塑膠材料的分類三熱塑性彈性體

1、塑膠材料基本知識(shí),塑膠材料的簡介,塑料是指以樹脂（或在加工過程中用單體直接聚合）為主要成分，以增塑劑、填充劑、潤滑劑，著色劑等添加劑為輔助成分，在加工過程中能流動(dòng)成型的材料。 塑料主要有以下特性：大多數(shù)塑料質(zhì)輕，化學(xué)穩(wěn)定性好，不會(huì)銹蝕；耐沖擊性好；具有較好的透明性和耐磨耗性；絕緣性好，導(dǎo)熱性低；一般成型性、著色性好，加工成本低；大部分塑料耐熱性差，熱膨脹率大，易燃燒；尺寸穩(wěn)定性差，容易變形；多數(shù)塑料耐低溫性差，低溫下變脆；容易老化；某些塑料易溶于溶劑。,塑膠材料的簡介,塑料是高分子材料也叫聚合物分子或大分子，具有高的相對(duì)分子量，其結(jié)構(gòu)必須是由多個(gè)重復(fù)單元所組成，并且這些重復(fù)單元實(shí)際上或概念上是

2、由相應(yīng)的小分子衍生而來。,聚氯乙烯,聚乙烯醇,實(shí)際上,概念上,塑膠材料的簡介,構(gòu)成高分子主鏈骨架的單個(gè)原子。,鏈 單 元,Chain Units,由鏈原子及其取代基組成的原子或原子團(tuán)。,聚丙烯,聚乙二醇,塑膠材料的分類,一,通用塑膠: 一般是指產(chǎn)量大、用途廣、成型性好、 價(jià)格便宜的塑料. 如: 聚丙烯(PP), 聚乙烯(PE), 聚苯乙烯(PS), 丙烯睛 苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS),聚氯乙烯(PVC). 二,工程塑膠: 一般脂能承受一定外力作用，具有良好的機(jī)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: 聚甲醛(POM), 聚砜(PSU) 聚碳酸酯( PC),

3、聚酰氨(尼龍 PA) , 聚苯醚(PPO) , 聚酯(PET，PBT),塑膠材料的分類,三,熱塑性彈性體: TPE, TPU,TPV,EPDM等,通用塑膠,一,聚丙烯(PP) 聚丙烯（PP）作為熱塑塑料聚合物于1957年開始商品化生產(chǎn)，是有規(guī)立構(gòu)聚合物中的第一個(gè)。其歷史意義更體現(xiàn)在，它一直是增長最快的主要熱塑性塑料，它在熱塑性塑料領(lǐng)域內(nèi)有十分廣泛的應(yīng)用，特別是在纖維和長絲、薄膜擠壓、注塑加工等方面。 PP因所用催化劑和聚合工藝不同，所得聚合物的分子結(jié)構(gòu)有三種不同類型的立體化學(xué)結(jié)構(gòu)，數(shù)量也不一樣。這三種結(jié)構(gòu)是指等規(guī)聚合物、間規(guī)聚合物和無規(guī)聚合物。在等規(guī)聚丙烯（最常見的商品形式）中，甲基原子團(tuán)都處

4、在聚合物骨架的同一側(cè)，這一結(jié)構(gòu)很容易形成結(jié)晶態(tài)。等規(guī)形式的結(jié)晶性賦予它良好的抗溶劑和抗熱性能,通用塑膠,PP均聚物可使用各種加工工藝，生產(chǎn)范圍很寬的產(chǎn)品。擠塑制品是消耗PP的最大市場，而紡織纖維和單絲又是其中最大的部分。長期以來，PP一直是制造纖維的主要原料，這是因?yàn)樗闹芰?、耐磨損、耐化學(xué)品性能以及有利的經(jīng)濟(jì)條件。定向和非定向薄膜占據(jù)擠塑制品市場的第二大份額，并且是繼續(xù)保持增長的領(lǐng)域。 ，注塑品是PP均聚物的第二大市場，包括容器、密封器、汽車方面的應(yīng)用、家庭用品、玩具及其它許多消費(fèi)品和工業(yè)方面的最終用途。許多吹塑容器選用聚丙烯，是因?yàn)樗牧己玫母舫毙阅芎妥銐虻那迤愣取?通用塑膠,二,聚乙

