按照塑料的热性能分类,其可分成热固性塑料和热塑性塑料。
热固性塑料是指在一定的温度和压力下熔融,保持一定的时间而固化,固化后成为不能熔融、不能溶化的刚硬材料。这类塑料常用的有酚醛树脂PF和环氧树脂EP。
热固性塑料的注射有别于热塑性塑料。热固性塑料的注射料加入机筒,通过螺杆旋转产生剪切热和机筒的外加热,使之在较低的温度下(55℃~105℃)熔融,然后在高压下将稠胶状的熔料注入模具,在150℃~200℃高温作用下进行化学交联反应,经保压后固化成型。最后开模顶出取得成型制品。热固性塑料的无流道凝料的注射成型与热塑性塑料成型相仿,也是使浇注系统中塑料熔体不固化,维持可流动状态。热固性塑料的无流道凝料注塑称为温流道注射。
热塑性塑料是指在特定的温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的材料。这类塑料基本是以聚合反应(聚合反应是用相同或不相同的低分子化合物聚合成高分子材料且不析出低分子副产品的反应)得到的高聚物为主配制的,受热时主要通过物理变化而使其几何形体发生变化,当它再次受热后仍具有可塑性,但性能有所降低。
属于这类塑料的有聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS和聚碳酸酯PC等。
通用塑料系指常用塑料,这类塑料产量大,应用广泛,价格低廉,包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和酚醛树脂,其中以聚乙烯产量最大,聚氯乙烯次之。
工程塑料指ABS、聚甲醛POM、聚砜PSU、聚苯醚PPO和聚碳酸酯PC等。通用塑料经改性也能起工程结构件的作用。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物,它是聚苯乙烯的重要改性品种。通用塑料也可以通过添加填料改性,如果用玻璃纤维增强,则经增强后塑料的强度成倍提高。
聚合物的命名主要是根据单体的结构单元和化学结构,以英文的化学全称来命名。命名应选用适当的、最少的字母来表示,所有字母要大写(详见国家标准GB/T 1844)。(www.xing528.com)
常见盐类化合物如NaCl,是通过Na离子和Cl离子之间键合力构成的分子。这种通过一原子给另一原子一个电子(为离子键的强静电键)来完成稳定构型的分子。在聚合物中不常见。两个原子的外壳上的电子分摊在两原子之间,这就是C—C共价键,其是大多数聚合物的主价键。
图2-1所示为一些聚合物的分子结构。现以图2-1a所示聚乙烯为例,说明塑料分子的结构。聚乙烯由乙烯分子连接而成,即乙烯分子在适当的温度、压力和催化剂作用下发生相互反应,由共价键连接成聚乙烯的长分子链。100个乙烯分子聚合,则聚合物的相对分子质量约为3200。生产合成时聚乙烯可能有7000个乙烯分子,相对分子质量约为200000。聚合时聚合物分子的长度和构型各不相同,故聚合物有平均相对分子质量。相对分子质量分布不均是聚合物的另一项重要特征。相对分子质量分布在大的范围内的高聚物,其性能与那些相对分子质量分布狭小的高聚物不同。
图2-1 一些聚合物的分子结构
a)聚乙烯 b)聚丙烯 c)聚苯乙烯 d)聚甲基丙烯酸甲酯 e)聚碳酸酯
分子链主链的共价键使高聚物有较高的内聚能,但是在分子链之间的键合力是范德华力。范德华力永远存在于分子链之间,没有方向性。它随着分子链间距离增大,以距离的6次幂衰减。范德华键合力比化学键小得多。
塑料在被升高温度时,体积将增大,故有理由认为其分子间距离已经增大。范德华力随距离增大而减小,故分子链和链段变得更易活动。由于范德华力是以距离的6次幂减小,所以聚合物性能从“固体”转变为“液体”有个较窄的温度范围,这就是聚合物的玻璃态转化温度,代号Tg。
聚合物的分子强度与温度关系密切。塑料固态的弹性模量和液态的黏度随着温度的上升而下降。聚合物材料还存在各向异性的取向,且取向方向的物理性能优于垂直取向的方向。聚合物的取向是由流动中剪切应力诱导而成的。剪切应力造成聚合物分子链沿着流动方向排列,又使其在冷却中凝固下来。
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