【正文】 塑料的性能與應(yīng)用 塑料概述 一、塑料的定義 ? 塑料是一種具有可塑性的人造高分子有機化合物 (樹脂 ). ? 塑料是指以有機合成樹脂為主要成分 ,加入或不加入其他配合材料 (助劑 )而構(gòu)成的人造材料 .它通常在加熱、加壓條件下可塑制成具有一定形狀的器件 . ? 所謂可塑性 ,是指象黏土那樣 ,加力就變形 ,而撤除外力之后不恢復(fù)原狀的性質(zhì) .所謂彈性 (彈力 ),是指施加一定程度的力就變形 ,但撤去所施加的力則恢復(fù)原狀 ,這種性質(zhì)叫彈性 (例如 :橡膠 ),具有彈性的物體叫做彈性體 (如 :松緊帶 )。塑料就是利用這種加熱時所產(chǎn)生的可塑性 ,加工成各種形狀的 . 二、塑料的來源 ? 塑料是由低分子有機化合物 (如 :乙烯、丙烯、苯乙烯、氯乙烯、乙烯醇等 )在一定條件下聚合而成的高分子有機化合物 (聚合物 ).構(gòu)成塑料的分子 ,由于分子量都有在 10000以上的高分子 ,所以說塑料是高分子化合物 (高聚物 ).一般塑料分子中都含有碳 (C)原子和氫 (H)原子 ,有的塑料分子結(jié)構(gòu)中含有少量氧 (O)、硫 (S)原子 .塑料的基本原料是低分子碳、氫化合物 ,它是從石油、天然氣或煤裂解物中提煉和合成出來的人造樹脂 . 三、塑料的發(fā)展過程 ? 不同塑料的開發(fā)生產(chǎn)時間 : ? 19201933:聚苯乙烯 (PS)、聚氯乙烯 (PVC)、聚乙烯 (PE)、乙烯 醋酸乙烯酯共聚物 (EVA)、聚丙烯 (PP) ? 1935:丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 (ABS) ? 1939:聚對苯二甲酸乙烯共聚物 (ABS) ? 1949:聚酰胺 (Nylon) ? 1950:聚甲基丙烯酸甲酯 (Acrylic) ? 1956:聚甲醛 (POM) ? 1958:聚碳酸酯 (PC) ? 1964:聚氧化二甲亞苯 (PPO) ? 1965:聚砜 (PSF) ? 1975:聚對苯二甲酸丁二醇酯 (PBT) ? 1985:液晶塑料 (LCP) ? 1994:改性為注塑級的 PET(PETG) ? 1995:超彈性聚甲醛 (TPOM) ? 1996:透明硬質(zhì)聚氯乙烯 ? 自 1960后以后 ,塑料的應(yīng)用和加工技術(shù)得到了突飛猛進的發(fā)展 . 四、塑料的物理性能 (密度 ) ★ ? 塑料的比重是在一定的溫度下 ,秤量試樣的重量與同體積水的重量之比值 ,單位為 g/cm3,常用液體浮力法作測定方法 . ★ ? 塑料的吸水性是指規(guī)定尺寸的試樣浸入一定溫度 (25177。 2)℃ 的蒸餾水中 ,經(jīng)過 24小時后所吸收的水份量 。吸收水份后影響其尺寸及形狀 ,吸水率用重量表達時 ,常以％表示 . ? 透氣性是指一定厚度的塑料薄膜在一個大氣壓力下 ,一平方米的面積中 ,在 24小時內(nèi)所透過氣體的體積 (cm3)值 ,但透氣量與薄臘厚度、面積、時間、溫度、氣壓差值等有關(guān) . ? 透濕性是指水蒸氣對塑料薄膜的透過情況 ,基本原理及定義與透氣性相同 . 四、塑料的分類 ? 目前 ,塑料已發(fā)展到 300多種 ,最常用的塑料有十幾種 . 按塑料的應(yīng)用領(lǐng)域分類 ? 