如何解聚回收聚酯材料
废塑料的回收和再生利用
废塑料的回收:
废塑料的回收是进行再利用的基础。回收的难度在于废塑料数量大、分布广、品种多、体积大,许多废塑料与其他城市垃圾混在 一起,给回收造成很大困难。
目前,国外在废塑料回收方面已积累了不少经验,他们把废塑料的回收作为一项系统工程,政府、企业、居民共同参与。德国于1993年开始实施包装容器回收再利用,1997年回收再 利用废塑料达到60万吨,是当年80万吨消费量的75%。 目 前,德国在全国设立300多个包装容器回收、分类网点,各网 点统一将塑料制品分为瓶、薄膜、杯、PS发泡制品及其他制 品,并有统一颜色标志。日本树脂再生利用成功的秘诀就在于 建立了回收循环体制。回收循环管理体制的核心就是尽量减少 回收环节,各厂家在建立销售网点的同时也要考虑建立回收网 点。厂家负起回收利用自家生产的产品废旧物品的责任,在回 收自家生产的废旧物品时,原标准零部件及其材料性能就容易 把握,可以充分有效地再生利用,能够确保再生产品的性能。 同时,还可以减少热回收,减少烦琐程序和环境污染。由于产 品的模块化,使再生利用部分的技术研究开发方向更加明确。
为进一步利用,回收的废塑料往往进行分离,采用的主要分离 技术有密度分离、溶解分离、过滤分离、静电分离和浮游分离等, 见图2.1。日本塑料处理促进协会的水浮选分离装置一次分离率就 可达到99.9%以上,美国DOW化学公司也开发了类似的分离技 术,以液态碳氢化合物取代水分离混合废塑料,取得了更佳的效 果。美国凯洛格公司与伦塞勒综合技术学院联合开发出溶剂性分离 回收技术,不需人工分拣,即可使混杂的废旧塑料得到分离。该法 是将切碎的废旧塑料加入某种溶剂中,在不同温度下溶剂能有选择
地溶解不同的聚合物而将它们分离。应用的溶剂以二甲苯为最佳, 操作温度也不太高。 对一些新的分离技术如电磁快速加热法、反应性共混法等也有 不少报道。电磁快速加热法可回收分离金属—聚合物组件,反应性 共混法能实现对带涂料层废弃保险杠的回收分离。另外,国外已开 发出计算机自动分选系统,实现了分选过程的连续自动化。瑞士的 Bueher公司用卤素灯为强光源照射下,经过4种过滤器的识别,由计算机可分离出PE、PP、PS、PVC和PET废塑料,生产能力为It/h。
直接使用或与其他聚合物混制成聚合物合金。这些产品可用于制造 6生塑料制品、塑料填充剂、过滤材料、阻隔材料、涂料、建筑材 料和粘合剂等。这是一种简单可行的方法,实现了重复使用,可分 为熔融再生和改性再生两类。
(1)熔融再生
该法是将废塑料加热熔融后重新塑化。根据原料性质,可分为简单再生和复合再生两种。
简单再生已被广泛采用,主要回收树脂生产厂和塑料制品厂生 产过程中产生的边角废料,也可以包括那些易于清洗、挑选的一次 性使用废弃品。这部分废旧料的特点是比较干净、成分比较单一,采用简单的工艺和装备即可得到性质良好的再生塑料,其性能与新料相差不多。现在塑料废弃物品约有20%采用这种回收利用方法, 现阶段大多数塑料回收厂是属于这一类的。
复合再生所用的废塑料是从不同渠道收集到的,杂质较多,具 有多样化、混杂性、污脏等特点。由于各种塑料的物化特性差异及 不相容性,它们的混合物不适合直接加工,在再生之前必须进行不 同种类的分离,因此回收再生工艺比较繁杂,国际上已采用的先进 的分离设备可以系统地分选出不同的材料,但设备一次性投资较 高。一般来说,复合再生塑料的性质不稳定,易变脆,故常被用来 制备较低档次的产品,如建筑填料、垃圾袋、微孔凉鞋、雨衣及器 械的包装材料等。
目前,我国大连、成都、重庆、郑州、沈阳、青岛、株洲、邯 郸、保定、张家口、桂林以及北京、上海等地分别由日本、德国引 进20多套(台)熔融法再生加工利用废塑料的装置,主要用于生 产建材、再生塑料制品、土木材料、涂料、塑料填充剂等。
(2)改性再生
是指通过化学或机械方法对废塑料进行改性。改性后的再生制品力学性能得到改善,可以做档次较高的制品。
日本宝冢市工业技术研究开发试验所发明了一种方法,可将废纸和废聚乙烯加工成合成木材,这种合成木材可以和天然木材一样 加工,质地也和天然木材一样好。澳大利亚克莱顿聚合物合作研究中心研究出一种用聚乙烯薄膜边角料和废纸纤维生产建筑业用木材 替代物的生产工艺,该加工过程系在一台双螺杆挤出机内进行,工 艺温度低于200℃,能避免纤维的降解。用该方法生产的新闻纸/ 聚乙烯复合材料的外观、密度和机械性能与硬纤维板相似,可用标准工具进行切割、成型,在钉钉子时的防裂性也很好,防水性能比 硬纤维板要好。西堀贞夫的“爱因木”技术以干态研磨清洗达到塑 料废弃物再资源化,使用再生原料PE、PP、PVC、ABS等混合废 弃木屑,生产木屑含量超过50%以上的新型木板。爱因木技术的 问世引起了世界各国,特别是发达国家的关注并产生了强烈反响。
在化学添加剂方面,汽巴—嘉基公司生产出一种含抗氧剂、共 稳定剂和其他活性、非活性添加剂的混合助剂,可使回收材料性能 基本恢复到原有水平;荷兰也有人开发出一种新型化学增容剂,能 将包含不同聚合物的回收塑料键合在一起。美国报道采用固体剪切 粉碎工艺(Solid State Shear Pulverization,S3P)进行机械加工,无需加热和熔融便可对树脂进行分子水平上的剪切,形成互容的共 混物,共混物大部分由HDPE和LLDPE组成,极限拉伸强度和挠 曲模量可与HDPE和LLDPE纯料相媲美。近两年出现的固相剪切 挤出法、反应性共混法、多层夹心注塑技术以及反应挤塑法则使一 些难以回收的废塑料的再生利用成为可能。
(3)木粉填充改性废塑料
木粉填充改性废塑料是一种全新的绿色环保塑木材料,其加工 方法也是物理改性再生方法。由于近几年来国内外对该方面的研究 较多,发展较快,并且已有商品化产品出现,塑木材料及其相关技术的发展已成为一种趋势
木粉与废旧塑料复合材料的开发与研究不但可以提供充分利用 自然资源的机会,而且也可以减轻由于废旧塑料而引起的环境污 染,因此,这种木塑复合材料是一种节约能源、保护环境的绿色环保材料。其应用范围很广,主要应用在建材、汽车工业、货物的包 装运输、装饰材料及日常生活用具等方面,有广阔的发展前景。从国内外专利调研中也可看出这点。木粉作为塑料的一种有机填料,具有许多其他的无机填料所无法比拟的优良性能:来源广泛、价格 低廉、密度低、绝缘性好、对加工设备磨损小。但它并没有像无机填料那样得到广泛应用,原因主要有以下两点,与基体树脂的相容性差;在熔融的热塑性塑料中分散效果差,造成流动性差和挤出成 型、加工困难。
