第六节常用塑料一、热塑性塑料（一）聚乙烯（PE）１．基本特性聚乙烯塑料由乙烯单体经聚合而成,按聚合时采用的生产压力的高低可分为高压、中压和低压聚乙烯三种。低压聚乙烯又称高密度聚乙烯（HDPE），星空体育网址具有较高的刚性、强度和硬度。但柔韧性、透明性较差。高压聚乙烯低又称低密度聚乙烯（LDPE）,具有较好的柔软性、耐寒性、耐冲击性，但耐热、耐光、耐氧化能力差、易老化。聚乙烯无毒、无味、外观上是白色蜡状固体，微显角质状，柔而韧，比水轻，除薄膜外，其它制品皆不透明，有一定的机械强度，但与其他塑料相比除冲击强度较高外，其它力学性能绝对值在塑料材料中都是较低的。聚乙烯有优异的介电绝缘性，介电性能稳定；化学稳定性好，能耐稀硫酸、稀硝酸及其他任何浓度的酸、碱、盐的侵蚀；除苯及汽油外，一般不溶于有机溶剂；其透水气性能较差，而透氧气、二氧化碳及许多有机物质蒸气的性能好；聚乙烯是分子链仅由碳氢两种元素组成的高分子烷属链烃，极易燃烧，氧指数仅17.4，是最易燃烧的塑料品种之一。聚乙烯制品受到日光照射时，制品最终老化变脆。星空体育网址聚乙烯的耐低温性能较好，在-60℃下仍具有较好的力学性能，但其使用温度不高，一般LDPE的使用温度在80℃左右，HDPE的使用温度在100℃左右。２．应用聚乙烯是产量最大，应用最广的塑料品种,高密度聚乙烯可用于制造塑料管、各种型材、单丝以及承载不高的零件，如齿轮、轴承等；低密度聚乙烯常用作塑料薄膜、软管于制、塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和电线．成型特点聚乙烯的成型加工都是在熔融状态下进行的，成型时，收缩率大，在流动方向与垂直方向上的收缩差异大,易产生变形和产生缩孔；成型时的熔体温度一般约高出聚乙烯熔融温度30~50摄氏度。它可采用多种成型加工，可以注塑、挤出、中空吹塑、薄膜压延、大型中空制品滚塑、发泡成型等。聚乙烯质软易脱模，制品有浅的侧凹时可强行脱模。（二）聚氯乙烯（PVC）１．基本特性聚氯乙烯树脂是白色或淡黄色的坚硬粉末，纯聚合物的透气性和透湿率都较低。硬聚氯乙烯不含或少含增塑剂，有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击性能；软聚氯乙烯含有较多的增塑剂，柔软性、断裂伸长率较好，但硬度、抗拉强度较低。聚氯乙烯有较好的电气绝缘性能，聚氯乙烯电性能受电场频率的影响，只可以用作低频绝缘材料。其化学稳定性也较好，但在现有的塑料材料中，聚氯乙烯是热稳定性特别差的材料之一，对光及机械作用都比较敏感。聚氯乙烯对光、热的稳定性较差。软化点为80℃，于130℃开始分解。在不加热稳定剂的情况下，聚氯乙烯100℃时即开始分解，130℃以上分解更快。受热分解出放出氯化氢气体，（氯化氢气体是有毒气体）使其变色，由白色→浅黄色→红色→褐色→黑色。阳光中的紫外线和氧会使聚氯乙烯发生光氧化分解，因而使聚氯乙烯的柔性下降，最后发脆。从这里不难理解，为什么一些PVC塑料时间久了就会变黄、变脆的原因。２．应用聚氯乙烯是世界上产量最大的塑料品种之一，由于聚氯乙烯的化学稳定性高，所以可用于防腐管道等；由于电气绝缘性能优良而在电气、电子工业中用于制造插座、插头、开关、电缆；在日常生活中用于制造门窗框架、室内地板装饰材料、各种板材，家具、玩具、运动器材、包装涂层等。。３．成型特点聚氯乙烯可以采用注塑、挤出、吹塑、压延、搪塑、发泡等成型工艺。聚氯乙烯在成型温度下容易分解，所以必须加入稳定剂和润滑剂，并严格控制温度及熔料的滞留时间。（三）聚丙烯（PP）１．基本特性聚丙烯是由丙烯单体经聚合而成。无味、无毒，外观似聚乙烯，呈白色的蜡状半透明状，是通用塑料中最轻的聚合物，聚丙烯强度比聚乙烯好，特别是经定向后的聚丙烯具有极高的抗弯曲疲劳强度，可制作铰链。耐热性好聚丙烯可在107℃～121℃下长期使用，在无外力作用下，使用温度可达150℃。聚丙烯是通用塑料中唯一能在水中煮沸且在135℃蒸汽中消毒而不被破坏的塑料。聚丙烯不受环境湿度及电场频率改变的影响，聚丙烯的高频绝缘性能优良，由于它几乎不吸水，故绝缘性能不受湿度的影响。。