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1、第二章 塑料第1页，本讲稿共53页2）按塑料的功能和用途分类：）按塑料的功能和用途分类：通用塑料：通用塑料：通用塑料：通用塑料：产量大用途广价格低的塑料。主要包括聚乙烯、产量大用途广价格低的塑料。主要包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料、ABS等，产量占塑料总产量的等，产量占塑料总产量的75%以上。以上。工程塑料：工程塑料：工程塑料：工程塑料：具有较高性能，能替代金属制造机械零件和工程构具有较高性能，能替代金属制造机械零件和工程构件的塑料。如聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚砜、件的塑料。如聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚砜、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯
2、、环氧树脂等。聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂等。第2页，本讲稿共53页 2.1.2 2.1.2 组分和作用组分和作用组分和作用组分和作用塑料根据组分数目可分为塑料根据组分数目可分为：单单一一组组分分塑塑料料基基本本上上是是由由高高聚聚物物组组成成，典典型型的的是是聚聚四四氟氟乙乙烯烯，不不加加任任何何添添加加剂剂。而而大大多多数数塑塑料料是是多多组组分分体体系系，除除高高聚聚物物这这一一基基本本成成分分外外，还还加加入入添添加加剂剂（称称高分子助剂）高分子助剂）。影响高分子材料影响高分子材料制品质量制品质量的三大要素：的三大要素：单一组分塑料单一组分塑料多组分塑料多组分塑料高聚物高聚物
3、 助剂助剂 加工加工第3页，本讲稿共53页1 1）树树脂脂:塑塑塑塑料料料料的的的的主主主主要要要要组组组组分分分分。它它胶胶粘粘着着塑塑料料中中的的其其它它一一切切组组成成部部分分，并并使使其其具具有成型性能。绝大多数塑料就是以所用树脂命名的。有成型性能。绝大多数塑料就是以所用树脂命名的。塑料的组成塑料的组成塑料的组成塑料的组成2 2）填填充充剂剂（填填料料）:提提提提高高高高塑塑塑塑料料料料的的的的力力力力学学学学、电电电电学学学学性性性性能能能能或或或或降降降降低低低低成成成成本本本本等等等等。如如加加入入铝铝粉粉可可提提高高光光反反射射能能力力和和防防老老化化；加加入入二二硫硫化化钼钼
4、可可提提高高润润滑滑性性。常常用用填填充充剂剂有有云云母粉、石墨粉、炭粉、氧化铝粉、木屑、玻璃纤维、碳纤维等。母粉、石墨粉、炭粉、氧化铝粉、木屑、玻璃纤维、碳纤维等。第4页，本讲稿共53页3 3）增增塑塑剂剂:凡凡能能增增加加高高聚聚物物的的塑塑性性、改改善善加加工工性性能能、赋赋予予制制品品柔柔韧韧性的物质。性的物质。特特点点：它它们们通通常常是是沸沸点点高高、挥挥发发性性很很小小的的液液体体或或低低熔熔点点的的固固体，能较长时间地贮留在高聚物内以体，能较长时间地贮留在高聚物内以保持制品的柔韧性。保持制品的柔韧性。主主要要作作用用就就是是削削弱弱高高聚聚物物分分子子链链间间的的作作用用力力，
5、以以降降低低其其软软化化温度、熔融温度和玻璃化温度。温度、熔融温度和玻璃化温度。常用增塑剂常用增塑剂有甲酸酯类、磷酸酯类、氯化石蜡等。有甲酸酯类、磷酸酯类、氯化石蜡等。第5页，本讲稿共53页4 4）稳稳定定剂剂:提提提提高高高高塑塑塑塑料料料料对对对对热热热热、光光光光、氧氧氧氧等等等等的的的的稳稳稳稳定定定定性性性性，延延延延长长长长使使使使用用用用寿寿寿寿命命命命。加入稳定剂抑制老化现象是较简单、有效的方法。加入稳定剂抑制老化现象是较简单、有效的方法。主主要要使使用用的的稳稳定定剂剂有有热热稳稳定定剂剂、抗抗氧氧剂剂、光光稳稳定定剂剂、防防霉霉剂等。剂等。常常用用热热稳稳定定剂剂有有硬硬酯
