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树脂合成 664751 2 课程介绍 涂料行业情况学习这门课程的必要性学习的方法 3 教学计划进度 1 10周 4 学习参考资料 课本分析参考书网站 1 中国树脂网 2 环氧树脂网 3 中国化工网 5 第一章概述 把握两点 1 合成树脂发展概况2 合成树脂的用途 6 天然树脂 树脂一般认为是植物组织的正常代谢产物或分泌物 常和挥发油并存于植物的分泌细胞 树脂道或导管中 尤其是多年生木本植物心材部位的导管中 由多种成分组成的混合物 通常为无定型固体 表面微有光泽 质硬而脆 少数为半固体 不溶于水 也不吸水膨胀 易溶于醇 乙醚 氯仿等大多数有机溶剂 加热软化 最后熔融 燃烧时有浓烟 并有特殊的香气或臭气 分为天然树脂和合成树脂两大类 7 天然树脂 天然树脂是指由自然界中动植物分泌物所得的无定形有机物质 如松香 琥珀 虫胶等 合成树脂是指由简单有机物经化学合成或某些天然产物经化学反应而得到的树脂产物 松香 安息香等是天然树脂 酚醛树脂 聚氯乙烯树脂等是合成树脂 树脂是制造塑料的主要原料 也用来制涂料 黏合剂 绝缘材料等 8 合成树脂 合成树脂为高分子化合物 是由低分子原料 单体 如乙烯 丙烯 氯乙烯等 通过聚合反应结合成大分子而生产的 合成树脂是由人工合成的一类高分子聚合物 为粘稠液体或加热可软化的固体 受热时通常有熔融或软化的温度范围 在外力作用下可呈塑性流动状态 某些性质与天然树脂相似 9 指出下列高分子是天然树脂还是合成树脂 松香 琥珀 虫胶 硬聚氯乙烯PVC U 脲醛树脂UF 聚苯乙烯PS 10 合成树脂 在合成树脂中加入适量的添加剂 增塑剂 稳定剂等 在一定的压力和温度下加工 就成为塑料 塑料经过吹塑 挤压 延伸 注射等方法加工成形 即成为各种塑料制品 11 合成树脂与塑料的区别 合成树脂与塑料的区别为 树脂指未加工的原始聚合物 塑料则指成形加工后的合成材料及其制品 广义上讲 合成树脂还是合成纤维 涂料和胶粘剂 绝缘材料的基础材料 12 合成树脂种类 合成树脂种类繁多 按主链结构有碳链 杂链和非碳链合成树脂 按合成反应特征有加聚型和缩聚型合成树脂 实际应用中 常按其热行为分为热塑性树脂和热固性树脂 其中 热塑性树脂有聚乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯 聚氯乙烯等 热固性树脂有酚醛树脂和脲醛树脂 环氧树脂 氟树脂 不饱和聚酯和聚胺酯等 13 热塑性树脂 热塑性树脂 是具有受热软化 冷却硬化的性能 而且不起化学反应 无论加热和冷却重复进行多少次 均能保持这种性能 凡具有热塑性树脂其分子结构都属线型 它包括含全部聚合树脂和部分缩合树脂 热塑性树脂有 PE 聚乙烯 PVC 聚氯乙烯 PS 聚苯乙烯 PA 聚酰胺 POM 聚甲醛 PC 聚碳酸酯 聚苯醚 聚砜 橡胶等 热塑性树脂的优点是加工成型简便 具有较高的机械能 缺点是耐热性和刚性较差 14 热塑性树脂 热塑性树脂产品是专门应用于生产热熔型路标漆 具有颜色浅 抗黄变及热稳定性好的特性 在路标漆要求的典型施工温度范围内 该树脂具备优良的粘度稳定性及流动一致性 其涂层附着力强 硬度高 抗磨性好及抗污染等优点 并对施工环境不造成污染 应用范围 白色或黄色热熔型道路标线漆 各类油漆 