【正文】 合成樹脂及塑料 synthetic resin and Plastics 學(xué)習(xí)目的與要求 掌握塑料的分類、性能及應(yīng)用；掌握PE、 PMMA、 PVC、 PS、 ABS樹脂、聚氨酯樹脂等生產(chǎn)工藝技術(shù)、結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用。 167。 81 塑料的分類與應(yīng)用 樹脂 (resin) 是指遇熱變軟，具有可塑性的天然高分子化合物的統(tǒng)稱。一般是無定型的透 明或半透明的固體或半固體。 樹脂的用途 樹脂是制造合成塑料、合成纖維、合成橡膠、黏合劑、涂料、離子交換樹脂 等產(chǎn)品的主要原料。 樹脂按來源分類 天然樹脂 → 天然橡膠、樹膠、蟲膠、琥珀等 合成樹脂 → 由單體合成或天然高聚物改性獲得 167。 81 塑料的分類與應(yīng)用 塑料 (plastics) 是以樹脂為主要成分，適當加入（或不加）添加劑（填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、顏料等），可在一定溫度、壓力下塑化成型，而產(chǎn)品最后能在常溫下保持形狀不變的一類高分子材料。 塑料與樹脂的區(qū)別 樹脂是純的高聚物，而塑料是以樹脂為主的高聚物制品。 一、塑料的分類 按塑料受熱后性能變化分類 熱塑性塑料 → 成型后再加熱重新軟化加工而化學(xué)組成不變的一類塑料，即具有可溶可熔性。 熱固性塑料 → 成型后不能再加熱重新軟化加工的一類塑料，即具有不溶不熔性。 167。 81 塑料的分類與應(yīng)用 按應(yīng)用分類 通用塑料 → 產(chǎn)量大、應(yīng)用廣、加工性能好、成本低的塑料 工程塑料 特種工程塑料 氟塑料 PTFE 熱致性液晶聚合物 LCP 聚苯酯 PHB 聚芳酯 PAR 聚醚酮類 PEK 聚醚類 PSF 聚酰亞胺類 PI 聚苯硫醚 PPS 通用工程塑料 熱塑性聚酯 PBT 聚苯醚 PPO 聚甲醛 POM 聚碳酸酯 PC 聚酰胺 一般塑料 → 用量小、性能一般的塑料，如 PMMA等 特種塑料 → 性能獨特、價格高的耐熱、阻隔、導(dǎo)電塑料 167。 81 塑料的分類與應(yīng)用 按塑料的組分分類 單組分塑料 → 合成樹脂為主，少量助劑 多組分塑料 → 除合成樹脂外，較多量助劑 PE塑料 PS塑料 PMMA塑料 PP塑料 PVC塑料 酚醛塑料 氨基塑料 國內(nèi)塑料的應(yīng)用 包裝材料（ 4Mt， 22%） 日用材料（ ， 20%） 農(nóng)業(yè)材料（ 3Mt， 17%） 電子、機、汽車材料（ 3Mt， 17%） 建筑材料（ ， 7%） 其他材料（ ， 18%） 167。 82 聚乙烯樹脂及塑料 概況 聚乙烯（ polyethylene）是由乙烯單體經(jīng)自由基聚合或配位聚合而獲得的高聚物，簡稱 PE。產(chǎn)量居居世界首位，占總樹脂量的 20%左右。 2023年國內(nèi)總產(chǎn)量48Mt， 其中國內(nèi)生產(chǎn)能力 ，實際生產(chǎn) 。 聚乙烯生產(chǎn)方法 （高壓法、中壓法、低壓法） 167。 82 聚乙烯樹脂及塑料 一、主要原料 ★ 乙烯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 乙烯 CH2＝ CH2 ★ 乙烯的主要生產(chǎn)方法 乙烯的主要生產(chǎn)方法 液化天然氣、液化石油氣分離 焦爐煤氣分離 乙醇催化脫水 石腦油、輕柴油、重油、原油裂解氣分離 167。 82 聚乙烯樹脂及塑料 二 、 聚乙烯的結(jié)構(gòu)、性能、用途 ★聚乙烯的結(jié)構(gòu) 乙烯的化學(xué)組成為碳和氫，重復(fù)結(jié)構(gòu)單元為－ CH2－ CH2－，是主鏈為碳原 子組成的線型高聚物。 