6、酯酸酸盐盐、环环氧氧化化合合物物和和铅铅的的化化合合物物等等。光光稳稳定剂定剂有炭黑、氧化锌等遮光剂。有炭黑、氧化锌等遮光剂。第6页，本讲稿共53页5 5）增增色色剂剂:赋赋赋赋予予予予塑塑塑塑料料料料制制制制品品品品各各各各种种种种色色色色彩彩彩彩的的的的物物物物质质质质。增增增增色色色色剂剂剂剂能能能能使使使使制制制制品品品品美美美美观，提高耐候、耐老化性能观，提高耐候、耐老化性能观，提高耐候、耐老化性能观，提高耐候、耐老化性能 常用的着色剂是一些常用的着色剂是一些有机染料有机染料和和无机颜料无机颜料。有时也采用能。有时也采用能产生荧光或磷光的颜料。产生荧光或磷光的颜料。分分类类染料：染料
7、：染料可溶染料可溶于有机溶剂于有机溶剂，分子内带有发色基团和助色体团。，分子内带有发色基团和助色体团。颜料：颜料：颜料则不溶于水和溶剂中，只是调和于展色剂中，颜料则不溶于水和溶剂中，只是调和于展色剂中，直接涂于表面产生颜色。直接涂于表面产生颜色。第7页，本讲稿共53页6 6）润润滑滑剂剂:提提提提高高高高塑塑塑塑料料料料在在在在加加加加工工工工成成成成形形形形过过过过程程程程中中中中的的的的流流流流动动动动性性性性和和和和脱脱脱脱模模模模能能能能力力力力，同同同同时可使制品光亮美观时可使制品光亮美观时可使制品光亮美观时可使制品光亮美观。常用润滑剂有硬酯酸及其金属盐类、低分子量的聚乙烯等。常用润
8、滑剂有硬酯酸及其金属盐类、低分子量的聚乙烯等。7 7）固固化化剂剂:与与与与树树树树脂脂脂脂发发发发生生生生交交交交联联联联反反反反应应应应，使使使使受受受受热热热热可可可可塑塑塑塑的的的的线线线线型型型型结结结结构构构构变变变变成成成成热稳定好的体型结构热稳定好的体型结构热稳定好的体型结构热稳定好的体型结构。常用的固化剂如六次甲基四胺、过氧化二苯甲酰等。常用的固化剂如六次甲基四胺、过氧化二苯甲酰等。8 8）阻燃剂）阻燃剂:增加高分子材料耐燃性的物质。增加高分子材料耐燃性的物质。阻燃剂大部分是第阻燃剂大部分是第、和和族元素的化合物。常用的是磷、溴、氯、锑、铝的化合物。族元素的化合物。常用的是磷
9、、溴、氯、锑、铝的化合物。第8页，本讲稿共53页9 9）发泡剂）发泡剂:使高分子材料成为泡孔结构的物质。使高分子材料成为泡孔结构的物质。常用发泡剂有脂肪烃和卤带烃，常用发泡剂有脂肪烃和卤带烃，碳酸铵、碳酸氢钠、偶氮类化合物，亚硝基化合物。碳酸铵、碳酸氢钠、偶氮类化合物，亚硝基化合物。1010）抗抗静静电电剂剂:降降低低高高分分子子材材料料表表面面电电阻阻和和体体积积电电阻阻、适适当当增增加加导导电电性，性，防止在材料表面积累的物质。防止在材料表面积累的物质。抗抗静静电电剂剂大大部部分分是是表表面面活活性性剂剂，常常用用的的有有高高级级醇醇的的硫硫酸酸酯酯及及其其盐盐、磺磺酸酸酯酯及及其其盐、季
10、铵盐等。盐、季铵盐等。1111）偶联剂）偶联剂:使两种性质不同的材料紧密地联结起来的物质。使两种性质不同的材料紧密地联结起来的物质。常用偶联剂有硅烷类和钛酸酯类。常用偶联剂有硅烷类和钛酸酯类。第9页，本讲稿共53页高密度聚乙烯（高密度聚乙烯（HDPE）1937年工业化生产年工业化生产低密度聚乙烯低密度聚乙烯（LDPE）1965年工业化生产年工业化生产线型低密度聚乙烯（线型低密度聚乙烯（LLDPE）1970年代中期工业化生产年代中期工业化生产（3）分类：HDPELDPELLDPE第10页，本讲稿共53页高密度聚乙烯（高密度聚乙烯（HDPE）：也称低压聚乙烯。）：也称低压聚乙烯。合成方法：合成方法
