服装面料塑料膜用原料.ppt

塑料成型加工基础 材料加工3121班 2013年上期 教师：杨中文 2018/12/291 教材： 高分子物理（化工版 侯文顺、 杨宗伟主编） 高分子材料加工基本工艺（化 工版 王加龙主编） 参考书：塑料成型工艺（化学工业 出版社，杨中文主编） 2018/12/292 学习方式 采用项目教学法：通过布置“工作任务、问题咨询、计划 决策、实施指导、检查与评价、项目总结”进行实施 1、分小组接受工作任务，成立项目组，组长及组员； 2、教师解读任务书，教师与组长签订完成任务合同书； 3、制订完成项目任务计划及学习相关知识 4、项目计划实施 5、项目任务完成检查与评价 6、项目完成情况总结 2018/12/293 课程主要内容： 三个模块 1、膜片类塑料的制作 2、管与型材类塑料的制作 3、单个塑料件制作 八个项目 1、塑料疏菜大棚膜的制作（16学时） 2、服装面料塑料膜的制作（16学时） 3、塑料管材的制作（16学时） 4、塑料门窗型材的制作（16学时） 5、塑料打包带的制作(16学时) 6、塑料饭盒的制作(16学时) 7、塑料果盘的制作(16学时) 8、塑料搪塑件的制作(16学时) Date4 项目一、塑料疏菜大棚膜的制作 教学任务 1、塑料膜类型及常用原料 2、蔬菜大棚膜的性能要求分析及标准 3、蔬菜大棚膜的原料选择及配方 4、蔬菜大棚膜制作方案 5、蔬菜大棚膜生产经济与环保评估 Date5 1、塑料膜类型及常用原料 一、塑料膜的类型 1、按用途分：农用膜、包装膜、功能膜； 2、按生产方法分：挤出吹塑膜、平挤膜、压延 膜、流涎膜； 3、按材料分：聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚氯乙烯 膜、聚酯膜、聚酰胺膜。 二、塑料膜生产常用原料 用于塑料膜生产的常用原料：PE、PP、PVC、 PET、PA等 Date6 二、塑料膜生产常用原料 用于塑料膜生产的常用原料：PE、PP、PVC 、PET、PA等 1、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯的分子结构 Date7 2、高分子链结构 高分子链的近程结构和远程结构。 近程结构介绍高分子链结构单元的化学组 成、键接方式、立体构型、支化与交联和端 基等内容； 远程结构包括单个高分子的大小和柔顺性 。 Date8 大分子链都是由数目很大的结构单元通过共价键连结而成 大分子链的几何形状分为线形、支链、网状结构大分子 大分子链的单键若无空间阻碍时，由内旋转呈现无数构象 ，从而使高分子链具有柔性。（高分子材料具有高弹性） 大分子链之间靠范德华力作用结合（静电力、诱导力、氢 键等），从而形成晶态、非晶态、取向态、织态结构的聚 合物。 高分子链结构具有不均一性（聚合度及分子量大小不一样 ） 高分子结构的主要特征 Date9 （1）高分子结构的分类 高分子结构：指组成高分子的不同尺度的结构单 元在空间的相对排列. 包括：链的结构（近程结构和远程结构） 凝聚态结构 Date10 高分子结构(microstructure) 链结构（chain ） 单个分子的结 构和形态 (morphology) 近程结构（一级结构）：是构成聚合物 最基本的微观结构，包括高分子基本的 结构单元的化学结构和立体化学结构.其 中前者包括高分子链的原子种类、排列 、取代基和端基的种类、单体单元的链 接方式、支链的类型和长度等。 构型：是指原子的取代基在空间的排列 ：包括几何异构和立体异构。 远程结构（二级结构）：指单个大分 子的大小和在空间的存在的各种形状 （形态、构象）例如：伸直链、无规 线团、折叠链。 凝聚态结构：是指大分子之间的几何排列（如何堆砌的）包括 晶态结构，非晶态，取向态，液晶态，织态等结构。是在加工 过程中形成的，是由微观结构向宏观结构过渡的状态。 2018/12/2911 近程结构：直接影响Tm、溶解性、粘度、粘附性。 凝聚态结构： 决定Polymer制品使用性能的主要因素。 远程结构:（小分子没有，大分子独有）： 赋予高 分子链柔性，致使聚合物有高弹性。 