①木粉的处理:木纤维材料优选为炊木材料,如白杨木、雪 松锯屑等,这种木纤维有规则的形状和纵横比,使用前需经处理干 净,尽量干燥,然后加工成类似锯屑规格的木粉。各专利对木粉的规格、大小都作了相应规定:长度优选为1—10mm,厚度0.3—1.5mm,纵横比2.5—6.0,吸湿率小于12%(按重量计)。
②对塑木复合物的加工要求:复合物颗粒挤出成材时,若采用的是无通风设备的挤出工艺,颗粒应尽可能干燥,含水量应在 0.01%~5%(质量分数)之间,最好小于3.5%。有通风设备的,含水量小于8%是可以接受的。否则,挤出材料会产生裂纹或其他表面缺陷。
对复合物颗粒的截面形状作了研究,认为有规则几何形状的截面更有利,包括三角形、正方形、矩形、六边形、椭圆形、圆形等’,优选为有近似圆形或椭圆截面的规则圆柱体。
在挤出工艺中木纤维更宜沿挤出方向取向,这种定向能使相邻平行的木纤维与包覆在定向木纤维上的高分子相互交叠,从而能改善材料的物理性能。通常取向度为20%,优选30%。这种结构的材料有着充分增强的强度、拉伸模量,适宜于制作门窗。
研究了木粉与废塑料的混合比例,优选条件为塑料45%(质量分数,后同)、木粉55%,还发现从塑料40%、木纤维60%到 塑料60%、木纤维40%的混合比例都可生产合用的产品。混合物组分的选定视终产品的特性、塑料和木纤维的类型而定。
③相容性的改善:由于木粉中主要成分是纤维素,纤维素中含有大量的羟基,这些羟基形成分子间氢键或分子内氢键,使木粉具有吸水性,吸湿率可达8%一12%,且极性很强,而热塑性塑料多数为非极性的,具有疏水性,所以两者之间的相容性较差,界面的粘结力很小。使用适当的添加剂改性聚合物和木粉的表面,可以提高木粉与树脂之间的界面亲和能力,改性的木粉填料具有增强的性质,能够很好地传递填料与树脂之间的应力,从而达到增强复合材料强度的作用。因此,要得到性能优良、符合条件的塑木复合材 料,首先要解决的问题是相容性的问题。 ·
相容性问题主要依靠加入各种添加剂解决。
偶联剂法:偶联剂可以提高无机填料及无机纤维与基体树脂之间的相容性,同时也可改善木粉与聚合物之间的界面状况。硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂是应用最广泛的两类偶联剂,实验表明,这两种偶联剂都能改善填料与树脂的相容性。
相容剂法:加入相容剂法是最简单而且很有效的方法。据报道,合适的相容剂有马来酸酐等接枝的植物纤维或马来酸酐改性的聚烯烃树脂、丙烯酸酯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物。这些相容剂中大部分含有羟基或酐基,能够与木粉中的羟基发生酯化反应,降低木粉的极性和吸湿性,故与树脂有很好的相容性。
④添加剂的用量对复合材料性能的影响:偶联剂的用量与填料的活化效果并非成正比关系,当添加剂含量为1%时,材料的拉伸强度和拉伸模量最好,随着添加剂用量的增加,材料的性能反而下降。因此添加剂的用量不能太多,否则,既影响性能,又造成不必要的浪费。
⑤流动性能的改善:对于挤出成型加工来说,要求所加工的物料有一定的流动性。大多数情况下填充塑料都需要经过熔融、受力、变形后,经冷却定型制成各种制品,因此木粉填料的加人对熔体流变性能的影响是必须加以研究的。其中最重要的是对熔体粘度的影响。
随着木粉含量的增加,聚合物熔体粘度升高,这与木粉在基体树脂中的分散状况有关。木粉颗粒在基体中是以某种聚集状态的形式存在,呈聚集态的木粉对填充体系流动性能的影响是不利的,可加入适量的硬脂酸来降低木粉颗粒的集聚数量,改善成团现象,使其在基体树脂中充分分散。此外,木塑复合材料在熔融状态时属于假塑性流体,随着剪切速率的增加,表观粘度下降。所以为了使填充体系具有良好的加工流动性能,应当尽可能采用较高的剪切应力,以降低填充体系的剪切粘度,使之适合于挤出成型加工。
⑥加工条件的改善:挤出成型、热压成型、注射成型是加工 塑木复合材料的主要成型方法。由于挤出成型加工周期短、效率 高、成型工艺简单,因此挤出成型方法是一种较佳的选择方案。
单螺杆挤出机可完成物料的塑化和输送任务。由于木粉的填充 使聚合物熔体粘度增大,增加了挤出难度,所以,用于木粉填充改 性的单螺杆挤出机必须采用特殊设计的螺杆,螺杆应具有较强的混炼塑化能力。
由于木粉结构蓬松,不易对挤出机螺杆喂料,在挤出之前应对物料进行混炼制粒。由于木粉具有吸水性,制粒前应对木粉进行干燥处理,干燥温度为150℃左右,时间以3h为宜,如果干燥不充分,制品中会有气泡产生,致使材料的机械强度下降。加工温度的控制也十分重要,温度过高,木粉由于热作用会发生炭化现象,从而影响材料表观颜色。因此,在加工过程中应适当控制加工温度。
化学方法:
是指通过化学反应使废旧塑料转化成低分子化合物或低聚物。 这些技术可用于以废旧塑料为原料生产燃料油、燃气、聚合物单体 及石化、化工原料。
从技术角度来说,化学方法主要有高温裂解、催化裂解、加氢裂解、超临界流体法以及溶剂解。热裂解法生成沸点范围宽的烃类,回收利用价值低。催化裂解由于有催化剂存在,反应温度可降低几十度,产物分布相对易于控制,能得到晶位高的汽油。超临界流体法因其环保、经济、分解速度快、转化率高等特点,正成为目前的研究热点,既适用于废塑料油化,又可用于缩聚物溶剂解。溶剂解主要用于缩聚型废塑料的解聚回
收单体。
从用途来讲,化学方法因终产品的不同又可分为两种,一种是制取燃料(汽油、煤油、柴油、液化气等),另一种是制取基本化工原料、单体。
(1)制取燃料(油、气)的油化技术
国外早在20世纪70年代石袖危机时期已开始开发油化技术,
裂化,lkg废塑料产油最多可达iL。这种技术不使用搅拌装置,只适合于聚烯烃,还不能用于含卤类塑料。
APME(欧洲塑料生产者协会)认为,回收工艺要有生命力,必须能够接受组成广泛的混合塑料。目前工业界已对富含PVC (高至60%)的废塑料进行了实验室工程研究和初步的中试,但尚未对示范装置的建设提供最佳工艺条件。
日本在2000年4月对废塑料全面实施“包装容器再生法”后,为解决混杂塑料的油化问题,日本废塑料再生促进协会及废物研究 财团在政府的资助下,开发成功一般混合废塑料的油化技术。其工 艺过程包括前处理工序、脱氯工序、热分解。为了改善油品质量, 加入催化剂进行改质。
三菱重工、东芝、新日铁等日本公司均已先后进行了中试或工业化试验,可产出汽油、柴油、重油等油晶,技术已过关,但经济上尚未过关。为此,有关公司正通过改进工艺以大幅度降低成本,突出的为东北电力会同三菱重工利用超临界水进行废塑料油化试验的结果,反应时间由过去的2h大幅缩短至2min后,油品的回收率仍保持在80%以上的高水平,从而有利于成本的降低。考虑到油价的上涨将有利于提高经济效益,目前正在进行的0.5t/h的工业化试验,预计成功后将较快实用化。
