂；根据性能可分为通用增塑剂、耐寒增塑剂、耐热增塑剂、阻燃增塑剂等；根据增塑剂化学结构分类是常用的分类方法。

根据化学结构可分为：

(1)邻苯二甲酸酯（如: DBP、DOP、DIDP）

(2)脂肪族二元酸酯（如: 己二酸二辛酯DOA、 癸二酸二辛酯DOS）

(3)磷酸酯（如:磷酸三甲苯酯TCP、磷酸甲苯二苯酯CDP）

(4)环氧化合物（如:环氧化大豆油、环氧油酸丁酯）

(5)聚合型增塑剂（如：己二酸丙二醇

聚酯）

(6)苯多酸酯（如: 1,2,4－偏苯三酸三异辛酯）

(7)含氯增塑剂（如: 氯化石蜡、五氯硬酯酸甲酯）

(8)烷基磺酸酯

(9)多元醇酯

(10)其它增塑剂

一种理想的增塑剂应具有如下性能：(1)与树脂有良好的相溶性；(2)塑化效率高；(3)对热光稳定；(4)挥发性低；(5)迁移性小；(6)耐水、油和有机溶剂的抽出；(7)低温柔性良好；(8)阻燃性好；(9)电绝缘性好；(10)无色、无味、无毒；(11)耐霉菌性好；(12)耐污染性好；(13)增塑糊粘度稳定性好；(14)价廉。

增塑剂中邻苯二甲酸酯类增塑剂用量最大，约占增塑剂总产量的80%，我国该类增塑剂主要以邻苯二甲酸二辛酯(DOP）和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为主。由于受到原料醇来源的限制，邻苯二甲酸二庚酯(DHP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)、邻苯二甲酸二异辛酯(DIOP)等性能优良的品种，产量不大。

3、邻苯二甲酸酯的反应机理

在增塑剂总产量中邻苯二甲酸酯占总产量的80%以上，而DOP、DBP 是其主导产品。以DBP为例，介绍邻苯二甲酸酯的反应机理。

我国DBP的生产大多是在常压下，原料苯酐和正丁醇在酸性催化剂（如H2SO4）存在的条件下进行反应。酸性催化剂是传统的酯化催化剂，它具有较高的活性， 而且价格便宜，容易得到等优点，其缺点是容易引起副反应。

酯化反应首先是一个苯酐分子和一个醇分子形成邻苯二甲酸单丁酯，此反应不需催化剂，是放热反应，一般在120℃反应趋于

完成。

反应式如下：

单丁酯在H+的作用下和一个醇分子反应生成二丁酯,生成单丁酯的反应是不可逆的，而由单丁酯生成二丁酯的反应是一平衡反应，是可逆的。

反应式如下：

总反应式为：

此反应是一平衡反应，因此增加醇的浓度或减小水的浓度，以及取走反应热，都有利于二丁酸的生成。在实际生产中为提高二丁酯的浓度，控制在140～145℃合适的温度下,使丁醇适当过量,并及时除去反应生成的水。

4、生产工艺

4.1 间歇式生产工艺

间歇式生产装置，即所谓“万能”生产装置，美国赖克霍德化学公司的一套生产装置就是这种“万能”生产装置的典型例子。该装置可以处理60种以上的原料，除能生产一般邻苯二甲酸酯以外，还能生产脂肪族二元酸酯等其他种类的增塑剂。

邻苯二甲酸酯的间歇式生产，工艺条件大同小异，随原料醇和产物的性质不同而略有不同。以生产DBP为例，用苯酐和正丁醇在酸性催化剂（如H2SO4)存在条件中进行酯化反应，为使平衡反应有利于DBP的生成，在反应过程中不断除去酯化反应生成的水，并可适量多加一些正丁醇。

酯化完毕后，加入适量NaOH溶液中和掉H2SO4，经分层分离掉废水，然后进行脱醇，在减压的条件下，脱除未反应掉的正丁醇。再加入活性炭脱色，脱色完毕后，过滤得到最终产品DBP。DBP的生产工艺框图如图一所示，有酯化、中和、脱醇、脱色、过滤五个生产工序。间歇式生产工艺五个工序均为间歇式操作。

间歇式生产的优缺点：

优点1)投资少，建设快

2)产品切换容易，可生产多种增塑剂

3)工艺技术简单，人员素质易满足

缺点 1)产品质量波动大，不太稳定

2)工艺落后，劳动强度大

3)能耗物耗高

间歇式生产适合于小规模、多种增塑剂的生产，投资少见效快。

4.2 连续化生产工艺

由于DOP、DBP增塑剂的需要量很大，因此以DOP、DBP为主的连续化生产工艺已普遍采用，目前我国最大DOP单线生产能力为5万吨／年，最大DBP单线生产能力为 2万吨／年。

在连续式生产中，酯化反应器可分为塔式反应器和阶梯式串联反应器两大类。采用酸性催化剂时选用塔式酯化器比较合理；采用非酸性催化剂或不用催化剂时，因反应混合物停留时间较长，所以采用阶梯式串联反应器较合适。

