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- 塑料的分類、成分及特性與制造過(guò)程
塑料是一種用途廣泛的合成高分子材料,在我們的日常生活中塑料制品比比皆是。從我們起床后使用的洗漱用品、早餐時(shí)用的餐具,到工作學(xué)習(xí)時(shí)用的文具、休息時(shí)用的座墊、床墊,以及電視機(jī)、洗衣機(jī)、計(jì)算機(jī)的外殼,還有夜晚給我們帶來(lái)光明的各種造型的燈具……塑料以它優(yōu)異的性能逐步地代替了許多已經(jīng)使用了幾十年、幾百年的材料和器皿,成為人們生活中不可缺少的助手。塑料集金屬的堅(jiān)硬性、木材的輕便性、玻璃的透明性、陶瓷的耐腐蝕性,橡膠的彈性和韌性于一身,因此除了日常用品外,塑料更廣泛地應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療器械、石油化工、機(jī)械制造、國(guó)防、建筑等各行各業(yè)。
一、塑料的分類
塑料種類很多,到目前為止世界上投入生產(chǎn)的塑料大約有三百多種。塑料的分類方法較多,常用的有兩種:
1、根據(jù)塑料受熱后的性質(zhì)不同分為熱塑性塑料和熱固性塑料
熱塑性塑料分子結(jié)構(gòu)都是線型結(jié)構(gòu),在受熱時(shí)發(fā)生軟化或熔化,可塑制成一定的形狀,冷卻后又變硬。在受熱到一定程度又重新軟化,冷卻后又變硬,這種過(guò)程能夠反復(fù)進(jìn)行多次。如聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等。熱塑性塑料成型過(guò)程比較簡(jiǎn)單,能夠連續(xù)化生產(chǎn),并且具有相當(dāng)高的機(jī)械強(qiáng)度,因此發(fā)展很快。
熱固性塑料的分子結(jié)構(gòu)是體型結(jié)構(gòu),在受熱時(shí)也發(fā)生軟化,可以塑制成一定的形狀,但受熱到一定的程度或加入少量固化劑后,就硬化定型,再加熱也不會(huì)變軟和改變形狀了。熱固性塑料加工成型后,受熱不再軟化,因此不能回收再用,如酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧樹脂等都屬于此類塑料。熱固性塑料成型工藝過(guò)程比較復(fù)雜,所以連續(xù)化生產(chǎn)有一定的困難,但其耐熱性好、不容易變形,而且價(jià)格比較低廉。
2、根據(jù)塑料的用途不同分為通用塑料和工程塑料
通用塑料是指產(chǎn)量大、價(jià)格低、應(yīng)用范圍廣的塑料,主要包括聚烯烴、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料五大品種。人們?nèi)粘I钪惺褂玫脑S多制品都是由這些通用塑料制成。
工程塑料是可作為工程結(jié)構(gòu)材料和代替金屬制造機(jī)器零部件等的塑料。例如聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS樹脂、聚四氟乙烯、聚酯、聚砜、聚酰亞胺等。工程塑料具有密度小、化學(xué)穩(wěn)定性高、機(jī)械性能良好、電絕緣性優(yōu)越、加工成型容易等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于汽車、電器、化工、機(jī)械、儀器、儀表等工業(yè),也應(yīng)用于宇宙航行、火箭、導(dǎo)彈等方面。
二、塑料的成分
我們通常所用的塑料并不是一種純物質(zhì),它是由許多材料配制而成的。其中高分子聚合物(或稱合成樹脂)是塑料的主要成分,此外,為了改進(jìn)塑料的性能,還要在聚合物中添加各種輔助材料,如填料、增塑劑、潤(rùn)滑劑、穩(wěn)定劑、著色劑等,才能成為性能良好的塑料。
1、合成樹脂
