塑料原材料分类和特性资料.docx

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塑料原材料分类和特性资料

塑料的分类、成分及特性

塑料是一种用途广泛的合成高分子材料，在我们的日常生活中塑料制品比比皆是。

从我们起床后使用的洗漱用品、早餐时用的餐具，到工作学习时用的文具、休息时用的座垫、床垫，以及电视机、洗衣机、计算机的外壳，还有夜晚给我们带来光明的各种造型的灯具……

塑料以它优异的性能逐步地代替了许多已经使用了几十年、几百年的材料和器皿，成为人们生活中不可缺少的助手。

塑料集金属的坚硬性、木材的轻便性、玻璃的透明性、陶瓷的耐腐蚀性，橡胶的弹性和韧性于一身，因此除了日常用品外，塑料更广泛地应用于航空航天、医疗器械、石油化工、机械制造、国防、建筑等各行各业。

一、塑料的分类

塑料种类很多，到目前为止世界上投入生产的塑料大约有三百多种。

塑料的分类方法较多，常用的有两种：

1、根据塑料受热后的性质不同分为热塑性塑料和热固性塑料

热塑性塑料分子结构都是线型结构，在受热时发生软化或熔化，可塑制成一定的形状，冷却后又变硬。

在受热到一定程度又重新软化，冷却后又变硬，这种过程能够反复进行多次。

如聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等。

热塑性塑料成型过程比较简单，能够连续化生产，并且具有相当高的机械强度，因此发展很快。

热固性塑料的分子结构是体型结构，在受热时也发生软化，可以塑制成一定的形状，但受热到一定的程度或加入少量固化剂后，就硬化定型，再加热也不会变软和改变形状了。

热固性塑料加工成型后，受热不再软化，因此不能回收再用，如酚醛塑料、氨基塑料、环氧树脂等都属于此类塑料。

热固性塑料成型工艺过程比较复杂，所以连续化生产有一定的困难，但其耐热性好、不容易变形，而且价格比较低廉。

2、根据塑料的用途不同分为通用塑料和工程塑料

通用塑料是指产量大、价格低、应用范围广的塑料，主要包括聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料五大品种。

人们日常生活中使用的许多制品都是由这些通用塑料制成。

工程塑料是可作为工程结构材料和代替金属制造机器零部件等的塑料。

例如聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS树脂、聚四氟乙烯、聚酯、聚砜、聚酰亚胺等。

工程塑料具有密度小、化学稳定性高、机械性能良好、电绝缘性优越、加工成型容易等特点，广泛应用于汽车、电器、化工、机械、仪器、仪表等工业，也应用于宇宙航行、火箭、导弹等方面。

二、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。

三、塑料的特性

1、塑料具有可塑性

顾名思义，塑料就是可以塑造的材料。

所谓塑料的可塑性就是可以通过加热的方法使固体的塑料变软，然后再把变软了的塑料放在模具中，让它冷却后又重新凝固成一定形状的固体。

塑料的这种性质也有一定的缺陷，即遇热时容易软化变形，有的塑料甚至用温度较高的水烫一下就会变形，所以塑料制品一般不宜接触开水。

2、塑料具有弹性

有些塑料也像合成纤维一样，具有一定的弹性。

当它受到外力拉伸时，卷曲的分子就由柔韧性而被拉直，但一旦拉力取消后，它又会恢复原来的卷曲状态，这样就使得塑料具有弹性，例如聚乙烯和聚氯乙烯的薄膜制品。

但是有些塑料是没有弹性的。

3、塑料具有较高的强度

塑料虽然没有金属那样坚硬，但与玻璃、陶瓷、木材等相比，还是具有比较高的强度及耐磨性。

塑料可以制成机器上坚固的齿轮和轴承。

4、塑料具有耐腐蚀性

塑料既不像金属那样在潮湿的空气中会生锈，也不像木材那样在潮湿的环境中会腐烂或被微生物侵蚀，另外塑料耐酸碱的腐蚀。

因此塑料常常被用作化工厂的输水和输液管道，建筑物的门窗等。

5、塑料具有绝缘性

塑料的分子链是原子以共价键结合起来的，分子既不能电离，也不能在结构中传递电子，所以塑料具有绝缘性。

塑料可用来制造电线的包皮、电插座、电器的外壳等。

附：

常用塑料的种类有：

①聚氯乙烯（PVC）

它是建筑中用量最大的一种塑料。

硬质聚氯乙烯的密度为1.38～1.43g/cm3，机械强度高，化学稳定性好，使用温度范围一般在-15～+55℃之间，适宜制造塑料门窗、下水管、线槽等。

②聚乙烯（PE）

聚乙烯塑料在建筑上主要用于给排水管、卫生洁具。

③聚丙烯（PP）

聚丙烯的密度在所有塑料中是最小的，约为0．90左右。

聚丙烯常用来生产管材、卫生洁具等建筑制品。

④聚苯乙烯（PS）

聚苯乙烯为无色透明类似玻璃的塑料。

聚苯乙烯在建筑中主要用来生产泡沫隔热材料、透光材料等制品。

⑤ABS塑料

ABS塑料是改性聚苯乙烯塑料，以丙烯睛（A）、丁二烯（B）及苯乙烯（S）为基础的三组分所组成。

ABS塑料可制作压有花纹图案的塑料装饰板等。

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稀树脂的成型方法，能制造薄膜、片材、板材、人造革、地板砖等制品。

