第三塑料及其加工技术讲稿概论特性

第三塑料及其加工技术讲稿概论特性第一页，共四十三页，2022年，8月28日Wearepolymers!!!['pɒlɪməs]第二页，共四十三页，2022年，8月28日第三页，共四十三页，2022年，8月28日

轻巧、艳丽、优雅

第四页，共四十三页，2022年，8月28日

第三章

塑料及其加工技术第一节塑料概述第二节塑料的基本性能第三节产品设计中常用塑料第四节塑料的成型加工工艺第五节塑料的表面处理与装饰第六节塑料产品设计中应注意的问题第五页，共四十三页，2022年，8月28日一、塑料概述1.塑料工业的发展历史及现状2.塑料的定义3.塑料的分类4.塑料的组成5.塑料的制造与合成方法第六页，共四十三页，2022年，8月28日中国古代的伟大发明：漆——世界上第一种塑料早在19世纪以前，人们就已经利用漆、沥青、松香、琥珀、虫胶等天然树脂。

1868年将天然纤维素硝化，用樟脑作增塑剂制成了世界上第一个塑料品种，称为赛璐珞（celluloid），从此开始了人类使用塑料的历史。赛璐珞旧称假象牙。漆是一种能牢固覆盖在物体表面，起保护、装饰、标志和其他特殊用途的涂料。不论是传统的以天然物质为原料的涂料产品，还是现代发展中的以合成化工产品为原料的涂料产品，都属于有机化工高分子材料。

1.塑料工业的发展历史及现状第七页，共四十三页，2022年，8月28日假象牙第八页，共四十三页，2022年，8月28日1909年出现了第一种人工合成的塑料——酚醛塑料（电木）；1920年又一种人工合成塑料——氨基塑料(苯胺甲醛塑料)诞生了。这两种塑料当时为推动电气工业和仪器制造工业的发展起了积极作用。第九页，共四十三页，2022年，8月28日20世纪二三十年代：聚氯乙烯、丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚酰胺等等。20世纪四十年代至今：聚乙烯、聚丙烯、不饱和聚酯、氟塑料、环氧树脂、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰亚胺等。第十页，共四十三页，2022年，8月28日塑料成了工业设计最热门的材料，因此20世纪60年代曾被称为“塑料的时代”。各种塑料，如聚乙烯PE、聚氯乙烯PVC、聚丙烯PP等开始被广泛地用于各种产品上。第十一页，共四十三页，2022年，8月28日塑料迅速而广泛地得到使用的理由如下：1、塑料在成型性、加工性、经济性、装饰性、绝缘性、耐腐蚀性、耐化学药品性、绝热性等方面具有优良的特性；2、品种繁多，有70种以上；3、加工技术发展迅速，各种成型设备可将塑料加工成所需要的各种形状；4、合成高分子技术的不断进步。第十二页，共四十三页，2022年，8月28日2.塑料的概念

塑料是以天然或者合成树脂为主要成分，适当加入填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂，在一定温度、压力下塑制成型的高分子有机材料。第十三页，共四十三页，2022年，8月28日高分子材料塑料属高分子材料，高分子材料又称高分子化合物或高分子聚合物（高聚物），是以高分子化合物为主要成份的有机材料。高分子材料分两类：天然高分子材料蚕丝、羊毛、纤维素、油脂、天然橡胶、淀粉、蛋白质等人工合成高分子材料塑料、合成橡胶、合成纤维、胶粘剂、涂料等工程上使用的主要是人工合成的高分子材料。高分子化合物，是指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物。第十四页，共四十三页，2022年，8月28日3.塑料的分类塑料的分类体系比较复杂，各种分类方法也有所交叉，按常规分类主要有以下三种：一是按使用特性分类；二是按理化特性分类；三是按加工方法分类。

