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高分子材料導(dǎo)讀人類與高分子高分子的發(fā)展歷史高分子材料的分類通用高分子材料塑料橡膠纖維塑料包裝主要形式及應(yīng)用塑料包裝的發(fā)展方向一、人類與高分子動(dòng)植物,到人類本身,都是由高分子—蛋白質(zhì)、核酸、多糖(淀粉、纖維素)等為主構(gòu)成的。
衣食住行—人們吃的肉、蛋、糧食、蔬菜;人們穿的,由原始人借以遮身的獸皮、樹(shù)葉,到后來(lái)的棉、麻、毛、絲;人們住房建筑用的茅草、木材、竹材;制作交通工具用的木材、竹材、油漆,還有天然橡膠等等,都是高分子。
四綸尼龍纖維
滌綸纖維腈綸纖維維尼綸纖維農(nóng)業(yè)地膜活動(dòng)房屋碳纖維復(fù)合材料1.包裝目前包裝行業(yè)幾乎全被聚合物占領(lǐng)。水泥、化肥的包裝多用聚丙烯編織袋,打包帶。食品的真空包裝用多層復(fù)合膜(PP、PA、鋁)。保鮮袋,PP包裝袋,以及各種塑料食品袋,購(gòu)物袋,占塑料用量的23%左右。各種證書(shū)的封裝,IC卡的封裝,不干膠,彩虹膜等。食品包裝:腸衣,牛奶,我國(guó)2005年包裝材料產(chǎn)量700萬(wàn)噸,2.建筑及室內(nèi)裝飾施工中使用的塑料模殼可使施工周期縮短。廣泛應(yīng)用的PVC電線套管,PS發(fā)泡隔熱層,下水管,衛(wèi)生間,地毯,地板,門(mén)窗,室內(nèi)外涂料,玻璃鋼,防水材料,鋁塑復(fù)合管可耐20個(gè)大氣壓,巨型充氣薄膜建筑,野戰(zhàn)醫(yī)院。橡膠攔水壩等。占塑料用量的7%3農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用塑料在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用為農(nóng)業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)革命。農(nóng)膜的使用可使作物成熟提前15-20天,產(chǎn)量提高20-50%,同時(shí)具有土壤保墑等作用,塑料大棚的應(yīng)用,解決了北方地區(qū)冬季的蔬菜供應(yīng)問(wèn)題。塑料管用于農(nóng)業(yè)滴灌,節(jié)約水量在50%以上。占塑料應(yīng)用的16%。種籽包衣,轉(zhuǎn)光膜,網(wǎng)箱,養(yǎng)雞、養(yǎng)豬棚,魚(yú)網(wǎng)等。使沙漠變良田的吸水樹(shù)脂
由淀粉制備高吸水樹(shù)脂由腐植酸制備高吸水樹(shù)脂化學(xué)合成高吸水樹(shù)脂。高吸水樹(shù)脂通過(guò)其特定的分子結(jié)構(gòu),吸水儲(chǔ)存水分,供植物生長(zhǎng)需要。以植物為原料的塑料玉米--聚乳酸--磁盤(pán)(一根玉米棒=10張磁盤(pán))GreenproductionprocessofPDO微生物法生產(chǎn)1,3-丙二醇和PTT的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)受到國(guó)內(nèi)外眾多知名企業(yè)(如Dupont、Shell等)的高度重視,將成為“綠色化工”的新典范。4.體育由于塑料的應(yīng)用,使原來(lái)的一些不可逾越的預(yù)言成為歷史。疏水織物5.軍事Kevelar織成的防彈背心。頭盔、隱形涂料、以及槍支、帳篷等。改性PC/PAR合金注射成型可以制造低成本、高性能無(wú)骨架透明件,是下一代飛機(jī)用透明件的主要成型方法。
6.汽車工業(yè)汽車工業(yè)是高分子應(yīng)用最大的領(lǐng)域之一。從汽車的輪胎到保險(xiǎn)杠、內(nèi)飾件等,都大量應(yīng)用高分子材料。保險(xiǎn)杠為增韌PP或PPO材料,儀表板大多為滑石粉填充PP,方向盤(pán)為PP材料,表面為聚氨酯發(fā)泡材料。風(fēng)扇葉為玻纖增強(qiáng)尼龍。汽車安全玻璃。可以說(shuō)沒(méi)有高分子材料就沒(méi)有現(xiàn)代的汽車工業(yè)。2005年我國(guó)汽車產(chǎn)量570萬(wàn)輛,消費(fèi)塑料80多萬(wàn)噸。汽車中聚丙烯材料零部件7.航空航天工業(yè)高分子材料的應(yīng)用可減輕重量,節(jié)約成本。如飛機(jī)機(jī)翼油箱采用PA-610,重量減輕20%,PC風(fēng)檔玻璃,F(xiàn)-111戰(zhàn)斗機(jī)采用
PC坐艙減輕重量,在波音飛機(jī)上,有成千上萬(wàn)個(gè)零部件為塑料制品,可大大減輕飛機(jī)重量。X-33,2001年終止X-37,波音公司,2002年開(kāi)始研發(fā)8.電子電器印刷電路板,高分子絕緣材料,電子封裝,電器外殼。2004年家電用ABS/HIPS為75萬(wàn)噸。塑料已經(jīng)成為家電行業(yè)的第二大類材料。主要家電中所含塑料的百分比電視機(jī)25%冰箱40%空調(diào)11%洗衣機(jī)36%臺(tái)式電腦23%吸塵器60%9.高分子材料的物料分離功能應(yīng)用高分子分離膜具有節(jié)能和節(jié)約原材料的特點(diǎn)氣體分離膜:氫分離膜和富氧膜。其分離機(jī)理為多孔膜的透過(guò)擴(kuò)散型和無(wú)孔膜的熔解擴(kuò)散型。如美國(guó)通用電氣公司的富氧膜,在聚砜多孔膜上,用聚二甲基硅氧烷和PC組成共聚物,將其溶于三氯丙烷,在水面展開(kāi),制成薄膜。液體分離膜:用于海水淡化,高純物制備,有機(jī)物分離。多用復(fù)合膜,(反)滲透膜。生物功能模擬膜:50-100?