油墨 15 热固性树脂 树脂加热后产生化学变化 逐渐硬化成型 再受热也不软化 也不能溶解 热固性树脂其分子结构为体型 它包括大部分的缩合树脂 热固性树脂的优点是耐热性高 受压不易变形 其缺点是机械性能较差 热固性树脂有酚醛 环氧 氨基 不饱和聚酯以及硅醚树脂等 16 合成树脂 生产原料及方法 生产合成树脂的原料来源丰富 早期以煤焦油产品和电石碳化钙为主 现多以石油和天然气的产品为主 如乙烯 丙烯 苯 甲醛及尿素等 合成树脂的生产方法采用本体聚合 悬浮聚合 乳液聚合 溶液聚合 熔融聚合和界面缩聚等 17 合成树脂应用 合成树脂最重要的应用是制造塑料 为便于加工和改善性能 常添加助剂 有时也直接用于加工成形 故常是塑料的同义语 合成树脂还是制造合成纤维 涂料 胶粘剂 绝缘材料等的基础原料 合成树脂种类繁多 其中聚乙烯 PE 聚氯乙烯 PVC 聚苯乙烯 PS 聚丙烯 PP 和ABS树脂为五大通用树脂 是应用最为广泛的合成树脂材料 18 合成树脂 历史发展 一些树木的分泌物常会形成树脂 不过琥珀却是树脂的化石 虫胶虽然也被看成树脂 但却是紫胶虫分泌在树上的沉积物 由虫胶制成的虫胶漆 最初只用作木材的防腐剂 但随着电机的发明又成为最早使用的绝缘漆 然而进入20世纪后 天然产物已无法满足电气化的需要 促使人们不得不寻找新的廉价代用品 19 合成树脂 历史发展 早在1872年德国化学家拜耳 A Bayer 首先发现苯酚与甲醛在酸性条件下加热时能迅速结成红褐色硬块或粘稠物 但因它们无法用经典方法纯化而停止实验 20世纪以后 苯酚已经能从煤焦油中大量获得 甲醛也作为防腐剂大量生产 因此二者的反应产物更加引人关注 希望开发出有用的产品 尽管先后有许多人为之花费了巨大劳动 但都没有达到预期结果 20 合成树脂 历史发展 1904年 贝克兰和他的助手也开展这项研究 最初目的只是希望能制成代替天然树脂的绝缘漆 经过三年的艰苦努力 终于在1907年的夏天 不仅制出了绝缘漆 而且还制出了真正的合成可塑性材料 Bakelite 它就是人们熟知的 电木 胶木 或酚醛树脂 21 合成树脂 历史发展 Bakelite一经问世 很快厂商发现 它不但可以制造多种电绝缘品 而且还能制日用品 爱迪生 T Edison 用于制造唱片 不久又在广告中宣称 已经用Bakelite制出上千种产品 于是一时间把贝克兰的发明誉为20世纪的 炼金术 22 合成树脂 历史发展 以煤焦油为原粒的酚醛树脂 在1940年以前一直居各种合成树脂产量之首 每年达20多万吨 但此后随着石油化工的发展 聚合型的合成树脂如 聚乙烯 聚丙烯 聚氯乙烯以及聚苯乙烯的产量也不断扩大 随着众多年产这类产品10万吨以上大型厂的建立 它们已成当今产量最多的四类合成树脂 23 合成树脂 历史发展 合成树脂再加上添加剂 通过各种成型方法即得到塑料制品 到今天塑料的品种有几十种 世界年产量在1 2亿吨左右 我国也在500万吨以上 它们已经成为生产 生活国防建设的基础材料 24 合成树脂 历史发展 中国合成树脂的发展前景 十一五 期间 国内电子信息 汽车 房地产等行业的快速发展 居民消费水平的升级 将为中国合成树脂的发展提供巨大的发展空间 预计 十一五 期间 中国合成树脂的需求将延续 十五 期间10 左右的增长速度 25 合成树脂 历史发展 到2010年 国内市场表观消费量将达到6400万吨 比 十