合成樹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,而且樹脂的性質(zhì)常常決定了塑料的性質(zhì),所以人們常把樹脂看成是塑料的同義詞。例如把聚氯乙烯樹脂與聚氯乙烯塑料、酚醛樹脂與酚醛塑料混為一談。其實(shí)樹脂與塑料是兩個(gè)不同的概念。樹脂是一種未加工的原始聚合物,它不僅用于制造塑料,而且還是涂料、膠粘劑以及合成纖維的原料。而塑料除了極少一部分含100%的樹脂外,絕大多數(shù)的塑料,除了主要組分樹脂外,還需要加入其他物質(zhì)。
2、填料
填料又叫填充劑,它可以提高塑料的強(qiáng)度和耐熱性能,并降低成本。例如酚醛樹脂中加入木粉后可大大降低成本,使酚醛塑料成為最廉價(jià)的塑料之一,同時(shí)還能顯著提高機(jī)械強(qiáng)度。填料可分為有機(jī)填料和無(wú)機(jī)填料兩類,前者如木粉、碎布、紙張和各種織物纖維等,后者如玻璃纖維、硅藻土、石棉、炭黑等。
3、增塑劑
增塑劑可增加塑料的可塑性和柔軟性,降低脆性,使塑料易于加工成型。增塑劑一般是能與樹脂混溶,無(wú)毒、無(wú)臭,對(duì)光、熱穩(wěn)定的高沸點(diǎn)有機(jī)化合物,最常用的是鄰苯二甲酸酯類。例如生產(chǎn)聚氯乙烯塑料時(shí),若加入較多的增塑劑便可得到軟質(zhì)聚氯乙烯塑料,若不加或少加增塑劑(用量<10%),則得硬質(zhì)聚氯乙烯塑料。
4、穩(wěn)定劑
為了防止合成樹脂在加工和使用過(guò)程中受光和熱的作用分解和破壞,延長(zhǎng)使用壽命,要在塑料中加入穩(wěn)定劑。常用的有硬脂酸鹽、環(huán)氧樹脂等。
5、著色劑
著色劑可使塑料具有各種鮮艷、美觀的顏色。常用有機(jī)染料和無(wú)機(jī)顏料作為著色劑。
6、潤(rùn)滑劑
潤(rùn)滑劑的作用是防止塑料在成型時(shí)不粘在金屬模具上,同時(shí)可使塑料的表面光滑美觀。常用的潤(rùn)滑劑有硬脂酸及其鈣鎂鹽等。
除了上述助劑外,塑料中還可加入阻燃劑、發(fā)泡劑、抗靜電劑等,以滿足不同的使用要求。
三、塑料的特性
1、塑料具有可塑性
顧名思義,塑料就是可以塑造的材料。所謂塑料的可塑性就是可以通過(guò)加熱的方法使固體的塑料變軟,然后再把變軟了的塑料放在模具中,讓它冷卻后又重新凝固成一定形狀的固體。塑料的這種性質(zhì)也有一定的缺陷,即遇熱時(shí)容易軟化變形,有的塑料甚至用溫度較高的水燙一下就會(huì)變形,所以塑料制品一般不宜接觸開水。
2、塑料具有彈性
有些塑料也像合成纖維一樣,具有一定的彈性。當(dāng)它受到外力拉伸時(shí),卷曲的分子就由柔韌性而被拉直,但一旦拉力取消后,它又會(huì)恢復(fù)原來(lái)的卷曲狀態(tài),這樣就使得塑料具有彈性,例如聚乙烯和聚氯乙烯的薄膜制品。但是有些塑料是沒(méi)有彈性的。
3、塑料具有較高的強(qiáng)度
塑料雖然沒(méi)有金屬那樣堅(jiān)硬,但與玻璃、陶瓷、木材等相比,還是具有比較高的強(qiáng)度及耐磨性。塑料可以制成機(jī)器上堅(jiān)固的齒輪和軸承。
4、塑料具有耐腐蝕性
塑料既不像金屬那樣在潮濕的空氣中會(huì)生銹,也不像木材那樣在潮濕的環(huán)境中會(huì)腐爛或被微生物侵蝕,另外塑料耐酸堿的腐蝕。因此塑料常常被用作化工廠的輸水和輸液管道,建筑物的門窗等。
5、塑料具有絕緣性
塑料的分子鏈?zhǔn)窃右怨矁r(jià)鍵結(jié)合起來(lái)的,分子既不能電離,也不能在結(jié)構(gòu)中傳遞電子,所以塑料具有絕緣性。塑料可用來(lái)制造電線的包皮、電插座、電器的外殼等。
6..塑料的制造過(guò)程
絕大多數(shù)塑料制造的第一步是合成樹脂的生產(chǎn)(由單體聚合而得),然后根據(jù)需要,將樹脂(有時(shí)加入一定量的添加劑)進(jìn)一步加工成塑料制品。有少數(shù)品種(如有機(jī)玻璃)其樹脂的合成和塑料的成型是同時(shí)進(jìn)行的。 - 回答時(shí)間:2006-07-13
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