5、烯(PE) 聚乙烯(PE)樹脂是以乙烯單體聚合而成的聚合物.聚乙烯分子是長鏈線形結(jié)構(gòu)或支鏈結(jié)構(gòu),為典型的結(jié)晶性材料.一般條件下,結(jié)晶度越高,材料的密度越高.因?yàn)?聚乙烯分子鏈的支鏈越少,其排列越緊密,分子鏈的有序性越高,密度也相對(duì)應(yīng)越高. 如:LDPE的結(jié)晶度通常為55%-65%,HDPE的結(jié)晶度通常為80%-90%. PE的結(jié)構(gòu)式如下:,通用塑膠,LDPE應(yīng)用于聚乙烯所有的傳統(tǒng)市場。增強(qiáng)了抗伸、抗穿透、抗沖擊和 抗撕裂的性能使LDPE適于作薄膜。 它的優(yōu)異的抗環(huán)境應(yīng)力開裂性，抗低溫沖擊性和抗翹曲性使 LDPE對(duì)管材、板材擠塑和所有模塑應(yīng)用都有吸引力。 LDPE最新的應(yīng)用是作為地膜用于廢 渣填

6、埋和廢液池的襯層。 LDPE的機(jī)械強(qiáng)度比LDPE高,一般應(yīng)用于吹塑成型做各種容器.,通用塑膠,三,聚苯乙烯(PS) 通用級(jí)聚苯乙烯是苯乙烯系塑料家族的基本成員，它是一種由 2 0003000苯乙烯單元構(gòu)成的高分子量線型聚合物。通用級(jí)聚苯乙烯常常被稱為透明PS性能優(yōu)點(diǎn) 透明PS的成型加工非常簡單容易，只要稍加修整即可得到最終產(chǎn)品。它為輕的通用性樹脂，熱性能和電性能優(yōu)異。它是無定形聚合物，因此具有透明性和易加工性，并具有許多優(yōu)于其它熱塑性塑料的性能。由于沒有結(jié)晶熔點(diǎn)PS是具有高熔體強(qiáng)度的粘性流體，很容易用擠塑和注塑成型方法進(jìn)行加工，沒有或幾乎沒有降解。 聚苯乙烯的結(jié)構(gòu)式如下:,通用塑膠,透明PS很

7、適于做各種用途的制品，特別是對(duì)透明性有要求的制品。代表性的有：包裝制品（容器、罩蓋、瓶類）、一次性醫(yī)藥用品 玩具、杯、刀具、磁帶軸、防風(fēng)窗、電器以及許多發(fā)泡制品雞蛋箱。肉類和家禽包裝盤、瓶子標(biāo)簽以及發(fā)泡PS緩沖材料。 易流動(dòng)品級(jí)PS的應(yīng)用包括一次性醫(yī)藥用品和餐具、玩具，以及包裝箱等。還可用于制造共擠塑包裝用品。 中等流動(dòng)性品級(jí)PS的主要應(yīng)用包括：注塑杯、醫(yī)用制品、玩具和包裝箱；注坯吹塑的瓶子；以及擠塑或共擠塑食品包裝用品。 高耐熱品級(jí)PS的一般用途是：擠塑包裝食品的泡沫材料；擠塑熱成型片材用于照明、建筑和裝飾品；擠塑薄膜用于經(jīng)拉伸定向的食品包裝袋、注塑成型制CD盒以及注坯吹塑生產(chǎn)包裝容器。,通

8、用塑膠,四,丙烯睛 苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS) ABS的多能性來自于它的三個(gè)單體結(jié)構(gòu)單元丙烯睛、丁二烯和苯乙烯。每個(gè)組分都為最終聚合物提供了一套不同的有用的性能。丙烯睛主要提供了耐化學(xué)性和熱穩(wěn)定性；丁二烯提供了初度和沖擊強(qiáng)度；苯乙烯組分則為ABS提供了硬度和可加工性。 ABS結(jié)構(gòu)式如下： 聚丁二烯,通用塑膠,ABS工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性，成型加工和機(jī)械加工較好。ABS樹脂耐水、無機(jī)鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇類和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。 ABS樹脂的一個(gè)基本長處就是加工性能。ABS材料的加工操作