,主要為磷脂和蛋白質(zhì)。燃料電池用質(zhì)子交換膜,nifion膜等。熔融擠出拉伸法制備聚合物微孔膜二、高分子的發(fā)展歷史
15世紀(jì)美洲瑪雅人用天然橡膠做容器,雨具等生活用品。1839美國(guó)人古德伊爾(CharlesGoodyear)發(fā)現(xiàn)天然橡膠與硫磺共熱后明顯地改變了性能,使它從硬度較低、遇熱發(fā)粘軟化、遇冷發(fā)脆斷裂的不實(shí)用的性質(zhì),變?yōu)楦挥袕椥?、可塑性的材料?869美國(guó)的海厄特(JohnWesleyHyatt,1837-1920)把硝化纖維、樟腦和乙醇的混合物在高壓下共熱,制造出了第一種人工合成塑料“賽璐珞”(cellulose)。1887CountHilairedeChardonnet用硝化纖維素的溶液進(jìn)行紡絲,制得了第一種人造絲。1909美國(guó)人貝克蘭(LeoBaekeland)用苯酚與甲醛反應(yīng)制造出第一種完全人工合成的塑料--酚醛樹(shù)酯。1920施陶丁格(HermannStaudinger)發(fā)表了“關(guān)于聚合反應(yīng)”(UberPolymerization)的論文,提出:高分子物質(zhì)是由具有相同化學(xué)結(jié)構(gòu)的單體經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)(聚合),通過(guò)化學(xué)鍵連接在一起的大分子化合物,高分子或聚合物一詞即源于此。1926瑞典化學(xué)家斯維德貝格等人設(shè)計(jì)出一種超離心機(jī),用它測(cè)量出蛋白質(zhì)的分子量:證明高分子的分子量的確是從幾萬(wàn)到幾百萬(wàn)。1926美國(guó)化學(xué)家WaldoSemon合成了聚氯乙烯,并于1927年實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。1930聚苯乙烯(PS)發(fā)明。1932施陶丁格(HermannStaudinger)總結(jié)了自己的大分子理論,出版了劃時(shí)代的巨著《高分子有機(jī)化合物》成為高分子化學(xué)作為一門(mén)新興學(xué)科建立的標(biāo)志。Staudinger
(施陶丁格)
1881年3月23日生于德國(guó),
1920年,發(fā)表“論聚合反應(yīng)”的論文,提出高分子的概念;
1953年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
1965年9月8日逝世,終年84歲。高分子化學(xué)領(lǐng)域獲諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家1935杜邦公司基礎(chǔ)化學(xué)研究所有機(jī)化學(xué)部的卡羅瑟斯(WallaceH.Carothers,1896-1937)合成出聚酰胺66,即尼龍。尼龍?jiān)?938年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。1930德國(guó)人用金屬鈉作為催化劑,用丁二烯合成出丁鈉橡膠和丁苯橡膠。1940英國(guó)人溫費(fèi)爾德(T.R.Whinfield,1901-1966)合成出聚酯纖維(PET)。1940sPeterDebye發(fā)明了通過(guò)光散射測(cè)定高分子物質(zhì)分子量的方法。1948PaulFlory建立了高分子長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)理論。1950s德國(guó)人齊格勒(KarlZiegler)與意大利人納塔(GiulioNatta)分別用金屬絡(luò)合催化劑合成了聚乙烯與聚丙烯。1955美國(guó)人利用齊格勒-納塔催化劑聚合異戊二烯,首次用人工方法合成了結(jié)構(gòu)與天然橡膠基本一樣的合成天然橡膠。1971S.LWolek發(fā)明可耐300oC高溫的Kevlar。(凱夫拉爾,芳香族聚酰胺纖維)20世紀(jì)50年代中期,德國(guó)人Kal
Ziegler(齊格勒)、意大利人GiulioNatta(納塔)等人發(fā)現(xiàn)了金屬有機(jī)絡(luò)合引發(fā)體系,在較低的溫度和壓力下,制得了高密度聚乙烯和聚丙烯。他們兩人因而在1963年獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。20世紀(jì)40年代以后相繼工業(yè)化的樹(shù)脂品種有:聚乙烯、聚丙烯、不飽和聚酯、氟塑料、環(huán)氧樹(shù)脂、聚甲醛和聚碳酸酯等通用塑料和工程塑料。
20世紀(jì)60年代初,隨著航空宇航、電子信息、核能、石油化工、汽車、機(jī)械制造等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,研發(fā)成功了特種工程塑料。
自20世紀(jì)60年代起,人們開(kāi)始注重研究塑料改性方法,用塑料合金、復(fù)合材料技術(shù)、納米技術(shù)、功能化技術(shù)生產(chǎn)改性塑料品種,開(kāi)發(fā)應(yīng)用于各種塑料制品成型。
20世紀(jì)70年代中期,美國(guó)科學(xué)家Heeger,MacDiarmid和日本白川英樹(shù)有關(guān)導(dǎo)電高分子材料的研究成果,改變了高分子只能是絕緣體的觀念,在塑料導(dǎo)電研究領(lǐng)域取得突破性的發(fā)現(xiàn),這一領(lǐng)域的開(kāi)創(chuàng)性研究“導(dǎo)電聚合物”獲得2000年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
三、高分子材料的分類