DBP连续化生产工艺五个工序酯化、中和、脱醇、脱色、过滤均为连续操作。

连续式生产的优缺点：

优点1)产品质量好，且质量稳定

2)能耗、物耗低，经济效益好

3)工艺先进，劳动生产率高

4)自动化水平高，劳动强度小

缺点1)建设周期长，一次性投资大

2)主要设备制作加工比较困难

3)产品切换困难，不适合多品种增塑剂的生产

4)对工人的素质要求高

连续式生产适合原料来源有保证，有较高生产管理水平和较高人员素质的大规模生产。

4.3 半连续化生产工艺

所谓半连续化生产是指酯化工序采用间歇式，酯化以后的工序（中和、脱醇、脱色、过滤）采用连续式。半连续化生产工艺是间歇式生产工艺到连续化生产工艺的一个过渡阶段。国内DOP、DBP等主要邻苯二甲酸酯类增塑剂的生产多采用半连续化生产工艺。其规模一般在1～2万吨／年。

半连续化生产的优缺点：

优点 1)投资比连续化生产低

2)切换品种比连续化生产容易，较适合生产多品种增塑剂

3)部分连续生产，操作方便，原料收率基本同全连续化生产

4)与间歇式相比，生产模大、劳动生产率高

缺点1)与连续化生产比, 劳动强度高、产品质量易波动

2)间歇酯化比连续酯化能耗高

3)自动化程度比连续化生产低

半连续化生产较适合于规模适中、多品种增塑剂的生产。生产品种灵活是半连续式生产的一大优点。

5、结束语

由于增塑剂的用量很大，品种繁多，增塑剂的生产技术趋于向两个方面发展。一方面是主增塑剂的连续化大生产；另一方面是特殊增塑剂的多品种、小批量间歇生产。

随着PVC产量的增大和石油化工工业的发展，增塑剂已经发展成为一个以石油化工为基础，以邻苯二甲酸酯为主产品的大生产化工行业。邻苯二甲酸酯占增塑剂总产量的80%以上，为大规模连续化生产提供了条件。由于多品种、小批量增塑剂的存在，使“万能”生产装置即间歇生产仍有其发展生存的必要。

为了降低产品色泽，提高产品热稳定性和进一步简化工艺流程，非酸性催化剂已经实现工业化。采用非酸性催化剂主要有副反应少，产品色泽浅，产品精制简单，产生废水少水质好，产品热稳定性好，收率高等优点。

危害

不久前，广州食品安全信息网发布消息称，同济大学的一项研究证实，食用油塑料桶的增塑剂对人体有害。“用塑料桶装食用油，食用油中会溶进对人体有害的增塑剂。”消息称，同济大学基础医学院厉曙光教授的课题组，曾经分别采集市场上不同品牌和不同出厂日期的塑料桶装大豆色拉油、调和油、花生油，以及市场上销售的散装豆油。测定后发现，几乎所有品牌的塑料桶装食用油中，都含有增塑剂“邻苯二甲酸二丁酯”。据推断，食用油中检出的增塑剂，主要来源于塑料容器。这种增塑剂对人体生殖系统有毒害作用，对男性的毒害要更大一些。

1、增塑剂（塑化剂）

这是塑料领域最常听到的添加剂，前几年的台湾塑化剂事件似乎犹在耳边。

塑料如果从字面上理解就是可以塑形的材料，增塑剂也可理解为增加塑料的可塑性。

塑料的主体都是高分子，没有例外；高分子的基本概念其实就是说分子量特别大，微观上来理解的话就是具有非常非常长的分子链，最基本的形状就是蜈蚣那样。宏观来讲，密集恐惧症躲开，其他人可以想像一下成千上万条蜈蚣缠绕的感觉（脑子嗡地炸了，缓下先，还是换辫子做比喻吧，忽略侧链了）；

辫子缠绕得太紧就不易变形了，所以要从麻花辫编成双马尾，首先就要把辫子稍微解开一些，对于高分子最常用的方法就是加热，然后重新把辫子扎起来——也就是定型，例如吹塑、挤出等方法。

可是高分子的性能各异，有些高分子在“解开”的过程中很容易变质，最突出的就是PVC，一般要加热到170度才能加工，可140度时这货就开始放出氯化氢了，也就是盐酸气，很让人不省心。我们想一想，如果头发睡了一觉醒来缠在一起梳不开该怎么办？或许有人会将此作为新发型顶着出去，但更多人会选择洗头。所以科学家们也想到这一招，往PVC里加点增塑剂，就可以在140度条件下进行加工了。

增塑剂的挑选也是一门学问，就像我们不可能用芝麻油洗头一个道理，PVC所用的增塑剂大部分都是邻苯二甲酸酯类，包括人人喊打的DEHP。既是谈作用，此处不再多说健康的话题了。

需要注意的是，由于增塑剂比较容易析出，影响产品质量，即便不析出，塑料的强度也下降了，所以塑料加工企业都是本着能不加就不加的态度，从用量来讲，PVC与PVDC两种塑料所用的增塑剂大概占到增塑剂行业的90%用量以上，也能从反面印证这一点。所以，对于“塑料都含塑化剂”的说法还是要抱着怀疑的眼光去看。