11、：反应温度反应温度85100，反应压力常压，反应压力常压2MPa，采用，采用 Ziegler-Natta的络合配位聚合。的络合配位聚合。性能：性能：由于它的由于它的分子量比较高分子量比较高，支链短支链短而且少，因此而且少，因此密度较高密度较高，拉，拉 伸强度、拉伸模量、弯曲模量，硬度等性能伸强度、拉伸模量、弯曲模量，硬度等性能优于优于LDPE,但冲但冲 击轻度比击轻度比LDPE差，它的差，它的耐热性较高耐热性较高，最高使用温度，最高使用温度100 最低使用温度可至最低使用温度可至-70透气性为透气性为LDPE的的1/5。用途：用途：包装防潮物品，医用药瓶，化学品贮罐，管材类，如天然气包装防潮物
12、品，医用药瓶，化学品贮罐，管材类，如天然气 管，煤气管，城市排水管；如鱼网、建筑用安全网等。管，煤气管，城市排水管；如鱼网、建筑用安全网等。2.聚乙烯的品种第11页，本讲稿共53页低密度聚乙烯（低密度聚乙烯（LDPE）合成方法：合成方法：也称也称高压聚乙烯高压聚乙烯，反应温度，反应温度150300，反应压力，反应压力 150300MPa，采用，采用O2或过氧化物作引发剂的自由基或过氧化物作引发剂的自由基 聚合。聚合。性能：性能：所以容易发生链转移，产品中所以容易发生链转移，产品中存在大量支链结构存在大量支链结构，分子结构，分子结构缺乏规整性缺乏规整性，因此因此结晶度小结晶度小，导致它的耐热性、
13、耐溶剂性、硬度也较差。电绝缘性优良，柔，导致它的耐热性、耐溶剂性、硬度也较差。电绝缘性优良，柔软性好，耐冲击性能和透明性也较好；具有良好的透气性。软性好，耐冲击性能和透明性也较好；具有良好的透气性。用途：用途：主要做成薄膜用于食品包装、购物袋、垃圾袋等，特别是作为农用薄膜。家主要做成薄膜用于食品包装、购物袋、垃圾袋等，特别是作为农用薄膜。家用器具、玩具、以用品等注塑制品；用器具、玩具、以用品等注塑制品；牛奶及果汁饮料纸盒等，各种电缆线的绝牛奶及果汁饮料纸盒等，各种电缆线的绝缘和护套。缘和护套。第12页，本讲稿共53页线型低密度聚乙烯（线型低密度聚乙烯（LLDPE）合成方法：合成方法：压力在压力
14、在0.7 12.1MPa,温度为温度为8595，采用铬和钛氟，采用铬和钛氟 化物催化剂，使乙烯与少量的化物催化剂，使乙烯与少量的-烯烃共聚，形成在线烯烃共聚，形成在线 型乙烯主链上带有非常短小的工具单体支链的分子结构。型乙烯主链上带有非常短小的工具单体支链的分子结构。性能：性能：LLDPE得分子链具有短支链的结构，分子结构性介于得分子链具有短支链的结构，分子结构性介于LDPE于于HDPE之之间，因此刚性好，韧性好，因此它的撕裂强度、拉伸强度、耐穿刺性和耐间，因此刚性好，韧性好，因此它的撕裂强度、拉伸强度、耐穿刺性和耐环境应力开裂性比环境应力开裂性比LDPE要好。但是吹塑薄膜透明性差；分子量分布
15、比要好。但是吹塑薄膜透明性差；分子量分布比LDPE窄，平均分子量较大，因此熔体粘度比窄，平均分子量较大，因此熔体粘度比LDPE大，加工性差。大，加工性差。用途：用途：约约70%用于薄膜的生产，主要是食品包装，工业用包装，垃圾袋等，注塑制品用于薄膜的生产，主要是食品包装，工业用包装，垃圾袋等，注塑制品有各类容器，电话电线的绝缘材料；大型农用贮槽，；各种管材、片材和板材。有各类容器，电话电线的绝缘材料；大型农用贮槽，；各种管材、片材和板材。第13页，本讲稿共53页（1 1）力学性能）力学性能 聚丙烯的力学性能与聚乙烯相比，其强度、刚度和硬度都聚丙烯的力学性能与聚乙烯相比，其强度、刚度和硬度都比较高
16、，光泽性也好，但在塑料材料中仍属于偏低的。它的比较高，光泽性也好，但在塑料材料中仍属于偏低的。它的冲击强度较低，但具有优良的抗弯曲疲劳性。冲击强度较低，但具有优良的抗弯曲疲劳性。（2 2）热性能）热性能 具有良好的耐热性。可在具有良好的耐热性。可在100100以上实用，轻载可达以上实用，轻载可达120120，无载条件下最高连续使用温度可达，无载条件下最高连续使用温度可达120120，短期使用温度为，短期使用温度为150150，它的耐水、耐蒸气性好。，它的耐水、耐蒸气性好。第14页，本讲稿共53页（3 3）电性能）电性能 聚丙烯是非极性聚合物，具有优良的电绝缘性聚丙烯是非极性聚合物，具有优良的电
