塑料相关知识

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塑料为合成的高分子化合物，可以自由改变形体样式。是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成的，它的主要成分是合成树脂。树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得名，如松香、虫胶等，目前树脂是指尚未和各种添加剂混合的高聚物。树脂约占塑料总重量的40％～100％。塑料的基本性能主要决定于树脂的本性，但添加剂也起着重要作用。有些塑料基本上是由合成树脂所组成，不含或少含添加剂，如有机玻璃、聚苯乙烯等。因此，塑料和树脂这两个名词也常混用。
塑料可区分为热固性与热可塑性二类，前者无法重新塑造使用，后者可一再重复生产。塑料高分子的结构基本有两种类型：第一种是线型结构，具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物；第二种是体型结构
，具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。有些高分子带有支链，称为支链高分子，属于线型结构。有些高分子虽然分子间有交联，但交联较少，称为网状结构，属于体型结构。
高分子的分子结构分类：
（a）线型结构
（b）线型结构（带有支链）
（c）网状结构（分子链间少量交联）
（d）体型结构（分子链间大量交联）
两种不同的结构，表现出两种相反的性能。线型结构（包括支链结构）高聚物由于有独立的分子存在，故有弹性、可塑性，在溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度和脆性较小的特点。体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在，故没有弹性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性较大。塑料则两种结构的高分子都有，由线型高分子制成的是热塑性塑料，由体型高分子制成的是热固性塑料。
塑料与其它材料比较有如下的特性：
〈1〉 耐化学侵蚀
〈2〉 具光泽，部份透明或半透明
〈3〉 大部份为良好绝缘体
〈4〉 重量轻且坚固
〈5〉 加工容易可大量生产，价格便宜
〈6〉 用途广泛、效用多、容易着色、部份耐高温
塑料也区分为泛用性塑料及工程塑料，主要是用途的广泛性来界定，如PE、PP价格便宜，可用在多种不同型态的机器上生产。工程塑料则价格较昂贵，但原料稳性及物理物性均好很多，一般而言，其同时具有刚性与韧性两种特性。表1.1为塑料原料对照表，1至8项为泛用性塑料，第9、10项介于二者之间。一般称PP、HDPE、LDPE、PVC及PS为五大泛用塑料。
表 1.1 常用塑料原料对照表
学名 英文简称中文学名俗称
PolypropylenePP聚丙烯
High Density Polyethylene HDPE高密度聚乙烯硬性软胶
Low Density Polyethylene LDPE低密度聚乙烯
Linear Low Density PolyethyleneLLDPE线性低密度聚乙烯
Polyvinyl Chloride PVC 聚氯乙烯
General Purpose Polystyrene GPPS 一般级聚苯乙烯 硬胶
Expansible Polystyrene EPS发泡性聚苯乙烯 发泡胶
High Impact PolystyreneHIPS耐冲击性聚苯乙烯 耐冲击硬胶
Styrene-Acrylonitrile Copolymers AS,SAN苯乙烯─丙烯青共聚物 透明大力胶
Acrylonitrile-Butadiene-Styrene Copolymers
ABS丙烯青─丁二烯─苯乙烯共聚合物超不碎胶
Polymethyl Methacrylate PMMA 聚甲基丙烯酸酯 压克力
Ethylene-Vinyl AcetateCopolymers EVA乙烯─醋酸乙烯之共聚合物 橡皮胶
Polyethylene Terephthalate PET聚对苯二甲酸乙酯 聚酯
Polybutylene Terephthalate PBT聚对苯二甲酸丁酯
Polyamide(Nylon 6.66) PA聚醯胺 尼龙
Polycarbonates PC聚碳酸树酯 防弹胶
PolyacetalPOM聚缩醛树酯赛钢、夺钢
Polyphenyleneoxide PPO聚氧化二甲苯Noryl
Polyphenylenesulfide PPS聚苯硫醚
Polyurethanes PU聚胺基甲酸乙酯

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PVC （聚氯乙烯）化学和物理特性 刚性PVC是使用最广泛的塑料材料之一。
PVC材料是一种非结晶性材料。
PVC材料在实际使用中经常加入稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剂。
PVC材料具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。
PVC对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。然而它能够被浓氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀并且也不适用与芳香烃、氯化烃接触的场合。