聚丙烯低温脆性明显。在有铜存在的情况下，很快发生氧化降解使聚丙烯脆化（称为铜害作用），一般在聚丙烯中都要加入抑铜剂。２．应用聚丙烯可用作医疗器具，如注射器、盒、输液袋、输血工具，一般机械零件中的各种零件以及自带铰链的盖体合一的箱壳类制件，如汽车方向盘、蓄电池壳等。３．成型特点聚丙烯有良好的注塑成型工艺性，可以挤出成型管材，板材等型材，也可以挤成单丝，挤出吹塑薄膜，特别是双轴拉伸薄膜。吸湿性小，仅0.01%-0.03%，成型加工前需要对粒料进行干燥。受热时容易氧化降解，应尽量减少受热时间，并尽量避免受热时与氧接触。（四）聚苯乙烯（PS）１．基本特性聚苯乙烯是由苯乙烯聚合而成。是无色、无味、无毒的透明刚性硬固体，具有优良的光学性能，易燃烧，燃烧时火焰呈橙黄，伴有浓烟，并有特殊气味。聚苯乙烯易于着色，聚苯乙烯具有良好的电学性能，尤其是高频绝缘性。导热率较小，是较良好的绝热保温材料聚苯乙烯在热塑性塑料中是典型的硬而脆塑料，并具有较高的热膨胀系数。２．应用聚苯乙烯由于价廉易得、透明、加工性能好、绝缘性优、易印刷与着色，用途广泛。在工业上可制造仪器仪表零件、灯罩、透明模型、绝缘材料、接线盒、绝热保温材料、冷藏冷冻装置绝热层、建筑用绝热构件等。在日用品方面可用于制造包装材料、装饰材料、各种容器、玩具等。３．成型特点聚苯乙烯可以采用挤出、热成型、旋转模塑、吹塑、发泡等多种成型工艺，其中注塑、挤出、发泡是最常采用的工艺方法。聚苯乙烯吸湿率很小，成型加工前一般皆不需要专门的干燥工序。流动性和成型性优良，成品率高，但容易产生内应力而出现裂纹，成型制品的脱模斜度不宜过小，顶出要均匀；由于热膨胀系数高，制品中不宜有嵌件。宜用高料温、低注射压力成型并延长注射时间，以防止缩孔及变形，但料温过高，容易出现银丝。因流动性好，模具设计中大多采用点浇口形式。（五）丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）１．基本特性ABS是由丙烯腈（A）、丁二烯（B）、苯乙烯（S）共聚生成的三元共聚物，外观上是淡黄色非晶态树脂，不透明。具有良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS有较高的耐热性、耐化学腐蚀性及表面硬度；丁二烯使ABS具有良好的弹韧性、冲击强度、耐寒性以及较高的抗拉强度；苯乙烯使ABS具有良好的成型加工性、着色性和介电特性，使ABS制品的表面光洁。ABS塑料的品级：（1）通用型（2）高耐热型（3）电镀型（4）透明型（5）阻燃ABS（6）ABS合金。ABS有良好的机械强度和极好的抗冲击强度，有一定的耐油性和稳定的化 学性和电气性能。ABS 具有可燃性，引燃后可缓慢燃烧。 ２．应用 ABS 广泛应用于家用电子电器、工业设备、建筑行业及日常生活用品等领域。 ３．成型特点 易吸水，成型加工前应进行干燥处理；注射是ABS 塑料最重要的成型方法，可采用柱 塞式注射机。ABS 在升温时粘度增高，易产生熔接痕，成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜 稍大。 （六）聚酰胺（PA） １．基本特性 聚酰胺又称尼龙，尼龙树脂为无毒、无味，呈白色或淡黄色的角质壮固体。聚酰胺具有 优良的力学性能，抗拉、抗压、耐磨。其抗冲击强度比一般塑料有显著提高，其中以尼龙6 更优。作为机械零件材料，具有良好的消音效果和自润滑性能。尼龙还具有良好的耐化学 性、气体透过性、耐油性和电性能。但当温度超过60℃时，性能下降明显，主要变化是发 暗、变脆、力学性能下降。在100℃的户外环境下暴露，寿命仅为4-6周。炭黑是聚酰胺的 有效防老化剂。聚酰胺是塑料中吸湿性最强的品种之一、收缩率大，常常因吸水而引起尺 寸的变化。 ２．应用 在工业上广泛地用来制作轴承、齿轮、等机械零件和降落伞、刷子、梳子、拉链、球拍 等。 ３．成型特点 吸湿性强，成型加工前必须充分干燥。聚酰胺常采用注塑成型和挤出成型，熔融粘度低、 流动性好，注塑中会有流诞现象，容易产生飞边。