17、绝缘性.其电性能不受温其电性能不受温度和频率的影响，是优异的介电材料和电绝缘材料，并可作为高频绝度和频率的影响，是优异的介电材料和电绝缘材料，并可作为高频绝缘材料。缘材料。（4 4）化学性能）化学性能 聚丙烯是非极性结晶型的烷烃类聚合物，具有很高的耐聚丙烯是非极性结晶型的烷烃类聚合物，具有很高的耐化学腐蚀性。耐许多化学药品，除浓硫酸、浓硝酸以外，大化学腐蚀性。耐许多化学药品，除浓硫酸、浓硝酸以外，大多数无机酸、碱、多数有机溶剂。但芳香烃、氯代烃会使其多数无机酸、碱、多数有机溶剂。但芳香烃、氯代烃会使其溶胀。溶胀。第15页，本讲稿共53页（3 3）环境性能）环境性能 聚丙烯的耐候性差、叔碳原子的
18、氢易氧化，对紫外线很聚丙烯的耐候性差、叔碳原子的氢易氧化，对紫外线很敏感，在氧和紫外线作用下易降解。在室内放置敏感，在氧和紫外线作用下易降解。在室内放置4 4个月性能就个月性能就极具变坏。所以，生产时必须加入光稳定剂和抗氧化剂。极具变坏。所以，生产时必须加入光稳定剂和抗氧化剂。（4 4）其他性能）其他性能 聚丙烯极易燃烧，氧指数仅为聚丙烯极易燃烧，氧指数仅为17.4 17.4。透明性较差透明性较差第16页，本讲稿共53页 主要用于家庭厨房用具、包装薄膜、医疗器械、高频绝缘材料；化工管道、家用电器部件等，以及汽车及机械零部件，如车门、方向盘、齿轮、接头等。4.用途第17页，本讲稿共53页（1 1
19、）力学性能）力学性能 由于氯离子的存在增大了分子链间的作用力，不由于氯离子的存在增大了分子链间的作用力，不仅使分子链变刚，也是分子链间的距离变小，敛集密仅使分子链变刚，也是分子链间的距离变小，敛集密度增大。测试表明，度增大。测试表明，PVCPVC的强度、硬度、刚度较高与的强度、硬度、刚度较高与PEPE。3.PVC的性能（2 2）热性能）热性能 PVCPVC的玻璃化转化温度约为的玻璃化转化温度约为8080，8085 8085 开始软化，完全开始软化，完全熔融时的温度为熔融时的温度为160 160，140 140 时已开始分解，释放出氯化氢。时已开始分解，释放出氯化氢。在现有的材料中，在现有的材料
20、中，PVCPVC是热稳定性是最差的材料之一，因此必须加是热稳定性是最差的材料之一，因此必须加有热稳定剂，有热稳定剂，PVCPVC的最高连续使用温度为的最高连续使用温度为6580 6580 之间。之间。第18页，本讲稿共53页（3 3）电性能）电性能 PVCPVC具有比较好的电性能，但其有一定的极性，因此电绝缘具有比较好的电性能，但其有一定的极性，因此电绝缘性不如性不如PP,PE.PP,PE.而且电性能受温度和频率的影响较大，本身乃而且电性能受温度和频率的影响较大，本身乃电焊性能也不好。一般适用于中低压及低频绝缘材料。电性电焊性能也不好。一般适用于中低压及低频绝缘材料。电性能与聚合方法也有关，一
21、般悬浮树脂比乳液树脂电性能好，能与聚合方法也有关，一般悬浮树脂比乳液树脂电性能好，还与所加入的添加剂有关。还与所加入的添加剂有关。（4 4）化学性能）化学性能 耐许多化学药品，除浓硫酸、浓硝酸以外，大多数无机酸、碱、多耐许多化学药品，除浓硫酸、浓硝酸以外，大多数无机酸、碱、多数有机溶剂、无机盐类以及过氧化物均无损害。因此适合作为化工防数有机溶剂、无机盐类以及过氧化物均无损害。因此适合作为化工防腐材料。腐材料。第19页，本讲稿共53页（5 5）其他性能）其他性能 PVCPVC的分子链组成中含有较多的氯原子，赋予的分子链组成中含有较多的氯原子，赋予了材料很好的阻燃性。了材料很好的阻燃性。PVCPV