(2)制取基本化学原料、单体回收的技术:
混合废塑料热分解制得液体碳氢化合物,超高温气化制得水煤气,都可用作化学原料。德国Hoechst公司、Rule公司、BASF公司、日本关西电力、三菱重工近几年均开发了利用废塑料超高温气化制合成气,然后制甲醇等化学原料的技术,并已工业化生产。
近年来废塑料单体回收技术日益受到重视,并逐渐成为主流方向,其工业应用亦在研究中。1998年5月在德国慕尼黑举行的第14届国际分析应用裂解学术会议上,出现了有关高分子废弃物再生利用发展的新趋向。从本次会议发表的论文看,对于高分子材料的“白色污染”问题,国际上在基本解决了高分子废弃物经裂解制备燃料的研究和工业化之后,已趋向将高分 子废弃物通过有效的催化—裂解方法转化为高分子合成原料的新
阶段。目前研究水平已达到单体回收率聚烯烃为90%,聚丙烯酸酯为97%,氟塑料为92%,聚苯乙烯为75%,尼龙、合成橡胶为80%等。这些结果的工业应用亦在研究中,它对环境及资源利用将会产生巨大效益。
美国BattelleMemorial研究所(美国专利US5136117)已成功开发出从LDPE、HDPE、PS、PVC等混合废塑料中回收乙烯单体技术,回收率58%(质量分数),成本为3.3美分/kg,目标是两年后实现工业化。日本总代理商——三菱商社已引进该技术并商业化开发,已建成流量20L/h的连续反应装置。
溶剂解(包括水解和醇解)主要用于缩聚高分子材料的解聚回收单体,适用于单一品种并经严格预处理的废塑料。目前主要用于处理聚氨酯、热塑性聚酯和聚酰胺等极性废塑料。例如利用聚氨酯泡沫塑料水解法制聚酯和二胺,聚氨酯软、硬制品醇解法制多元醇,废旧PET解聚制粗对苯二甲酸和乙二醇等。
另外,近年来超临界流体法也越来越多地应用于解聚缩聚型高分子材料,回收其单体,效果远优于通常的溶剂解。日本T.Sako等人利用超临界流体分解回收废旧聚酯(PET)、玻璃纤维增强塑料(FRP)和聚酰胺/聚乙烯复合膜。他们采用超临界甲醇回收PET的优点是PET分解速度快,不需要催化剂,可以实现几乎100%的单体回收。他们还用亚临界水回收处理PA6/PE复合膜,使PA6水解成单体‘·己内酰胺,回收率大于70%一80%。
热能再生:
塑料燃烧可释放大量的热量,聚乙烯和聚苯乙烯的热值高达46000kJ/kg,超过燃料油平均44000kJ/kg的热值。燃烧试验表明,废塑料完全具备作为燃料的基本性质。它与煤粉、重油的燃烧对比试验详见表2.2。从表2.2中可看出,废塑料发热量与煤和石油相 当,且不含硫。此外由于含灰分少,燃烧速度快。
因此,国外将废塑料用于高炉喷吹代替煤、油和焦,用于水泥回转窑代替煤烧制水泥,以及制成垃圾固形燃料(RDF)用于发电,收到了很好的效果。
(1)燃料化:垃圾固形燃料RDF
日本积极推广用废塑料制垃圾固形燃料(RDF)。RDF技术原 由美国开发,日本近年来鉴于垃圾填埋场不足、焚烧炉处理含氯废 塑料时造成HCI对锅炉的腐蚀和尾气产生二D8英污染环境的问题,利用废塑料发热值高的特点混配各种可燃垃圾制成发热量20933kJ/kg和粒度均匀的RDF后,既使氯得到稀释,同时亦便于贮存、运输和供其他锅炉、工业窑炉燃用代煤。垃圾固形燃料发电最早在美国应用,并已有RDF发电站37处,占垃圾发电站的21.6%。日本结合大修将一些小垃圾焚烧站改为RDF生产站,以便于集中后进行连续高效规模发电,使垃圾发电站的蒸汽参数由<30012提高到45012左右,发电效率由原来的15%提高到20%~25%。秩父小野田水泥公司已在回转窑上试烧RDF成功,不仅代替了燃煤,而且灰分也成为水泥的有用组分,效果比用于发
电更好。目前日本各水泥厂正积极推广。
(2)高炉喷吹、水泥回转窑喷吹
高炉喷吹废塑料技术是利用废塑料的高热值,将废塑料作为原料制成适宜粒度喷人高炉,来取代焦炭或煤粉的一项处理废塑料的新方法。国外高炉喷吹废塑料应用表明,废塑料的利用率达80%. 排放量为焚烧量的0.1%~1.0%,仅产生较少的有害气体,处理费用较低。高炉喷吹废塑料技术为废塑料的综合利用和治理“白色污染”开辟了一条新途径,也为冶金企业节能增效提供了一种新手段。
德国的不莱梅钢铁公司于1995年首先在其2号高炉(容积2688m3)上喷吹废塑料,并建立了一套70kt/a的喷吹设备,随后克虏伯/赫施钢铁公司也建立了一套90kt/a的喷吹设备,德国其他的钢铁公司也准备采用此项技术。日本NNK公司1996年在其京滨厂1 号高炉(容积4093m3)上喷吹废塑料,计划处理废塑料30kt/a,它
还打算向日本其他厂转让此项技术。日本环保界和舆论界对此寄予厚望,日钢铁联盟已将此纳入2010年节能规划,要求年喷吹100万吨以上,相当于钢铁工业能耗的2%,前途大有可为。
另外,日本水泥回转窑喷吹废塑料试验成功。德山公司水泥厂在长期燃烧废轮胎的基础上,于1996年在废塑料处理促进协会的配合下成功进行了回转窑喷吹废塑料试验。
发酵法
有资料报道,废聚乙烯可以通过氧化发酵和热解发酵两种方法转化成微生物蛋白。该法为非主流方法,目前不常用。
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对于塑料,想必大家比我还清楚,所以就不用我多做解释啦。塑料的主要成分是树脂,约占塑料总量的40%~100%。我们现实生活中随处可见它的存在,早上买菜、买水果等,节假日逛街买衣服、生活用品等,走亲访友买补品、饮料等都会使用到塑料袋子,它可以是跟我们的日常生活息息相关。当然,为了卫生与环保,提倡使用可化解性袋子。今天我们主要介绍下什么胶水粘塑料最好,并了解下塑料的分类有哪些。
什么胶水粘塑料最好-什么是胶水?
胶水是连接两种材料的中间体,多以水剂出现,属精细化工类,种类繁多,主要以粘料、物理形态、硬化方法和被粘物材质的分类方法。
什么胶水粘塑料最好-什么是塑料?
塑料:是以单体为原料,通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物(macromolecules),俗称塑料(plastics)或树脂(resin)。可以自由改变成分及形体样式。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。
什么胶水粘塑料最好-什么胶水粘塑料最好?
