常用高分子材料总结.docx
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常用高分子材料总结
常用高分子材料总结
塑料:
1、热固性塑料
2、热塑性塑料:
①通用塑料(五大通用塑料)
②工程塑料(通用工程塑料特种工程塑料)
工程塑料具有更高的力学强度,能经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件,具有较高的尺寸稳定性,
五大通用工程塑料为:
聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、热塑性聚酯、聚苯醚。
分类
名称
概述
性能特点
加工性能
主要应用
热
固
性
塑
料
酚醛树脂(PF)
酚类和醛类缩聚而成的合成树脂的总称。
最常用的是苯酚和甲醛
力学强度高;性能稳定;坚硬耐磨;耐热、阻燃、耐腐蚀;电绝缘性良好;尺寸稳定性好;价格低廉;色深,难于着色
本身很脆,成型时需排气,须加入纤维或粉末状填料。
有层压和模压
电绝缘材料(俗称电木)、家具零件、日用品、工艺品、耐酸用的石棉酚醛塑料
不饱和聚酯(UP)
由二元酸(或酸酐)与二元醇经缩聚而制得的不饱和线型热固性树脂
力学强度高,强度接近钢材,可用作结构材料,可在常温常压下固化
在不饱和聚酯中加入苯乙烯等活性单体作为交联剂(影响其性能),并加入引发剂和促进剂,可以在低温或室温下交联固化形成。
主要用途是玻璃纤维增强制成玻璃钢,大型化工设备及管道,飞机零部件,汽车外壳小型船艇,透明瓦楞板,卫生盥洗器皿、
氨基塑料
脲甲醛树脂UF
氨基模塑料俗称电玉粉,是由氨基树脂为基质添加其他填充剂、脱模剂、固化剂、颜料等,经过一定塑化工艺制成
(UF)坚硬耐刮伤、有较好的耐电弧性和一定的机械强度,有自熄性、无臭、无味、耐热性、耐水性比酚醛塑料稍差,外观美丽鲜艳,耐霉菌,制造电器开关、插座、照明器具
(MF)的吸水性比脲醛树脂要低,而且耐沸水煮,耐热性也优于脲醛塑料一般可在150-200℃范围内使用,并有抗果汁、洒类饮料的沾污,密胺餐具而出名
(UMF)制品具有优良的耐电弧性能和很高的机械强度,以及良好的电绝缘性和耐热性;耐电弧防爆电器设备配件,要求高强度的电器开关和电动工具的绝缘部件等。
三聚氰胺甲醛树脂MF
脲三聚氰胺甲醛树脂UMF
聚氨酯(PU)
主链含—NHCOO—重复结构单元的一类聚合物,由异氰酸酯(单体)与羟基化合物亲电加聚而成
良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性,用不同材料可制得适应较宽温度范围材料(-50~150)
聚合方法随材料性质而不同得到:
热塑弹性体、弹性纤维、硬质泡沫塑料、软质泡沫塑料、涂料、胶粘剂
聚氨酯弹性体,轻质泡沫,涂料,乳液,胶粘剂,磁性材料
环氧树脂(EP)
分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物,一般相对分子质量都不高
形式多样,固化方便,粘附力强,收缩性低,固化后,力学性能,电性能,化学稳定性优良,尺寸稳定性好,耐霉菌
含有活泼的环氧基、羟基、醚键,可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构,须固化
槽、管、船体、机体、储罐、气瓶、简易模具、汽车构件、电容器等塑封件各种构件黏结剂、涂料
邻苯二甲酸二烯丙酯
(DAP)
电性能优良,高湿度下亦下降很少;耐热、耐候、耐药品性优;制品尺寸稳定;色泽鲜艳,在干湿交替的环境中仍能保持;需加入增强剂(如玻璃纤维)方能提高强度
电器、机械、装饰零件:
接线器、配电盘、仪表板、线圈骨架,化工槽、食品柜、家具、装饰板、箱柜
通
用
热
塑
性
塑
料
聚乙烯(PE)
乳白色不透明或半透明的蜡状固体,无毒、无味,几乎不吸水,密度比水小。
易燃,离火继续燃烧。
突出电/高频绝缘性和介电性能。
耐辐射性较好
LDPE、HDPE和LLDPE三者都存在蠕变大、尺寸稳定性差,不能做结构使用。
UHMW-PE是强而韧的材料,具有优异性能,耐磨、自润滑、蠕变低,可制作传动零件。
