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塑料
塑料知识 塑料瓶、塑料袋、每天都受益的隐形眼镜、眼镜框架,还有餐具、CD和DVD等光盘,冰箱、电视机柜、移动电话和计算机等等,各种各样的塑料制品。而且还有些印刷得看上去像金属和木材风格的塑料制品。 在我们的日常生活和产业中,塑料已经不可缺少。日用杂货、包装材料、电气制品中的各种部件、建筑材料、汽车部件及外部装饰、室内装饰材料等等,从日常生活中经常使用到的物品,到眼睛看不见的地方,到处都有塑料制品活跃的身影,其用途是多种多样。 塑料可大致分为“热塑性树脂”和“热固性树脂”。无论哪一种,第一次对其加热都会软化,这一点是相同的。但是一旦冷却凝固之后,“热塑性树脂”和“热固性树脂”将表现出不同的特性。热塑性树脂如果再次被加热,它还会变软,而热固性树脂却不一样,即使再被加热,它也不会再变形。比如,由于不小心,将一个塑料杯子放在了火堆旁边,杯子逐渐变软并变形了,那说明这杯子是用热塑性树脂制成的。?6?5炒菜锅的把手、以及锅盖顶上的手柄等部位的塑料是用热硬化性树脂制成的。 由于这种材料的电特性也很优秀,所以也被广泛用于电灯开关、插座、灯座等部位。但是,由于其成型加工性不良,正在逐渐地被热塑性树脂所取代。现在热塑性树脂的塑料占塑料总量的近90%。?6?5热塑性树脂又分为『普通塑料』和具有更高性能的『工程塑料』。热塑性树脂又分为『结晶性』和『非结晶性』两种。 热塑性树脂 结晶性塑料 非结晶性塑料 热塑性树脂 工程塑料 普通塑料 塑料在空气中与水和氧气反应逐渐劣化。其他因素,例如热、酸、碱、紫外线等也会促进塑料的劣化,为了防止塑料的劣化,在加工过程中需要使用各种添加剂。具有代表性的添加剂有以下品种。 热稳定剂…防止加热分解。 氧化防止剂…防止在空气中被氧化分解。 紫外线吸收剂…防止由于紫外线引起的劣化。 防霉剂…防止被细菌、霉菌等微生物腐蚀。 此外,塑料的分解包括: 光分解性塑料…遇太阳光线时则产生分解。 生物降解塑料…埋入地下被土壤中的微生物分解。 等等,对塑料的稳定化和自然分解这两个互相矛盾的主题,人们正在进行着大量的研究。 对于天然的素材来讲,例如玻璃给人以透明感和冷感,木材则给予人们以木纹感和温暖感,钢铁给人以重量感和冷感,人们通过视觉和触觉从这些材料中获得的信息一般不会改变。但是塑料能够通过其种类和性质的改变,每一次都展现出不同的形态和性质。 正因为如此,塑料也往往给人以天然素材代用品的印象。但是,作为与天然素材完全不同的一种新材料,塑料具有各种各样的可能性,这一点是任何其他材料所不能比拟的。由于塑料是以石油为原料制造的,为了节省资源,人们正在积极努力地开发尽量高效率地利用有限的资源的方法,以及使产品高性能化,减少总体使用量的方法。并且人们还正在探索不依赖石油做原料就能生产塑料的新方法塑料。 一、塑料的定义 塑料是以树脂为主要成分,在一定温度和压力下塑造成一定形状,并在常温下能保持既定形状的高分子有机材料。 树脂是指受热时通常有转化或熔融范围,转化时受外力作用具有流动性,常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物,它是塑料最基本的,也是最重要的成分。广义地讲,在塑料工业中作为塑料基本材料的任何聚合物都可称为树脂。 二、塑料的分类 塑料目前尚无确切的分类,一般分类如下:1.按塑料的物理化学性能分热塑性塑料:在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。如聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料。 热固性塑料:因受热或其它条件能固化成不熔不溶性物料的塑料。如酚醛塑料、环氧塑料等。 2.按塑料用选分 通用塑料:-般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。 