金属与塑料粘合用JL-6218金属粘透明塑料多用胶水,为单组份新型全透明溶液胶,室温固化,操作方便、具有高强度、高弹性、胶膜柔软、耐水、酸、碱性能好、用途广,长期储存不会变质等优良特点。可粘接各种难粘的透明或白色塑料制品如:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、ABS、尼龙、海棉、薄膜、泡沫塑料等对有机玻璃、橡胶、金属、竹木材、织物纸张也有较好的粘接力.特别对塑料与金属、非金属材料的互粘和交叉粘接更具有独到之处,是家电工业、无线电行业、装饰装潢、包装印刷等行业理想的粘合材料。
什么胶水粘塑料最好-塑料的分类
1、热塑性塑料:树脂为线型或支链型大分子链的结构。聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(俗称尼龙)(PA)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(俗称有机玻璃)(PMMA)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(A/S)、聚酯(PETP聚对苯二甲酸丁二醇酯,PBTP聚对苯二甲酸乙二醇酯)
2、热固性塑料酚醛树脂(PF)、环氧树脂(EP)、氨基树脂、醇酸树脂、烯丙基树脂、脲甲醛树脂(UF)、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯(UP)、硅树脂、聚氨酯(PUR)
3、通用塑料聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、酚醛树脂、氨基树脂
4、工程塑料广义:凡可作为工程材料即结构材料的塑料。狭义:具有某些金属性能,能承受一定的外力作用,并有良好的机械性能、电性能和尺寸稳定性,在高、低温下仍能保持其优良性能的塑料。通用工程塑料:聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯醚(PPO)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBTP)及其改性产品。特种工程塑料(高性能工程塑料):耐高温、结构材料。聚砜(PSU)、聚酰亚胺(PI)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚砜(PES)、聚芳酯(PAR)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚苯酯、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚酮类、离子交换树脂、耐热环氧树脂
5、功能塑料(特种塑料)具有耐辐射、超导电、导磁和感光等特殊功能的塑料。氟塑料、有机硅塑料
6、结晶型塑料分子规整排列且保持其形状的塑料。PE、PP、PA7、非结晶型塑料长链分子绕成一团(对热塑性塑料)或结成网状(对热固性塑料),且保持其形状的塑料。PS、PC、ABS
塑料除了日常生活中常见塑料袋子外,我们也看到许多有关的塑料制品,如塑料小凳子、小椅子、塑料饭盒、输液管、插座、电子设备的前后盖等,所有这些都是塑料制品。因此当你想知道什么胶水粘塑料最好的时候,我们必须弄清楚到底要粘连什么样的塑料制品,不同的塑料制品所需要的胶水是不同的。所以对于这一点,我们必须要事先弄清楚。而上文也给我们介绍了塑料的常见分类,希望你有针对性的选择胶水。
塑料与橡胶最本质的区别在于塑料发生形变时塑性变形,而橡胶是弹性变形。换句话说,塑料变形后不容易恢复原状态,而橡胶相对来说就容易得多。塑料的弹性是很小的,通常小于100,而橡胶可以达到1000甚至更多。塑料在成型上绝大多数成型过程完毕产品
过程也就完毕;而橡胶成型过程完毕后还得需要硫化过程。
塑料与橡胶同属于高分子材料,主要由碳和氢两种原子组成,另有一些含有少量氧,氮,氯,硅,氟,硫等原子,其性能特殊,用途也特别.在常温下,塑料是固态,很硬,不能拉伸变形.而橡胶硬度不高,有弹性,可拉伸变长,停止拉伸又可回复原状.这是由于它们的分子结构不同造成的.另一不同点是塑料可以多次回收重复使用,而橡胶则不能直接回收使用,只能经过加工制成再生胶,然后才可用.塑料在100多度至200度时的形态与橡胶在60至100度时的形态相似.塑料不包括橡胶.
广义地说,橡胶其实是塑料的一种,塑料包括橡胶。
一、生胶的形成:
生胶可分别为天然橡胶及合成橡胶两大类:
1.天然橡胶:由橡胶树干切割口,收集所流出的胶浆,经过去杂质、凝固、烟熏、干燥等加工程序,而形成的生胶料。
2.合成橡胶:由石化工业所产生的副产品,依不同需求,合成不同物性的生胶料。常用的如:SBR、NBR、EPDM、BR、IIR、CR、Q、FKM等。但因合成方式的差异,同类胶料可分出数种不同的生胶,又经由配方的设定,任何类型胶料,均可变化成千百种符合制品需求的生胶料。
天然橡胶来自热带和亚热带的橡胶树。由于橡胶在工业、农业、国防领域中有重要作用,因此它是重要的战略物资,这促使缺乏橡胶资源的国家率先研究开发合成橡胶。
二、橡胶的化学成分
通过对天然橡胶的化学成分进行剖析,发现它的基本组成是异戊二烯。于是启发人们用异戊二烯作为单体进行聚合反应,得到了合成橡胶,称为异戊橡胶。异戊橡胶的结构与性能基本上与天然橡胶相同。由于当时异戊二烯只能从松节油中获得,原料来源受到限制,而丁二烯则来源丰富,因此以丁二烯为基础开发了一系列合成橡胶。如顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶等。
随着石油化学工业的发展,从油田气、炼厂气经过高温裂解和分离提纯,可以得到乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯、丁烷、戊烯、异戊烯等各种气体,它们是制造合成橡胶的好原料。
世界橡胶产量中,天然橡胶仅占15%左右,其余都是合成橡胶。合成橡胶品种很多,性能各异,在许多场合可以代替、甚至超过天然橡胶。合成橡胶可分为通用橡胶和特种橡胶。通用橡胶用量较大,例如丁苯橡胶占合成橡胶产量的60%;其次是顺丁橡胶,占15%;此外还有异戊橡胶、氯丁橡胶、丁钠橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶等,它们都属通用橡胶。
三、橡胶原料的配制:
橡胶原料的配制可分三个基本过程:
1.塑炼:塑练是将生胶剪断,并将生胶可塑化、均匀化,帮助配合剂的混练作业。其效果是改善药品的分散,防止作业中产生摩擦热,而致橡胶发生焦烧现象,进而改变橡胶的加工性。
2.混炼:混练是将配合药物均匀混入塑炼完成的生胶中,而混炼的优劣,直接影响制品的良否。药物分散不均,分子结构无法完全交联,橡胶则无法达到理想的物性。
3.压出:混炼完成的生胶,经过压出作业,将胶料中含有的多余空气压出,并完成所需的厚度,以利于模具内之成型作业。
四、橡胶的成型:
生胶分子结构为不饱和长键的弹性体,所以成型的要件中,需有适当的药品添加物及外在环境因素(如时间、温度、压力等) ,将其不饱和键破坏,再重新结合为饱和键,并以真空辅助,将内含的空气完全逼出。如此,才可令成型的橡胶,发挥其应有的特性。若其成型过程有任何缺失(如配方错误、时间不足、温度失当等),则可造成物性流失,多余药物释出,变形,老化加速,种种严重不良现象产生。
五、橡胶的老化现象:
依橡胶成品所处的环境条件,随时间的经过,引起龟裂或硬化,橡胶物性退化等现象,称之为老化现象。引起老化的原因,有外部因素及内部因素:
1.外部因素:外部因素有氧、氧化物、臭氧、热、光、放射线、机械性疲劳、加工过程的缺失等。
2.内部因素:内部因素有橡胶的种类、成型方式、键结程度、配合药物的种类、加工工程中的因子等。
老化现象的防止,着重于正确的胶种选择及配方设计,外加严谨的生产理念。如此才可增加橡胶制成品的寿命,并发挥应有的特殊功能。
六、橡胶制品的基本特性:
1.橡胶制品成型时,经过大压力压制,其因弹性体所俱备之内聚力无法消除,在成型离模时,往往产生极不稳定的收缩(橡胶的收缩率,因胶种不同而有差异) ,必需经过一段时间后,才能和缓稳定。所以,当一橡胶制品设计之初,不论配方或模具,都需谨慎计算。