依據(jù)聚合方法的不同，其產(chǎn)物結(jié)構(gòu)不同，高壓法合成的聚乙烯平均每 1000個碳原子中含 15～ 20個支鏈，其中短支鏈為甲基和長支鏈為烷基（如正丁基等），而中壓法和低壓法合成的聚乙烯基本上無支鏈。 高壓聚乙烯的相對分子質(zhì)量為 25000～ 50000，結(jié)晶度為 50%～ 60%，密度為 ～ ，熔融溫度為 115℃ ，一般稱為低密度聚乙烯。 中壓法合成的聚乙烯，相對分子質(zhì)量為 45000～ 50000，結(jié)晶度為 85%以上。 低壓法合成的聚乙烯相對分子質(zhì)量一般小于 350000，超過 1000000的為超高 相對分子質(zhì)量聚乙烯，結(jié)晶度 80%以上，密度為 ～ ，熔融高于 127℃ 。 按照聚乙烯的結(jié)構(gòu)性能可以分為高密度聚乙烯（ HDPE）、低密度聚乙烯 （ LDPE）、超高相對分子質(zhì)量聚乙烯（ UHMWPE）、線性低密度聚乙烯 （ LLDPE）和茂金屬聚乙烯等。 167。 82 聚乙烯樹脂及塑料 ★ 聚乙烯的性能 ☆ 一般性能 聚乙烯樹脂為無毒、無味的白色粉末或顆粒，外觀呈乳白色，有似蠟的手感，吸水率低，小于%。聚乙烯膜透明，并隨結(jié)晶度的提高而降低。聚乙烯膜的透水率低但透氣性較大，不適于保鮮包裝而適于防潮包裝。易燃、氧指數(shù)為 ，燃燒時低煙，有少量熔融落滴，火焰上黃下籃，有石蠟氣味。聚乙烯的耐水性較好。制品表面無極性，難以粘合和印刷，經(jīng)表面處理有所改善。支鏈多其耐光降解和耐氧化能力差。 167。 82 聚乙烯樹脂及塑料 ☆ 力學(xué)性能 聚乙烯的力學(xué)性能一般，拉伸強度較低，抗蠕變性不好，耐沖擊性好。沖擊強度 LDPE＞LLDPE＞ HDPE，其他力學(xué)性能 LDPE＜ LLDPE＜ HDPE。主要受密度、結(jié)晶度和相對分子質(zhì)量的影響，隨著這幾項指標的提高，其力學(xué)性能增大。 耐環(huán)境應(yīng)力開裂性不好，但當相對分子質(zhì)量增加時，有所改善。耐穿刺性好，其中 LLDPE最好。 167。 82 聚乙烯樹脂及塑料 ☆ 熱學(xué)性能 聚乙烯的耐熱性不高，隨相對分子質(zhì)量和結(jié)晶度的提高有所改善。耐低溫性能好，脆性溫度一般可達－ 50℃ 以下；并隨相對分子質(zhì)量的增大，最低可達－ 140℃ 。聚乙烯的線膨脹系數(shù)大，最高可達（ 20～ 24） 10－ 5/K。熱導(dǎo)率較高。 ☆ 電學(xué)性能 因聚乙烯無極性，所以具有介電損耗低、介電強度大的電性能優(yōu)異，即可以做調(diào)頻絕緣材料、耐電暈性塑料，又可以做高壓絕緣材料。 167。 82 聚乙烯樹脂及塑料 ☆ 環(huán)境性能 聚乙烯屬于烷烴惰性聚合物，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。在常溫下耐酸、堿、鹽類水溶液的腐蝕，但不耐強氧化劑如發(fā)煙硫酸、濃硝酸和鉻酸等。聚乙烯在 60℃ 以下不溶于一般溶劑，但與脂肪烴、芳香烴、鹵代烴等長期接觸會溶脹或龜裂。溫度超過 60℃ 后，可少量溶于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯、松節(jié)油、礦物油及石蠟中；溫度高于100℃ ，可溶于四氫化萘。 由于聚乙烯分子中含有少量雙鍵和醚鍵，其耐候性不好，日曬、雨淋都會引起老化，需要加入抗氧劑和光穩(wěn)定劑改善。 167。 82 聚乙烯樹脂及塑料 ☆ 加工特性 因 LDPE、 HDPE的流動性好，加工溫度低，粘度大小適中，分解溫度低，在 惰性氣體中高溫度 300℃ 不分解，所以是一種加工