一般分為通用塑料和工程塑料 : ? 通用塑料只可作為一般非結(jié)構(gòu)性材料使用 ,其產(chǎn)量大、價格相對低廉、性能一般 ,多用于制做日用品 .(如 :PE、 PP、 PVC、 PS、 PMMA、 EVA等 ) ? 工程塑料是指具有較高力學(xué)性能及耐高溫、耐腐蝕 ,可以作為結(jié)構(gòu)性材料 ,具有優(yōu)異的綜合性能 (包括 :機械性能、電性能、耐熱性能、耐化學(xué)性能等 ),可在較寬闊的溫度范圍內(nèi)和較長的時間內(nèi)能良好地保持這種性能 ,并能在承受機械應(yīng)力和較為苛刻的化學(xué)、物理環(huán)境中長期使用 .被公認的七大工程塑料為 :ABS、PC、 POM、 PA、 PET、 PBT、 PPO等 ,工程塑料的產(chǎn)量相對較少 ,價格較貴 .另外 ,還有功能塑料 (如 :LCP、人造器官等 )、納米塑料、降解塑料等 . 按塑料的結(jié)晶形態(tài)分類 ? 一般分為結(jié)晶性塑料和無定形塑料 ? 結(jié)晶性塑料是指在適當?shù)臈l件下 ,分子能產(chǎn)生某種幾何結(jié)構(gòu)的塑料 (如 :PE、 PP、PA、 POM、 PET、 PBT等 ),大多數(shù)的屬于部分結(jié)晶態(tài) .無定形塑料是指分子形狀和分子相互排列不呈晶體結(jié)構(gòu)而呈無序狀態(tài)的塑料 (如 :ABS、 PC、 PVC、PS、 PMMA、 EVA、 AS等 ),非結(jié)晶性塑料在各個方向上表現(xiàn)的的力學(xué)特性是相同的 (各向同性 ). 按其受熱時所呈現(xiàn)的基本行為分類 ? 一般分為熱塑性塑料和熱固性塑料 ? 熱塑性塑料是指在特定的溫度范圍內(nèi) ,能反復(fù)加熱軟化和冷卻變硬的塑料 (如 :ABS、 PP、 POM、 PC、 PS、 PVC、PA、 PMMA等 ),它可以再回收利用 .熱固性塑料是指受熱后成為不熔的物質(zhì) ,再次受熱不再具有可塑性且不能再回收利用的塑料 (如 :酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂、聚胺酯、發(fā)泡聚苯乙烯等 ). 按塑料的透光性分類 ? 一般分為透明塑料半透明塑料和不透明塑料 . ? 透光率在 88％以上的塑料稱為透明塑料 (如 :PMMA、 PS、PC、 Z聚酯等 ),常用的半透明塑料有 :PP、 PVC、 PE、AS、 PET、 MBS、 PSF等 ,不透明的塑料主要有 POM、 PA、ABS、 HIPS、 PPO等 . 按塑料的硬度分類 ? 一般分為硬質(zhì)塑料、半硬質(zhì)塑料、和軟質(zhì)塑料 ? 常見硬質(zhì)塑料有 :ABS、 POM、 PS、 PMMA、 PC、 PET、PBT、 PPO等 。 ? 半硬質(zhì)塑料有 :PP、 PE、 PA、 PVC等 。 ? 軟質(zhì)塑料有 :軟 PVC、 K膠 (BS)、 TPE、 TPR、 EVA、 TPU等 . 