2、增韧剂

很容易与增塑剂混淆，有一些增塑剂确实也可当增韧剂这么用，这时因为两者的原理通常都是改变高分子的结晶性。但具体到产品参数而言，两者其实是不同的。

还是以头发来比喻，增塑剂相当于水，主要管的是加工过程，而增韧剂相当于护发素，主要管的是后面的应用过程。

有些塑料很脆，使用的时候跟玻璃一个感觉，摔地上就碎，显然应用起来不是很舒服，很多人喜欢塑料制品不就图个不容易摔坏么。增韧剂存在的任务就是为了解决这个问题。对于PVC塑料而言，增塑剂也是增韧剂，但其他塑料的增韧剂就五花八门了，有的直接就是用橡胶这样的高分子作为增韧剂。

3、抗氧剂

关心方便面食品健康问题的话，应该听说过BHT这种物质，前几年曾经被报导过。

BHT是最常见的酚类抗氧剂，塑料工业中使用得极为普遍，材料加工行业中这几乎是必需品。

塑料是有机高分子，分子其实是蛮脆弱的，如果高温状态下遇到氧气这样的流氓是很危险的，就好像穿着很简单的妙龄少女走到了夜深人静的大街上。我们都知道某些不该发生的事情罪魁祸首是氧气，跟高分子自己无关，但氧气势力实在太大，地球离不开它，所以只好给高分子多穿点衣服，也就是抗氧剂，真的遇到氧气的时候，脱下外套，然后金蝉脱壳，避免发生更坏的后果。

这基本就是抗氧剂的作用了。当然，现实中的氧化剂不只是氧气这一种。

4、阻燃剂

阻燃剂在塑料工业中的应用并不多，但确实很重要，如果我们的塑料加工行业都能按照标准生产阻燃性塑料，很多火灾的危害都会下降。所以还是再添一句私货：目前国内塑料加工行业的添加剂问题不仅仅是滥加，还有错加和少加的问题，而且后面两个问题更严重，添加剂对我们的保护作用绝对大于危害。

阻燃剂的作用就简单了，阻止燃烧速度，很多是含磷含氯的物质，快速生成自由基，从而阻止火源扩散。

5、着色剂

这个就更简单了：给塑料上色的作用。

但休要简单看待上色这个问题，性能与美观是塑料加工中最为重要的两个方向，性能决定用途，美观却决定利润，所以对于具体的企业来说，后者有时反而更受关注。如果我们看到一部手机，外壳的上色不均匀，很可能就不会去买，至于耐不耐摔，反正就算是在砸核桃神器的那个品牌柜台，我也没见过有人买手机的时候去试验外壳的强度。

关于着色剂还有很多不同的称呼：颜料、颜填料、染料、色浆、色母等，万幸的是，它们的含义都不一样——所以高分子专业的童鞋们，你们的记忆力还好吗？这里就不展开了。

6、增强剂（补强剂）

大多数时候口头称呼的填料也都是指增强剂，其作用就是增加塑料的强度。

强度不同于硬度，这一点要区分的，大多数塑料使用过程中都不要求硬度，但除了食品袋的撕口位置，一般塑料对强度的要求都很高。

大多数时候，增强剂同时还能降低塑料的成本，因为常用的增强剂，包括碳酸钙、滑石粉、石墨或炭黑，以及二氧化硅等都比较便宜。当然，这些物质能增强，靠的是它们与高分子直接的相互作用，不能无限添加，加多了强度也会下降。

它们一般也都无害。

7、交联剂

交联剂其实也能称作增强剂，因为对于最终成型的材料而言，它也起到了类似效果。

但与一般填料不同，交联剂与高分子之间发生的是化学反应。通过交联这样的化学反应，塑料的定型变得更加稳固。

如果还用前面的头发做例子，一般的定型就是用头绳扎了起来，一跑步可能就会松开，而交联剂就像夹子，作用力比较牢固。

8、光稳定剂

紫外光这种高能电磁波能让不少高分子出现断链现象，光稳定剂就是为了处理这个问题。

9、热稳定剂

与第8条类似，只是断链反应的能量来源变成高温。

10、发泡剂

吃过泡面吧，面是怎么泡起来的呢？当然不是发泡剂的功劳。

这里要说的是泡面盒，这种泡沫塑料是怎么来的。一般塑料都是实心的，要想做成像馒头一样的发泡塑料，显然不能靠酵母，怕是酵母也不可能在塑料加工工艺中生存——于是发泡剂就充当了这样一种酵母的作用，当然发泡机理就很多样了，常见的发泡气体有二氧化碳、氮气、氨气等。要描述清楚发泡工艺，足可写出一本书。