22、C对光、氧、热及机械作对光、氧、热及机械作用比较敏感，在其作用下易发生降解反应，脱出用比较敏感，在其作用下易发生降解反应，脱出HClHCl，使，使PVCPVC制品颜色发生变化。因此，为改善这种状态，制品颜色发生变化。因此，为改善这种状态，可加入稳定剂及采用改性的手段。可加入稳定剂及采用改性的手段。第20页，本讲稿共53页（1）结构）结构（2）性质）性质 PS的优点：的优点：透明性高、加工流动性好，易着色，易印刷，电绝缘性、刚性都 很好。PS的缺点：的缺点：韧性差、耐热性低、耐溶剂性、耐化学试剂性、耐沸水性差，且 易出现应力开裂的现象。（3）PS聚合方法：聚合方法：本体聚合、悬浮聚合、本体聚合、
23、悬浮聚合、溶液聚合、乳液聚合溶液聚合、乳液聚合。CH2CH2n1.概述第21页，本讲稿共53页种类性能应用通用型聚苯乙烯（GPPS）GPPS 无溴、无味、无毒、质硬、透明性极好、尺寸稳定性好、电绝缘性优良、耐辐射、着色性好、刚度和表面硬度大，性脆、耐热性低、耐日光性差、耐化学药品性一般、能溶于多种溶剂。日用品、文具、灯具、室内外装饰品、化妆品容器、果盘、仪表外壳家电零部件、各种罩壳和食品包装等可发性聚苯乙烯（EPS）又称发炮聚苯乙烯的材料，是苯乙烯单体在发泡剂的参与下，通过悬浮聚合法制得的。这种材料可进一步加工制成泡沫塑料，具有良好的缓冲防震和隔热、隔音性能，主要用于包装材料和建筑领域。高冲击
24、聚苯乙烯（HIPS）刚性好、着色性好、抗冲击性能好、拉伸强度、硬度、耐光性、光泽不如GP PS，透明性大大下降、耐候性差用于包装材料，还可用于家用电器，如家用电器和仪表的外壳、电器配件、家具、玩具。2.PS分类第22页，本讲稿共53页（1 1）力学性能）力学性能 聚苯乙烯属于一种聚苯乙烯属于一种硬而脆硬而脆的材料，的材料，无延伸性无延伸性，拉伸时无屈，拉伸时无屈服现象。聚苯乙烯的拉伸、弯曲等常规力学性能在通用塑料服现象。聚苯乙烯的拉伸、弯曲等常规力学性能在通用塑料中是很高的，但中是很高的，但冲击强度很低。冲击强度很低。（2 2）热性能）热性能 耐热性能较差耐热性能较差，热变形温度约为，热变形温
25、度约为7095 7095，熔融温度为，熔融温度为150150180180，热分解温度，热分解温度300300，长期使用温度，长期使用温度60608080。热导率较低基本不随温度的变化而变化，是热导率较低基本不随温度的变化而变化，是良好的绝热保温良好的绝热保温材料材料。聚苯乙烯的。聚苯乙烯的膨胀系数较大膨胀系数较大，与金属相差悬殊甚大，故，与金属相差悬殊甚大，故制品不易带有金属嵌件。制品不易带有金属嵌件。3.PS的性能第23页，本讲稿共53页（3 3）电学性能）电学性能 聚苯乙烯是聚苯乙烯是非极性聚合物非极性聚合物，使用中也很少加入添加剂，因此具有，使用中也很少加入添加剂，因此具有良好的良好的介
26、电性能和绝缘性介电性能和绝缘性。但是由于其表面电阻和体积电阻均较大，。但是由于其表面电阻和体积电阻均较大，又不吸水，因易产生又不吸水，因易产生静电静电，使用时需加抗静电剂。，使用时需加抗静电剂。（4 4）化学性能）化学性能 聚苯乙烯的聚苯乙烯的化学稳定性化学稳定性比较好，可耐各种碱、一般的酸、盐、比较好，可耐各种碱、一般的酸、盐、矿物油、有机酸，矿物油、有机酸，溶于苯、甲苯溶于苯、甲苯等芳烃中。此外，它的等芳烃中。此外，它的耐气候性耐气候性不好不好，如果长期暴露在日光下会变色变脆，如果长期暴露在日光下会变色变脆 ，其耐光性、氧化，其耐光性、氧化性都较差。但具有很好的耐辐射性。性都较差。但具有很