工程塑料工程塑料英文名为：

engineering-plastics，工程塑料是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。

日本业界将它定义为“可以做为构造用及机械零件用的高性能塑料，耐热性在100℃以上，主要运用在工业上”，其性能包括：

1．热性质：

玻璃转移温度（Tg）及熔点（Tm）；热变形温度（HDT）高；长期使用温度高（UL-746B）；使用温度范围大；热膨胀系数小。

2．机械性质：

高强度、高机械模数、低潜变性、强耐磨损及耐疲劳性。

3．其它：

耐化学药品性、抗电性、耐燃性、耐候性、尺寸安定性佳。

被当做通用性工程塑料者包括聚碳酸酯（PC）、聚酰胺（尼龙）、聚缩醛（POM）、变性聚苯醚（变性PPE）、聚酯（PETP，PBTP）、聚苯硫醚（PPS）、聚芳基酯，热硬化性塑料则有不饱和聚酯、酚塑料、环氧塑料等。

它们的基本特性为拉伸强度均超过50Mpa,抗拉强度在500kg/cm,耐冲击性超过50J/m，弯曲弹性率在24000kg/cm，负载绕曲温度超过100℃，硬度、老化性优。

聚丙烯若改善其硬度和耐寒性，也可列入工程塑料的范围。

此外，还包括较特殊者的强度弱、耐热耐药品性优的氟素塑料，耐热性优的硅溶融化合物，以及聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、Polybismaleimide、Polysufone（PSF）、PES、丙烯塑料、变性蜜胺塑料、BTResin、PEEK、PEI、液晶塑料等。

各工程塑料的化学构造不同，所以它们的耐药品性、摩擦特性、电机特性等有所差异。

由于各工程塑料的成型性不同，因此有的适用于任何成型方式，有的只能以某种成型方式进行加工，这样就造成了应用上的局限。

热硬化型工程塑料的耐冲击性较差，因此大多添加玻璃纤维。

工程塑料除了聚碳酸酯等耐冲击性大外，通常具有硬、脆、延伸率小的性质，但如果添加20—30%的玻璃纤维，则它的耐冲击性将有所改善。

工程塑料是指一类可以作为结构材料，在较宽的温度范围内承受机械应力，在较为苛刻的化学物理环境中使用的高性能的高分子材料。

：

-般指能承受一定的外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程结构件的塑料。

如ABS、尼龙、聚矾等。

可以做为构造用及机械零件用之高性能塑胶，耐热性在100℃以上，主要运用在工业上

其性能包括：

1.热性质：

玻璃转移温度（Tg）及熔点（Tm）高、热变形温度（HDT）高、长期使用温度高（UL-746B）、使用温度范围大、热膨胀系数小。

2.机械性质：

高强度、高机械模数、潜变性低、耐磨损、耐疲劳性。

3.其他：

耐化学药品性、优良的抗电性、耐燃性、耐候性、尺寸安定性佳。

被当做通用性塑胶者包括聚碳酸酯（Polycarbonate,PC）、聚醯胺（尼龙,Polyamide,PA）、聚缩醛（Polyacetal,PolyoxyMethylene,POM）、变性聚苯醚（PolyPhenyleneOxide,变性PPE）、聚酯（PETP，PBTP）、聚苯硫醚（PolyphenyleneSulfide,PPS）、聚芳基酯，而热硬化性塑胶则有不饱和聚酯、酚塑胶、环氧塑胶等。

拉伸强度均超过50MPa，抗拉强度在500kg/cm2以上，耐冲击性超过50J/m，弯曲弹性率在24000kg/cm2，负载挠曲温度超过100℃，其硬度、老化性优。

聚丙烯若改善硬度及耐寒性，则亦可列入工程塑胶的范围。

此外，较特殊者为强度弱、耐热、耐药品性优的氟素塑胶，耐热性优的矽溶融化合物、聚醯胺醯亚胺、聚醯亚胺、Polybismaleimide、Polysufone（PSF）、PES、丙烯塑胶、变性蜜胺塑胶、BTResin、PEEK、PEI、液晶塑胶等。