工程塑料:-般指能承受一定的外力作用,并有良好的机械性能和尺寸稳定性,在高、低温下仍能保持其优良性能,可以作为工程结构件的塑料。如ABS、尼龙、聚矾等。 特种塑料:-般指具有特种功能(如耐热、自润滑等),应用于特殊要求的塑料。如氟塑料、有机硅等。 3.按塑料成型方法分 模压塑料:供模压用的树脂混合料。如一般热固性塑料。 层压塑料:指浸有树脂的纤维织物,可经叠合、热压结合而成为整体材料。 注射、挤出和吹塑塑料:-般指能在料筒温度下熔融、流动,在模具中迅速硬化的树脂混合科。如一般热塑性塑料。 浇铸塑料:能在无压或稍加压力的情况下,倾注于模具中能硬化成一定形状制品的液态树脂混合料。如MC尼龙。 反应注射模塑料:一般指液态原材料,加压注入模腔内,使其反应固化制得成品。如聚氨脂类。 4.按塑料半制品和制品分 模塑粉:又称塑料粉,主要由热固性树脂(如酚醛)和填料等经充分混合、按压、粉碎而得。如酚醛塑料粉。 增强塑料:加有增强材料而某些力学性能比原树脂有较大提高的一类塑料。 泡沫塑料:整体内合有无数微孔的塑料。 薄膜:一般指厚度在O.25毫米以下的平整而柔软的塑料制品。 三、塑料的基本性能 1.质轻、比强度高。塑料质轻,一般塑料的密度都在0.9~ 2.3克/厘米3之间,只有钢铁的1/8~1/4、铝的1/2左右,而各种泡沫塑料的密度更低,约在0.01~ O.5克/厘米3之间。按单位质量计算的强度称为比强度,有些增强塑料的比强度接近甚至超过钢材。例如合金钢材,其单位质量的拉伸强度为160兆帕,而用玻璃纤维增强的塑料可达到170~ 400兆帕。 2.优异的电绝缘性能。几乎所有的塑料都具有优异的电绝缘性能,如极小的介电损耗和优良的耐电弧特性,这些性能可与陶瓷媲美。 3.优良的化学稳定性能。一般塑料对酸碱等化学药品均有良好的耐腐蚀能力,特别是聚四氟乙烯的耐化学腐蚀性能比黄金还要好,甚至能耐王水等强腐蚀性电解质的腐蚀,被称为塑料王。 4.减摩、耐磨性能好。大多数塑料具有优良的减摩、耐磨和自润滑特性。许多工程塑料制造的耐摩擦零件就是利用塑料的这些特性,在耐磨塑料中加入某些固体润滑剂和填料时,可降低其摩擦系数或进一步提高其耐磨性能。 5.透光及防护性能。多数塑料都可以作为透明或半透明制品,其中聚苯乙烯和丙烯酸酯类塑料象玻璃一样透明。有机玻璃化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯,可用作航空玻璃材料。聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等塑料薄膜具有良好的透光和保暖性能,大量用作农用薄膜。塑料具有多种防护性能,因此常用作防护保装用品,如塑料薄膜、箱、桶、瓶等。 6.减震、消音性能优良。某些塑料柔韧而富于弹性,当它受到外界频繁的机械冲击和振动时,内部产生粘性内耗,将机械能转变成热能,因此,工程上用作减震消音材料。例如,用工程塑料制作的轴承和齿可减小噪音,各种泡沫塑料更是广泛使用的优良减震消音材料。 上述塑料的优良性能,使它在工农业生产和人们的日常生活中具有广泛用途;它已从过去作为金属、玻璃、陶瓷、木材和纤维等材料的代用品,而一跃成为现代生活和尖端工业不可缺少的材料。 然而,塑料也有不足之处。例如,耐热性比金属等材料差,一般塑料仅能在100℃以下温度使用,少数200℃左右使用;塑料的热膨胀系数要比金属大3~ 10倍,容易受温度变化而影响尺寸的稳定性;在载荷作用下,塑料会缓慢地产生粘性流动或变形,即蠕变现象;此外,塑料在大气、阳光、长期的压力或某些质作用下会发生老化,使性能变坏等。塑料的这些缺点或多或少地影响或限制了它的应用。但是,随着塑料工业的发展和塑料材料研究工作的深
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