聚合物结构决定其性能： 2018/12/2912 高分子的原子种类和排列 高分子结构单元键接方式 支化与交联 共聚物的序列结构 构型(Configuration) （2）高分子链近程结构 Date13 A、链的原子种类和排列 Composition of Polymer Chain . 碳链高分子 杂链高分子 元素有机高分子 梯形和双螺旋形高分子 端基 2018/12/2914 碳链高分子： 主链全部由碳原子组成（有共价键连接而成） 由加成反应得到：例如：PE、PP、PVC、PS、MMA。 特点：不溶于水，可塑性（可加工性）但耐热性差。 杂链高分子： 主链中有两种或两种以上的原子组成，e.g:O、S、N. 由缩聚或开环反应得到：e.g: PA（尼龙）、PET（涤纶）、 PPO（聚苯醚）、PSU（聚砜）、POM（聚甲醛）、PPS（聚 苯硫醚）。 特点：具有极性，易水解、醇解，耐热性比较好，强度高。 可用作工程塑料。 Date15 元素有机高分子： 主链中不含碳，含有Si、P、Ti、Al等元素， 特点：具有无机物的热稳定性，有机物的弹性和塑性。 e.g: 硅橡胶 -123 使用，耐低温性好 Date16 梯形和双螺旋形高分子： e.g: PI 聚酰亚胺 可耐高温 320 模量都非常高 耐热性非常好 Date17 端基End Group ： 端基对polymer的力学性能没有影响，但对热稳定性影响 最大，要提高耐热性，一般要对高分子链进行封端。 e.g: 加入 封端，以提高PET耐热性和控制分子量，以排除小分子 来调节分子量。 Date18 取代基对聚合物的性能有重要影响 主链相同（如，碳链），取代基不同，聚合物的化学和物理性质 不同，取代基不同，形成了一系列聚合物品种 。 取代基的电子效应和立体效应对主链有影响，对主链之间的排列 有影响，同时，取代基可赋予聚合物相应化学与物理特性。 如：PE： CH2CH2、 PTFE：CF2CF2、 PP： CH2CH（CH3）、 PS： CH2CH（C6H5）（有苄基氢）、 PVC： CH2CHCl、取代基对HH有重要影响有重要影响 Date19 PTFE：CF2CF2 Molecular models of polytetraethylene Date20 有机氟高分子的结构特点 有机氟高分子的主链上带有大量的氟原子， 氟原子吸引电子和束缚电子云的能力最强， 而且氟原子的原子半径小、电子云密度大、电子云流动性 小，难极化，与碳原子形成的CF键的键能比CH键大， CF键稳定，不易被破坏。有机氟高分子特有的“氟 代效应”，使与CF键相邻的化学建均得到加强； 同时，氟原子的电子云对高分子主链（碳链）有强的屏蔽 作用，这种强屏蔽作用对有机氟高分子（如，聚四氟乙烯 等）主链起到了保护作用，这种特殊的高分子结构可赋予 有机氟高分子及其制品诸多优异性能。 Date21 有机氟高分子的特殊结构可赋予有机氟高分子 及其制品诸多优异性能 如高耐候性、高抗紫外线性和高耐化学性、高 耐腐蚀性等化学特性。 同时，CF键又有难极化的特点，这使有机氟 高分子材料的表面能最低， 表面能低使氟材料表面有很好的拒水性、拒油 性、耐沾污性和理想的生物稳定性及相容性。 Date22 有机氟高分子的化学特性： 最好的化学稳定性： 高抗紫外线性、高耐候性、高耐化学性、高耐老化性 特异的表面性能表面能最低： 拒水性好、拒油性好、耐沾污性好 理想的生物稳定性和生物相容性： 优异的光学性能： 可有低折射率、高透明性 优异的电学性能： 低介电常数、高绝缘性 有机氟高分子材料被誉为“有机材料之王”。 Date23 氟原子可赋予有机氟材料制品多种特性： Date24 有机氟材料是高性能材料，是极端恶劣环境条件下 工程技术的首选材料，如： 氟塑料（塑料王）：聚四氟乙烯可在250的温度下长期 使用，做化学反应时，使用的搅拌片，搅拌塞多时用聚四 氟乙烯制的； 氟涂料（如，不粘锅涂料）可在有盐、油、醋和高温条 件下长期使用； 室温固化建筑氟涂料有超耐候和超耐久性 ，其使用寿命 可达20年以上，被称为涂料王； 全氟聚醚硅橡胶的使用温度范围为-50200，且高 耐油、耐胺，是航空、航天和汽车中的理想的耐油密封材 料； 全氟离子交换膜可在强碱和较高温度工况下长期使用。 