一、按照高分子材料的來(lái)源分類1)天然高分子材料比如利用蠶絲、棉、毛織成織物,用木材、棉、麻造紙等。2)改性的天然高分子材料天然高分子材料經(jīng)過(guò)人工改性,主要是用化學(xué)方法改性,獲得新的高分子材料,如把纖維素用化學(xué)反應(yīng)的方法,改性獲得硝基纖維素、醋酸纖維素、羧甲基纖維素、再生纖維素,還有改性淀粉等。3)合成高分子材料合成高分子是指從結(jié)構(gòu)和分子量都已知的小分子原料出發(fā),通過(guò)一定的化學(xué)反應(yīng)和聚合方法合成的聚合物。如:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、滌綸、腈綸、丁苯橡膠、氯丁橡膠、順丁橡膠等。4)改性合成高分子材料是從小分子單體合成的聚合物,再經(jīng)化學(xué)反應(yīng)方法加以改性獲得的高分子材料。如把聚醋酸乙烯醇解,獲得了聚乙烯醇,用化學(xué)反應(yīng)使原有的合成高分子變成一種新的高分子材料,如氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、氯化聚氯乙烯、ABS樹(shù)脂也屬于這一類。天然高分子的直接利用天然高分子的化學(xué)改性天然橡膠的硫化,硝化纖維的合成等淀粉、蛋白質(zhì)、棉麻絲、竹、木等縮聚反應(yīng),自由基、配位、離子聚合等高分子合成高分子時(shí)代高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史19世紀(jì)中期以前19世紀(jì)中期~20世紀(jì)早期20世紀(jì)21世紀(jì)二、按照高分子化合物的主鏈結(jié)構(gòu)分類1)碳鏈聚合物碳鏈聚合物是指主鏈全由碳原子構(gòu)成的聚合物,如聚乙烯、聚苯乙烯等。2)雜鏈聚合物雜鏈聚合物是指主鏈由碳和氧、氮、硫等兩種以上元素的原子所構(gòu)成的聚合物,如聚甲醛、聚酰胺、聚砜、聚醚等。3)元素有機(jī)聚合物元素有機(jī)聚合物是指主鏈上不一定含有碳原子,主要由硅、氧、鋁、鈦、硼、硫、磷等元素的原子構(gòu)成,如有機(jī)硅。
4)無(wú)機(jī)高聚物
主、側(cè)鏈全由雜原子組成,如石英
三大合成材料三、按照高分子材料的用途分類生物功能高分子材料隱形眼鏡(聚甲基丙烯酸羥乙酯)發(fā)光材料
塑料通用“四烯”:PE、PP、PVC、PS
橡膠
“四膠”:丁苯橡膠(SBR)、順丁橡膠(BR)、異戊橡膠(IBR)、乙丙橡膠(EPR)。纖維
“四綸”:滌綸(PET)、腈綸(PAN)、維尼綸、錦綸(尼龍)PA。1)塑料塑料是以合成樹(shù)脂或化學(xué)改性的高分子為主要成分,再加入填料、增塑劑和其它添加劑制得。其分子間次價(jià)力、模量和形變量等介于橡膠和纖維之間。通常按合成樹(shù)脂的特性分為熱固性塑料和熱塑性塑料;按用途又分為通用塑料和工程塑料。熱固性塑料制品2)橡膠橡膠是一類柔性高分子聚合物。其分子鏈間次價(jià)力小,分子鏈柔性好,在外力作用下可產(chǎn)生較大形變,除去外力后能迅速恢復(fù)原狀。它的特點(diǎn)是在很寬的溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)異的彈性,所以又稱為彈性體。橡膠可分為天然橡膠和合成橡膠,天然橡膠是從自然界含膠植物中制取的一種高彈性物質(zhì);合成橡膠是用人工合成的方法制得的高分子彈性體。3)纖維纖維是指長(zhǎng)度比直徑大很多倍,并具有一定韌性的纖細(xì)物質(zhì)。纖維的次價(jià)力大、形變能力小、模量高,一般為結(jié)晶聚合物。纖維可分為天然纖維和化學(xué)纖維兩大類。天然纖維,比如:棉花、羊毛、麻、蠶絲等;化學(xué)纖維指用天然的或合成的高分子化合物經(jīng)過(guò)化學(xué)加工制得的纖維,前者稱人造纖維,后者稱合成纖維。4)膠粘劑
膠粘劑也稱粘合劑,是一種把各種材料緊密地結(jié)合在一起的物質(zhì)。分為天然的、合成的,有機(jī)的、無(wú)機(jī)的,但是具有代表性的是以聚合物為基本組成、多組分體系的高分子膠粘劑。
5)涂料
涂料是指涂布在物體表面形成的具有保護(hù)和裝飾作用的膜層材料,也是多組分體系。體系中主要成分成膜物質(zhì),是聚合物或者能形成聚合物的物質(zhì),它決定了涂料的基本性能。6)復(fù)合材料高分子基復(fù)合材料,即聚合物基復(fù)合材料,是以高分子化合物為基體,添加各種增強(qiáng)材料制得的一種復(fù)合材料。四、通用高分子材料常用包裝材料、塑料樹(shù)脂縮寫(xiě)代號(hào)塑料1、塑料的定義和分類以合成或天然高聚物為基本成分,大多數(shù)情況下配以一定的高分子助劑如填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、著色劑等經(jīng)加工可塑成型,并在常溫下保持其形狀不變的材料,稱之為塑料。1)按材料的受熱行為可分為熱塑性和熱固性塑料。2)按塑料的使用功能可分為通用塑料和工程塑料。3)按樹(shù)脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)有聚烯烴類、聚苯乙烯類、丙烯酸類、聚酰胺、聚酯類、聚砜類、聚酰亞胺類等。2、塑料的組分和作用
若按功能對(duì)高分子助劑進(jìn)行分類,可分為:①穩(wěn)定化助劑②提高機(jī)械性能的助劑③改善加工性能的助劑④改善表面性能的助劑⑤其他用途的助劑3、塑料的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):(1)質(zhì)輕:塑料的密度在900~2300kg/m3之間,是材料中最輕的,當(dāng)制成泡沫塑料后密度下降到10~50kg/m3。(2)拉伸強(qiáng)度、拉伸模量比較低,韌性優(yōu)良:特別是纖維增強(qiáng)的塑料比強(qiáng)度(強(qiáng)度與密度比)接近或超過(guò)金屬材料。(3)傳熱系數(shù)?。核芰系膫鳠嵯禂?shù)是金屬的1/100~1/1000,可以作為優(yōu)良的絕熱材料。泡沫塑料的絕熱性更佳。(4)電絕緣性:塑料的體積電阻率在1013~1018Ω·cm之間,介電常數(shù)一般小于2,介電損耗小于10-4。和其它材料相比是最佳的絕緣材料。(5)成型加工性優(yōu)良:塑料由于是塑性材料,因此可以適應(yīng)各種成型方法,多數(shù)情況下可以一次成型。(6)減震、消音性能良好。(7)耐腐蝕性優(yōu)良:塑料有較好的化學(xué)穩(wěn)定性,對(duì)酸、堿、鹽溶液、蒸汽、水、有機(jī)溶劑等的穩(wěn)定性優(yōu)于金屬材料。(8)透光性能、著色性能好:塑料的遇光性能、著色性能好,可以做成透明或半透明、色澤鮮艷的制品。(9)可賦予各種特殊的性能:塑料可以作成各種特殊性能的材料,如:透氣性、難燃性、粘接性、離子交換性、生物降解性以及光、熱、電、磁等性能。