11、润滑剂

主要也是加工过程中使用，与增塑剂有点类似——增塑剂降低了分子间的摩擦力，而润滑剂不仅可以降低分子间摩擦力，还可以降低分子与容器间的摩擦力。

12、抗静电剂

与阻燃剂其实可以类比，也是一种用量不算大，但在特殊场合却极为重要，特别是电子元器件中，作用是为了降低塑料表面的静电积聚。

聚酯玻纤布是一种全新玻纤复合防裂材料，是由60%玻璃纤维和40%聚酯纤维组成的一种复合土工合成材料。

这种独特的组合为提供了玻璃纤维的强度和聚酯纤维的柔韧性，却没有原材料的缺点。

聚酯玻纤布（Fiberglass-Polyester Paving Mat）是继土工布、土工格栅、条带聚合物之后发展起来的一种新型复合土工合成材料，与沥青混合料有良好的相容性。工程实践表明，玻纤格栅没有防水功能，其网格能与沥青混合料形成嵌挤作用，但使用中难以固定，易于膨胀而不服贴，影响沥青混合料的正常摊铺和其加筋作用；土工布能防止水下渗，但是土工布在热沥青混合料摊铺温度超过160℃时，其强度和抗蠕变性能较差而无法发挥加筋抗裂效果；而聚酯玻纤布克服了这两者的缺点，能有效处理路面裂缝以及桥面和路面水损坏。

随着工业生产不断的发展及需要，塑料改性产品在塑料工业中占有越来越重要的地位。塑料改性中物理填充玻纤增强材料有较高的拉伸强度、尺寸稳定性、耐热性及较好的电性能。因此，尼龙玻纤增强、聚酯、聚碳、ABS、AS、PP PPS PBT PPA等玻纤增强材料近年来得到很大发展。玻纤增强材料的弊病即玻纤外露及制品表面毛糙、机械加工设备磨损严重。

干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。预干燥温度在80℃左右。

熔化温度：220~275C，注意不要超过275C。

模具温度：40~80C，建议使用50C。结晶程度主要由模具温度决定。[1]

注塑温度: 180-200℃之间，

注射压力：注塑压力在68.6-137.2MPa,可大到1800bar。

注射速度：通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。

流道和浇口:对于冷流道，典型的流道直径范围是4~7mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是1~1.5mm，但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP材料完全可以使用热流道系统。

模具温度50-90℃，对于尺寸要求较高的用高模温。型芯温度比型腔温度低5℃以上，流道直径4—7mm，针形浇口长度1—1．5mm，直径可小至 0．7mm。边形浇口长度越短越好，约为0．7mm，深度为壁厚的一半，宽度为壁厚的两倍，并随模腔内的熔流长度逐步增加。模具必须有良好的排气性，排气孔深O．025mm-O．038m，厚1．5mm，要避免收缩痕，就要用大而圆的注口及圆形流道，加强筋的厚度要小(例如是壁厚的50-60%)。均聚 PP制造的产品，厚度不能超过3mm，否则会有气泡(厚壁制品只能用共聚PP)。

PP增加流动性：

1，加PP蜡，也可以加聚乙烯蜡。 影响小

2，加硅酮粉，这个效果好，但贵。 对材料性能影响很小

3，也可以加入高流动性的PP，也就是熔指高的PP,有些影响

PP增韧剂：

誉普双官能化增韧型相容剂，是一类针对不同改性产品的以多元共混体系为基础、采用双向接枝反应技术为工艺路线而生产的改性产品冲击性能补强剂，克服了传统的单一基料单一接枝工艺生产的相容剂在应用上的局限性，在增韧增容的前提下同时兼顾了改性产品的其它物性不会因此而大幅度降低,综合性能非常优异。由于该类产品主链上较高的双向接枝效应，使共混合金的两相间、填充改性中有机与无机间的结合力大幅度增强，可用作玻纤和矿物填充材料的界面改性剂，也可作为共混合金两相间的相容剂，很少的加入量就可明显提高材料两相间的粘合力，使改性材料的微观结构得以改善因而使材料的综合性能更加优异，表现为冲击强度明显提高，其它物性保持在较高的水平。同时，由于增韧材料的引入使共混材料的韧性在双向效应的协同作用下成倍提高。

PP增加流动性：

简单而有效的方法之一是在加工成型前，在PP树脂中加入适量的聚丙烯塑料增流剂，通过特殊的化学物理作用，在少量使用的条件下，能够大幅度提高聚丙烯塑料的熔融指数，增加聚丙烯的加工流动性，提高聚丙烯产品的表面光泽度，适用聚丙烯的各种成型工艺如吹塑，注塑，挤出，涂覆，滚塑等和各种制品，使用方便，安全环保，国内的瑞达化工，马鞍山科立化工科技等企业生产。，国外的也有同类产品。还有其他塑料增流剂如聚乙烯增流剂，PCABS增流剂等。

塑料是指以树脂(或在加工过程中用单体直接聚合)为主要成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂、着色剂等添加剂为辅助成分，在加工过程中能流动成型的材料。

塑料为合成的高分子化合物，可以自由改变形体样式。塑料是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成的，它的主要成分是合成树脂。

塑料主要有以下特性：

①大多数塑料质轻，化学性稳定,不会锈蚀；②耐冲击性好；③具有较好的透明性和耐磨耗性；④绝缘性好，导热性低；⑤一般成型性、着色性好，加工成本低；⑥大部分塑料耐热性差，热膨胀率大，易燃烧；⑦尺寸稳定性差，容易变形；⑧多数塑料耐低温性差，低温下变脆；⑨容易老化；⑩某些塑料易溶于溶剂。