9、條件范圍寬廣和具有良好的剪切稀化流動(dòng)特性。很多加工形式都可選用，包括注塑、擠塑、熱成型、結(jié)構(gòu)泡沫和吹塑。 用途 ABS基產(chǎn)品的性能范圍寬廣，加工寬裕度大，價(jià)格與性能較均衡，這使它的應(yīng)用市場很廣。 汽車方面的應(yīng)用很多，包括車內(nèi)和車外。為了內(nèi)部注塑使用，已開發(fā)出高耐熱、普通用途和光滑性低的材料，用作儀表面板、控制板和其它汽車內(nèi)部裝演部件。電鍍級(jí)ABS可用于把手、燈框、鏡座、格柵和裝飾帶。,通用塑膠,器具市場的其它用途有廚房用具、動(dòng)力工具、真空掃除機(jī)、縫紉機(jī)和電動(dòng)頭發(fā)吹風(fēng)機(jī)上用的注塑外殼。ABS受人偏愛是由于它的強(qiáng)度、韌度、光滑度。著色力、加工性能和價(jià)格等之間的良好平衡。 消費(fèi)品和工業(yè)品市場中有許多

10、部分應(yīng)用ABS。這包括玩具、醫(yī)療器具、草坪和花園用具、家具、化妝品包裝、船舶、排灌、箱包和淋浴間。非常美觀。良好的加工性能、高光滑度及有利的成本性能之間的平衡等方面的要求，決定了ABS對(duì)于這個(gè)廣闊市場部分的適合性。,通用塑膠,五,聚氯乙烯(PVC) 偏氯乙烯的均聚物和共聚物習(xí)慣上稱為莎綸樹脂，其商業(yè)聚合物是偏氯乙烯（VDC）與氯乙烯、丙烯酸酯或丙烯睛的共聚物 聚氯乙烯對(duì)于加工設(shè)備應(yīng)特別考慮與熱聚合物相接觸的部位應(yīng)采用耐腐蝕的合金，特別是鎳合金或高鎳鋼；設(shè)備流線型化以便縮短聚合物在設(shè)備內(nèi)的滯溜時(shí)間，并應(yīng)避免聚合物掛料。重金屬，如鐵、銅、鋅會(huì)引起樹脂催化分解，應(yīng)避免采用。 由于PVC的耐候性,耐酸

11、堿,和耐藥品性很好.因此,硬質(zhì)PVC材料一般用于生產(chǎn)排水管材和門窗等.硬質(zhì)PVC添加增塑劑后硬度下降,成為軟質(zhì)PVC.軟質(zhì)PVC用于生產(chǎn)密封件和醫(yī)學(xué)器材.,工程塑膠,工程塑膠就是被用做工業(yè)零件或 外殼材料的工業(yè)用塑膠，其強(qiáng)度、 耐沖擊性、耐熱性、硬度及抗老化性 均優(yōu)的塑膠。 可以做為制造用及機(jī)械零件用之高性能塑膠，耐熱性在100以上，主要運(yùn)用在工業(yè)上。 熱性質(zhì)： 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)及熔點(diǎn)(Tm)高、 熱變形溫度(HDT)高、 長期使用溫度高(UL-746B)、 使用溫度范圍大、 熱膨脹系數(shù)小。,工程塑膠,2. 機(jī)械性質(zhì)： 高強(qiáng)度、高機(jī)械模數(shù)、潛變性低、耐磨損、 耐疲勞。 3. 其他： 耐化

12、學(xué)藥品性、優(yōu)良的抗電性、耐燃性、 耐候性、尺寸安定性佳.,工程塑膠,一,聚甲醛(POM) 聚甲醛(POM)是一種綜合性能較好的工程塑料.他的強(qiáng)度、剛度高，減磨耐磨性好，吸水小，尺寸穩(wěn)定性好，耐油性,耐化學(xué)藥品性,但熱穩(wěn)定性差，易燃燒，在大氣中暴曬易老化。 聚甲醛學(xué)名聚氧亞甲基,是分子鏈中含有-(CH2-O-)-鏈節(jié)的線形高分子化合物.按合成方法和分子結(jié)構(gòu)的不同可分為均聚甲醛(均POM)和共聚甲醛(共POM),由于兩者結(jié)構(gòu)存在差異,使他們的結(jié)晶性,耐化學(xué)藥品性,力學(xué)性能和熱性能等都有一定的異. POM材料是一種弱極性線型無分枝結(jié)構(gòu)的結(jié)晶性高分子聚合物,其的結(jié)晶度較高(可達(dá)到70%-85%).材料