缺點(diǎn):(1)力學(xué)性能比金屬材料差,表面硬度低;(2)容易靜電積累;(3)難于加工高精度的制品,成型條件對(duì)產(chǎn)品的物理性能影響大;(4)使用過(guò)程中容易產(chǎn)生蠕變、疲勞、結(jié)晶等現(xiàn)象,長(zhǎng)期使用性能差;(5)熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它材料,當(dāng)進(jìn)行復(fù)合時(shí),要充分考慮;(6)耐熱性能差,使用溫度低;(7)容易燃燒;(8)在光熱條件下容易受到破壞等。4、塑料的用途:(1)農(nóng)業(yè)(2)工業(yè)(3)建筑業(yè)(4)包裝業(yè):各種編織袋、包裝薄膜、復(fù)合薄膜、中空容器、周轉(zhuǎn)箱、瓦楞箱、打包帶、泡沫塑料等。(5)日常用品(6)醫(yī)療與器械工業(yè)(7)電器工業(yè)5、塑料的命名①按單體結(jié)構(gòu)特征命名
一種單體聚合而成
“聚”
+單體名如聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯。
兩種不同單體聚合而成單體簡(jiǎn)稱后加“樹(shù)脂”、“橡膠”、“共聚物”等后綴如酚醛樹(shù)脂、丁苯橡膠、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等。②按聚合物結(jié)構(gòu)特征命名
可稱為聚氨酯、聚酯、聚醚、聚酰胺等。聚己二酰己二胺聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯聚酰胺類聚酯類
H[NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]nOH
NHCOHO[COCOO(CH2)2O]nHCOO按照聚合物的結(jié)構(gòu)單元和重復(fù)單元特征分類
聚酰胺類稱為“尼龍”商品名:尼龍-66③
按商品名命名
后加的兩個(gè)數(shù)字,分別代表單體二元胺和二元酸的碳原子數(shù)。如聚己二酰己二胺[NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]n如聚癸二酰癸二胺[NH(CH2)10NHCO(CH2)8CO]n商品名:尼龍-1010合成纖維通常以“綸”作后綴尼龍-66(也稱錦綸-66)
滌綸(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)
腈綸(聚丙烯腈)
氯綸
(聚氯乙烯)
另外,采用國(guó)際通用英文縮寫(xiě)符號(hào),讀寫(xiě)更為方便。聚氯乙烯PVC聚丙烯腈PAN聚甲基丙烯酸甲酯PMMA重要的通用塑料
一、聚乙烯(PE)(1)低密度聚乙烯(LDPE)密度0.915~0.940g/cm3,分子呈長(zhǎng)短支鏈,支化度較大,結(jié)晶度55%~65%,分子量約為10~50萬(wàn);LDPE也稱高壓聚乙烯。(2)高密度聚乙烯(HDPE)密度0.940~0.970g/cm3,分子呈線型結(jié)構(gòu)并有少量的短支鏈,支化度較小,結(jié)晶度85%~90%,分子量約為10~150萬(wàn);HDPE也稱低壓聚乙烯。
(3)線型低密度聚乙烯(LLDPE)密度0.914~0.940g/cm3,分子量約為5~20萬(wàn),分子呈線型結(jié)構(gòu),有一定數(shù)量無(wú)規(guī)則分布的短支鏈,其分子規(guī)整性和結(jié)晶度介于HDPE和LDPE之間。(4)其它種類聚乙烯,除了上述幾種聚乙烯外,還有超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)、交聯(lián)聚乙烯、氯化聚乙烯等種類。
二、聚丙烯(PP)等規(guī)聚丙烯(IsotacticPP,IPP)無(wú)規(guī)聚丙烯(AtacticPP,APP)間規(guī)聚丙烯(SyndiotacticPP,SPP)聚丙烯的性能
(1)聚丙烯的物理性能介于HDPE和ABS樹(shù)脂之間,加工性能、制品的外觀和耐熱性均比聚乙烯好;(2)在高溫下的流動(dòng)性好,加入添加劑后,制品的收縮率減少,可用來(lái)制造各種大型和在高溫下變形小的制品;(3)聚丙烯薄膜的透明度、光潔度、拉伸強(qiáng)度、耐熱性及二次加工性能都比較優(yōu)良,薄膜在單向拉伸后的強(qiáng)度很高,伸長(zhǎng)率變小,可將其切成窄帶或細(xì)絲用作織物和繩索材料;(4)聚丙烯具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性,對(duì)溶劑及大多數(shù)化學(xué)藥品都比較穩(wěn)定;(5)聚丙烯可耐沸水,在沒(méi)有外部壓力的條件下,制品加熱到150?C也不變形;(6)均聚聚丙烯的耐沖擊強(qiáng)度性能不好,可通過(guò)與乙烯的共聚改性來(lái)提高它的常溫和低溫下的強(qiáng)度;(7)由于聚丙烯的高等規(guī)度、高結(jié)晶性,使它具有較高的強(qiáng)度和抗撓曲性,拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和剛性都比HDPE高,有高的耐磨性、較好的應(yīng)力開(kāi)裂性和低蠕變性;
(8)聚丙烯具有良好的電絕緣性,不吸水,不受周圍環(huán)境濕度的影響,且有優(yōu)良的高頻特性,特別適合作為電器電纜絕緣和電器外殼;(9)由于結(jié)構(gòu)上叔碳原子上氫的存在,聚丙烯在再加工和使用中容易受到光、熱、氧的作用發(fā)生降解和老化,因此必須添加穩(wěn)定劑。
用途:廣泛用于制作食品、化工產(chǎn)品、化妝品、食品飲料、啤酒等周轉(zhuǎn)箱,吹塑瓶用于洗發(fā)液、化妝品等包裝,螺紋瓶蓋或帶鉸鏈包裝、編織袋以及包裝用薄膜、打包帶和泡沫塑料緩沖材料等。PP方向盤(pán)聚氯乙烯(PVC)Polyvinylchloride聚氯乙烯(PVC)三、聚氯乙烯(PVC)聚氯乙烯(PVC)是由氯乙烯聚合而成。世界上PVC的產(chǎn)量是僅次于PE,位居合成樹(shù)脂的第二位,而我國(guó)的PVC產(chǎn)量則位于第一位。PVC工業(yè)上有四種聚合方法:懸浮聚合、乳液聚合、本體聚合和溶液聚合。聚氯乙烯的性能
