什么是塑料(2)
什么是塑料
塑料的分類
用途分類
根據(jù)各種塑料不同的使用特性，通常將塑料分為通用塑料、工程塑料和特種塑料三種類型。
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一般是指產(chǎn)量大、用途廣、成型性好、價(jià)格便宜的塑料。通用塑料有五大品種，即聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)及丙烯腈─丁二烯─苯乙烯共聚合物(ABS)。這五大類塑料占據(jù)了塑料原料使用的絕大多數(shù)，其余的基本可以歸入特殊塑料品種，如：PPS、PPO、PA、PC、POM等，它們?cè)谌沼蒙町a(chǎn)品中的用量很少，主要應(yīng)用在工程產(chǎn)業(yè)、國(guó)防科技等高端的領(lǐng)域，如汽車、航天、建筑、通訊等領(lǐng)域。塑料根據(jù)其可塑性分類，可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。通常情況下，熱塑性塑料的產(chǎn)品可再回收利用，而熱固性塑料則不能，根據(jù)塑料的光學(xué)性能來(lái)分，可分為透明、半透明及不透明原料，如PS、PMMA、AS、PC等屬于透明塑料，而其它大多數(shù)塑料都為不透明塑料。
常用塑料品種性能及用途
1、聚乙烯：常用聚乙烯可分為低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和線性低密度聚乙烯(LLDPE)。三者當(dāng)中，HDPE有較好的熱性能、電性能和機(jī)械性能，而LDPE和LLDPE有較好的柔韌性、沖擊性能、成膜性等。LDPE和LLDPE主要用于包裝用薄膜、農(nóng)用薄膜、塑料改性等，而HDPE 的用途比較廣泛，薄膜、管材、注射日用品等多個(gè)領(lǐng)域。
2、聚丙烯：相對(duì)來(lái)說(shuō)，聚丙烯的品種更多，用途也比較復(fù)雜，領(lǐng)域繁多，品種主要有均聚聚丙烯(homopp)，嵌段共聚聚丙烯(copp)和無(wú)規(guī)共聚聚丙烯(rapp)，根據(jù)用途的不同，均聚主要用在拉絲、纖維、注射、BOPP膜等領(lǐng)域，共聚聚丙烯主要應(yīng)用于家用電器注射件，改性原料，日用注射產(chǎn)品、管材等，無(wú)規(guī)聚丙烯主要用于透明制品、高性能產(chǎn)品、高性能管材等。
3、聚氯乙烯：由于其成本低廉，產(chǎn)品具有自阻燃的特性，故在建筑領(lǐng)域里用途廣泛，尤其是下水道管材、塑鋼門窗、板材、人造皮革等用途最為廣泛。
4、聚苯乙烯：作為一種透明的原材料，在有透明需求的情況下，用途廣泛，如汽車燈罩、日用透明件、透明杯、罐等。
5、ABS：是一種用途廣泛的工程塑料，具有杰出的物理機(jī)械和熱性能，廣泛應(yīng)用于家用電器、面板、面罩、組合件、配件等，尤其是家用電器，如洗衣機(jī)、空調(diào)、冰箱、電扇等，用量十分龐大，另外在塑料改性方面，用途也很廣。
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一般指能承受一定外力作用，具有良好的機(jī)械性能和耐高、低溫性能，尺寸穩(wěn)定性較好，可以用作工程結(jié)構(gòu)的塑料，如聚酰胺、聚砜等。在工程塑料中又將其分為通用工程塑料和特種工程塑料兩大類。工程塑料在機(jī)械性能、耐久性、耐腐蝕性、耐熱性等方面能達(dá)到更高的要求，而且加工更方便并可替代金屬材料。工程塑料被廣泛應(yīng)用于電子電氣、汽車、建筑、辦公設(shè)備、機(jī)械、航空航天等行業(yè)，以塑代鋼、以塑代木已成為國(guó)際流行趨勢(shì)。