按塑料的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類 ? A、聚烯烴類 (如 :LDPE、 MDPE、 HDPE、 LLDPE、UHMWPE、 PP等 ) ? B、聚苯乙烯類 (如 :PS、 AS、 BS、 ABS、 MBS、 HIPS等 ) ? C、聚酰胺類 (如 :PA PA6 PA6 PA1010等 ) ? D、聚醚類 (如 :PC、 POM、 PSF、 PPO等 ) ? E、聚酯類 (如 :PBT、 PET等 ) ? F、丙烯酸酯類 (如 :PMMA) 五、塑料的物理性能 (密度 ) ★ ? 塑料的比重是在一定的溫度下 ,秤量試樣的重量與同體積水的重量之比值 ,單位為 g/cm3,常用液體浮力法作測定方法 . ★ ? 塑料的吸水性是指規(guī)定尺寸的試樣浸入一定溫度 (25177。 2)℃ 的蒸餾水中 ,經(jīng)過 24小時后所吸收的水份量 。吸收水份后影響其尺寸及形狀 ,吸水率用重量表達時 ,常以％表示 . ? 透氣性是指一定厚度的塑料薄膜在一個大氣壓力下 ,一平方米的面積中 ,在 24小時內(nèi)所透過氣體的體積 (cm3)值 ,但透氣量與薄臘厚度、面積、時間、溫度、氣壓差值等有關(guān) . ? 透濕性是指水蒸氣對塑料薄膜的透過情況 ,基本原理及定義與透氣性相同 . ? 透過物體的光通量和射到物體上的光通量之比稱為透光度 。在入射光方向上的散射光對所有透射光之比 ,稱霧度或混濁度 .霧度通常是半透明的 ,并對射入光有漫透的性質(zhì) . ? 拉伸強度是指在規(guī)定 的試驗溫度、濕度和拉伸速度下 ,沿試樣的縱軸方向施加拉伸載荷 ,測定試樣破壞時的最大載荷 . ? 壓縮強度是指在試樣上施加壓縮載荷至破裂 (對脆性材料而言 )或產(chǎn)生屈服的強度 (對非脆性材料而言 ). ? 彎曲強度是指試樣在兩個支點上 ,施加集中載荷 ,使試樣變形或直至破裂時的強度 . ? 沖擊強度是指試樣受沖擊破斷時 ,單位面積上所消耗的焦耳 ,對于某些沖擊強度高的塑料 ,常在試樣中間開有規(guī)定尺寸之缺口 ,這樣可以降低它在破斷時所需要的焦耳 . ? 不同的試件可用不同的試驗方法 :落球式?jīng)_擊試驗、高速拉伸沖擊試驗 . ? 摩擦系數(shù)是指摩擦力與正壓力之比值 .在試樣上加一個正壓力 ,測定試樣剛性運動時的動和靜比值 . ? 磨耗是指塑料在摩擦過程中 ,微粒從摩擦表面不斷分離 ,引起摩擦件尺寸不斷地改變的機械性破壞過程 ,也有稱為磨損或磨蝕 . ? 塑料硬度是指塑料抵抗其他硬物體壓入的性能 ,通用的有洛氏硬度和肖氏硬度兩種 . ? 肖氏硬度是指在規(guī)定的壓力、時間下計算壓痕器的壓針所壓入的深度 . ? 肖氏壓痕器可分為兩類 ,即 :A、 D型 .施加負荷重量為 、 ,壓下時間為 15秒 ,A型適用于軟質(zhì)塑料 ,D型適用于半硬質(zhì)塑料 。當用 A型 ,測出超過 95%量程時 ,應(yīng)改用 D型 ,當 D型測出超過 95%量程時 ,則需要改用洛氏壓痕 . ? 疲勞強度是指在一個靜態(tài)破壞力而有小量交變循環(huán)的環(huán)境下 ,使塑料破壞的強度 。疲勞載荷來源有拉壓、彎曲、扭轉(zhuǎn)、沖擊等。 ★ ? 蠕變是指在一定的溫度、濕度條件下 ,塑料在固定的外力持續(xù)作用下 ,隨時間變化所表現(xiàn)出的特征 ,這種變形的特征隨增加載荷而增加 ,隨減少載荷而減少 ,其變形亦逐漸恢復(fù) .蠕變的來源有拉伸蠕變、壓縮蠕變、彎曲蠕變等 . ? 持久強度是