(1)PVC是一種多組分塑料,通常不能單獨(dú)使用,根據(jù)不同用途可以加入不同的添加劑,因此隨著組成的不同,聚氯乙烯制品可呈現(xiàn)不同物理機(jī)械性能。(2)PVC的外觀是一種白色粉末。它的化學(xué)穩(wěn)定性良好,能夠耐一般的酸堿腐蝕;
(3)由于結(jié)構(gòu)中含有氯原子,因此PVC的阻燃性優(yōu)于聚乙烯、聚丙烯等塑料;(4)PVC的結(jié)晶度較小,只有5%左右,制品的透明性比較好;(5)PVC屬于極性聚合物,氯原子的電負(fù)性強(qiáng),它的電絕緣性一般。
PVC印刷膜用途:制作硬質(zhì)包裝容器、透明片材和軟質(zhì)包裝薄膜。聚氯乙烯透明片經(jīng)熱成型制成各種包裝容器,大量用于食品和醫(yī)藥品的包裝。此外,聚乙烯還可制成泡沫塑料緩沖材料。四、聚苯乙烯(PS)聚苯乙烯(PS)是由單體苯乙烯通過(guò)連鎖聚合而成。聚苯乙烯可以分為通用型聚苯乙烯(GPPS)、高沖擊聚苯乙烯(HIPS)、可發(fā)性聚苯乙烯(EPS)。PS管五、酚醛樹(shù)脂(PF)以酚類化合物和醛類化合物縮聚而得的樹(shù)脂稱為酚醛樹(shù)脂(PF),其中最主要的一類是以苯酚和甲醛為原料的縮聚物即PF。由苯酚和甲醛在催化劑條件下縮聚、經(jīng)中和、水洗而制成的樹(shù)脂。因選用催化劑的不同,可分為熱固性和熱塑性兩類。酚醛樹(shù)脂具有良好的耐酸性能、力學(xué)性能、耐熱性能,廣泛應(yīng)用于防腐蝕工程、膠粘劑、阻燃材料、砂輪片制造等行業(yè)。六、氨基塑料氨基塑料是以一種具有氨基官能團(tuán)的原料(脲、三聚氰胺、苯胺)與醛類(主要為甲醛)經(jīng)縮聚反應(yīng)而制得的塑料。氨基塑料主要的兩個(gè)品種是脲-甲醛(UF)。、三聚氰胺-甲醛(MF)的共聚物。三聚氰胺—甲醛樹(shù)脂的合成基本原理
三聚氰胺—甲醛樹(shù)脂是氨基塑料的重要品種之一,由三聚氰胺和甲醛在堿性條件下縮合,通過(guò)控制單體組成和反應(yīng)程度先得到可溶性的預(yù)聚體,該預(yù)聚體以三聚氰胺的三羥甲基化合物為主,在pH=8-9時(shí)穩(wěn)定,在熱或催化劑的存在下可進(jìn)一步通過(guò)羥甲基之間的脫水縮合形成交聯(lián)聚合物:
工程塑料
工程塑料,顧名思義就是工程上應(yīng)用的塑料或可作工程材料的塑料。較為科學(xué)的定義是:工程塑料一般是指可作為結(jié)構(gòu)材料使用,具有優(yōu)異的力學(xué)性能、熱性能、尺寸穩(wěn)定性或能滿足特殊要求的某些塑料。
工程塑料的主要特征
(1)質(zhì)量輕、相對(duì)密度小。(2)較高的比強(qiáng)度。(3)突出的耐磨和自潤(rùn)滑性能。(4)優(yōu)良的機(jī)械性能。(5)優(yōu)良的電絕緣性能。(6)化學(xué)穩(wěn)定性能。(7)優(yōu)良的吸震、消聲和對(duì)異物的埋沒(méi)性能。(8)較好的尺寸穩(wěn)定性。(9)有較高的耐熱性。(10)良好的加工性能。按長(zhǎng)期連續(xù)使用溫度分類
重要的工程塑料及其應(yīng)用
一、聚酰胺(PA)聚酰胺又叫尼龍,是高分子主鏈上含有酰胺鍵結(jié)構(gòu)的高聚物,一般可由內(nèi)酰胺開(kāi)環(huán)聚合或者氨基酸或者對(duì)應(yīng)二酸二胺縮聚而得,屬于逐步聚合反應(yīng)。其命名原則是以單體中所含胺基的碳數(shù)目和羧基的碳數(shù)目來(lái)表示的。若是氨基酸或內(nèi)酰胺則以單體中總的碳數(shù)來(lái)表示。
——C—N——[]‖OH│結(jié)構(gòu)脂肪族聚酰胺x≥4y≥4芳香族聚酰胺常見(jiàn)的一些聚酰胺結(jié)構(gòu):尼龍尼龍66尼龍610水溶性尼龍聚酰胺的主要特性
(1)聚酰胺樹(shù)脂是高結(jié)晶性的,力學(xué)性能優(yōu)良。韌性好,蠕變變形小,具有耐寒、耐汽油的特性,可在-40~100℃內(nèi)長(zhǎng)期使用,使它成為能夠滿足汽車發(fā)動(dòng)機(jī)部件要求的材料。(2)質(zhì)輕耐磨,易于加工,使得尼龍有30%~45%左右消費(fèi)在汽車和其它車輛的電氣和車體部件上,其摩擦系數(shù)小,大約是巴氏合金的1/3,是酚醛樹(shù)脂的1/4。(3)尼龍具有一定的阻燃性,能夠自熄。即使?jié)穸容^高其電絕緣性能也很好。(4)尼龍制品運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)吸震、減噪,廣泛應(yīng)用于軸承、軸瓦等滑動(dòng)或嚙合的部件。(5)尼龍的擠出膜耐油隔氧、耐刺穿、耐低溫沖擊,是優(yōu)良的冷凍制品包裝材料。缺點(diǎn):聚酰胺具有吸水率高、制品尺寸穩(wěn)定性較差、熱變形溫度低、不耐酸等不足。聚酰胺的主要應(yīng)用領(lǐng)域
二、聚碳酸酯(PC)PC擋風(fēng)板聚碳酸酯的重要性能
由于聚碳酸酯具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能,又高度透明,故俗稱“透明金屬”。(1)剛硬。(2)熱性能。(3)電性能。(4)耐燃、耐老化性。(5)光學(xué)性能。缺點(diǎn):容易應(yīng)力開(kāi)裂,耐疲勞性差,不耐溶劑,堿,摩擦系數(shù)大等三、聚甲醛(POM)——CH2—O——[]聚甲醛的主要特性
(1)機(jī)械性能優(yōu)良。(3)優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性。(2)無(wú)污染性。缺點(diǎn):(4)聚甲醛樹(shù)脂在成型加工的溫度下,易受熱降解釋放出甲醛氣味。(5)聚甲醛樹(shù)脂的粘合性差,耐候性不好,易受強(qiáng)酸侵蝕;聚甲醛的氧指數(shù)為塑料中最小,易燃燒;熱分解溫度與軟化溫度接近,熔融加工比較困難。四、聚苯醚(PPO)
聚苯醚的制備分為兩步:先通過(guò)苯酚和甲醇制備單體2,6-二甲酚,然后在催化劑存在下聚合成聚苯醚。
玻璃化溫度約210℃,熔融溫度257℃,密度0.96~1.06克/厘米3。實(shí)用聚苯醚的分子量為2~5萬(wàn),結(jié)晶度約50%。最突出優(yōu)點(diǎn)是高度耐水和耐蒸汽性。在132℃的高壓蒸汽容器內(nèi)處理200次,抗拉和抗沖擊強(qiáng)度沒(méi)有顯著變化。此外它還具有尺寸穩(wěn)定性好、蠕變小、高絕緣性等特點(diǎn),長(zhǎng)期使用溫度為-127~120℃,無(wú)負(fù)荷間斷工作可達(dá)200℃。聚苯醚的性能特點(diǎn)