27、好的耐辐射性。第24页，本讲稿共53页CH2CHCNxCH2CHzCH2CH=CHCH2y五、五、ABS丙烯腈（丙烯腈（丙烯腈（丙烯腈（A A）丁二烯（丁二烯（丁二烯（丁二烯（B B）苯乙烯（苯乙烯（苯乙烯（苯乙烯（S S）提供聚合物提供聚合物耐化学性、热稳定性耐化学性、热稳定性使聚合物呈现使聚合物呈现橡胶状韧性和冲击橡胶状韧性和冲击强度强度使聚合物显现热塑性塑料的使聚合物显现热塑性塑料的加工特性和良好的刚性，即较好加工特性和良好的刚性，即较好的流动性。的流动性。1.概述概述（1）结构）结构第25页，本讲稿共53页（2）制备方法）制备方法接枝共聚法乳液接枝（主）悬浮接枝 先用先用丁二烯（）丁二
28、烯（）和和苯乙烯（苯乙烯（S S）制成（制成（BSBS）,然后加入然后加入丙烯腈（丙烯腈（A A）和苯乙烯使之共聚和接枝共聚，和苯乙烯使之共聚和接枝共聚，接枝点接枝点在丁苯胶乳的双键以及与苯在丁苯胶乳的双键以及与苯基相连的碳原子的基相连的碳原子的-氢上，当然接枝共聚的同时也存在丙烯腈和苯乙氢上，当然接枝共聚的同时也存在丙烯腈和苯乙烯的均聚物。烯的均聚物。目前生产的目前生产的ABSABS的三种组分比例一般为：的三种组分比例一般为：A：，B：，S：4050，第26页，本讲稿共53页（1 1）力学性能）力学性能 一般是一般是无毒、无嗅、无毒、无嗅、不透明，外观呈不透明，外观呈象牙色象牙色，能配成任何
29、颜色。，能配成任何颜色。冲击强度高冲击强度高、可在较低的温度下使用，原因是可在较低的温度下使用，原因是ABSABS中橡胶组分对中橡胶组分对外界冲击能的吸收和对银纹发展的抑制。有良好的外界冲击能的吸收和对银纹发展的抑制。有良好的耐磨性耐磨性、耐油性耐油性，尺寸稳定性好尺寸稳定性好。（2 2）热性能）热性能 ABSABS制品的使用温度一般为制品的使用温度一般为-40-100-40-100。ABSABS的的热稳定性较差热稳定性较差，在在250250既能分解，产生有毒的挥发性物质。既能分解，产生有毒的挥发性物质。2.性能性能第27页，本讲稿共53页（3 3）电学性能）电学性能 具有良好的具有良好的电绝
30、缘性电绝缘性，不受温度、湿度和频率不受温度、湿度和频率的影响。的影响。（4 4）化学性能）化学性能 ABSABS对水、无机盐、碱及酸类几乎完全没有影响，不溶对水、无机盐、碱及酸类几乎完全没有影响，不溶于不溶于醇类及烃类溶剂，但烃类长期接触后会于不溶于醇类及烃类溶剂，但烃类长期接触后会软化和溶软化和溶胀胀。一般。一般ABSABS易自然，易自然，无熄灭性无熄灭性。（5 5）环境性能）环境性能 由于丁二烯中的双键的影响它的耐候性差在紫外线和热的作用由于丁二烯中的双键的影响它的耐候性差在紫外线和热的作用下是下是易氧化降解易氧化降解。第28页，本讲稿共53页苯酚+甲醛PH 7PH 7甲醛/苯酚摩尔比1.
31、11.5甲醛/苯酚摩尔比0.80.9甲阶酚醛树脂（可溶可熔）线型结构线型酚醛树脂（热塑性）加热或加酸乙阶酚醛树脂（半溶半熔）部分线型结构丙阶酚醛树脂（不溶不熔）热固性体型结构固化剂加加热热或或加加酸酸（2）酚醛树脂的制备）酚醛树脂的制备热热塑塑性性酚酚醛醛树树脂脂：在在酸酸性性条条件件下下，甲甲醛醛与与苯苯酚酚的的物物质质的的量量比比为为小小于于1时时合合成成的的一一种种线性树脂。分子内不存在线性树脂。分子内不存在-CH2OH基团。基团。热固性酚醛热固性酚醛树脂树脂：苯酚与过量的甲醛在碱性催化剂的存在下缩聚而成的。苯酚与过量的甲醛在碱性催化剂的存在下缩聚而成的。第29页，本讲稿共53页（1）酚
32、醛塑料的定义）酚醛塑料的定义 酚醛塑料酚醛塑料是以酚醛树脂为基本成分，加入填料、润是以酚醛树脂为基本成分，加入填料、润滑剂、着色剂及固化剂等制成的塑料，填料用量可达滑剂、着色剂及固化剂等制成的塑料，填料用量可达到到50%50%以上。以上。酚醛塑料主要用作酚醛塑料主要用作电绝缘电绝缘材料，有材料，有“电木电木”之称之称。2.酚醛塑料第30页，本讲稿共53页一、定义一、定义 2.3.1 2.3.1 工程塑料的定义和分类工程塑料的定义和分类工程塑料的定义和分类工程塑料的定义和分类 工程材料是指工程材料是指物理力学性能物理力学性能及及热性能热性能比较好的、比较好的、可以可以当作结构材当作结构材料料使用