PVC在加工时熔化温度是一个非常重要的工艺参数，如果此参数不当将导致材料分解的问题。
PVC的流动特性相当差，其工艺范围很窄。特别是大分子量的PVC材料更难于加工（这种材料通常要加入润滑剂改善流动特性），因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。
PVC的收缩率相当低，一般为0.2~0.6%。
注塑模工艺条件
干燥处理：通常不需要干燥处理。
熔化温度：185~205C 模具温度：20~50C
注射压力：可大到1500bar 保压压力：可大到1000bar 注射速度：为避免材料降解，一般要用相当地的注射速度。

流道和浇口:所有常规的浇口都可以使用。如果加工较小的部件，最好使用针尖型浇口或潜入式浇口；对于较厚的部件，最好使用扇形浇口。针尖型浇口或潜入式浇口的最小直径应为1mm；扇形浇口的厚度不能小于1mm。
典型用途 供水管道，家用管道，房屋墙板，商用机器壳体，电子产品包装，医疗器械，食品包装等。

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ABS塑料
化学名称：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物
英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene
比重:1.05克/立方厘米 成型收缩率:0.4-0.7%
成型温度：200-240℃ 干燥条件：80-90℃ 2小时
特点：
1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好.
2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理.
3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。
4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。
用途：适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件.
成型特性：
1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时.
2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为>270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度.

3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。
4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。


ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS，SAN，BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。

ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落现象。
ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。
ABS工程塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差。

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PPS
中文名称叫聚苯硫醚。它具有硬而脆、结晶度高、难燃、热稳定性好、机械强度较高、电性能优良等优点。PPS是工程塑料中耐热性最好的品种之一，热变形温度一般大于260度、抗化学性仅次于聚四氟乙烯，流动性仅次于尼龙。此外，它还具有成型收缩率小（约
0.08%），吸水率低（约0 .02%），防火性好、耐震动疲乏性好等优点。
其缺点是脆性大、韧性差，耐冲击强度低，经过改良以后，可以获得十分优异的综合性能，市场出售的产品均为其改良的产品，它们广泛运用于：
电子方面：视机、电脑上的高压元件、外壳、插座、接线柱，电动机的起动线圈、叶片，电刷托架及转子绝缘部件，接触开关，继电器，电熨斗，吹风机，灯头，暖风机，F级薄膜等。
汽车工业：适用于排气再循环阀及水泵叶轮，及汽化器、排气装置、排气调节阀、灯光反射器、轴承、传感部件等。
机械工业：用作轴承、泵、阀门、活塞、精密齿轮、以及复印机、照相机、计算机零部件，导管、喷雾器、喷油嘴、仪器仪表零件等。
化工领域：用于制作耐酸碱的阀门管道、管件、阀门、垫片及潜水泵或叶轮等耐腐蚀零部件。

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POM
中文名称叫聚甲醛。它是一种高结晶聚合物，具有表面光滑、有光泽、吸水性小尺寸稳定、耐磨、强度高、自润滑性好、着色性好，耐油、耐过氧化物。POM具有较好的综合性能，在热塑性塑料中是最坚硬的，是塑料材料中力学性能最接近金属的品种之一，其抗张强度、弯曲强度、耐疲劳强度，耐磨性和电性能都十分优良，可在-40℃--100℃之间长期使用。

按分子链结构不同，聚甲醛可分为均聚甲醛和共聚甲醛。前者密度、结晶度、熔点都较高，但是热稳定性差，加工温度范围窄（10℃），对酸碱的稳定性略低；后者密度、结晶度、熔点较低，但热稳定性好，不易分解，加工温度范围宽（50℃）。
聚甲醛的不足之处在于：由受强酸腐蚀，耐候差，粘合性差，热分解与软化温度接近，限氧指数小。它们广泛运用于：
汽车工业：用于制造汽车上的半轴、行星齿轮垫等不仅节约了铜，而且提高了使用寿命。还可用它做散热器水管阀门、散热器箱盖、水泵叶轮、齿轮外壳、汽化器外壳、油门踏板零件，以及加热器风扇、控制杆、各式开关、轴承支架、调节器手柄、制动器及洗涤泵等零部件。
电子电器：可用于制造电扳手外壳、开关手柄，还可制作电话、无线电、录音机、录象机、电视机、计算机、传真机的零部件、计时器零件，录音机磁带座等。
机械设备：用于制造各种齿轮、滚轮、轴承、输送带、弹簧、凸轮、螺栓、各种泵体、壳体、叶轮摩擦轴承座等机械设备的结构零部件。
其它方面：用于制作自来水龙头、框窗、洗漱盆
、水箱、门帘滑轮、水表壳体和水管接头等。另外，还可以用于气溶胶的包装、输油管、浸在油中的部件及标准电阻面板等。