塑料可区分为热固性与热可塑性二类，前者无法重新塑造使用，后者可一再重复生产。

塑料高分子的结构基本有两种类型：第一种是线型结构，具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物；第二种是体型结构，具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。有些高分子带有支链，称为支链高分子，属于线型结构。有些高分子虽然分子间有交联，但交联较少，称为网状结构，属于体型结构。

两种不同的结构，表现出两种相反的性能。线型结构（包括支链结构）高聚物由于有独立的分子存在，故有弹性、可塑性，在溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度和脆性较小的特点。体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在，故没有弹性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性较大。塑料则两种结构的高分子都有，由线型高分子制成的是热塑性塑料，由体型高分子制成的是热固性塑料。

【塑料与其它材料比较有如下的特性】

〈1〉 耐化学侵蚀

〈2〉 具光泽，部份透明或半透明

〈3〉 大部分为良好绝缘体

〈4〉 重量轻且坚固

〈5〉 加工容易可大量生产，价格便宜

〈6〉 用途广泛、效用多、容易着色、部分耐高温

塑料也区分为泛用性塑料及工程塑料，主要是用途的广泛性来界定，如PE、PP价格便宜，可用在多种不同型态的机器上生产。工程塑料则价格较昂贵，但原料稳性及物理物性均好很多，一般而言，其同时具有刚性与韧性两种特性。

塑料的优点

1、大部分塑料的抗腐蚀能力强，不与酸、碱反应。

2、塑料制造成本低。

3、耐用、防水、质轻。

4、容易被塑制成不同形状。

5、是良好的绝缘体。

6、塑料可以用于制备燃料油和燃料气，这样可以降低原油消耗。

塑料的缺点

1、回收利用废弃塑料时，分类十分困难，而且经济上不合算。

2、塑料容易燃烧，燃烧时产生有毒气体。

3、塑料是由石油炼制的产品制成的，石油资源是有限的。

【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。

【塑料的分类】

一、按使用特性分类

根据名种塑料不同的使用特性，通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。

①通用塑料

一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。通用塑料有五大品种，即聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯及ABS。它们都是热塑性塑料。

②工程塑料

一般指能承受一定外力作用，具有良好的机械性能和耐高、低温性能，尺寸稳定性较好，可以用作工程结构的塑料，如聚酰胺、聚砜等。

在工程塑料中又将其分为通用工程塑料和特种工程塑料两大类。

通用工程塑料包括：聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、热塑性聚酯、超高分子量聚乙烯、甲基戊烯聚合物、乙烯醇共聚物等。

特种工程塑料又有交联型的非交联型之分。交联型的有：聚氨基双马来酰胺、聚三嗪、交联聚酰亚胺、耐热环氧树指等。非交联型的有：聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮（PEEK）等

③特种塑料

一般是指具有特种功能，可用于航空、航天等特殊应用领域的塑料。如氟塑料和有机硅具有突出的耐高温、自润滑等特殊功用，增强塑料和泡沫塑料具有高强度、高缓冲性等特殊性能，这些塑料都属于特种塑料的范畴。

a.强塑料:增强塑料原料在外形上可分为粒状（如钙塑增强塑料）、纤维状（如玻璃纤维或玻璃布增强塑料）、片状（如云母增强塑料）三种。按材质可分为布基增强塑料（如碎布增强或石棉增强塑料）、无机矿物填充塑料（如石英或云母填充塑料）、纤维增强塑料（如碳纤维增强塑料）三种。

b.泡沫塑料:泡沫塑料可以分为硬质、半硬质和软质泡沫塑料三种。硬质泡沫塑料没有柔韧性，压缩硬度很大，只有达到一定应力值才产生变形，应力解除后不能恢复原状；软质泡沫塑料富有柔韧性，压缩硬度很小，很容易变形，应力解除后能恢复原状，残余变形较小；半硬质泡沫塑料的柔韧性和其他性能介于硬质他软质泡沫塑料之间。

二、按理化特性分类

根据各种塑料不同的理化特性，可以把塑料分为热固性塑料和热塑料性塑料两种类型。

⑴热固性塑料

热固性塑料是指在受热或其他条件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料，如酚醛塑料、环氧塑料等。热固性塑料又分甲醛交联型和其他交联型两种类型。受热时变软，冷却时变硬，能反复软化和硬化并保持一定的形状。可溶于一定的溶剂，具有可熔可溶的性质。热塑性塑料具有优良的电绝缘性，特别是聚四氟乙烯（PTFE）、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)都具有极低的介电常数和介质损耗，宜于作高频和高电压绝缘材料。热塑性塑料易于成型加工,但耐热性较低,易于蠕变,其蠕变程度随承受负荷、环境温度、溶剂、湿度而变化。为了克服热塑性塑料的这些弱点,满足在空间技术、新能源开发等领域应用的需要，各国都在开发可熔融成型的耐热性树脂，如聚醚醚酮（PEEK）、聚醚砜(PES)、聚芳砜(PASU)、聚苯硫醚(PPS)等。以它们作为基体树脂的复合材料具有较高的力学性能和耐化学腐蚀性，能热成型和焊接，层间剪切强度比环氧树脂好。如用聚醚醚酮作为基体树脂与碳纤维制成复合材料，耐疲劳性超过环氧／碳纤维。它的耐冲击性好，在室温下具有良好的耐蠕变性，加工性好，可在240～270℃连续使用，是一种非常理想的耐高温绝缘材料。用聚醚砜作为基体树脂与碳纤维制成的复合材料在 200℃具有较高的强度和硬度,在-100℃尚能保持良好的耐冲击性无毒，不燃，发烟最少，耐辐射性好，预期可用它作航天飞船的关键部件，还可模塑加工成雷达天线罩等。