第十五页，共四十三页，2022年，8月28日通用塑料工程塑料特种塑料

（1）按使用特性分类第十六页，共四十三页，2022年，8月28日1）通用塑料

一般是指原料来源丰富、产量大、应用面广、成型性好、价格便宜的塑料

如聚乙烯、聚丙烯、酚醛等第十七页，共四十三页，2022年，8月28日2)工程塑料

一般指能承受一定外力作用，具有良好的机械性能和耐高、低温性能，尺寸稳定性较好，可以用作工程结构的塑料，如聚酰胺、聚砜等。分为以下两大类。通用工程塑料：聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、热塑性聚酯、超高分子量聚乙烯、甲基戊烯聚合物、乙烯醇共聚物等特种工程塑料：交联型：聚氨基双马来酰胺、聚三嗪、交联聚酰亚胺、耐热环氧树指等。非交联型：聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮（PEEK）等

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3)特种塑料

一般是指具有特种功能，可用于航空、航天等特殊应用领域的塑料。如氟塑料和有机硅具有突出的耐高温、自润滑等特殊功用增强塑料和泡沫塑料具有高强度、高缓冲性等特殊性能第十九页，共四十三页，2022年，8月28日

增强塑料

在外形上可分为

粒状（如钙塑增强塑料）

纤维状（如玻璃纤维或玻璃布增强塑料）

片状（如云母增强塑料）按材质可分为

布基增强塑料（如碎布增强或石棉增强塑料）

无机矿物填充塑料（如石英或云母填充塑料）

纤维增强塑料（如碳纤维增强塑料）

第二十页，共四十三页，2022年，8月28日泡沫塑料可分为硬质、半硬质和软质泡沫塑料三种。

硬质泡沫塑料没有柔韧性，压缩硬度很大，只有达到一定应力值才产生变形，应力解除后不能恢复原状；

软质泡沫塑料富有柔韧性，压缩硬度很小，很容易变形，应力解除后能恢复原状，残余变形较小；

半硬质泡沫塑料的柔韧性和其他性能介于硬质他软质泡沫塑料之间

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热固性塑料

热塑料性塑料（2）按按理化特性分类第二十二页，共四十三页，2022年，8月28日

热塑性塑料指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料。我们日常生活中使用的大部分塑料属于这个范畴。加热时软化流动．冷却变硬的过程是物理变化。这种过程是可逆的，可以反复进行。第二十三页，共四十三页，2022年，8月28日

热固性塑料--第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应一交链固化而变硬，这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，已不能再变软流动了。

主要用于隔热、耐磨、绝缘、耐高压电等在恶劣环境中使用的塑料，大部分是热固性塑料，最常用的应该是炒锅锅把手和高低压电器。

第二十四页，共四十三页，2022年，8月28日根据不同成型方法，分膜压、层压、注射、挤出、吹塑、浇铸塑料和反应注射塑料等膜压塑料

多为物性和加工性能与一般热固性塑料相类似的塑料；层压塑料

指浸有树脂的纤维织物，经叠合、热压而结合成为整体的材料；注射、挤出和吹塑

多为物性和加工性能与一般热塑性塑料相类似的塑料；浇铸塑料

指能在无压或稍加压力情况下，倾注于模具中能硬化成一定形状制品的液态树脂混合料，如MC尼龙等；反应注射塑料是用液态原材料，加压注入膜腔内，使其反应固化成一定形状制品的塑料，如聚氨酯等（3）按加工方法分类第二十五页，共四十三页，2022年，8月28日按密度分低密度、中密度、高密度按聚合压力分高压聚乙烯、中压聚乙烯、低压聚乙烯按分子量大小分低分子量聚乙烯、超高分子量聚乙烯（4）其他分类方法第二十六页，共四十三页，2022年，8月28日4.塑料的组成

塑料主要由合成树脂和添加剂组成。添加剂包括填充剂、润滑剂、着色剂、固化剂、稳定剂、阻燃剂等。第二十七页，共四十三页，2022年，8月28日（1）合成树脂

合成树脂是人工合成的高分子化合物，如酚醛树脂、聚乙烯等，是塑料的基本原料，起着胶粘作用，能将其他成分胶结成一个整体，并决定塑料的基本性能。合成树脂在塑料中的含量约占40%~100%。第二十八页，共四十三页，2022年，8月28日（2）添加剂