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LCP,中文名称叫液晶聚合物。它是一种新型的高分子材料，在熔融态时一般呈现液晶性。这类材料具有优异的耐热性能和成型加工性能。

液晶又可分为溶致液晶聚合物和热致液晶聚合物。前者在溶剂中呈液晶态，后者因温度变化而呈液晶态。热致液晶聚合物是继溶致液晶聚合物之后兴起的，其综合性能优异，而且能够进行注塑、挤出成型加工。液晶聚合物分子的分之主链刚硬，分子之间堆砌紧密，且在成型过程中高度取向，所以具有线膨胀系数小，成型收缩率低和非常突出的强度和弹性模量以及优良的耐热性，具有较高的负荷变形温度，有些可高达340℃以上。LCP还具有耐化学药品和气密性优良，此外，有些液晶聚合物具有某些特殊的功能，如光导液晶聚合物、功能性液晶高分子分离膜及生物性液晶高分子等。一般热致性液晶聚合物具有较好派的流动性，易加工成型。其成型产品具有液晶聚合物特有的皮芯结构，树脂本身具有纤维性质，在熔融状态下有高度的取向，故可起到纤维增强的效果。这也是液晶聚合物最引人注目的特点。在这一方面的研究，我国还处于刚刚起步的阶段，很少有资料文献报道这方面的内容，目前仅有日本、美国、英国等少数几个国家在批量生产。
液晶聚合物的主要用途有：
因为其具有高强度、高刚性、耐高温、电绝缘性等十分优良，被用于电子、电气、光导纤维、汽车及宇航等领域。用液晶作成的纤维可以做鱼网、防弹服、体育用品、刹车片、光导纤维几显示材料等，还可制成薄膜，用于软质印刷线路、食品包装等。热致液晶聚合物还可与多种塑料制成聚合物共混材料，这些共混材料中液晶聚合物起到纤维增强的作用，可以大大提高材料的强度、刚性及耐热性等。

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PA,中文名称叫聚酰胺，又叫尼龙。聚酰胺与一般的塑料相比，它具有耐磨、强韧、质轻、耐药品、耐热、耐寒、易成型、自润滑、无毒、易染色等优点。室温下PA具有较高的拉伸强度和冲击强度，而且使用温度广泛，一般可达-40℃--100℃。另外，它流动性好的特点。

聚酰胺的不足之处在于：由于热膨胀和吸水性所至的尺寸精度不够，耐酸性差，硬度和弹性模量不够。经改良以后，也是比较优秀的工程塑料之一。它们广泛运用于：
汽车制造方面：用于制造燃料滤网、燃料过滤器、罐、捕集器、储油槽、发动机汽缸盖罩、散热器水缸、平衡旋转轴齿轮。也可用在汽车的电器配件、接线柱等。另外，它还可用作驱动、控制部件等。
电器电子工业：可用于制造电饭锅、电动吸尘器、高频电子食品加热器，电器产品的接线柱、开关和电阻器等。
医疗器械及精密仪器：用于医用输血管、取血器、输液器等。PA单丝可做外科手术缝线、假发等；另外，电子打字机的数字旋转盘、接线柱、传动齿轮、印刷机的带式过滤片等。
其它方面：用于制作一次性打火机体、碱性干电池衬垫，摩托车驾驶员的头盔，办公机器外壳，办公用椅的角轮、座和靠背，冰鞋、钓鱼线等，PA薄膜气体阻隔性能优良，而且耐油性、耐低温冲击性、耐穿透性好，可用于肉、火腿肠等冷冻食品的包装。聚酰胺还可棒材和板材，也作齿轮或其它传动装置。

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PC,中文名称叫聚碳酸酯。它是一种新型的热塑性塑料，透明的度达90%，被誉为是透明金属。它刚硬而具有韧性，具有较高的冲击强度，高度的尺寸稳定性和范围很宽的使用温度、良好的电绝缘性能及耐热性和无毒性，可以通过注射、挤出成型。PC的热性能优异，可在-100℃-130℃之间长期使用，脆化温度在-100℃以下。
虽然聚碳酸酯具有耐开裂和耐药品性较差，高温易水解，与其它树脂的相容性差，润滑性能不好，但是，可以通过加入其它的树脂或者无机填充剂进行改性，从而获得十分优异的性能。
它们广泛运用于：
光学照明：用于制造大型灯罩、防护玻璃、光学仪器的左右目镜筒等，还可广泛用于飞机上的透明材料。
电子电器：聚碳酸酯是优良的E（120℃）级绝缘材料，用于制造绝缘接插件、线圈框架、管座、绝缘套管、电话机壳体及零件、矿灯的电池壳等。也可用于制作尺寸精度很高的零件，如光盘、电话、电子计算机、视频录象机、电话交换器、信号继电器等通讯器材。聚碳酸酯薄摸还被广泛用作电容器、绝缘皮包、录音带、彩色录象磁带等。
机械设备：用于制造各种齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆、轴承、凸轮、螺栓、杠杆、曲轴、棘轮，也可作一些机械设备壳体、罩盖和框架等零件。
医疗器材：可作医疗用途的杯、筒、瓶以及牙科器械、药品容器和手术器械，甚至还可用作人工肾、人工肺等人工脏器。
其它方面：建筑上用作中空筋双壁板、暖房玻璃等；在纺织行业用作纺织纱管、纺织机轴瓦等；日用方面作奶瓶、餐具、玩具和模型等。