通用工程塑料包括：聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、熱塑性聚酯、超高分子量聚乙烯、甲基戊烯聚合物、乙烯醇共聚物等。
特種工程塑料又有交聯(lián)型的非交聯(lián)型之分。交聯(lián)型的有：聚氨基雙馬來(lái)酰胺、聚三嗪、交聯(lián)聚酰亞胺、耐熱環(huán)氧樹指等。非交聯(lián)型的有：聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚酰亞胺、聚醚醚酮(PEEK)等。
③特種塑料
一般是指具有特種功能，可用于航空、航天等特殊應(yīng)用領(lǐng)域的塑料。如氟塑料和有機(jī)硅具有突出的耐高溫、自潤(rùn)滑等特殊功用，增強(qiáng)塑料和泡沫塑料具有高強(qiáng)度、高緩沖性等特殊性能，這些塑料都屬于特種塑料的范疇。
a、增強(qiáng)塑料：
增強(qiáng)塑料原料在外形上可分為粒狀(如鈣塑增強(qiáng)塑料)、纖維狀(如玻璃纖維或玻璃布增強(qiáng)塑料)、片狀(如云母增強(qiáng)塑料)三種。按材質(zhì)可分為布基增強(qiáng)塑料(如碎布增強(qiáng)或石棉增強(qiáng)塑料)、無(wú)機(jī)礦物填充塑料(如石英或云母填充塑料)、纖維增強(qiáng)塑料(如碳纖維增強(qiáng)塑料)三種。
b、泡沫塑料：
泡沫塑料可以分為硬質(zhì)、半硬質(zhì)和軟質(zhì)泡沫塑料三種。硬質(zhì)泡沫塑料沒(méi)有柔韌性，壓縮硬度很大，只有達(dá)到一定應(yīng)力值才產(chǎn)生變形，應(yīng)力解除后不能恢復(fù)原狀;軟質(zhì)泡沫塑料富有柔韌性，壓縮硬度很小，很容易變形，應(yīng)力解除后能恢復(fù)原狀，殘余變形較小;半硬質(zhì)泡沫塑料的柔韌性和其他性能介于硬質(zhì)與軟質(zhì)泡沫塑料之間。
理化分類
根據(jù)各種塑料不同的理化特性，可以把塑料分為熱固性塑料和熱塑性塑料兩種類型。
(1)熱塑性塑料
熱塑性塑料(Thermo plastics )：指加熱后會(huì)熔化，可流動(dòng)至模具冷卻后成型，再加熱后又會(huì)熔化的塑料;即可運(yùn)用加熱及冷卻，使其產(chǎn)生可逆變化(液態(tài)←→固態(tài))，是所謂的物理變化。通用的熱塑性塑料其連續(xù)的使用溫度在100℃以下，聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯并稱為四大通用塑料。熱塑料性塑料又分烴類、含極性基因的乙烯基類、工程類、纖維素類等多種類型。受熱時(shí)變軟，冷卻時(shí)變硬，能反復(fù)軟化和硬化并保持一定的形狀?？扇苡谝欢ǖ娜軇哂锌扇劭扇艿男再|(zhì)。熱塑性塑料具有優(yōu)良的電絕緣性，特別是聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)都具有極低的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗，宜于作高頻和高電壓絕緣材料。熱塑性塑料易于成型加工，但耐熱性較低，易于蠕變，其蠕變程度隨承受負(fù)荷、環(huán)境溫度、溶劑、濕度而變化。為了克服熱塑性塑料的這些弱點(diǎn)，滿足在空間技術(shù)、新能源開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域應(yīng)用的需要，各國(guó)都在開(kāi)發(fā)可熔融成型的耐熱性樹脂，如聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜(PES)、聚芳砜(PASU)、聚苯硫醚(PPS)等。