添加剂的加入，可改善塑料的某些性能，以获得满足使用要求的塑料产品。第二十九页，共四十三页，2022年，8月28日填料——提高塑料的机械性能、耐热性能和导电性能，同时降低成本，通常填料的加入量为40%-70%。主要是一些在塑料配方中相对呈惰性的粉状材料或纤维材料。最常用的填料由粘土、硅酸盐、滑石、碳酸盐等。增塑剂——改进塑料的可塑性、柔软性、降低其刚性和脆性，并使塑料易于加工成型。稳定剂——防止塑料在加工和使用过程中，因受热、氧气和光线作用而变质分解，以延长塑料的使用寿命。抗氧剂光稳定剂第三十页，共四十三页，2022年，8月28日润滑剂——提高塑料在加工成型中的流动性和脱模性，润滑剂还可以使塑料产品的表面光亮美丽。着色剂——使塑料具有一定色彩。固化剂——与树脂起化学反应，形成不溶的交联网状结构，为得到热固性塑料，则需要加入固化剂。其他添加剂——有的塑料产品使用中因摩擦产生静电，这种静电积蓄不但会影响产品的使用安全性，同时也易吸尘，影响外观，对此类塑料需加入抗静电剂。其他如发泡剂、阻燃剂、荧光剂等，则根据塑料产品的需要而添加。第三十一页，共四十三页，2022年，8月28日第三十二页，共四十三页，2022年，8月28日5.塑料的制造与合成方法(1)塑料的制造塑料的基础原料，最初是以天然树脂(如松香、虫胶等)为主，从20世纪20年代起转向以煤和煤焦油产品为主，从20世纪50年代起逐渐转向以石油和天然气为主。塑料工业包括三个生产系统：塑料原料(树脂或半成品及助剂)的生产，塑料产品的生产，塑料成型机械(包括模具)的制造。第三十三页，共四十三页，2022年，8月28日(2)树脂的合成方法树脂的合成方法有以下两类。①缩聚反应：单体分子间脱掉水或其他简单分子键合成聚合物的化学反应。②加聚反应：由不饱和或环状单体分子加成聚合生成聚合物的一种化学反应。反应中没有水或其他低分子副产物的释出，而且所生成的聚合物元素成分与原有单体的成分相同。按参加反应的单体种类和聚合物本身的构型，分为均聚合反应、共聚合反应和定向聚合反应。第三十四页，共四十三页，2022年，8月28日塑料制品的简单生产流程塑料制品生产系统组成成型、机械加工、修饰三个过程组成。原料树脂塑料生产塑料制品塑料塑料制品生产第三十五页，共四十三页，2022年，8月28日二、塑料基本性能

1.塑料的优点2.塑料的缺点第三十六页，共四十三页，2022年，8月28日

工业设计中所选用的材料，应能自由地成型与加工，符合成型产品所要求的特性。可以说，人工合成的塑料有其非凡的优势，因此，在此领域是非常有效的材料。1.塑料的优点第三十七页，共四十三页，2022年，8月28日①质轻、比强度高。

塑料质轻，一般塑料的密度都在０．9～2．3g／cm３之间，只有钢铁的l／8—1／4、铝的1／2左右，而各种泡沫塑料的密度更低，约在0．01～0．5g／Cm3之间。质轻对于减轻机械设备的质量是非常有利的。若按比强度来衡量材料性能好坏的话，塑料可算是现代工业中强度最高的工业造型材料之一。第三十八页，共四十三页，2022年，8月28日②优异的电绝缘性能。

几乎所有的塑料都具有优异的电绝缘性能，这种性能可与陶瓷媲美。第三十九页，共四十三页，2022年，8月28日③优良的化学稳定性能。

一般塑料对酸碱等化学药品均有良好的耐腐蚀能力，特别是聚四氟乙烯的耐化学腐蚀性能比黄金还要好，甚至能耐“王水”等强腐蚀性电解质的腐蚀，被称之为“塑料王”。可制造各种防腐蚀零部件。第四十页，共四十三页，2022年，8月28日④减摩、耐磨性能好。

大多数塑料具有优良的减摩、耐磨和自润滑特性。许多工程塑料制造的耐磨零件就是利用塑料的这些特性，在耐磨塑料中加入某些