第二節(jié) 塑料的組成及分類(lèi)

一,、塑料的組成

塑料是以合成樹(shù)脂為主要成分,，再加入改善其性能的各種各樣的添加劑（也稱(chēng)助劑）制成的,。在塑料中，樹(shù)脂起決定性的作用,，但也不能忽略添加劑的作用,。

（1）樹(shù)脂

樹(shù)脂是塑料中最重要的成分，它決定了塑料的類(lèi)型和基本性能（如熱性能,、物理性能,、化學(xué)性能、力學(xué)性能等）,。在塑料中,，它聯(lián)系或膠黏著其它成分，并使塑料具有可塑性和流動(dòng)性,，從而具有成型性能,。

樹(shù)脂包括天然樹(shù)脂和合成樹(shù)脂。在塑料生產(chǎn)中,，一般都采用合成樹(shù)脂,。

（2）填充劑

填充劑又稱(chēng)填料，是塑料中的重要的但并非每種塑料必不可少的成分,。填充劑與塑料中的其它成分機(jī)械混合,，它們之間不起化學(xué)作用，但與樹(shù)脂牢固膠黏在一起,。

填充劑在塑料中的作用有兩個(gè)：一是減少樹(shù)脂用量,，降低塑料成本；二是改善塑料某些性能,，擴(kuò)大塑料的應(yīng)用范圍,。在許多情況下，填充劑所起的作用是很大的,，例如聚乙烯,、聚氯乙烯等樹(shù)脂中加入木粉后，既克服了它的脆性,，又降低了成本,。用玻璃纖維作為塑料的填充劑，能使塑料的力學(xué)性能大幅度提高,，而用石棉作填充劑則可以提高塑料的耐熱性,。有的填充劑還可以使塑料具有樹(shù)脂所沒(méi)有的性能，如導(dǎo)電性,、導(dǎo)磁性,、導(dǎo)熱性等。

常用的填充劑有木粉,、紙漿,、云母,、石棉、玻璃纖維等,。

（3）增塑劑

有些樹(shù)脂(如硝酸纖維,、醋酸纖維、聚氯乙烯等)的可塑性很小,，柔軟性也很差,，為了降低樹(shù)脂的熔融粘度和熔融溫度，改善其成型加工性能,，改進(jìn)塑件的柔韌性,、彈性以及其它各種必要的性能，通常加入能與樹(shù)脂相溶的,、不易揮發(fā)的高沸點(diǎn)有機(jī)化合物,，這類(lèi)物質(zhì)稱(chēng)為增塑劑。

在樹(shù)脂中加入增塑劑后,，增塑劑分子插入到樹(shù)脂高分子鏈之間,，增大了高分子鏈間的距離，因而削弱了高分子間的作用力,，使樹(shù)脂高分子容易產(chǎn)生相對(duì)滑移,，從而使塑料在較低的溫度下具有良好的可塑性和柔軟性。例如,，聚氯乙烯樹(shù)脂中加入鄰苯二甲酸二丁酯,，可變?yōu)橄裣鹉z一樣的軟塑料。

加入增塑劑在改善塑料成型加工性能的同時(shí),，有時(shí)也會(huì)降低樹(shù)脂的某些性能,，如硬度、抗拉強(qiáng)度等,，因此添加增塑劑要適量。

對(duì)增塑劑的要求：與樹(shù)脂有良好的相溶性,；揮發(fā)性小,，不易從塑件中析出；無(wú)毒,、無(wú)色,、無(wú)臭味；對(duì)光和熱比較穩(wěn)定,；不吸濕,。

（4）著色劑

為使塑件獲得各種所需色彩,，常常在塑料組分中加入著色劑,。著色劑品種很多,，但大體分為有機(jī)顏料、無(wú)機(jī)顏料和染料三大類(lèi),。有些著色劑兼有其他作用,，如本色聚甲醛塑料用碳黑著色后能在一定程度上有助于防止光老化。

對(duì)著色劑的一般要求是：著色力強(qiáng),；與樹(shù)脂有很好的相溶性,；不與塑料中其它成分起化學(xué)反應(yīng)；成型過(guò)程中不因溫度,、壓力變化而分解變色，而且在塑件的長(zhǎng)期使用過(guò)程中能夠保持穩(wěn)定,。

（5）穩(wěn)定劑

為了防止或抑制塑料在成型,、儲(chǔ)存和使用過(guò)程中，因受外界因素（如熱,、光、氧,、射線等）作用所引起的性能變化，即所謂"老化",，需要在聚合物中添加一些能穩(wěn)定其化學(xué)性質(zhì)的物質(zhì)，這些物質(zhì)稱(chēng)為穩(wěn)定劑,。

對(duì)穩(wěn)定劑的要求：對(duì)聚合物的穩(wěn)定效果好，能耐水,、耐油,、耐化學(xué)藥品腐蝕，并與樹(shù)脂有很好的相溶性,，在成型過(guò)程中不分解,、揮發(fā)小、無(wú)色,。