33、的且在使用的且在较宽的温度范围内较宽的温度范围内可受可受一定的机械应力一定的机械应力和较苛刻的和较苛刻的化学、化学、物理环境物理环境中使用的塑料材料。中使用的塑料材料。尼龙6尼龙66其它聚酰胺聚酰胺聚酰胺聚酰胺聚酰亚胺聚醚亚胺聚苯并咪唑其他聚芳杂环化合物聚芳杂环化合物聚芳杂环化合物聚芳杂环化合物第31页，本讲稿共53页1.质量质量轻轻，相对密度，相对密度小小2.较高较高的比强度的比强度3.突出的突出的耐磨耐磨和和自润滑性自润滑性能能4.优良的优良的机械性机械性能能5.优良的优良的电绝缘性能电绝缘性能6.化学稳定性化学稳定性能能7.优良的优良的吸震、消声吸震、消声和对异物的埋没性能和对异物的埋没
34、性能8.较好的制作较好的制作尺寸稳定性尺寸稳定性9.有较高的有较高的耐热性耐热性10.良好的良好的加工性加工性能能三、工程材料的主要特性第32页，本讲稿共53页 2.3.2 通用工程塑料通用工程塑料一、聚酰胺一、聚酰胺（尼龙或锦纶）（尼龙或锦纶）（PApolyamides）指分子主链上含有酰胺基团的高分子化合物指分子主链上含有酰胺基团的高分子化合物（1）结构）结构CN O H1.概述：概述：第33页，本讲稿共53页（2）命名原则）命名原则以单体中所含以单体中所含胺基的碳数目胺基的碳数目和和羧基的碳数目羧基的碳数目来表示来表示若是若是氨基酸或内酰胺氨基酸或内酰胺则以单体中的则以单体中的总的碳数总
35、的碳数来表示来表示 例：例：尼龙尼龙12：12个碳的氨基酸聚合而成。个碳的氨基酸聚合而成。尼龙尼龙610：由由6个碳的二胺个碳的二胺 10个碳的二酸缩合而成的个碳的二酸缩合而成的 尼龙尼龙66：第一个六表示己二胺（第一个六表示己二胺（6个碳原子）个碳原子）第二个六表示己二酸（第二个六表示己二酸（6个碳原子）个碳原子）第34页，本讲稿共53页（3）性能）性能聚酰胺属聚酰胺属结晶性结晶性塑料，无臭、无味、无毒、塑料，无臭、无味、无毒、半透明半透明，乳白乳白，略带黄，略带黄色。色。由于酰胺基的存在，分子之间有很强的氢键作用，因此聚酰胺的由于酰胺基的存在，分子之间有很强的氢键作用，因此聚酰胺的强度高；
36、强度高；由于亚甲基的存在使得分子链比较柔顺，因而具有较高的由于亚甲基的存在使得分子链比较柔顺，因而具有较高的韧性好韧性好；耐磨性耐磨性和和自润滑性好自润滑性好，摩擦系数低摩擦系数低；具有良好的具有良好的耐油、耐溶剂性、阻燃性耐油、耐溶剂性、阻燃性；又有良好的；又有良好的电绝缘性能；电绝缘性能；但但吸水性大吸水性大，热膨胀系数大热膨胀系数大，耐热性不高耐热性不高。第35页，本讲稿共53页CH2CNCH2H O CH2CNCH2H O 聚酰胺分子链中重复出现的酰胺基是一个带极性的基团，这个基团的上的氢，能够与另一个分子的酰胺集团联段上的羰基上的氧结合形成相当强大的氢键。第36页，本讲稿共53页（1
37、）结构单元：结构单元：二、聚碳酸酯（PC-polycarbonate）OCO|OCCH3CH31.概述：概述：双酚双酚A型聚碳酸酯型聚碳酸酯O-R-O-CO 按分子结构中所带按分子结构中所带R R基不同基不同可分为可分为脂肪族、脂环族、脂肪一芳香脂肪族、脂环族、脂肪一芳香族型族型，其中具有实用价值的是，其中具有实用价值的是芳香族聚碳酸酯芳香族聚碳酸酯，并以，并以双酚双酚A A型聚碳型聚碳酸酯酸酯为最重要，分子量通常为为最重要，分子量通常为3-103-10万万。第37页，本讲稿共53页2.PC的合成工艺的合成工艺（1 1）酯交换法）酯交换法 双酚双酚A A与碳酸二苯酯在高温、高真空下进行熔融缩聚