(1)機(jī)械性能。(2)熱性能。(3)電性能。(4)耐介質(zhì)特性。(5)加工性能。缺點(diǎn):PPO熱變形溫度高,熔體粘度大,在剪切速率增加時(shí),粘度不會(huì)下降。其熔體流動(dòng)性差,必須用很高的加工溫度(315℃),加工困難,且能耗大。在氧存在下,高于105℃會(huì)逐漸交聯(lián),長(zhǎng)期曝露,會(huì)慢慢呈現(xiàn)熱固性塑料的特點(diǎn)。PPO耐光性差。五、聚酰亞胺(PI)聚酰亞胺是耐熱性最高的聚合物(聚酰亞胺是目前使用溫度最高的工程塑料),同時(shí)具有很高的機(jī)械性能、電性能和耐輻射性能。聚酰亞胺層壓板聚酰亞胺的性能
1、迄今聚合物中熱穩(wěn)定性最高的品種之一。2、聚酰亞胺可耐極低溫。3、聚酰亞胺具有優(yōu)良的機(jī)械性能。4、一些聚酰亞胺品種不溶于有機(jī)溶劑,對(duì)稀酸穩(wěn)定,一般的品種不大耐水解5、聚酰亞胺的熱膨脹系數(shù)小。6、聚酰亞胺具有很高的耐輻照性能。7、聚酰亞胺具有良好的介電性能。8、聚酰亞胺是自熄性聚合物,發(fā)煙率低。9、聚酰亞胺薄膜在極高的真空下放氣量很少。10、聚酰亞胺無(wú)毒。11、有一些聚酰亞胺還具有很好的生物相容性。聚酰亞胺的應(yīng)用:1、薄膜:2.涂料:3.先進(jìn)復(fù)合材料:4.纖維:5.泡沫塑料:6.工程塑料:7.膠粘劑:8.分離膜:9.光刻膠:10.在微電子器件中的應(yīng)用:11.液晶顯示用的取向排列劑:12.電-光材料:六、聚醚酮大分子主鏈的重復(fù)單元中,有醚鍵又有酮基的聚合物統(tǒng)稱聚醚酮類高分子。其中主要是聚醚醚酮,這種高分子的重復(fù)單元,有兩個(gè)醚鍵一個(gè)酮基,稱聚醚醚酮,簡(jiǎn)寫(xiě)PEEK。聚醚酮類分解溫度一般都在500℃以上,大多為結(jié)晶高分子。耐熱水性是主要特征之一。PEEK幾乎不溶于所有的有機(jī)溶劑,對(duì)無(wú)機(jī)酸堿除了濃硫酸和硝酸外,幾乎都能耐受。聚醚醚酮類有很高的耐疲勞和耐磨能力,具有優(yōu)良的電絕緣性能,電學(xué)性能隨溫度、濕度變化很小,阻燃性好。應(yīng)用
(1)航空航天領(lǐng)域
(2)汽車制造
(3)工業(yè)領(lǐng)域
(4)醫(yī)療器械
(5)絕緣材料
橡膠最早是11世紀(jì)在中美洲的印第安人就制造了橡膠球,用于宗教活動(dòng)。1770年,英國(guó)化學(xué)家普里斯特利發(fā)現(xiàn)橡膠可用來(lái)擦去鉛筆字跡,并將這種用途的材料稱為rubber,此詞一直沿用至今。Goodyear1839年發(fā)明了天然橡膠的硫化技術(shù),標(biāo)志著橡膠工業(yè)的開(kāi)始。1955年美國(guó)人利用齊格勒—納塔催化劑聚合異戊二烯,首次用人工方法合成了結(jié)構(gòu)與天然橡膠基本一樣的合成天然橡膠,標(biāo)志著合成橡膠工業(yè)的開(kāi)始。一、橡膠的分類1)按照其來(lái)源分類天然橡膠和合成橡膠2)合成橡膠按照使用分類通用合成橡膠、特種合成橡膠和其它橡膠通用合成橡膠是指性能與天然橡膠類似、被廣泛用于制造輪胎及其他大量制品的合成橡膠。特種合成橡膠指具有特殊性能如耐候性、耐熱性、耐油、耐臭氧等,并用于制造特定條件下使用橡膠制品。3)按照大分子鏈的化學(xué)組成分類碳鏈彈性體和雜鏈彈性體碳鏈彈性體指分子鏈中都是由碳碳組成的橡膠。雜鏈彈性體指分子鏈中含有氮、氧、硫、硅等雜原子的橡膠。二、橡膠制品的主要原材料橡膠制品的原材料主要有橡膠(生膠和再生膠)、配合劑和骨架材料。1)生膠和再生膠生膠指天然橡膠或者合成橡膠或經(jīng)過(guò)一定物理或者化學(xué)處理加工制成的。再生膠相對(duì)于生膠而言,是廢硫化橡膠經(jīng)過(guò)化學(xué)、熱和機(jī)械加工處理后制得的橡膠材料。2)配合劑(1)硫化劑在一定條件下能使橡膠發(fā)生交聯(lián)的物質(zhì)統(tǒng)稱為硫化劑。硫黃、碲、硒、含硫化合物、過(guò)氧化物等。(2)硫化促進(jìn)劑凡能加快硫化速度,縮短硫化時(shí)間的物質(zhì)稱為硫化促進(jìn)劑,簡(jiǎn)稱促進(jìn)劑。氧化鎂、氧化鉛等。(3)硫化活性劑硫化活性劑簡(jiǎn)稱活性劑,又稱助促進(jìn)劑。其作用是提高促進(jìn)劑的活性。氧化鋅。(4)防焦劑防焦劑又稱硫化延遲劑或穩(wěn)定劑。其作用是使膠粉在加工過(guò)程中不發(fā)生早期硫化現(xiàn)象。鄰羥基苯甲酸、鄰苯二甲酸酐等(5)防老劑凡能防止和延緩橡膠老化的化學(xué)物質(zhì)稱為防老劑。防老劑品種很多,根據(jù)其作用可分為抗氧化劑、抗臭氧劑、有害金屬離子作用抑制劑、抗疲勞老化劑、抗紫外線輻射防治劑等。(6)補(bǔ)強(qiáng)劑和填充劑凡能提高橡膠機(jī)械性能的物質(zhì)稱補(bǔ)強(qiáng)劑,又稱為活性填充劑。凡在膠料中主要起增加容積作用的物質(zhì)稱為填充劑或增容劑。橡膠工業(yè)常用的補(bǔ)強(qiáng)劑有炭黑、白炭黑和其他礦物填料,其中最主要的是炭黑。橡膠制品中常用的填充劑有碳酸鈣、陶土、碳酸鎂等。(7)其他配合劑軟化劑、著色劑、溶劑、發(fā)泡劑、隔離劑等。3)骨架材料橡膠的彈性大,強(qiáng)度低,因此很多橡膠制品必須用纖維材料或金屬材料作骨架材料,以增大制品的機(jī)械強(qiáng)度,減小變形。橡膠的主要特征與應(yīng)用三、橡膠的主要特征(1)大分子鏈具有足夠的柔性,玻璃化溫度比室溫低。(2)在使用條件下不結(jié)晶或結(jié)晶很小。比較理想的橡膠是情況是在使用條件下不結(jié)晶或結(jié)晶很小,但在拉伸時(shí)可結(jié)晶,解除負(fù)荷后結(jié)晶又熔化。(3)使用過(guò)程中無(wú)分子鏈間的相對(duì)滑動(dòng),即無(wú)冷流現(xiàn)象。四、橡膠材料的主要應(yīng)用五、重要的通用橡膠重要的通用橡膠有天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠、氯丁橡膠、乙丙橡膠、丁基橡膠、丁腈橡膠等。1、天然橡膠天然橡膠的主要成分是由異戊二烯鏈節(jié)組成的天然高分子,主要由三葉橡膠樹(shù)的乳膠制得。天然橡膠是應(yīng)用最廣泛的通用橡膠,其利用始于15世紀(jì)。天然橡膠的分子量范圍在3-3000萬(wàn)之間,其多分散性指數(shù)為2.8-10,且具有雙峰分布規(guī)律。
