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，它們在日用生活產(chǎn)品中的用量很少，主要應用在工程產(chǎn)業(yè)、國防科技等高端的領域，如汽車、航天、建筑、通訊等領域。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)塑料的光學性能來分，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)。三者當中，HDPE有較好的熱性能、電性能和機械性能，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、注射日用品等多個領域。
2、聚丙烯：相對來說，聚丙烯的品種更多，用途也比較復雜，領域繁多，品種主要有均聚聚丙烯(homopp)，嵌段共聚聚丙烯(copp)和無規(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膜等領域，共聚聚丙烯主要應用于家用電器注射件，改性原料，日用注射產(chǎn)品、管材等，無規(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，具有杰出的物理機械和熱性能，廣泛應用于家用電器、面板、面罩、組合件、配件等，尤其是家用電器，如洗衣機、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。工程塑料在機械性能、耐久性、耐腐蝕性、耐熱性等方面能達到更高的要求，而且加工更方便并可替代金屬材料。工程塑料被廣泛應用于電子電氣、汽車、建筑、辦公設備、機械、航空航天等行業(yè)，以塑代鋼、以塑代木已成為國際流行趨勢。
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。
?、厶胤N塑料
一般是指具有特種功能，可用于航空、航天等特殊應用領域的塑料。如氟塑料和有機硅具有突出的耐高溫、自潤滑等特殊功用，增強塑料和泡沫塑料具有高強度、高緩沖性等特殊性能，這些塑料都屬于特種塑料的范疇。
a、增強塑料：
增強塑料原料在外形上可分為粒狀(如鈣塑增強塑料)、纖維狀(如玻璃纖維或玻璃布增強塑料)、片狀(如云母增強塑料)三種。按材質(zhì)可分為布基增強塑料(如碎布增強或石棉增強塑料)、無機礦物填充塑料(如石英或云母填充塑料)、纖維增強塑料(如碳纖維增強塑料)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)泡沫塑料沒有柔韌性，壓縮硬度很大，只有達到一定應力值才產(chǎn)生變形，應力解除后不能恢復原狀;軟質(zhì)泡沫塑料富有柔韌性，壓縮硬度很小，很容易變形，應力解除后能恢復原狀，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 )：指加熱后會熔化，可流動至模具冷卻后成型，再加熱后又會熔化的塑料;即可運用加熱及冷卻，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。受熱時變軟，冷卻時變硬，能反復軟化和硬化并保持一定的形狀。可溶于一定的溶劑，具有可熔可溶的性質(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，滿足在空間技術、新能源開發(fā)等領域應用的需要，各國都在開發(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合材料具有較高的力學性能和耐化學腐蝕性，能熱成型和焊接，層間剪切強度比環(huán)氧樹脂好。如用聚醚醚酮作為基體樹脂與碳纖維制成復合材料，耐疲勞性超過環(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合材料在 200℃具有較高的強度和硬度，在-100℃尚能保持良好的耐沖擊性;無毒，不燃，發(fā)煙最少，耐輻射性好，預期可用它作航天飛船的關鍵部件，還可模塑加工成雷達天線罩等。
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)。再加強熱則會分解破壞。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。缺點是機械強度一般不高，但可以通過添加填料，制成層壓材料或模壓材料來提高其機械強度。
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)，具有堅固耐用、尺寸穩(wěn)定、耐除強堿外的其他化學物質(zhì)作用等特點?？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?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，其特點是機械強度高，電性能良好，耐腐蝕，易于加工，廣泛應用于低壓電工設備。
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)地堅硬、耐刮痕、無色、半透明等優(yōu)點，加入色料可制成彩色鮮艷的制品，俗稱電玉。由于它耐油，不受弱堿和有機溶劑的影響(但不耐酸)，可在70℃下長期使用，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、耐熱性和化學穩(wěn)定性，收縮率和吸水率小，機械強度好等特點。
不飽和聚酯和環(huán)氧樹脂都可以制成玻璃鋼，具有優(yōu)異的機械強度。如不飽和聚酯的玻璃鋼，其機械性能良好，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溶劑。模塑料適于制造結(jié)構(gòu)復雜的、既耐溫又有高絕緣性的零件。一般可在-60～180℃的溫度范圍長期使用，耐熱等級可達F級到H級，比酚醛和氨基塑料的耐熱性都高。
聚硅醚結(jié)構(gòu)形式的有機硅塑料在電子、電工技術中的應用較多。有機硅層壓塑料多以玻璃布為補強材料;有機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、電器、電子設備的零部件等。這類塑料的特點是介電常數(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。聚硅醚的主要缺點是機械強度低，膠粘性小，耐油性差。已開發(fā)出許多改性有機硅聚合物，例如聚酯改性有機硅塑料等在電工技術上得到應用。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。
?、贌N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。
?、诤瑯O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行聚合。
③熱塑性工程塑料。主要包括聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、ABS、聚苯醚、聚對苯二甲酸乙二酯、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范圍內(nèi)。
④熱塑性纖維素類塑料。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;反應注射塑料是用液態(tài)原材料，加壓注入膜腔內(nèi)，使其反應固化成一定形狀制品的塑料，如聚氨酯等。
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