2.橡胶属热溶热固性之弹性体,塑料则属于热溶冷固性。橡胶因硫化物种类主体不同,其成型固化的温度范围,亦有相当的差距,甚至可因气候改变,室内温湿度所影响。因此橡胶制成品的生产条件,需随时做适度的调整,若无,则可能产生制品品质的差异。
七、橡胶贴合用双面胶区分:
一般工业用双面胶,可分压克力胶系及橡胶胶系两大类。而此两大类,又都可分有基材及无基材两种型态(有基材:于胶中加上一层棉质,加强双面胶本身胶量及强度、无基材:纯胶质,确保双面胶之透明度)。因橡胶胶系的主体为CR,用于橡胶制品,极易与橡胶之硫化系统,产生反应而变黄。所以较淡颜色的橡胶制品,均采用压克力胶系中的有基材双面胶(同种类的双面胶,无论有基材或无基材,均以其本身胶质厚度做区分。
塑料的成分包括以下部分:
塑料有单成分、多成分之分。单成分塑料仅含有塑料中必不可少的合成树脂。如有机玻璃就是一种单成分的聚甲基丙烯酸甲酯的塑料制成的,而大多数的塑料除有合成树脂外,还有填充料、硬化剂、着色剂以及其他添加剂,这就是多成分塑料。
1、合成树脂
在塑料中几乎都采用合成树脂。树脂是塑料中最主要的成分,起着胶粘剂的作用,能将塑料的其他成分胶结成一个整体。虽然加入各类添加剂可以改变塑料的性质,但树脂是决定塑料类型、性能及使用的根本因素。
在塑料装饰材料中常用的树脂种类有:
聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、酚醛(PF)、脲醛(UF)、环氧(EP)、聚酯(PR)、聚氨酯(PU)、聚甲基丙烯酸甲酯(PUMA)、有机硅(SI)等。
按照受热时所发生的变化不同,合成树脂又可分为热塑性树脂和热固性树脂两种。
(1)热塑性树脂:是具有受热软化、冷却硬化的性能,而且不起化学反应,无论加热和冷却重复进行多少次,均能保持这种性能。凡具有热塑性树脂其分子结构都属线型。它包括含全部聚合树脂和部分缩合树脂。热塑性树脂有:聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜、橡胶等。热塑性树脂的优点是加工成型简便,具有较高的机械能。缺点是耐热性和刚性较差。
(2)热固性树脂:树脂加热后产生化学变化,逐渐硬化成型,再受热也不软化,也不能溶解。热固性树脂其分子结构为体型,它包括大部分的缩合树脂,热固性树脂的优点是耐热性高,受压不易变形。其缺点是机械性能较差。热固性树脂有酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯以及硅醚树脂等。
附塑料简介
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。
7.抗氧剂
防止塑料在加热成型或在高温使用过程中受热氧化,而使塑料变黄,发裂等
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
[编辑本段]
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(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PTFE)、聚苯乙烯(PS)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。
(1)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。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。
(2)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。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。
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”。
塑料在日常生活中非常常见,但很多人对于塑料的了解却不多,往往都认为塑料就一种材质,其实这是错误的。 塑料材质分类 有很多种。今天就随我来看看 塑料材质分类 全面解析,以供大家参考哦。
塑料材质分类——按树脂的受热变化分类
1、热固性塑料
热固性塑料材料指成型后不能再加热软化而重复加工的一类塑料。其树脂在加工前为线性预聚体,加工中发生化学交联反应使制品内部成为三维网状结构,具有不溶、不熔的特点。如酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂及不饱和树脂等。
2、热塑性塑料
热塑性塑料材料指成型后再加热可重新软化加工而化学组成不变的一类塑料。其树脂在加工前后都为线性结构,加工中不发生化学变化,具有可熔、可溶的特点。
这类树脂很多,具体如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺类、聚碳酸酯、聚甲醛、聚酯类、聚苯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、氟塑料类、聚苯硫醚、聚砜及聚酰亚胺等。
塑料材质分类——按树脂的应用分类
1、通用塑料
通用塑料材料指产量大、应用范围广、成型加工好、成本低的一类树脂,其产量可占整个树脂的大部分。具体品种包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、氨基树脂、不饱和聚酯及环氧树脂等。通用塑料主要用于包装、建筑、农业及日用等领域。
2、工程塑料
工程塑料材料指力学性能较好、尺寸稳定性高、在较高温度下可使用的一类塑料,其用量只占整个树脂的极少部分。它具有接近金属的性能,可用于结构制品如机械、电子、汽车及航空等领域。
3、一般塑料
一般塑料材料指用量不大、应用范围不广、性能一般的一类塑料。主要包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、氟塑料类及氯化聚醚等。
4、特种塑料
特种塑料材料指具有独特性能、价格高、产量少、应用范围窄的一类塑料。主要包括耐热塑料、阻隔塑料及导电塑料等,具体品种有聚苯硫醚、聚砜、聚酰亚胺、聚苯胺及乙烯/乙烯醇共聚物等。
塑料材质分类——按树脂的结构分类
此种分类方法是按树脂大分子链上官能团特性而分类,一般可分成如下几类。
1、聚烯烃类,指大分子主、侧链上都为烃类结构的一类树脂及其共聚物,包括聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯、苯乙烯/丁二烯/丙烯腈共聚物、丁二烯、聚甲基-1-戊烯、乙烯/乙烯醇共聚物及乙烯/乙酸乙烯共聚物等。
2、乙烯基类,指大分子主链为烃类结构、而侧链为非烷烃取代基的一类树脂及其共聚物,包括聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚三氟乙烯及聚全氟乙烯等。
3、聚酰胺类,指大分子链中含有酰胺基团的一类树脂,包括PA6、PA66、PA610、PA46、PA1010、PA11、PA12及PI等。
4、聚酯类,指大分子链中含有酯基结构的一类树脂,包括的种类很多,具体有PET、PBT、UP、PMMA、PC、POM、PAR、PSF、PES、PPO及PPS等。
5、 其他 种类还有纤维素类、聚氨酯类、酚醛类、氨基树脂类及环氧树脂类等。
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PTFE 聚四氟乙烯:具有高耐腐蚀能力,最低摩擦系数,耐温-80度---250度之间,可提供配方.氟塑料系列耐高温塑料还包括:聚三氟乙丙烯PCTFE聚全氟乙丙烯 FEP可溶性聚四氟乙烯PFA
PPS 聚苯硫醚
PPS在化学和高温环境下表现出优良的综合性能,包括耐磨、高负荷能力和尺寸稳定性.PPS适合的应用领域是使用PA、POM、PET、PEI和PSU有缺陷而使用PI、PEEK和PAI又造价过高必须以更经济的材料替代的埸合.因TECHRON HPV PPS具有均匀分布的内润滑性,使之表现了优秀的耐磨性和较低的摩擦系数.它克服了纯PPS的摩擦系数大和用玻璃纤维增强PPS造成的运动件对应表面的过早磨损的缺陷.毫无疑问,这些特点和优良的抗化学腐蚀性能使TECHRON HPV PPS在各种工业设备找到了广泛应用,例如工业乾燥和食品加工烤炉、化工设备、机械轴承和电气绝缘系统等.