甲醛交联型塑料包括酚醛塑料、氨基塑料（如脲－甲醛－三聚氰胺－甲醛等）。

其他交联型塑料包括不饱和聚酯、环氧树脂、邻苯二甲二烯丙酯树脂等。

⑵热塑料性塑料

热塑料性塑料是指在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料，如聚乙烯、聚四氟乙烯等。热塑料性塑料又分烃类、含极性基因的乙烯基类、工程类、纤维素类等多种类型。热加工成型后形成具有不熔不溶的固化物，其树脂分子由线型结构交联成网状结构。再加强热则会分解破坏。典型的热固性塑料有酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯、呋喃、聚硅醚等材料，还有较新的聚苯二甲酸二丙烯酯塑料等。它们具有耐热性高、受热不易变形等优点。缺点是机械强度一般不高，但可以通过添加填料，制成层压材料或模压材料来提高其机械强度。

以酚醛树脂为主要原料制成的热固性塑料，如酚醛模压塑料（俗称电木），具有坚固耐用、尺寸稳定、耐除强碱外的其他化学物质作用等特点。可根据不同用途和要求，加入各种填料和添加剂。如要求高绝缘性能的品种，可采用云母或玻璃纤维为填料；如要耐热的品种，可采用石棉或其他耐热填料；如要求抗震的品种，可采用各种适当的纤维或橡胶为填料及一些增韧剂以制成高韧性材料。此外还可以采用苯胺、环氧、聚氯乙烯、聚酰胺、聚乙烯醇缩醛等改性的酚醛树脂以满足不同用途的要求。用酚醛树脂还可以制成酚醛层压板，其特点是机械强度高，电性能良好，耐腐蚀，易于加工，广泛应用于低压电工设备。

氨基塑料有脲甲醛、三聚氰胺甲醛、脲素三聚氰胺甲醛等。它们具有质地坚硬、耐刮痕、无色、半透明等优点，加入色料可制成彩色鲜艳的制品，俗称电玉。由于它耐油,不受弱碱和有机溶剂的影响（但不耐酸）,可在70℃下长期使用，短期可耐110～120℃，可用于电工制品。三聚氰胺甲醛塑料比脲甲醛塑料硬度高，有更好的耐水、耐热、耐电弧性，可作耐电弧绝缘材料。

以环氧树脂为主要原料制成的热固性塑料品种很多，其中以双酚A型环氧树脂为基材的约占90％。它具有优良的粘接性、电绝缘性、耐热性和化学稳定性，收缩率和吸水率小，机械强度好等特点。

不饱和聚酯和环氧树脂都可以制成玻璃钢，具有优异的机械强度。如不饱和聚酯的玻璃钢，其机械性能良好,密度小（只有钢的1/5至1/4，铝的1/2），易于加工成各种电器零件。以苯二甲酸二丙烯酯树脂制成的塑料的电性能和机械性能均优于酚醛和氨基热固性塑料。它吸湿性小，制品尺寸稳定，成型性能好，耐酸碱及沸水和一些有机溶剂。模塑料适于制造结构复杂的、既耐温又有高绝缘性的零件。一般可在-60～180℃的温度范围长期使用，耐热等级可达F级到H级，比酚醛和氨基塑料的耐热性都高。

聚硅醚结构形式的有机硅塑料在电子、电工技术中的应用较多。有机硅层压塑料多以玻璃布为补强材料；有机硅模压塑料多以玻璃纤维和石棉为填料，用以制造耐高温、高频或潜水电机、电器、电子设备的零部件等。这类塑料的特点是介电常数和tgδ值较小，受频率影响小，用于电工和电子工业中耐电晕和电弧，即使放电引起分解，产物是二氧化硅而不是能导电的碳黑。这类材料有突出的耐热性,可以在250℃连续使用。聚硅醚的主要缺点是机械强度低，胶粘性小，耐油性差。已开发出许多改性有机硅聚合物，例如聚酯改性有机硅塑料等在电工技术上得到应用。有的塑料既是热塑性又是热固性的塑料。例如聚氯乙烯,一般为热塑性塑料,日本已研制出一种新型液态聚氯乙烯是热固性的，模塑温度为60～140℃；美国一种叫伦德克斯的塑料,既有热塑性加工的特征，又有热固性塑料的物理性能。

①烃类塑料。属非极性塑料，具有结晶性和非结晶性之分，结晶性烃类塑料包括聚乙烯、聚丙烯等，非结晶性烃类塑料包括聚苯乙等。

②含极性基因的乙烯基类塑料。除氟塑料外，大多数是非结晶型的透明体，包括聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯等。乙烯基类单体大多数可以采用游离基型催化剂进行聚合。