13、成型后收縮率很大.缺口沖擊強(qiáng)度較差.,工程塑膠,適于制作減磨耐磨零件,傳動(dòng)零件,以及化工,儀表等零件 結(jié)晶料,熔融范圍窄，熔融和凝固快，料溫稍低于熔融溫度即發(fā)生結(jié)晶。流動(dòng)性中等。吸濕小，可不經(jīng)干燥處理。摩擦系數(shù)低，彈性好，塑件表面易產(chǎn)生皺紋花樣的表面缺陷。 極易分解，分解溫度為240度。分解時(shí)有刺激性和腐蝕性氣體發(fā)生。故模具鋼材宜選用耐腐蝕性的材料制作。,工程塑膠,二,聚酰胺(尼龍, PA) 聚酰胺(PA)又稱尼龍,品種繁多.凡是分子鏈上含有交替出現(xiàn)的酰氨基 -NH-CO-的聚合物都稱為聚酰胺.聚酰胺可由二元羧酸和二元胺兩種單體縮聚,或由同時(shí)含有氨基與羧基的氨基酸自縮聚.或由內(nèi)酰胺開環(huán)聚合而得

14、到.聚酰胺按主鏈組成可以是脂肪族聚酰胺,芳香族聚酰胺,脂環(huán)族聚酰胺或含雜環(huán)的聚酰胺. PA的品種較多,經(jīng)常用的有PA66,PA6,PA1010,PA12,PA11等.它的通式為:PAmn,其中m為二元胺的碳原子數(shù),n為二元酸的碳原子數(shù).結(jié)構(gòu)式為; - NH-(CH2)m-NH-CO-(CH2)n-2-CO -,工程塑膠,PA最早于1939年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),最初用于制造纖維的材料(就是尼龍纖維).后來由于其優(yōu)良的耐磨性,耐摩察性,自潤滑性和突出的力學(xué)性能.作為工程塑料的用途日益增多,成為使用范圍最廣,發(fā)展最早的工程塑料. PA的分子鏈中含有親水基團(tuán)酰氨基.因此,PA的吸水率很高.吸水后材料出現(xiàn)膨

15、脹.而且酰氨基的含量越高,材料的吸水率越強(qiáng).PA燃燒具有燒焦羽毛的味道. PA可采用一般的熱塑性材料的加工方法來成型.如,注塑成型,吹塑成型,模壓成型.其中以注塑成型應(yīng)用最廣泛.,工程塑膠,PA的應(yīng)用 1 汽車工業(yè),汽車為PA的第一大市場.主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)部件,電子配件,車體部件和輸油件. 2 機(jī)械工業(yè),利用PA的高力學(xué)性能,耐磨性和自潤滑性,可廣泛用于制造齒輪,渦輪,墊片,螺母,軸承等. 3電子電氣工業(yè),主要用于開關(guān)器,電阻器等. 4 體育用品,PA主要用于滑雪板,球拍,沖浪板,健身器材,釣魚桿等.,工程塑膠,三,聚碳酸酯( PC) 聚碳酸酯( PC)是指分子鏈中含有碳酸脂基(-O-R-O-C

16、O-)的聚合物.式中的R代表生成碳酸酯的二羥基化合物的主體部分,R可以屬于脂肪族,脂環(huán)族,芳香族或脂肪-芳香族.根據(jù)R的不同,聚碳酸酯可以分為很多品種.但最有使用價(jià)值的是芳香族聚碳酸酯.其中又以雙酚A型聚碳酸酯最重要,應(yīng)用最廣. PC是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的重要熱塑性工程塑料,最早由德國的Bayer公司開始工業(yè)化生產(chǎn).PC易于成型加工,可以用注塑,擠出等方法制成各種產(chǎn)品.雙酚A型聚碳酸酯的結(jié)構(gòu)式如下:,工程塑膠,PC材料是一種集剛,硬,韌于一體的塑膠材料.它的突出性能表現(xiàn)為沖擊性和透明性優(yōu)異,力學(xué)性能和電絕緣性優(yōu)良,使用溫度范圍廣(-130130),尺寸穩(wěn)定性高.但吸濕性大,加工易產(chǎn)生氣泡

17、和銀絲.制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力耐疲勞和耐磨性差. PC可以作為絕緣材料用于制備接插件,線圈骨架,電器外殼和電容器 同時(shí)由于PC的透光率高和耐溫性好,硬度高等特性,PC被廣泛應(yīng)用于光學(xué)儀器,高級(jí)容器,和CD光盤,代替玻璃和PMMA等.,工程塑膠,四,聚酯(PET，PBT), 聚對(duì)苯二甲酸二乙酯（PBT），系以對(duì)苯二甲酸二甲酯（DMT）與1,4-丁二醇（1,4-Butanediol）聚合而成的一種結(jié)晶性熱可塑性工程塑料。由于PBT樹脂的CH2鏈增長，使得分子鏈易于撓曲，所以玻璃轉(zhuǎn)移溫度比PET低，而結(jié)晶速度增快，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：,工程塑膠,PBT又可稱為熱塑性聚酯塑料，為適用于不同加工業(yè)者使用，一般多