因为化学构造不同，故耐药品性、摩擦特性、电机特性等也有若干差异。

且因成形性的不同，故有适用于任何成形方式者，亦有只能以某种成形方式加工者，造成应用上的受限。

热硬化型的工程塑胶，其耐冲击性较差，因此大多添加玻璃纤维。

工程塑胶除了聚碳酸酯等耐冲击性大者外，通常具有延伸率小、硬、脆的性质，但若添加20~30%的玻璃纤维，则可有所改善。

耐磨改性工程塑料

耐磨改性工程塑料可以提供较低的摩擦力系数来降低磨损率。

比如，血糖计的盖子在使用了耐磨材料后可以增加它的来回开合的使用寿命。

同时，耐磨改性工程塑料也使用于配色产品中，甚至用于不同的材料之间。

在一次性使用的产品中，例如针和刀片也受益于该材料的润滑作用。

此外，耐磨材料的其它运用包括导尿管，套管，传动装置及真空管。

其它的效果还包括，由于光滑部件的运动而减少了噪音，提高了塑料的加工生产性能和挤出成型的效率。

导电改性工程塑料

当热塑性材料增添了导电成份后，就具有了永久的静电消散（ESD）和防止静电积聚功能从而能够起到保护作用。

导电类热塑性材料允许静电连续性释放，而不是快速的积聚并放电。

静电会损坏敏感性电子元件并且在易燃环境下可以引发爆炸。

积聚的静电会堵塞材料的传动而中断机械的传动。

导电性热塑材料可以广泛的运用于配色产品中，而且某些导电材料是透明的。

其运用主要包括，ECG传感器，吸液管，电器保护装置以及新型的医疗分娩装置，诸如吸入产品，包括PMDI间隔装置。

抗辐射类改性工程塑料

特定的添加剂可以提高热塑性塑料的密度。

这些高密度的热塑性塑料具有金属的质感，但同时又保持了塑料的加工特性。

医疗产品领域因为环保的原因正在寻找此类可替代铅的材料。

同时这些高比重的添加物也具有抗辐射特性。

由抗辐射类化合物组成的注塑件、导管件或片状材料可吸引X光而不会被射线穿过。

在放射疗法或手术中使用的如织物般柔软的薄片，可以帮助保护机器和人员免受X光的散射和直射。

含有钡硫酸盐的导管在植入体内后可以通过荧光透视或X光成像来跟踪其所在位置。

BaxterHealthcare在做心瓣膜修复手术中使用的器械（可回用的手柄和一次性的卡扣闭环）是由聚碳酸酯特种改性工程塑料构成。

X光可见（即有防辐射功能）的塞子是使用嵌入注塑工艺成型在模板上的，而耐蒸汽处理的塞子是使用聚醚砜的材料，这就保证了整个装置能够承受高温蒸汽消毒处理。

预染色改性工程塑料

近几年，塑料配色技术发展很快。

在医疗应用中，设计师可以在符合FDA和没有迁移的颜料中进行挑选。

独特的色彩效果可以有助于形成产品的独特卖点并为医疗设备设计师带来利益。

当医疗产品从医院进入家庭消费市场的时候，缤纷可爱的颜色和荧光效果有助于提升产品价值。

另外，弹性体的应用可以使产品具有柔软触感从而提高附加值。

具有令人舒适愉悦的颜色的医疗设备也可以使得患者更愿意配合治疗，同时减轻他们的痛苦。

[编辑本段]中国工程塑料业发展现状

中国工程塑料工业历经10年发展，成果丰硕，已逐步形成了具有树脂合成、塑料改性与合金、加工应用等相关配套能力的完整产业链。

这是中国工程塑料工业协会理事长杨伟才在5月27日北京召开的中国工程塑料工业协会峰会上表示的。

10年前，中国工程塑料业刚刚起步，生产能力与需求相比严重滞后，原料树脂85%以上依靠进口，一半以上的改性树脂材料使用国外产品。

而时至今日，我国的工程塑料树脂均能在国内生产，聚合能力已经达到每年60万吨左右，改性树脂材料年产量也有200多万吨，就连过去国外对我国禁运的特种工程塑料树脂，现在国内几乎都有生产，并且能够少量出口。

中国工程塑料工业协会数据表明，在过去的10年里，我国工程塑料产值年均增长20%以上，企业规模不断发展壮大，科技水平日益提高。

目前，在工程塑料合成方面已有中蓝集团、云天化集团、神马集团、仪征化纤、德阳科技等上规模的企业。

由于工程塑料具有特别优异的性能，其技术发展水平受到政府层面的重视，已被列入国家中长期科技发展纲要中高新技术的重点选项。

在今年科技部产业支撑计划中，有非光气法聚碳酸酯等7个工程塑料项目被列入。

另外，经过长期的技术攻关，目前我国工程塑料技术水平发展较快，在改性材料与树脂合金方面，部分产品技术、质量指标也已接近国外先进水平。

一些特种工程塑料产品的工艺技术已经进入到国际先进行列。

尽管我国的工程塑料在合成和加工方面取得了长足发展，但总体看来仍存在产能过度集中在一些技术含量相对较低产品上的缺点。

郑恺表示，企业应当将目光放长远，把握住当前如大飞机等一批国家重点工程建设的契机，提升科技水平，加快产品结构升级，促进我国工程塑料行业更快、更健康的发展。