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PPO,中文名称叫聚苯醚。它具有刚性大、耐热性高、难燃、强度较高电性能优良等优点。另外，聚本醚还具有耐磨、无毒、耐污染等优点。PPO的介电常数和介电损耗在工程塑料中是最小的品种之一，几乎不受温度、湿度的影响，可用于低、中、高频电场领域。PPO的负荷变形温度可达190℃以上，脆化温度为-170℃。

纯的PPO料具有熔融流动性较差、价格高的缺点，市场出售的产品均为其改良的产品，具有优良的综合性能，它们广泛运用于：
电子电气：能够满足在潮湿、负载、高温的条件下具有优良的电绝缘性，运用制备电视积机调谐片、线圈芯、微波绝缘件、屏蔽套、高频印刷电
路板，各种高压电子元器件，电视机、电脑、传真机、复印机外壳等。
汽车工业：适用于仪表板件、窗框、减震器、泵过滤网等。
机械工业：用作齿轮、轴承、泵叶轮、鼓风机叶轮片等。
化工领域：用于制作管道、阀门、滤片及潜水泵等耐腐蚀零部件。

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聚砜（PSU）类塑料是指大分子主链含有砜基及芳核的高分子化合物。它是一种线型热塑性工程塑料，具有优良的耐热性、耐氧化性、耐辐射性，以及电绝缘性、突出的抗蠕变能力和较高的物理力学性能，优良的耐化学腐蚀，除强溶剂、浓硫酸、硝酸以外对其他化学试剂（如无机酸碱盐等）稳定。

按其主链分子结构的不同，聚砜类塑料有可分为聚砜、聚芳砜和聚醚砜。一般说，聚砜的热变形温度为175℃，可在-100℃--150℃之间长期使用，而且在高温下耐老化性能极好。聚芳砜是耐热工程塑料中最优秀的品种之一，其耐热性可与热固性耐高温的句聚酰亚胺媲美，负荷变形温度为275℃，长期使用温度为275℃，在-240℃--260℃能够保持良好的力学性能和电绝缘性能。聚醚砜的性能介于聚砜和聚芳砜之间负荷温度为203℃长期使用温度为-100℃--180℃。聚砜类塑料在潮湿的环境中仍然能够保持良好的电绝缘性能。它们的主要运用有：
机械工业：用于制造钟表壳体及零件、复印机及照相机等零件，用作食品机械的热水阀、冷冻系统器具、传动零部件等。聚砜塑料加入聚四氟乙烯或石墨等耐磨填料后可用来作高温负荷的轴承，以及活塞环、轴承保持架、热水测量仪表、温水泵泵体、叶轮等。
电子电器：可用于制造电视机、音响及计算机的积分线路板，还可制作电子电器设备的外壳、电镀槽、示波器的套管及线圈架、电容器薄膜和电线、电缆的包覆层、各种小型精密电子元件。聚芳砜可做C级绝缘材料使用，作成各种耐高温的线圈架、开关、连接器等。聚醚砜也可作线圈线管、线圈框架、微型电容器等。玻纤增强的聚醚砜可作可控硅绝缘体、微型电位差计外壳和集成电路插座等。
交通运输 ：用于制造汽车上的仪表盘、分速器盖、护板、滚珠轴承保持架、发动机齿轮、止推环等；飞机上的热空气导管和框窗等。
医疗器械：因为其透明性和耐热水、蒸汽、乙醇性及卫生性特点，可用于制作
防毒面具、接触眼睛片的消毒器、内视镜零件、人工心脏瓣膜、人工假牙等；聚醚砜可制成人工呼吸器、血压检查管、牙科用反射镜支架、注射器等。聚砜和聚醚砜还可制成超过滤膜和反渗透膜等。