易受光、热、臭氧氧化分解,表现为制品变色、龟裂、发脆直到破坏。
可加防老剂改性。
极好优良的化学稳定性,在室温下无溶剂能溶解它。
加工性好:
黏度低,流动性好;热容量大,加工温度低;成型收缩率较大
LDPE、LLDPE薄膜、管材、涂覆材料;HDPE:
薄膜、管材、丝、注塑制品、中空容器、片材、板材UHMWPE:
燃油箱、工程材料、骨胳材料、改性材料;卫生性最好的塑料:
可制成输液器、血浆袋。
聚丙烯(PP)
有等规、无规、间规三种构型,工业产品以等规物为主。
白色蜡状材料无味,无臭,无毒。
0.89--0.91g/cm3(密度)下吹水冷却的PP薄膜,透明度好。
在水中24h的吸水率仅为0.01%。
优异的耐折迭性,优良的耐磨性能,与尼龙相近;良好的耐用环境应力开裂性。
无负荷使用温度可达150℃,唯一可在沸水中蒸煮的塑料低温的冲击强度较差,奶候性较差;耐紫外线和耐候性不够理想。
具有高度化学稳定性。
优
有优良的成型加工性:
——黏度低(比PE还低);
——加工温度范围较宽;
——成型收缩率较大;
——结晶度过对温度敏感
薄膜、管材、片材、板材、注塑制品、涂覆材料、扁丝、热收缩薄膜、等等。
聚氯乙烯(PVC)
无色、硬质及低温脆性的材料,耐稳定性差,软化点为80℃,130℃开始分解变色。
并析出HCl。
同时,加热时容易黏附在金属表面上。
作为PVC要有实用价值,需要加入各种添加剂。
提高热稳定性,最有效的方法是加入热稳定助剂
常用助剂:
热稳定剂、增塑剂、润滑剂、增强剂。
含30%-70%增塑剂(软质PVC),当采用相对分子质量较少的树脂,其中不含或含5%左右的增塑剂,则可制成(硬质PVC)。
PVC塑料的力学性能取决于增塑剂的含量
常用热稳定剂
a铅盐类稳定剂,
b金属皂类稳定剂,c有机锡类稳定剂d环氧类稳定剂。
加工性较差。
加工改性剂的加入,如ACR;不同聚合方法和加工方法的关系,如乳液聚合的PVC树脂就是一特例;不同级别(按黏度)的PVC树脂不能混合使用
薄膜、管材、片材、板材、异型材;注塑制品;
PVC糊及其制品;电线电缆;
化工生产中的泵体;中空制品;压延制品,等等。
聚苯乙烯
(PS)
无毒、无色透明的粒状物;密度接近1g/cm3;所以,我国注塑机以PS为标准,似玻璃,良好高频绝缘材料
其质硬而脆。
耐磨性差;蠕变和应力松弛比较大。
热稳定性较好;使用温度一般不超过80ºC,易发生热氧老化;易发生环境应力开裂,透光率好,受强光后易变黄,
现有树脂中最易加工的塑料品种;
最易着色的塑料品种;
成型收缩率小;
制品的内应力较大,
工业装饰、各种仪器表零件、灯罩、电子工业中高频零件、透明模型、玩具、日用品等
改性PS
ABS
由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种共聚而成
坚韧、质硬、刚性大,特别是冲击强度高,并且提高了耐磨性,使用范围-40~100℃,有良好的电绝缘性和一定化学稳定性,耐候性差
接枝共聚法,包括乳液接枝和悬浮接枝。
混炼法:
AS树脂(丙烯腈与苯乙烯的共聚物)和NBR(丁腈橡胶)
制造齿轮、泵叶轮、轴承、管道、电机外壳、冰箱衬里、汽车零部件、电气零件、纺织器材等,也可用作PVC等的增韧改性剂。
AAS
AAS是丙烯腈—丙烯酸酯(苯乙烯的三元共聚物
用不含双键的丙烯酸酯代替了丁二烯,所以AAS的耐候性要比ABS高8~10倍。
ACS
ACS是丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯的三元共聚物
一般是经悬浮聚合而得。
组成为:
丙烯腈为20%,氯化聚乙烯为30%,苯乙烯为50%
ACS的性能、加工及应用与ABS相近。
MBS
由甲基丙烯酸甲酯(MMA)—丁二烯—苯乙烯的三元共聚物
用MMA代替丙烯腈,因此透明性好,其性能与ABS相仿
合成方法大体与ABS相仿
有透明ABS之称,用做透明性的制品。
AS和BS
AS由丙烯腈和苯乙烯的共聚物,BS是丁二烯与苯乙烯的共聚物。
都改进了PS的韧性
HIPS
在苯乙烯单体中加人合成橡胶,以自由基引发聚合可制得