38、而成。与碳酸二苯酯在高温、高真空下进行熔融缩聚而成。双酚双酚A A 碳酸二苯酯碳酸二苯酯 酯交换酯交换 缩聚缩聚 切粒切粒 产品产品 催化剂催化剂 苯酚苯酚 苯酚苯酚反应条件：双酚反应条件：双酚A/A/碳酸二苯酯碳酸二苯酯摩尔比为摩尔比为1:1.051:1.051.11.1，催化剂为，催化剂为苯甲酸钠、苯甲酸钠、醋酸铬或醋酸锂醋酸铬或醋酸锂等。由于双酚等。由于双酚A A在在180180以上易分解，因此在酯交换一步应以上易分解，因此在酯交换一步应控制反应温度，当苯酚蒸出量为理论量的控制反应温度，当苯酚蒸出量为理论量的808090%90%时，即双酚时，即双酚A A已转化成低聚已转化成低聚物后，将物
39、料移入缩聚釜，在物后，将物料移入缩聚釜，在295295300300，余压小于，余压小于133Pa133Pa以下进行缩聚，以下进行缩聚，达到所需所需反应程度时出料。达到所需所需反应程度时出料。第38页，本讲稿共53页（2 2）光气法）光气法 是由双酚是由双酚A A、氢氧化钠碱液、催化剂、分子量调节剂和溶、氢氧化钠碱液、催化剂、分子量调节剂和溶剂，在常温、常压下通入光气进行光化缩聚。剂，在常温、常压下通入光气进行光化缩聚。优点：优点：对设备要求不高，转化率可达对设备要求不高，转化率可达90%90%以上，且聚合物相对分子以上，且聚合物相对分子质量可在较宽范围内调节；质量可在较宽范围内调节；缺点：缺点
40、：光气及有机溶剂毒性大，且增加了后处理、溶剂回收等工光气及有机溶剂毒性大，且增加了后处理、溶剂回收等工序。序。第39页，本讲稿共53页反应式如下：第40页，本讲稿共53页第41页，本讲稿共53页四、聚苯醚（四、聚苯醚（PPOPolyphenylene Oxide）1.结构单元结构单元第42页，本讲稿共53页五、热塑性聚酯（五、热塑性聚酯（Polyester）（1）结构单元结构单元1.概述概述OOC由由饱和二元酸饱和二元酸和和饱和二元醇缩聚饱和二元醇缩聚得到的得到的线性高聚物线性高聚物称为称为热塑性聚酯。热塑性聚酯。第43页，本讲稿共53页聚对苯二甲酸乙二醇酯，英文名聚对苯二甲酸乙二醇酯，英文名
41、polyethyleneterephthalate(简称简称PET)商品名商品名涤纶，的确良涤纶，的确良。OCH2CH2OCCOOn（2）PET第44页，本讲稿共53页OCH2CH2CH2CH2OCCOOn（3）PBT聚对苯二甲酸丁二酯聚对苯二甲酸丁二酯、英文名、英文名polybutyleneterephthalate第45页，本讲稿共53页2.制备制备（1）PET（涤纶）预聚合第46页，本讲稿共53页 缩聚第47页，本讲稿共53页 2.3.3 特种工程塑料特种工程塑料一、聚酰亚胺（一、聚酰亚胺（Polyimide,PI）（1）结构单元结构单元1.概述：概述：OCNCO（2）结构式结构式Ar:
42、二酸酐的芳基二酸酐的芳基Ar:二胺的芳基二胺的芳基第48页，本讲稿共53页 聚酰亚胺的首先是由聚酰亚胺的首先是由芳香族二元酸酐芳香族二元酸酐和和芳香族二元胺芳香族二元胺经缩聚反经缩聚反应生成应生成聚酰胺酸聚酰胺酸，然后经，然后经热转化或化学转化热转化或化学转化环化脱水形成聚酰亚环化脱水形成聚酰亚胺。胺。（2）制备方法第49页，本讲稿共53页二、聚砜（Polysulfone,PSF）（1）结构单元 1.概述：概述：第50页，本讲稿共53页三、聚醚醚酮（Polyetherketon,PEEK）1.结构单元结构单元第51页，本讲稿共53页四、聚苯硫醚（Polyphenylene,PPS）1.结构单元结构单元S2.合成反应式合成反应式第52页，本讲稿共53页五、聚四氟乙烯 （Polytetrafluoroethylene,PTFE）1.概述概述CCF|F|F|F|n（1）结构式 氟塑料是含氟塑料的总称，它与其他塑料相比，具有更优越的耐高、低温，耐腐蚀，耐候性，电绝缘性能，不吸水以及低的摩擦系数等特性。其中聚四氟乙烯最为突出。第53页，本讲稿共53页