PE I聚酰胺这种高级的聚合物具有突出的热力(长期耐温180℃)、表现出良好的韧性和刚性,具有较高的硬度,很好的耐磨性能、具有突出的电性能,使之极适合用在电气/电子绝缘件方面及在高温下要求有较高强度和刚度的各种各样结构性元器件方面.由于具有较好的抗水解性,使它在医疗器械和分析仪器领域得到广泛应用同时作为非结晶材料,由于超高熔点使PEI具有良好的隔热性能.PEI还具有优良的机械性能、电绝缘性能、耐辐照性能、耐高低温及耐磨性能,并可透过微波.
PES型材
具有出色的热性能和氧化稳定性.经UL确认PES连续使用温度为180℃.不溶于极性溶剂如酮类和一些含卤碳氢化合物.耐水解,耐极大多数酸、碱、脂类碳氢化合物、醇、油及脂类.具有良好的韧性、刚性和耐磨性,具有较高的硬度,具有突出的电性能.
PSU型材
PSU是略带琥珀色非晶型透明或半透明聚合物,力学性能优异,刚性大,耐磨、高强度,即使在高温下也保持优良的机械性能是其突出的优点,其范围为-100 - 150℃,长期使用温度为160℃,短期使用温度为190℃,热稳定性高.它具有良好的辐射稳定性,较低的离子杂质和良好的耐化学及耐水解性能.
PAI型材
PAI在较宽的温度范围内还表现出优秀的尺寸稳定性能.该材料多用于耐磨要求极高的场合,例如无润滑轴承、密封、轴承隔离环和往复式压缩机零件.因其固有的耐高温、尺寸稳定性好和良好的机加工性能,常用于高技术设备精密零件的制作.由于其良好的电绝缘性,使之在电气元件领域得到广泛应用.
PPO型材
用聚苯乙烯加强的聚苯醚属于无定型材料,其工作温度大致为-50 °C到105 °C.它具有高抗冲击韧性,低吸水性,很高的尺寸稳定性以及不易发生蠕变.它的电气性能基本上不受加载的频率影响,因此可广泛运用于电气领域中.优点:良好尺寸稳定性、低蠕变、耐热不形变、高抗冲击韧性、低吸水性、宽频率范围内的良好电气性能、不易水解、易粘接质量很轻.缺点:不抗碳酸水典型应用:电气工业用绝缘件、食品工业部件、转轴、滑轮和嵌齿轮.
(一)热固性塑料
热固性塑料材料指成型后不能再加热软化而重复加工的一类塑料。其树脂在加工前为线性预聚体,加工中发生化学交联反应使制品内部成为三维网状结构,具有不溶、不熔的特点。如酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂及不饱和树脂等。
(二)热塑性塑料
热塑性塑料材料指成型后再加热可重新软化加工而化学组成不变的一类塑料。其树脂在加工前后都为线性结构,加工中不发生化学变化,具有可熔、可溶的特点。
这类树脂很多,具体如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺类、聚碳酸酯、聚甲醛、聚酯类、聚苯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、氟塑料类、聚苯硫醚、聚砜及聚酰亚胺等。
二、按树脂的应用分类
(一)通用塑料
通用塑料材料指产量大、应用范围广、成型加工好、成本低的一类树脂,其产量可占整个树脂的大部分。具体品种包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、氨基树脂、不饱和聚酯及环氧树脂等。通用塑料主要用于包装、建筑、农业及日用等领域。
(二)工程塑料
工程塑料材料指力学性能较好、尺寸稳定性高、在较高温度下可使用的一类塑料,其用量只占整个树脂的极少部分。它具有接近金属的性能,可用于结构制品如机械、电子、汽车及航空等领域。
(三)一般塑料
一般塑料材料指用量不大、应用范围不广、性能一般的一类塑料。主要包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、氟塑料类及氯化聚醚等。
(四)特种塑料
特种塑料材料指具有独特性能、价格高、产量少、应用范围窄的一类塑料。主要包括耐热塑料、阻隔塑料及导电塑料等,具体品种有聚苯硫醚、聚砜、聚酰亚胺、聚苯胺及乙烯%乙烯醇共聚物等。
三、按树脂的结构分类
此种分类方法是按树脂大分子链上官能团特性而分类,一般可分成如下几类:
(一)聚烯烃类,指大分子主、侧链上都为烃类结构的一类树脂及其共聚物,包括聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯、苯乙烯/丁二烯/丙烯腈共聚物、丁二烯、聚甲基-1-戊烯、乙烯/乙烯醇共聚物及乙烯/乙酸乙烯共聚物等。
(二)乙烯基类,指大分子主链为烃类结构、而侧链为非烷烃取代基的一类树脂及其共聚物,包括聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚三氟乙烯及聚全氟乙烯等。
(三)聚酰胺类,指大分子链中含有酰胺基团的一类树脂,包括PA6、PA66、PA610、PA46、PA1010、PA11、PA12及PI等。
(四)聚酯类,指大分子链中含有酯基结构的一类树脂,包括的种类很多,具体有PET、PBT、UP、PMMA、PC、POM、PAR、PSF、PES、PPO及PPS等。
(五)其他种类还有纤维素类、聚氨酯类、酚醛类、氨基树脂类及环氧树脂类等。
塑料的种类很多,有多种分类方法,常按其受热后的性能变化,分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。
a.热塑性塑料
(a)聚氯乙烯(PVC)
是应用最广的塑料品种。聚氯乙烯树脂是由聚氯乙烯单体聚合而成的。按照其增塑剂用量的不同,分为硬聚氯乙烯和软聚氯乙烯,前者在100份重的树脂中所加增塑剂<5份;后者所加增塑剂达30~70份。
物理性能:硬聚氯乙烯的相对密度1.35~1.60,是碳钢的 1/5;软聚氯乙烯的相对密度为1.2~1.4。
硬聚氯乙烯的吸水率很低,长期浸于水中的吸水率<0.5%;浸水24h,吸水率为0.05%。聚氯乙烯的透气率很低。
聚氯乙烯的玻璃态温度为80~85℃,粘流态温度180℃,分解温度240~260℃(含稳定剂),脆化温度为-50~-60℃。