以它們作為基體樹脂的復(fù)合材料具有較高的力學(xué)性能和耐化學(xué)腐蝕性，能熱成型和焊接，層間剪切強(qiáng)度比環(huán)氧樹脂好。如用聚醚醚酮作為基體樹脂與碳纖維制成復(fù)合材料，耐疲勞性超過(guò)環(huán)氧/碳纖維。它的耐沖擊性好，在室溫下具有良好的耐蠕變性，加工性好，可在240～270℃連續(xù)使用，是一種非常理想的耐高溫絕緣材料。用聚醚砜作為基體樹脂與碳纖維制成的復(fù)合材料在 200℃具有較高的強(qiáng)度和硬度，在-100℃尚能保持良好的耐沖擊性;無(wú)毒，不燃，發(fā)煙最少，耐輻射性好，預(yù)期可用它作航天飛船的關(guān)鍵部件，還可模塑加工成雷達(dá)天線罩等。
甲醛交聯(lián)型塑料包括酚醛塑料、氨基塑料(如脲-甲醛-三聚氰胺-甲醛等)。
其他交聯(lián)型塑料包括不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂、鄰苯二甲二烯丙酯樹脂等。
(2)熱固性塑料
熱固性塑料是指在受熱或其他條件下能固化或具有不溶(熔)特性的塑料，如酚醛塑料、環(huán)氧塑料等。熱固性塑料又分甲醛交聯(lián)型和其他交聯(lián)型兩種類型。熱加工成型后形成具有不熔不溶的固化物，其樹脂分子由線型結(jié)構(gòu)交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。再加強(qiáng)熱則會(huì)分解破壞。典型的熱固性塑料有酚醛、環(huán)氧、氨基、不飽和聚酯、呋喃、聚硅醚等材料，還有較新的聚苯二甲酸二丙烯酯塑料等。它們具有耐熱性高、受熱不易變形等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度一般不高，但可以通過(guò)添加填料，制成層壓材料或模壓材料來(lái)提高其機(jī)械強(qiáng)度。
以酚醛樹脂為主要原料制成的熱固性塑料，如酚醛模壓塑料(俗稱電木)，具有堅(jiān)固耐用、尺寸穩(wěn)定、耐除強(qiáng)堿外的其他化學(xué)物質(zhì)作用等特點(diǎn)?？筛鶕?jù)不同用途和要求，加入各種填料和添加劑。如要求高絕緣性能的品種，可采用云母或玻璃纖維為填料;如要耐熱的品種，可采用石棉或其他耐熱填料;如要求抗震的品種，可采用各種適當(dāng)?shù)睦w維或橡膠為填料及一些增韌劑以制成高韌性材料。此外還可以采用苯胺、環(huán)氧、聚氯乙烯、聚酰胺、聚乙烯醇縮醛等改性的酚醛樹脂以滿足不同用途的要求。用酚醛樹脂還可以制成酚醛層壓板，其特點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度高，電性能良好，耐腐蝕，易于加工，廣泛應(yīng)用于低壓電工設(shè)備。
氨基塑料有脲甲醛、三聚氰胺甲醛、脲素三聚氰胺甲醛等。它們具有質(zhì)地堅(jiān)硬、耐刮痕、無(wú)色、半透明等優(yōu)點(diǎn)，加入色料可制成彩色鮮艷的制品，俗稱電玉。由于它耐油，不受弱堿和有機(jī)溶劑的影響(但不耐酸)，可在70℃下長(zhǎng)期使用，短期可耐110～120℃，可用于電工制品。三聚氰胺甲醛塑料比脲甲醛塑料硬度高，有更好的耐水、耐熱、耐電弧性，可作耐電弧絕緣材料。
以環(huán)氧樹脂為主要原料制成的熱固性塑料品種很多，其中以雙酚A型環(huán)氧樹脂為基材的約占90%。它具有優(yōu)良的粘接性、電絕緣性、耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性，收縮率和吸水率小，機(jī)械強(qiáng)度好等特點(diǎn)。