有机氟材料在功能材料领域也占有重要地位。 Date25 B 高分子结构单元键接方式 头尾 头头 尾尾 受紫外线照射易断裂(PVC老化的原因) 头-尾连接 键接结构：是指结构单元在高分子链中的联结方式（顺序）顺序） 例如: 而 Date26 聚乙烯醇(醇解度95%以上) 维尼纶：PVA + HCHO 聚醋酸乙烯酯水解得到 否则，纤维易吸水，性能变差 实际要求 Head-to-tail 缩醛反应 Date27 C 支化与交联 图1 高分子链的几种模型 Date28 线形高分子（linear polymer） ： 分子长链可以蜷曲成团。线形的分子间没有化学建键 结合，在受热或者受力的情况下分子间可以相互移动 ，因此线型高聚物可以在适当的溶剂中溶解，加热时 可以熔融，易于加工成型。 支化高分子（branching polymer）： 与线形高分子的化学性质相似，但物理机械性能不同 ，线形分子易于结晶，故密度，熔点，结晶度和硬度方面 都高于前者。 支化破坏了分子的规整性，故结晶度大大降低。 Date29 支化与交联的性能差异: 支化的高分子可以溶解;交联的高分子不溶解,在交联度不大 的情况下溶胀,不熔融的 热固性塑料和硫化橡胶都是交联高分子 交联结构的形成条件：若在缩聚反应过程中有三个以上的 官能度的单体存在；或在加聚过程中有自由基的链转移反 应；或双烯类单体中第二键的活化等都能生成的高分子。 交联（ network polymer）: 高分子链之间通过支链连接成一个空间三维网状结构 Date30 PE种类链的几何形 状 (%)拉伸强度 t (kg/cm2) Tm最高使用 温度 LDPE支化结构0.910.9460707015010 5 80100 HDPE线形结构0.950.979521037013 5 120 交联PE交联结构0.951.40-100210- - 135 用途： 1. LDPE ：薄膜材料、软制品 2. HDPE ：硬制品、管材 3.交联聚乙烯：海底电缆、电工器材 表1 PE链几何形状对其性能的影响 Date31 eg: 橡胶硫化 未硫化:分子间容易滑动,受力后不能恢复原状 硫化后: 不易滑动, 有可逆的弹性形变 注意:交联度不同,性能也不相同; 如交联度小的橡胶( 含硫量5%),弹性好,交联度大（2030）的橡胶, 弹性差,随着交联度的增加,机械强度和硬度都将增加, 最后失去弹性而变脆. Date32 交联的作用: 1.使分子在使用时克服分子间的流动,即提高强度 2.提高耐热性 3. 提高抗溶剂性,即不容易溶解于有机溶剂 Date33 D、共聚物的序列结构 共聚物：由两种以上的单体键合而成的聚合物 以A、B两种单体单元所构成的共聚物为例，按连接方式可分为 ： 交替共聚物(alternating copolymer) ABABABABABABABA 无规共聚物(random copolymer) AABABBAA 嵌段共聚物(block copolymer) AAAAAABBBBBAAAAAA 接枝共聚物(graft copolymer) AAAAAAAAAAAAA BBBB Date34 不同类型的共聚物，它们的性能也不相同，因此常用 该法来对某种材料改性 举例：苯乙烯St + 丁二烯B a. 工程塑料ABS： 丙稀腈，丁二烯和苯乙烯的三元接枝共聚物，因此兼具三种组分的特性 ：质硬、耐腐蚀、提高制品的拉伸强度和硬度。 Date35 a. 聚四氟乙烯六氟丙烯共聚,形成F-46热塑性氟塑料 b. PMMA是很好的一种塑料，性能与PS相似，但由于存在 极性的酯基，分子间作用力比PS大，所以流动性差，不 宜采用注塑成型。但是如果与少量St共聚，可以改善树 脂的流动性，能采用注塑成型。 c. St与少量丙烯腈共聚，其冲击强度，耐热性，耐化学腐 蚀都有所提高，可以制作耐油机件。 其他应用 Date36 E 构型(Configuration) 构型：指分子中由化学键所固定的原子在空间的几 何排列。这种排列是稳定的，要改变构型必须经 过化学键的断裂和重组。 Date37 全同立构：高分子全部由一种旋光异构单元键控而成 取代基全在平面的一侧 全同立构的聚苯乙烯结构比较规整，能结晶，熔