18、少會(huì)加入添加劑，或與其它塑料摻混，隨著添加物比例不同，可制造不同規(guī)格的產(chǎn)品 由于PBT具有耐熱性、耐候性、耐藥品性、電氣特性佳、吸水性小、光澤良好，廣泛應(yīng)用于電子電器、汽車零件、機(jī)械、家用品等，而PBT產(chǎn)品又與PPE、PC、POM、PA等共稱為五大泛用工程塑料,工程塑膠,五,聚苯醚(PPO) 聚苯醚（PPO）是世界五大通用工程塑料之一。它具有優(yōu)異的物理與力學(xué)、耐熱、絕緣等性能，但由于PPO流動(dòng)性較差，通常與其它塑料共混改性形成工程塑料合金使用（簡稱MPPO），是目前工程塑料領(lǐng)域最典型與用量最大的工程塑料合金。MPPO具有優(yōu)良的綜合性能和成型加工性能，因而在電子電氣及家用電器、辦公自動(dòng)化機(jī)械、汽

19、車等輸送機(jī)械、建材、航空及軍事等領(lǐng)域具有廣泛的用途，成為開發(fā)國家的核心材料之一 . 聚苯醚的結(jié)構(gòu)式如下：,熱塑性彈性體,熱塑性彈性體是指熔融和凝固是可逆的彈性體，他具有橡膠的常溫彈性和塑料的可塑性。這是由于其獨(dú)特的分子鏈結(jié)構(gòu)造成的。熱塑性彈性體可以按照化學(xué)結(jié)構(gòu)和形態(tài)的基礎(chǔ)上分類?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)是指彈性體在分子水平上的組成，形態(tài)和超分子水平上的組成有關(guān)。 每個(gè)熱塑性彈性體都由兩個(gè)或多個(gè)聚合物相組成。其中一個(gè)相是硬的和熱塑性的，另一個(gè)相是橡膠性的。塑性相（硬微區(qū)）在整個(gè)彈性體系中是連續(xù)相，升溫后塑性相區(qū)內(nèi)鏈段間的鍵被破壞，材料可以流動(dòng)加工。降溫后塑性相凝固恢復(fù)成原來的形態(tài)。這是熱塑性彈性體與熱固性彈性體

20、的最大區(qū)別。,熱塑性彈性體,塑性相（硬微區(qū)）一般是剛性很強(qiáng)的塑料。熱塑性彈性體都會(huì)有一個(gè)相應(yīng)的熔點(diǎn)（Tm），Tm 主要由塑性相（硬微區(qū)）的材料的Tm決定。塑性相（硬微區(qū)）的材料的Tm越高，則彈性體的最高使用溫度越高，我們所生產(chǎn)的產(chǎn)品都會(huì)有高溫要求，為了延長產(chǎn)品的使用壽命。必須提高材料的熔融溫度。例如：苯乙烯類熱塑性彈性體的塑性相是聚苯乙烯。而聚酯類熱塑性彈性體的塑性相是聚酯（PET）。由于聚酯的Tm比聚苯乙烯的Tm 高，因此 ，相應(yīng)的彈性體的最高使用溫度也就更高。最低使用溫度則和橡膠相的玻璃化溫度有關(guān)。橡膠相的玻璃化溫度越低，則彈性體的最低使用溫度越低。因此，在選擇TPE類材料時(shí)必須考慮他的使用溫度范圍。,熱塑性彈性體,（1），苯乙烯（TPES）類熱塑性彈性體由苯乙烯和聚二稀或聚氫化二稀聚合物組成。由于彈性體主鏈上只含有碳-碳單鍵或碳-碳雙鍵。因此此類彈性體的耐氧化性和熱性能都不是很高。但雙鍵被氫化后其耐氧化性和耐熱性能會(huì)有所提高。不適合在長期的高溫條件下使用，同時(shí)鏈上沒有親水基團(tuán)，因此含水率較小。其結(jié)構(gòu)如圖所示：,熱塑性彈性體,苯乙烯類熱塑性彈性體由于側(cè)基上