③热塑性工程塑料。主要包括聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、ABS、聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二酯、聚砜、聚醚砜、聚酰亚胺、聚苯硫醚等。聚四氟乙烯。改性聚丙烯等也包括在这个范围内。

④热塑性纤维素类塑料。主要包括醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、塞璐珞、玻璃纸等。

三、按加工方法分类

根据各种塑料不同的成型方法，可以分为膜压、层压、注射、挤出、吹塑、浇铸塑料和反应注射塑料等多种类型。

膜压塑料多为物性的加工性能与一般固性塑料相类似的塑料；层压塑料是指浸有树脂的纤维织物，经叠合、热压而结合成为整体的材料；注射、挤出和吹塑多为物性和加工性能与一般热塑性塑料相类似的塑料；浇铸塑料是指能在无压或稍加压力的情况下，倾注于模具中能硬化成一定形状制品的液态树脂混合料，如MC尼龙等；反应注射塑料是用液态原材料，加压注入膜腔内，使其反应固化成一定形状制品的塑料，如聚氨酯等。

【塑料的成型加工】

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烯树脂的成型方法，能制造薄膜、片材、板材、人造革、地板砖等制品。

【塑料引起的危害】

早在60年代中期，人们就发现聚氯乙烯塑料中残存的氯乙烯单体，能引起使前指骨溶化称为“肢端骨溶解症”的怪病。从事聚氯乙烯树脂制造的工人又常会出现手指麻木、刺痛等所谓白蜡症（雷诺氏综合症）。当人们接触氯乙烯单体后就会发生手指、手腕、颜面浮肿、皮肤变厚、变僵、失去弹性和不能用力握物的皮肤硬化症，同时还有人口现脾肿大、胃及食道静脉瘤、肝损伤，门静脉压亢进等症。70年代后又在一些聚氯乙烯生产厂中，发现有人患有一种极少见的肝癌—肝脏血管肉瘤。此后业昔虽然尽量控制聚氯乙烯树脂中单体含量，但并未彻底解决，故在1975年美国首先提出禁止用聚氯乙烯塑料包装食品和饮料。

由于塑料制品在动物体内无法被消化和分解，以致误食后即能引起胃部不适、行动异常、生育繁殖能力下降，甚至死亡。如我国的某些动物园就发生过动物误食游人丢弃的塑料食品袋致死的不幸事件。

1970年到1987年间，人们调查了太平洋海域的543头白额鹱等大型海鸟，由于它们分不清塑料与海草，竟在其中458头胃中找到了塑料类物品，海龟的胃中也有。

农田里的废农膜、塑料袋等同样会引起牲口误食因厌食而死亡。此外，当它们长期残留在农田中后，既会影响土壤透气性，阻碍水分流动和作物根系发育，还会缠绕农机，影响田间作业，长此下去又能影响深层土壤，使土壤环境恶化，进而威胁人类生存。

废弃塑料对海洋的污染已经成为国际性问题。海洋漂浮物中泡沫聚苯乙烯占22％，其它塑料占23％。这些废弃塑料不但会缠住船只的螺旋桨，损坏船身和机器引起事故和停驶，给航运造成重大损失，而每清除1吨海上垃圾要用去清除陆地垃圾10倍的花费。1995年香港为打捞4765.6吨海上垃圾，耗资1200万港元。

热固性塑料同样会严重污染环境。例如由玻璃纤维增强塑料（FRP）制成的中、小型船身，当它们一旦报废就很难处理。在日本每年约有3000只这类废船被丢弃在港岸，既影响观瞻，又影响渔业，成为日本沿海的一大公害。

塑料焚烧时会产生有毒气体二恶英,它包括210种化合物。它的毒性十分大，是氰化物的130倍、砒霜的900倍，有“世纪之毒”之称。

白色污染

白色污染就是一次性难降解的塑料包装物，比如一次性泡沫快餐具还有我们常用的塑料袋等。它对环境污染很严重，埋在土壤中很难分解，会导致土壤能力下降，如果焚烧会导致大气污染，所以现在提倡不用或少用此物，购买东西时最好自备工具，减少它的利用。

一、“白色污染”的现状及其危害

塑料制品作为一种新型材料，具有质轻、防水、耐用、生产技术成熟、成本低的优点，在全世界被广泛应用且呈逐年增长趋势。塑料包装材料在世界市场中的增长率高于其它包装材料，1990-1995年塑料包装材料的年平均增长率为8.9%。

我国是世界上十大塑料制品生产和消费国之一。1995年，我国塑料产量为519万吨，进日塑料近600万吨，当年全国塑料消费总量约1100万吨，其中包装用塑料达211万吨。包装用塑料的大部分以废旧薄膜、塑料袋和泡沫塑料餐具的形式，被丢弃在环境中。这些废旧塑料包装物散落在市区、风景旅游区、水体、道路两侧，不仅影响景观，造成“视觉污染”，而且因其难以降解对生态环境造成潜在危害。