有PS的大多数优点,但拉伸强度提高1倍,软化点有所下降。
随着橡胶品种及用量不同,HIPS有不同的性能
苯乙烯与顺丁二烯橡胶及(SBS热塑性弹性体)接枝共聚,制得高耐抗冲击型
苯乙烯与丁苯橡胶(SBR)接枝共聚,可得中耐冲击型HIPS。
五
大
通
用
工
程
塑
料
聚酰胺(PA,俗称尼龙)
PA的分子链上具有酰胺基(-CONH-),可使分子间形成氢键,氢键的含量增加,PA的力学性能、吸水率和熔点增大。
优良的耐油性,但水和醇及其类似化合物可使PA产生溶胀。
拉伸强度、弯曲强度和硬度随温度和吸水率的增大而降低,冲击强度则明显提高。
硬而韧,优良耐磨性(PA-1010最佳)、耐疲劳性较高的结晶能力;PA熔点高,熔融温度范围窄,通常在180~280℃之间。
使用温度不超过100℃,通常为80℃,散热性较差,有自熄性。
室温下耐稀酸、弱碱和大多数盐,不耐强酸和浓度较高的酸及强氧化剂。
耐候性一般,通常加入碳黑、胺类和酚类提高其耐候性。
。
。
由于PA的吸水性,加工前应在80~100℃下真空干燥6~10h。
(2)熔体黏度对温度敏感,加工过程中要使温度和黏度相匹配。
(3)熔程窄,一般在10℃左右,故要严格控制加工温度,一般在PA熔点以上5~50℃,受热时间不宜超过0.5h。
4)PA具有较大的成型收缩率,对于使用温度高于80℃或精度要求较高的制品成型后需进行退火处理。
注塑成型与制品:
齿轮、轴承、滑轮、导轨挤出成型与制品:
薄膜、管材、片材等
单体浇注(MC尼龙):
大型制件
聚碳酸酯(PC)
重要热塑性工程塑料,产量仅次于PA。
PC是一类主链含有碳酸酯基的聚合物。
工程塑料的品种主要为双酚A型的芳香族PC。
碳酸酯的合成有光气法和酯交换法;无色透明,具有良好的透过可见光的能力。
具有突出的冲击强度,是一般热塑性塑料之冠。
易于加工。
对缺口较敏感。
疲劳强度和耐磨性一般,容易产生内应力而引起应力开裂。
具有优良的耐寒性,耐油性优良,不耐碱、浓硫酸、王水和糠醛等。
,
(1)PC由于酯基易于发生高温水解,加工前需在135℃下干燥。
(2)PC熔体流动特性接近牛顿流体,熔体黏度对温度变化敏感,成型加工可通过温度调节控制熔体流动。
(3)PC对缺口敏感。
PC制品设计尽量避免尖角、缺口以及厚度突变的区域,(4)通过控制熔体温度、模具温度、注塑压力和保压时间可制得尺寸精度较高的制品。
可代替金属广泛应用于各个领域。
在机械工业中制作传递中、小负荷的零部件和受力不大的紧固件。
膜广泛用于电容器零件。
防爆玻璃等
热塑性聚酯
聚酯是指大分子链节中含有酯基的一类聚合物,主要成分为饱和聚酯和不饱和聚酯两大类。
饱和聚酯主要有聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT),又称为热塑性聚酯或线型聚酯。
PET:
刚柔相济的分子结构,具有较高拉伸强度、良好的耐磨性和耐蠕变性;长期使用温度为120℃;耐有机溶剂和油类,不耐强酸强碱侵蚀;具有一定的吸水性和优良的气体阻隔性。
PBT:
突出的性能是电绝缘性能优良,缺点是缺口冲击强度低,成型收缩率大,不阻燃。
易于成型加工。
加工时熔体温度低于270℃。
PBT具有良好的成型加工特性和较高的性价比被广泛的应用。
与PET相比,分子链柔顺性增加,刚性、硬度、Tg、Tm下降,但韧性增强
1、PET起初主要生产涤纶,后来用于生产薄膜。
.PET的三大应用:
薄膜、饮料瓶、工程制件。
2、PBT应用最大方面是电子、电气行业,其次是汽车及交通运输业。
。
聚苯醚(PPO)
聚2,6-二甲苯醚简称。
优异的化学稳定性,优良的物理力学性能及优异的耐高温和耐蠕变特性,
较高的刚性和硬度,优良的抗冲击性和低温性能,电绝缘性优良,突出的是耐水性。
力学性能优异,突出的抗蠕变性能。
热性能优良,电性能优良。
阻燃性好,具有自熄性,但耐光性差
熔体的流动性差、成型加工困难。
吸水性小,分子链刚性大,成型模具温度应保持在100℃以上,以削弱制品的内应力;同时成型后制品一般需在180℃油浴中进行热处理,以消除内应力。
主要用于汽车、电子电器和机械工业等方面