橡膠因橡膠樹(shù)種類不同,性能差別較大,主要是由于大分子的立體結(jié)構(gòu)決定。巴西橡膠樹(shù)的橡膠為順式-1,4結(jié)構(gòu),在室溫下具有優(yōu)異的彈性和柔軟性,是名副其實(shí)的彈性體材料;而古塔布膠是反式-1,4結(jié)構(gòu),室溫下呈硬固狀。
天然橡膠的主要特點(diǎn)
(1)較高的機(jī)械強(qiáng)度。(2)天然橡膠具有良好的彈性。(3)具有良好的耐疲勞性能。(4)天然橡膠加工性能好。(5)天然橡膠在存放過(guò)程中增硬,低溫存放時(shí)容易結(jié)晶,在-70℃左右變成脆性物質(zhì)。(6)天然橡膠為非極性橡膠,在非極性溶劑中膨脹,故耐油、耐溶劑性差。(7)天然橡膠因含大量不飽和雙鍵,化學(xué)活性高,易于交聯(lián)和氧化,耐老化性差。2、丁苯橡膠丁苯橡膠(SBR)是以丁二烯和苯乙烯為單體共聚反應(yīng)得到的彈性體共聚物。
丁苯橡膠的性能特點(diǎn)
(1)丁苯橡膠在耐磨性、耐熱性、耐油性、耐老化性等方面均比天然橡膠好,硫化時(shí)不容易燒焦和過(guò)硫,與天然橡膠、順丁橡膠的混容性好。(2)缺點(diǎn)是彈性、耐寒性、耐撕裂性和粘著性比天然橡膠差,但是可以通過(guò)與天然橡膠的并用或調(diào)整配方得到改善。3、順丁橡膠順丁橡膠(BR)是聚丁二烯橡膠中的一種,是以1,3—丁二烯為單體聚合而成的一類通用合成橡膠,結(jié)構(gòu)中含有相當(dāng)量的順式結(jié)構(gòu)。
順丁橡膠的性能特點(diǎn)順丁橡膠同天然橡膠及丁苯橡膠相比,主要優(yōu)點(diǎn)是彈性高,是橡膠中彈性最高的;耐低溫性能好,其玻璃化溫度-105℃,是通用橡膠中最好的;此外是耐磨性優(yōu)異。4、異戊橡膠異戊橡膠(IR)是順式1,4—聚異戊橡膠的簡(jiǎn)稱,它是由異戊二烯單體在定向催化劑的作用下,經(jīng)溶液聚合方法制得的彈性體均聚物。異戊橡膠的性能特點(diǎn)異戊橡膠是一種綜合性能最好的通用合成橡膠,具有優(yōu)良的彈性、耐磨性、耐熱性、抗撕裂及低溫屈撓性。與天然橡膠比,又具有生熱小、抗龜裂的特點(diǎn),且吸水性小、電性能及耐老化性能好。缺點(diǎn)是硫化速度比天然橡膠慢,煉膠時(shí)容易粘輥、成型粘度大,價(jià)格高。5、氯丁橡膠氯丁橡膠(CR)是2-氯-1,3-丁二烯聚合而成的一種高分子彈性體。
氯丁橡膠的性能
(1)其優(yōu)良的物理機(jī)械性能、拉伸強(qiáng)度和天然橡膠相似;(2)由于氯丁橡膠分子鏈含有極性氯原子基團(tuán),能夠保護(hù)雙鏈?zhǔn)够钚詼p弱,使聚合物對(duì)非極性物質(zhì)有很大的穩(wěn)定性,因此氯丁橡膠在耐光、耐熱、耐老化、耐油、耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)于天然橡膠,尤其是耐燃性更是突出,可以算是通用橡膠中最好的;(3)氯丁橡膠是結(jié)晶橡膠,有自補(bǔ)強(qiáng)性、生膠強(qiáng)度高、良好的粘著性、耐水性、氣密性。(4)氯丁橡膠的缺點(diǎn)主要是電絕緣性差、耐寒性能差、容易早期硫化及儲(chǔ)存期短。6、乙丙橡膠乙丙橡膠(EPR)是以乙烯和丙烯為單體,在齊格勒—納塔催化劑存在下,采用溶液聚合法制得的高分子彈性體。
乙丙橡膠的性能
乙丙橡膠基本上是一種飽和橡膠(1)其耐老化性能是通用橡膠中最好的一種,并具有突出的耐臭氧性能,優(yōu)于以耐老化而著稱的丁基橡膠;(2)耐熱性好,可在120℃下長(zhǎng)期使用;(3)耐化學(xué)腐蝕性好,對(duì)酸、堿和極性溶劑有較大的抗耐性;(4)還具有較好的耐蒸汽性、低密度和高的填充性。(5)具有較高的彈性和低溫性能,僅次于天然橡膠和順丁橡膠,最低使用溫度-50℃以下;(6)具有非常好的電絕緣性和耐電暈性;(7)乙丙橡膠的缺點(diǎn)是硫化速度慢、不易與不飽和橡膠并用,自粘性和互粘性差。
7、丁基橡膠丁基橡膠(IIR)是異丁烯和少量異戊二烯的共聚物。外觀為白色或暗灰色透明彈性體。
丁基橡膠的性能
(1)丁基橡膠是橡膠中氣密性最好的;(2)它的耐熱性、耐候性和耐臭氧老化性也很突出;(3)耐化學(xué)腐蝕性好;(4)耐水性能優(yōu)異,水滲透率極低;(5)減震性能好。硫化速度慢特種合成橡膠特種橡膠指具有特殊性能,可滿足耐熱、耐寒、耐油、耐溶劑、耐化學(xué)腐蝕、耐輻射等特殊使用要求的橡膠。最常見(jiàn)的特種合成橡膠主要有:硅橡膠、氟橡膠、聚丙烯酸酯橡膠、聚硫橡膠、聚氨酯橡膠、氯醚橡膠等。纖維纖維是指長(zhǎng)度比直徑大很多倍,并具有一定柔韌性的纖細(xì)物質(zhì)。一、天然纖維1)植物纖維2)動(dòng)物纖維3)礦物纖維二、化學(xué)纖維化學(xué)纖維是用天然的或人工合成的高分子物質(zhì)為原料制成的纖維?;瘜W(xué)纖維根據(jù)原料來(lái)源的不同,可分為以天然高分子物質(zhì)為原料的人造纖維和以合成高分子物質(zhì)為原料的合成纖維。合成纖維概述一、合成纖維分類1)按照化學(xué)組成分類按照化學(xué)組成分為:聚酰胺纖維(錦綸或尼龍),聚丙烯腈纖維(腈綸),聚酯纖維(滌綸),含氯纖維,聚丙烯纖維(丙綸),聚乙烯醇縮甲醛纖維(維綸)以及特種纖維。2)按照其加工產(chǎn)品的長(zhǎng)度分類按照其加工產(chǎn)品的長(zhǎng)度又可分為長(zhǎng)絲和短纖維。(1)長(zhǎng)絲長(zhǎng)絲和蠶絲一樣纖細(xì)柔軟連續(xù)不斷,長(zhǎng)度以千米計(jì),通常有單絲、復(fù)絲、簾線絲等。(2)短纖維短纖維指被切斷成長(zhǎng)度為幾厘米至十幾厘米的纖維,又分為棉型、毛型、中長(zhǎng)型。3)根據(jù)性能和生產(chǎn)方法分類根據(jù)性能和生產(chǎn)方法分為常規(guī)纖維和差別化纖維。差別化纖維的品種:(1)異形纖維(2)復(fù)合纖維(3)超細(xì)纖維二、纖維的結(jié)構(gòu)與性能