“白色污染”，的主要危害在于“视觉污染”，和“潜在危害”：

1、“视觉污染”。在城市、旅游区、水体和道路旁散落的废旧塑料包装物给人们的视觉带来不良刺激，影响城市、风景点的整体美感，破坏市容、景观，由此造成”视觉污染“。

2、“潜在危害”。废旧塑料包装物进入环境后，由于其很难降解，造成长期的、深层次的生态环境问题。首先，废旧塑料包装物混在土壤中，影响农作物吸收养分和水分，将导致农作物减产；第二，抛弃在陆地或水体中的废旧塑料包装物，被动物当作食物吞入，导致动物死亡（在动物园、牧区和海洋中，此类情况已屡见不鲜）；第三，混入生活垃圾中的废旧塑料包装物很难处理：填埋处理将会长期占用土地，混有塑料的生活垃圾不适用于堆肥处理，分拣出来的废塑料也因无法保证质量而很难回收利用。

二、国内外防治“白色污染”的一般做法

1、国外防治”白色污染“的有关情况

早在1985年，美国入均消费塑料包装物就已达23.4公斤，日本为20.1公斤，欧洲为15公斤。进入九十年代，发达国家人均消费塑料包装物的数量更多（我国1995年人均消费塑料包装物和其它塑料制品为13.12公斤）。从消费量来看，似乎发达国家的“白色污染”应该很严重，实则不然。究其原因，一是发达国家很早就严抓市容管理，很少有人随手乱扔废旧塑料包装物，基本消除了“视觉污染”。二是发达国家生活垃圾无害化处置率较高。以美国为例，80年代以前，处置废塑料主要方式是填埋，后来发现塑料长期不降解，九十年代以后，他们转而走回收利用的路子。

美国制定了《资源保护与回收法》，对固体废物管理、资源回收、资源保护等方面的技术研究、系统建设及运行、发展规划等都做出了明确的规定。加利福尼亚、缅因、纽约等10个州先后出台了包装用品的回收押金制度。日本在《再生资源法》、《节能与再生资源支援法》、《包装容器再生利用法》等法律中列专门条款，以促进制造商简化包装，并明确制造者，销售者和消费者各自的回收利用义务。德国在《循环经济法》中明确规定，谁制造、销售、消费包装物品，谁就有避免产生、回收利用和处置废物的义务。德国的《包装条例》将回收、利用、处置废旧包装材料的义务与生产、销售、消费该商品的权利挂钩，把回收、利用、处置的义务分解落实到商品及其包装材料的整个生命周期的各个细微环节，因而具有较强的操作性和实效性。

2、我国防治”白色污染“的方法及其利弊分析

目前我国开始从行政和技术两个方面采取措施，防治“白色污染”。

在行政方面，一是加强管理。例如，社会上较为关注的铁路两侧的”白色污染“问题，通过加强管逗已取得显著改观。铁路部门从1994年下半年开始，在沿线分区划段包干。部分旅客列车采用袋装垃圾，禁止旅客向窗外抛弃废物。乘务员也不象以前那样，将车箱垃圾直接扫出窗外，而是将垃圾袋卸在车站，由车站集中处理。目前，采用袋装垃圾的列车越来越多，随意向车外扔垃圾的现象越来越少。已有2.9万公里的线路两侧基本消除了“白色污染”。实践证明，加强管理是防治“白色污染”的有效手段。

第三，强制回收利用。清洁的废旧塑料包装物可以重复使用，或重新用于造粒、炼油、制漆、作建筑材料等。回收利用符合固体废物处理的“减量化、资源化、无害化”的通用原则。回收利用不仅可以避免“视觉污染”，而且可以解决“潜在危害”，缓解资源压力，减轻城市生活垃圾处置负荷，节约土地，并可取得一定的经济效益。这是一个标本兼治的好办法。但回收利用应该在废旧塑料包装物进入垃圾之前。从垃圾场里重新分拣废旧塑料包装物，不仅费时费力，而且废塑料的利用价值也很低。因分拣出来的废塑料制品太脏，也难以按材质分类，质量无法保障。北京市环保局在开展调查研究的基础上，，确定了“回收利用为主，替代为辅，区别对待，综合防治”的技术路线。1997年6月1日，北京市环保局与市工商局联合发出了《关于对废弃的一次性塑制餐盒必须回收利用的通告》，要求在北京市生产、经销一次性塑质餐具（包括托盘、碗、杯等）的单位或个人必须负责回收利用废弃餐具，也可以委托其他单位回收利用。《通知》还规定1998年的回收率必须达到30%，1999年达到50%，2000年达到60%。《通告》发布后，生产、经销单位和个人立即到当地环保部门申报登记，提出自己的回收利用计划和具体保证措施。这是北京市解决“白色污染”的一个突破口。在取得实效后，将逐步增加强制回收利用的废塑料制品的种类和比例，最终消除“白色污染”。天津市环保局完成了《天津市防治“白色污染”工程可行性调研报告》，提出了一整套防治方案，确定通过回收再利用达到节约资源、消除污染的目的。目前正在制定“回收利用计划书”、“试点工作运行图”、“试点工作进度大纲”，并在筹备成立“天津市‘白色污染’防治产业协会”。