硬聚氯乙烯的建议使用温度范围,原则上在脆化温度和玻璃态温度之间,可保持其使用性能。如果在50℃以上使用,应采取必要的措施。
不加稳定剂的纯聚氯乙烯,在150℃时开始分解,放出氯化氢,并进一步加速自身的分解;超过180℃分解更快。加稳定剂的聚氯乙烯,分解温度升高到240~260℃,但是如果在220℃长期使用,也会分解出氯化氢,材料的颜色由深灰色变为黄棕色,甚至黑色。因此,在焊接时,应尽量避免此种现象的产生硬聚氯乙烯的线膨胀系数为(5~6)X10-5/℃,比碳钢大5-6倍。因此,架设聚氯乙烯管道时,应安装膨胀节或加强支撑,以防止变形。在用聚氯乙烯做衬里,或与其他材料粘接时,应考虑受热时可能产生的剥离现象。
聚氯乙烯在压制成型过程中,残存内应力。因此,在受热时的收缩率比较大,纵向约为1%~6%,横向为、1%~2%,在下料时应该考虑到。
化学性能聚氯乙烯的分子链上不含活性基团,因此有较高的化学稳定性。
硬聚氯乙烯在50℃以下;除了强氧化剂(如发烟硫酸;质量分数>50%的硝酸)以外,能耐大多数酸、碱、盐的腐蚀。50℃以上的浓硫酸和硝酸,使聚氯乙烯首先形成羧基;进而氧化裂解形成羰基或醛基,而受到破坏。
(b)聚乙烯(PE)
是乙烯单体的聚合体。按其聚合条件的不同,可以分为高压聚乙烯、中压聚乙烯和低压聚乙烯。
高压聚乙烯分子内有较多的支链,相对密度较小,故又称为低密度聚乙烯;低压聚乙烯分子内的支链较少,相对密度较大,所以又称为高密度聚乙烯。由中压法也可以制得高密度聚乙烯。
物理机械性能
聚乙烯的物理机械性能受其结晶度的影响较大。它属于非极性高分子化合物,分子问作用力较小,因此其抗拉强度只有硬聚氯乙烯的20%~65%,弹性模量只有硬聚氯乙烯的 5%~25%。其玻璃化温度较低(-68℃),因此它的抗冲击性能和韧性比聚氯乙烯强。在无载荷和短期内,高密度聚乙烯可耐100℃,低密度聚乙烯可耐75℃;在高温和载荷作用下,产生变形,长期使用不可超过65℃。耐寒性较好,最低使用温度为—70℃。
化学性能
耐蚀性优良,对非氧化性酸(盐酸、稀硫酸、氢氟酸等),稀硝酸、碱和盐溶液具有良好耐腐蚀性。
在常温下,脂肪烃、芳香烃和卤代烃等有机溶剂能使其溶胀。它可以耐受60℃以下的其他大多数溶剂。但是,当有内外应力时,有些挥发性溶剂和它的蒸汽以及某些表面活性剂会使聚乙烯发生环境应力开裂。空气中的氧会使聚乙烯缓慢降解、褪色甚至变脆、开裂,热、紫外线、高能辐射会加速这种变化。含质量分数2%的炭黑的聚乙烯的抗紫外线能力较强。
(c)聚丙烯(PP)
是丙烯单体的聚合物,是一种结晶聚合物。共结晶结构比较复杂;在不同条件下会生成不同形态的结晶。而不同结晶度、结晶形态和晶球大小,对其性能有很大影响。结晶度高的,球晶大,材料的熔点高,强度大,刚性强,但是脆性大,冲击强度小;反之,强度小,刚性弱,但是韧性大,冲击强度大。
物理机械性能
聚丙烯的相对密度0.9~0.91,是商品塑料中最轻的一种。相对密度轻,比强度大。
聚丙烯是非极性的材料,分子间作用力较小,抗拉强度比聚氯乙烯低得多;但是因其结晶度较高,仍有一定强度。其弹性模量较低,在外力作用下容易变形。在高温条件下使用,应加以改性,或采取外部增强措施。
聚丙烯的表面光滑,不易结垢;无毒;吸水性小,表面的非极性致使其粘结性和印刷性不良,须进行化学或物理处理。
聚丙烯的结晶性影响其耐热性。聚丙烯从其玻璃化温度-10℃至熔点175℃以下,都有良好的结晶结构和一定的强度。因此,如果无外力,许可使用的最高温度是120℃。其高温性能比聚氯乙烯好,但是低温性能不及聚氯乙烯。耐寒性较差,温度低于0℃,接近-10℃时,聚丙烯变脆抗冲击强度明显下降。
聚丙烯的热分解温度约400℃,但是在高温环境和光的照射下,会发生氧化分解,因此热稳定性较差。当与铜和黄铜等金属接触时,会促进其热氧老化,使热分解温度降低,在应用中应尽量避免与这些金属接触。
聚丙烯的热膨胀系数很大,是碳钢的5~10倍,是聚氯乙烯的两倍。在使用时应加以注意。
聚丙烯的导热性能和它的相对密度有关,其相对密度比低密度聚乙烯还低,导热性小于聚乙烯。其导热系数为8.7923 X 10-5W/m?K,是良好的绝热保温材料。
化学性能
聚丙烯的耐化学品性能优良,在80℃以下,能耐许多酸、碱、盐溶液和有机溶剂。例如,100℃以下的浓磷酸,质量分数40%的以下的硫酸,除浓醋酸和丙烯酸以外:的羧酸、醇、醛、酚、酮等极性溶剂等。但是,即使在常温下;也不能在发烟硫浓硝酸和氯磺酸等强氧化性;酸的介质中使用心常;温下的氯代烃、芳香烃会引起聚丙烯的溶胀,当温,度提高蓟80℃以上,甚至会溶解。
聚丙烯耐环境应力开裂的性能优于聚乙烯于在许多溶剂、去污洗涤剂中不发生应力开裂,但是,乙三醇、蓖麻油和某些非离子表面活性剂却可能引起应力开裂,在清洗中应加以注意。
(d)氯化聚醚(CPE)
又称为聚氯醚,是一种非极性、结晶型的高分子材料。
物理机械性能
耐温变性、抗蠕变性、抗冲击性、耐磨性和尺寸稳定性良好。加工成型性能良好,可以使用注塑、挤出、模压、压延、热焊接、粘接和溶剂溶接等方法加工成型。成型中几乎不产生内应力,制件很少发生开裂现象。在沸水中浸泡24h,尺寸无变化。在一般的情况下,成型收缩率约0.6%左右。吸水率一般小于 0.01%。使用温度范围为-30~120℃。
化学性能
抗潮湿,即使在潮湿的情况下,也能保持良好的机械性能。耐腐蚀性仅次于聚四氟乙烯,除了浓硫酸、浓硝酸等强氧化性酸外,耐各种酸、碱、盐和大多数有机溶剂的侵蚀。但是,氯化聚醚不耐氟、氯、溴的腐蚀,会溶解于高温的吡啶、四氢呋喃中。
(e)聚苯硫醚(PPS)
又称为聚苯撑硫,是一种线形结晶高聚物,有优良的耐高温、耐腐蚀性能。
物理机械性能
有较高的机械强度,在260℃以下,仍有良好的刚性和抗拉强度。其线膨胀系数小,体积稳定性优良,吸水率为0.008%,模塑收缩率为0.12%。使用温度范围为-148~250℃。对玻璃、陶瓷、钢铁、铅、银、镀铬与镀镍制件有良好的粘接力,可以作为高温粘接剂。可用热塑性塑料加工方法进行加工成型。可制成耐热、抗腐蚀的涂层。单纯的线型热固性聚苯硫醚,脆而硬;如果添加一定的填料,如玻璃纤维,制成玻璃钢,可以得到改善。