易吸潮，制品尺寸变化大；成型时排除 的热量多，模具上应设计冷却均匀的冷却回路；熔融状态的尼龙热稳定性较差，高温下易 氧化降解，超过300℃就会分解，因此，不允许尼龙在高温料筒内停留时间过长。星空体育网址 （七）聚四氟乙烯（PTFE） １．基本特性 聚四氟乙烯是较柔软的白色结晶型聚合物，是现有塑料材料中密度最大的品种。聚四氟 乙烯是典型的软而脆聚合物，刚度、硬度强度都较小。受载时容易出现蠕变现象，是典型的 具有冷流性的塑料。摩擦系数是现有塑料中最小的；具有极优异的耐高、低温性，约在 -250—+260℃之间可长时间工作。优异的介电和电绝缘性，且基本上不受电场频率的影响， 吸湿性极小．耐大气老化性很突出。对高能射线．应用 聚四氟乙烯可用于防腐零部件，电线电缆包覆外层，在印刷线路板中，以覆铜层压板 形式应用。各种密封圈、密封垫、制备各种活塞环、轴承、支承滑块、导向环等。还可以用 于塑料加工及食品工业、家用品的防粘层。医疗用高温消毒用品、外科手术的代用血管、消 毒保护品、贵重药品包装、耐高温的蒸汽软管。 ３．成型特点 聚四氟乙烯只能采用类似的方法加工，冷压成坯后再进行烧结，属于结晶型聚合物，结 晶度大小对制品成型性能影响颇大。热导率较小，烧结时需将冷压的坯料从室温升至较高的 烧结温度，加热速率过快易造成部分材料过热分解。聚四氟乙烯分解会产生有毒气体氟。线 膨胀系数大，坯料加热至烧结温度以及热结后的制品冷至室温，尺寸的变化比较大 。 （八）聚碳酸酯（PC） １．基本特性 双酚A型聚碳酸酯是无色或微黄色透明的刚硬、坚韧固体。该聚合物透光率可达89%， 无味无毒，硬度大于聚甲基丙烯酸甲酯，作为透明材料，表面不易划伤。具有良好的综合力 学性能，但耐疲劳性差，缺口敏感性较明显。耐热性能好，热变形温度和连续使用温度高于 几乎所有的热塑性通用塑料。耐寒性强，脆化温度为-100℃，可以在-70℃条件下长时间工 作。可在较宽温度范围保持良好的电性能。较高的氧化稳定性、耐臭氧性，但在潮湿环境及 强烈日照条件下会产生表面裂纹并发暗。聚碳酸酯是良好的紫外光吸收剂，升高温度会使其 老化加速。 2. 应用 聚碳酸酯可以作为绝缘材料，用于制备接插件、线圈骨架、绝缘套管、电话机听筒、矿 灯电池盒、电视机偏转座盖等。还用于制造承载的机械零件和制备光学零件或装置以及食品 包装、各种容器、导管等。 ３．成型特点 聚碳酸酯虽然吸水性小，但由于其在高温时对水较敏感，加工前必须干 燥。可以采用注射、挤出、吹塑、旋塑、热成型和发泡等成型方法。熔融粘度对温度比较敏 感，熔融粘度大，流动性低，成型时要求有较高的成型温度和压力。 （九）聚甲醛（POM） １．基本特性 聚甲醛为白色粉末状固体或粒状固体，表面光滑且有光泽和滑腻感，硬而致密，呈现 出半透明或不透明的特点。它的硬度大、模量高、刚性好、冲击强度、弯曲强度和疲劳强度 高，耐磨性优异，有较小的蠕变性和吸水性。聚甲醛的热分解温度较低，属热敏性塑料，最 高连续使用温度不高。在室温下具有好的耐溶剂性。在潮湿的环境中能保持尺寸和形状的稳 定性，聚甲醛的热稳定性和热氧稳定性差，耐候性不好，经大气老化后性能一般都要下降。 ２．应用 广泛应用于代替各种有色金属和合金制造汽车、机械、仪表、农机、化工等行业的各种 零部件。 ３．成型特点 聚甲醛吸湿性较小，水分对其成型工艺影响较小，一般可不干燥。聚甲醛最主要的加 工方法是注射和挤出，还可以进行吹塑、焊接、机械加工、表面施彩等。聚甲醛熔融温度范 围窄，热稳定性差，加工温度不宜超过250℃，熔体不宜于在料筒中停留过长时间。在保证 物料充分塑化条件下应尽量降低温度，并采用提高注射压力和速度，增加熔料充模能力。结 晶度高，体积收缩率大，需采用保压补料方式防止收缩。聚甲醛熔体凝固速度很快，会造成 充模困难、制品表面出现褶皱、毛斑、溶结痕等缺陷。制品有浅的侧凹时可强行脱模。 （十）聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA） １．基本特性 聚甲基丙烯酸甲酯又称亚加力，在热塑料中透明度是最高的，白光的穿透性高达92%。