不飽和聚酯和環(huán)氧樹脂都可以制成玻璃鋼，具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度。如不飽和聚酯的玻璃鋼，其機(jī)械性能良好，密度小(只有鋼的1/5至1/4，鋁的1/2)，易于加工成各種電器零件。以苯二甲酸二丙烯酯樹脂制成的塑料的電性能和機(jī)械性能均優(yōu)于酚醛和氨基熱固性塑料。它吸濕性小，制品尺寸穩(wěn)定，成型性能好，耐酸堿及沸水和一些有機(jī)溶劑。模塑料適于制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的、既耐溫又有高絕緣性的零件。一般可在-60～180℃的溫度范圍長(zhǎng)期使用，耐熱等級(jí)可達(dá)F級(jí)到H級(jí)，比酚醛和氨基塑料的耐熱性都高。
聚硅醚結(jié)構(gòu)形式的有機(jī)硅塑料在電子、電工技術(shù)中的應(yīng)用較多。有機(jī)硅層壓塑料多以玻璃布為補(bǔ)強(qiáng)材料;有機(jī)硅模壓塑料多以玻璃纖維和石棉為填料，用以制造耐高溫、高頻或潛水電機(jī)、電器、電子設(shè)備的零部件等。這類塑料的特點(diǎn)是介電常數(shù)和tgδ值較小，受頻率影響小，用于電工和電子工業(yè)中耐電暈和電弧，即使放電引起分解，產(chǎn)物是二氧化硅而不是能導(dǎo)電的碳黑。這類材料有突出的耐熱性，可以在250℃連續(xù)使用。聚硅醚的主要缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度低，膠粘性小，耐油性差。已開(kāi)發(fā)出許多改性有機(jī)硅聚合物，例如聚酯改性有機(jī)硅塑料等在電工技術(shù)上得到應(yīng)用。有的塑料既是熱塑性又是熱固性的塑料。例如聚氯乙烯，一般為熱塑性塑料，日本已研制出一種新型液態(tài)聚氯乙烯是熱固性的，模塑溫度為60～140℃;美國(guó)一種叫倫德克斯的塑料，既有熱塑性加工的特征，又有熱固性塑料的物理性能。
①烴類塑料。屬非極性塑料，具有結(jié)晶性和非結(jié)晶性之分，結(jié)晶性烴類塑料包括聚乙烯、聚丙烯等，非結(jié)晶性烴類塑料包括聚苯乙等。
②含極性基因的乙烯基類塑料。除氟塑料外，大多數(shù)是非結(jié)晶型的透明體，包括聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯等。乙烯基類單體大多數(shù)可以采用游離基型催化劑進(jìn)行聚合。
?、蹮崴苄怨こ趟芰?。主要包括聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、ABS、聚苯醚、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚砜、聚醚砜、聚酰亞胺、聚苯硫醚等。聚四氟乙烯。改性聚丙烯等也包括在這個(gè)范圍內(nèi)。
?、軣崴苄岳w維素類塑料。主要包括醋酸纖維素、醋酸丁酸纖維素、塞璐珞、玻璃紙等。
加工方法分類
根據(jù)各種塑料不同的成型方法，可以分為膜壓、層壓、注射、擠出、吹塑、澆鑄塑料和反應(yīng)注射塑料等多種類型。
膜壓塑料多為物性的加工性能與一般固性塑料相類似的塑料;層壓塑料是指浸有樹脂的纖維織物，經(jīng)疊合、熱壓而結(jié)合成為整體的材料;注射、擠出和吹塑多為物性和加工性能與一般熱塑性塑料相類似的塑料;澆鑄塑料是指能在無(wú)壓或稍加壓力的情況下，傾注于模具中能硬化成一定形狀制品的液態(tài)樹脂混合料，如MC尼龍等;反應(yīng)注射塑料是用液態(tài)原材料，加壓注入膜腔內(nèi)，使其反應(yīng)固化成一定形狀制品的塑料，如聚氨酯等。
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