化学性能
聚苯硫醚有优良的耐腐蚀性能,除了硝酸、铬酸、氯磺酸等强氧化性酸以外,对其他酸碱有优良的耐蚀性。甚至沸腾的氢氧化钠和盐酸对它也不起作用。在175℃以下,不溶于所有的有机溶剂。在300℃以下,不溶于烃、醇、酮等大部分溶剂。但是,在较高温度下,能部分溶解于二苯醚、氯化萘、联苯、氯化联苯和某些脂肪族的酰胺类化合物中。
(f)聚四氟乙烯(PTFE)
含氟的塑料统称氟塑料。常用的有聚四氟乙烯(简称F-4)、聚三氟氯乙烯(简称F-3)、聚全氟乙丙烯(简称F-46)等。
聚四氟乙烯是非极性线型结晶态高聚物。
物理机械性能
分子间的作用力较小,因此强度中等,弹性模量较低,断裂延伸率较高,其制品在长时间连续载荷下会发生可塑性形变。在高温或低温下,其机械性能比一般塑料优越。与金属一样,在反复应力作用下,存在一定的应力极限,可在此极限内长期反复使用,不产生断裂。??? 聚四氟乙烯的热性能优良,耐高温和低温的性能优于其他塑料。可在260~280℃下,长期连续工作。在无载荷的条件下,即使到250℃,尺寸仍可保持稳定;如果有载荷,则发生蠕变。在 300℃时,空气的氧化使其轻微变脆。在-70~-80℃范围时,可保持柔软,在—250℃也不变脆。因此,一般推荐使用的温度是-200~+260℃。其热稳定性极好,熔点327℃,而只有到400℃以上,才有明显的分解。
当温度高于其熔点时,它的晶体熔化,整个高聚物变为无定形体,温度升高到400℃时,它不会由高弹态变为粘流态,而于400℃开始分解。这是聚四氟乙烯难于加工的原因所在。
由于聚四氟乙烯大分子链呈螺旋形,比较僵硬+熔体的粘度很大,在高愠下施加很大作用力也不容易使其流动,因此,不能用一般的热塑性塑料的加工成型的方法对其进行加工。只能按要求先把聚四氟乙烯的粉末冷压成型为一定的形状,再把坯料在晶体熔点以上的温度(一般为300℃)下烧结,将粉末粘结在一起而成为制品。
化学性能
聚四氟乙烯有优良的化学稳定性。因为,C—F键能很高,不易断裂,即使高达500℃的温度,也不会使它破坏。此外,氟原子的电负性大,包围在C—C主链上;对主链起屏蔽作用,使其他活泼的原子几乎无法钻进去。因此,聚四氟乙烯可以抗拒强腐蚀性和强氧化性介质的作用。它耐发烟硫酸、浓硝酸、浓盐酸、氢氟酸、沸腾氢氧化钠、过氧化氢、氯气甚至王水的腐蚀。耐醇、醛、酮等有机溶剂的侵蚀。其耐候性极好,能抗氧和紫外线时作用。因此,它具有“塑料王”之称。
但是,聚四氟乙烯不耐熔融状态的锂、钠、钾等碱金属,氟及其化合物,全氟烷烃以及全氟氯烷烃等的腐蚀。表面性能由于聚四氟乙烯分子无极性,分子间作用力小,表面能低,所以其表面有不粘结性和自润滑性等特性。
其表面光滑,粘结性差,几乎所有固体物料均不能粘附其上;只有表面能和它相近的液体(例如,石油醚、乙醚、己烷等)才能润湿它的表面。因此,聚四氟乙烯难于和其他材料粘接,除非经过特殊的表面处理。例如,用钠—萘溶液、钠-氨溶液作化学处理,或经过辐射接枝。借助钠破坏聚四氟乙烯表面的C—F键,使氟分离出来;发生碳化。碳化的表面的粘结性得到改善;可以用环氧树脂等粘接剂粘接。
聚四氟乙烯的摩擦系数很低,接近于冰块之间的摩擦系数,静摩擦系数是塑料中最小的,具有良好的自润滑性,适用于作为密封和摩擦零部件。
(g)聚三氟氯乙烯(PCTPE,F-3)
是线型、带极性的结晶型高聚物;由于分子中有氯原子,对其性能产生重要的影响。
物理机械性能
其物理机械性能受其结晶度的影响很大。结晶度低的,柔软坚韧,弹性好,抗冲击强度高;结晶度高的硬而脆,抗冲击强度低。抗拉强度比F-4高。???
聚三氟氯乙烯在熔点以上有一定的流动性,可以采用挤压、注射或模塑等方法加工,成型的收缩率为1%~1.5%;也可以用有机溶剂配制成悬浮液作涂层。
化学性能
聚三氟氯乙烯的耐化学品性能优良,能耐各种强酸、强碱、强氧化剂的侵蚀,包括室温的浓硝酸、王水等。但是它不耐高温的发烟硫酸、浓硝酸、浓盐酸、氢氟酸的破坏。在室温下,能经受大多数有机溶剂的侵蚀。但是,在含卤素和氧的一些溶剂中;例如在乙醚、乙酸乙酯、四氯化碳、三氯乙烯,以及在苯、二甲苯中,发生溶胀,甚至于溶解。
在高温下,聚三氟氯乙烯会分解,产生剧毒物。
(h)聚全氟乙丙烯(FEP,简称F-46)
具有F4的优点,克服了F-4的某些缺点。
物理机械性能
耐热性比聚四氟乙烯低,可在200℃下长期工作,有极好的抗冲击性能和耐低温性能,即使在-250℃下也不变脆。应用温度范围是-260~204℃。
在熔融状态下,F-46能很好粘接金属和F-4。可以用热塑性塑料的加工方法进行加工,这是F-46比F-4的突出优点。
化学性能
其耐蚀性能和聚四氟乙烯相近,有极好的化学稳定性。除了发烟硝酸、氢氟酸、熔融碱金属以外,几乎能耐包括浓硝酸和王水在内的所有化学介质的侵蚀。
b.热固性塑料
以热固性树脂为基本成分,一般具有网状的体型结构,受热时软化或塑化,发生化学变化,并固化定型,固化定型后如再次受热,不再熔化,受强热会分解,不可反复塑制。
热固性树脂有环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯、呋喃树脂等,常常用作玻璃钢的粘接料。常用的热固性塑料有酚醛塑料、氨基塑料等。
(a)酚醛塑料
是世界上最早合成的热塑性塑料,是最重要的热固性塑料的一类。一般又分为非层压酚醛塑料和层压酚醛塑料两类。
非层压酚醛塑料又分为铸塑酚醛塑料和压制酚醛塑料。还有主要用作耐酸材料的石棉酚醛塑料、隔音和隔热用的酚醛泡沫塑料与蜂窝塑料等。
(b)氨基塑料
是以氨基树脂为基本成分的热固性塑料。包括脲-醛塑料、三聚氰胺-甲醛塑料和苯胺-甲醛塑料等。
脲-醛塑料制作电工材料和生活日用品。
三聚氰胺—甲醛塑料有较好的耐水性和耐电弧性,适于做电绝缘材料。
苯胺-甲醛塑料有良好的耐水性、耐油性和较高的介电性能,也适于做绝缘材料。
此外,还有一些其他的工程塑料。
在制定有关塑料设备与制品的清洗工艺路线时,应了解相关塑料的物理机械性能和耐化学品性能。