①為線型的可伸展的大分子鏈,沒(méi)有龐大的側(cè)基。②分子中有極性基團(tuán)存在。③成纖高聚物應(yīng)具有形成半結(jié)晶結(jié)構(gòu)的能力。④具有相當(dāng)高的分子量和比較窄的分子量分布。形態(tài)結(jié)構(gòu)特征纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu),包括多重原纖結(jié)構(gòu)和表面形態(tài),橫截面形狀和皮芯結(jié)構(gòu)以及纖維中的孔洞等。它們對(duì)纖維的宏觀性能都有很大影響。三、改性的方法:改變纖維的物理性能;改變纖維的化學(xué)性能;改變纖維生產(chǎn)工藝條件及工藝過(guò)程。SEMofNanofiberNetwork200nm常見(jiàn)的合成纖維一、聚酯纖維聚酯纖維的中國(guó)商品名稱是滌綸,俗稱“的確良”。是由二元酸及其衍生物(酰氯、酸酐、酯等)和二元醇經(jīng)過(guò)縮聚而制得的聚酯樹(shù)脂,再經(jīng)熔融紡絲和后處理制得的一種合成纖維。聚酯纖維的性能(1)外觀單純的滌綸纖維一般為乳白色,生產(chǎn)過(guò)程中添加增白劑可制得純白纖維,也可用染料染成各種不同的顏色制成有色纖維。(2)密度一般滌綸的密度在1.38-1.40g/cm3。(3)彈性滌綸的彈性好,接近羊毛,而且耐皺性超過(guò)其它纖維,彈性模量比聚酰胺纖維高。(4)強(qiáng)度強(qiáng)度大是滌綸一大優(yōu)點(diǎn),在濕態(tài)下強(qiáng)度不變。它的沖擊強(qiáng)度比聚酰胺纖維高4倍,比粘膠纖維高20倍。(5)濕性滌綸的回潮率(含水率)很低,也是滌綸織物易洗快干的特性。(6)耐熱性滌綸纖維的軟化點(diǎn)在230~240℃,熔點(diǎn)255~265℃。(7)耐光性滌綸纖維的耐光性高于錦綸,低于腈綸。(8)電性能滌綸纖維在干燥狀態(tài)下,具有良好的電絕緣性。(9)化學(xué)性能滌綸纖維在常溫下,對(duì)酸、堿有一定的穩(wěn)定性,但是隨著溫度的升高耐腐蝕性降低。(10)抗菌性滌綸的纖維具有抗菌性,通常不會(huì)受微生物的侵蝕,因此作為織物不會(huì)被蛀蟲(chóng)破壞。二、聚丙烯腈纖維聚丙烯腈纖維的中國(guó)商品名稱是腈綸,又稱“人造羊毛”。是以丙烯腈為原料聚合成聚丙烯腈,再進(jìn)行后紡制成的合成纖維。三、聚酰胺纖維聚酰胺纖維是世界上最早投入工業(yè)化生產(chǎn)的合成纖維。它是由主鏈中含有酰胺鍵的一類高分子化合物為原料,經(jīng)過(guò)熔融紡絲及后加工而制得的纖維。脂肪族聚酰胺纖維在中國(guó)的商品名稱均稱為錦綸,國(guó)際上稱為尼龍。四、其他合成纖維除了上述三種主要的合成纖維外,常見(jiàn)的還有聚丙烯纖維(丙綸),聚乙烯醇縮甲醛纖維(維綸),聚氨酯纖維(彈性纖維,氨綸),聚氯乙烯纖維(氯綸)等,塑料包裝主要形式及應(yīng)用一、塑料包裝市場(chǎng)發(fā)展快塑料廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)、文化、軍事、生活各個(gè)方面,其中包裝產(chǎn)業(yè)是塑料最大的應(yīng)用領(lǐng)域。在許多國(guó)家,包裝占最大比例。
塑料包裝行業(yè)是中國(guó)塑料工業(yè)中的發(fā)展最為迅速的領(lǐng)域之一。
除不斷擴(kuò)大在各種包裝材料中所占的份額之外,塑料包裝材料正向高機(jī)能、多功能性、環(huán)保適應(yīng)性、新材料、新工藝、新設(shè)備及拓寬應(yīng)用領(lǐng)域等方向發(fā)展。比如將在高阻隔性、耐高溫、保鮮、防蟲(chóng)防霉、無(wú)菌等方面增強(qiáng)其功能;在保證包裝效果的同時(shí)將努力減輕、減薄、以降低包裝成本。此外,包裝產(chǎn)品的發(fā)展將更重視包裝材料的功能化,如高阻隔化、耐高溫和保鮮功能等。
二、塑料包裝的主要形式及新進(jìn)展1、塑料包裝膜2、塑料包裝容器3、塑料包裝袋4、塑料中空容器5、塑料托盤(pán)1、塑料包裝膜包括單層薄膜、復(fù)合薄膜和薄片。這類材料作成的包裝稱軟包裝,主要用于包裝食品、藥品等。包裝市場(chǎng)是塑料薄膜最大的應(yīng)用領(lǐng)域,從各種塑料包裝產(chǎn)品看,包裝薄膜的數(shù)量和金額都居首位。世界塑料薄膜需求正不斷增長(zhǎng),特別是發(fā)展中國(guó)家需求增速更快,包裝形式由硬包裝向軟包裝轉(zhuǎn)變是推動(dòng)薄膜材料需求增長(zhǎng)的主要因素之一。包裝薄膜形式多種多樣,由單層膜、多層膜、多層復(fù)合膜以及多層共擠膜等。塑料薄膜主要用于食品包裝,還用于醫(yī)藥、電子、汽車以及建筑等行業(yè)。
美國(guó)科學(xué)家發(fā)明一種方法,用等離子體蒸涂技術(shù)在塑料瓶外形成一層柔軟的聚酯薄膜,能夠使瓶?jī)?nèi)裝的食物保持新鮮。美國(guó)Hercules公司也推出一種新型包裝材料,具有可控制氣體的功能。這種新材料帶有細(xì)小氣孔,可對(duì)包裝內(nèi)氧氣與二氧化碳?xì)怏w交換進(jìn)行控制,減緩交換速度,從而達(dá)到抑制果蔬呼吸作用,達(dá)到保鮮效果。天津中國(guó)國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心研發(fā)成功一種納米保鮮薄膜,并已通過(guò)技術(shù)鑒定。經(jīng)中國(guó)國(guó)家測(cè)試中心測(cè)定,水蒸汽透過(guò)量及透過(guò)系數(shù)、物理機(jī)械強(qiáng)度等指標(biāo)均符合國(guó)家衛(wèi)生檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),解決了傳統(tǒng)果蔬保鮮膜品種單一、透氣性差、不防霉的缺點(diǎn)。2、塑料包裝容器
隨著社會(huì)整體生活水平的不斷提高,各種汽水、果汁、蔬菜、飲料所需的塑料容器需求量與日俱增。聚酯瓶是近年來(lái)市場(chǎng)增長(zhǎng)最快、最受注目的塑料包裝品種.聚丙烯透明包裝瓶的開(kāi)發(fā)是近幾年國(guó)內(nèi)外塑料包裝的另一個(gè)熱
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