穩(wěn)定劑可分為熱穩(wěn)定劑,、光穩(wěn)定劑、抗氧化劑等,。常用的穩(wěn)定劑有硬脂酸鹽類(lèi),、鉛的化合物、環(huán)氧化合物等。

（6）固化劑

固化劑又稱(chēng)硬化劑,、交聯(lián)劑,。成型熱固性塑料時(shí)，線型高分子結(jié)構(gòu)的合成樹(shù)脂需發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)轉(zhuǎn)變成體型高分了結(jié)構(gòu),。添加固化劑的目的是促進(jìn)交聯(lián)反應(yīng),。如在環(huán)氧樹(shù)脂中加入乙二胺,、三乙醇胺等,。

塑料的添加劑還有發(fā)泡劑、阻燃劑,、防靜電劑,、導(dǎo)電劑和導(dǎo)磁劑等。并不是每一種塑料都要加入全部這些添加劑,，而是依塑料品種和塑件使用要求按需要有選擇地加入某些添加劑,。

二、塑料的分類(lèi)

塑料的品種較多,，分類(lèi)的方式也很多,，常用的分類(lèi)方法有以下兩種：

（1）根據(jù)塑料中樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)和熱性能分類(lèi)，可將塑料分成兩大類(lèi):熱塑性塑料和熱固性塑料,。

a）熱塑性塑料

這種塑料中樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)是線型或支鏈型結(jié)構(gòu),。它在加熱時(shí)可塑制成一定形狀的塑件，冷卻后保持己定型的形狀,。如再次加熱,，又可軟化熔融，可再次制成一定形狀的塑件,，如此可反復(fù)多次,。在上述過(guò)程中一般只有物理變化而無(wú)化學(xué)變化。由于這一過(guò)程是可逆的,，在塑料加工中產(chǎn)生的邊角料及廢品可以回收粉碎成顆粒后重新利用,。

如：聚乙烯、聚丙烯,、聚氯乙烯,、聚苯乙烯、ABS,、聚酰胺,、聚甲醛、聚碳酸脂,、有機(jī)玻璃,、聚砜,、氟塑料等都屬熱塑性塑料。

b）熱固性塑料

這種塑料在受熱之初分子為線型結(jié)構(gòu),，具有可塑性和可溶性,，可塑制成為一定形狀的塑件。當(dāng)繼續(xù)加熱時(shí),，線型高聚物分子主鏈間形成化學(xué)鍵結(jié)合(即交聯(lián))，分子呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),，分子最終變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu),，變得既不熔融，也不溶解,，塑件形狀固定下來(lái)不再變化,。在成型過(guò)程中，既有物理變化又有化學(xué)變化,。由于熱固性塑料上述特性,，故加工中的邊角料和廢品不可回收再生利用。

如：酚醛塑料,、氨基塑料,、環(huán)氧塑料、有機(jī)硅塑料,、硅酮塑料等屬于熱固性塑料,。

（2）根據(jù)塑料性能及用途分類(lèi)

a）通用塑料

這類(lèi)塑料是指產(chǎn)量大、用途廣,、價(jià)格低的塑料,。主要包括:聚乙烯、聚氯乙烯,、聚苯乙烯,、聚丙烯、酚醛塑料和氨基塑料六大品種,，它們的產(chǎn)量占塑料總產(chǎn)量的一半以上,，構(gòu)成了塑料工業(yè)的主體。

b）工程塑料

這類(lèi)塑料常指在工程技術(shù)中用作結(jié)構(gòu)材料的塑料,。除具有較高的機(jī)械強(qiáng)度外,，這類(lèi)塑料還具有很好的耐磨性、耐腐蝕性,、自潤(rùn)滑性及尺寸穩(wěn)定性等,。它們具有某些金屬特性，因而現(xiàn)在越來(lái)越多地代替金屬作某些機(jī)械零件,。

目前常用的工程塑料包括聚酰胺,、聚甲醛、聚碳酸酯、ABS,、聚砜,、聚苯醚、聚四氟乙烯等,。

c）增強(qiáng)塑料

在塑料中加入玻璃纖維等填料作為增強(qiáng)材料,，以進(jìn)一步改善材料的力學(xué)性能和電性能，這種新型的復(fù)合材料通常稱(chēng)為增強(qiáng)塑料,。它具有優(yōu)良的力學(xué)性能,，比強(qiáng)度和比剛度高。增強(qiáng)塑料分為熱塑性增強(qiáng)塑料和熱固性增強(qiáng)塑料,。

d）特殊塑料

特殊塑料指具有某些特殊性能的塑料,。如氟塑料、聚酰亞胺塑料,、有機(jī)硅樹(shù)脂,、環(huán)氧樹(shù)脂、導(dǎo)電塑料,、導(dǎo)磁塑料,、導(dǎo)熱塑料以及為某些專(zhuān)門(mén)用途而改性得到的塑料。

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