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塑料种类及应用领域分析

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:这一类塑料的特点是产量大、用途广、价格低,它们占塑料总产量的3/4 以上,大多数用于日常生活用品。这类塑料主要有聚酰胺、聚甲醛、有机玻璃、聚碳酸酯、ABS 塑料、聚苯醚、聚砜和氟塑料等。聚四氟乙烯几乎不受任何化学药品的腐蚀,它的化学稳定性超过了玻璃、陶瓷、不锈钢,甚至金、铂,俗称“塑料王”。

塑料种类及应用领域分析

塑料是以高分子树脂为主要成分,在一定条件下(如温度、压力等)可制成一定形状且在常温下保持形状不变的材料。塑料可以是纯的树脂,也可以是加有各种添加剂的混合物,添加剂的作用是改善纯树脂的物理机械性能、加工性能或是节约树脂。

塑料都以合成树脂(极少天然树脂)为基本原料,并加入填料、增塑剂、染料、稳定剂、润滑剂等各种辅助料而组成。因此,不同品种、牌号的塑料,由于选用树脂及辅助料的性能、成分、配比及塑料生产工艺不同,其使用及工艺特性也各不相同。

塑料质轻,一般塑料的密度都为0.9~2.3 g/cm3,具有优异的电绝缘性能及减摩、耐磨和自润滑特性,一般塑料对酸碱化学药品均有良好的耐腐蚀能力,还具有透光和防护性能,以及减震、消声性能。塑料的优良性能使它在工、农业生产和人们的日常生活中具有广泛用途。

塑料按照应用范围可分为三种类型。

1.通用塑料

通用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种。这一类塑料的特点是产量大、用途广、价格低,它们占塑料总产量的3/4 以上,大多数用于日常生活用品。其中,聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯这四大类用途最为广泛。

(1)聚乙烯(PE)

生产聚乙烯的原料均来自石油或天然气,它是塑料工业中产量最大的品种。聚乙烯的相对密度小(0.91~0.97),耐低温,电绝缘性能好,耐蚀性好。高压聚乙烯质地柔软,适于制造薄膜; 低压聚乙烯质地坚硬,可制作一些结构零件。聚乙烯的缺点是强度、刚度、表面硬度低,蠕变大,热膨胀系数大,耐热性低,且容易老化。

(2)聚氯乙烯(PVC)

聚氯乙烯是最早工业生产的塑料产品之一,产量仅次于聚乙烯,广泛用于工业、农业和日用制品。聚氯乙烯耐化学腐蚀、不燃烧、成本低、加工容易,但它耐热性差、冲击强度较低且具有一定的毒性。聚氯乙烯要用于制作食品和药品的包装,必须采用共聚和混合的方法改进,制成无毒的聚氯乙烯产品。

(3)聚苯乙烯(PS)

聚苯乙烯是20 世纪30年代的老产品,目前是产量仅次于聚乙烯和聚氯乙烯的塑料品种,它有很好的加工性能,其薄膜具有优良的电绝缘性,常用于电器零件; 它的发泡材料相对密度小(0.33),有良好的隔声、隔热、防震性能,广泛应用于仪器的包装和隔声材料。聚苯乙烯易加入各种颜料制成色彩鲜艳的制品,通常用来制造玩具和各种日用器皿。

(4)聚丙烯(PP)

聚丙烯工业化生产较晚,但因其原料易得、价格便宜、用途广泛,所以产量剧增。它的优点是相对密度小(是塑料中最轻的)且强度、刚度、表面硬度都比聚乙烯塑料大; 它无毒,耐热性也好,是常用塑料中唯一能在水中煮沸、经受消毒温度(130 ℃)的品种。但聚丙烯的黏合性、染色性、印刷性均较差,低温易脆化,易受热、光作用而变质,且易燃,收缩大。聚丙烯有优良的综合性能,目前主要用于制造各种机械零件,如法兰、齿轮、接头、把手、各种化工管道、容器等,它还被广泛用于制造各种家用电器外壳和药品、食品的包装等。

2.工程塑料

工程塑料是指能作为结构材料在机械设备和工程结构中使用的塑料。它们的机械性能较好,耐热性和耐腐蚀性也比较好,是当前大力发展的塑料品种。这类塑料主要有聚酰胺、聚甲醛有机玻璃聚碳酸酯、ABS 塑料、聚苯醚、聚砜和氟塑料等。

(1)聚酰胺(PA)

聚酰胺又叫尼龙或锦纶,是最先发现能承受载荷的热塑性塑料,在机械工业中应用比较广泛。它的机械强度较高,耐磨性和自润滑性好,而且耐油、耐蚀、消声、减震,大量用于制造小型零件或用于代替有色金属及其合金。(www.xing528.com)

(2)聚甲醛(POM)

甲醛是没有侧链、高密度、高结晶性的线型聚合物,性能比尼龙好,但耐候性较差。聚甲醛按分子链化学结构不同分为均聚甲醛和共聚甲醛。聚甲醛广泛应用于汽车、机床、化工、电器仪表和农机等。

(3)聚碳酸酯

聚碳酸酯是新型热塑性工程塑料,品种很多,工程上常用的是芳香族聚碳酸酯,其综合性能很好,近年来发展很快,产量仅次于尼龙。聚碳酸酯的化学稳定性也很好,能抵抗日光、雨水和气温变化的影响; 它的透明度高,成型收缩率小,制件尺寸精度高,广泛应用于机械、仪表、电信交通航空光学照明和医疗器械等方面。如波音747 飞机上就有2 500 个零件用聚碳酸酯制造,其总重量达2t。

(4)ABS 塑料

ABS 是由丙烯腈丁二烯和苯乙烯三种组元所组成的,三个单体量可以任意变化,制成各种品级的树脂。ABS 具有三种组元的共同性能,丙烯腈使其耐化学腐蚀,有一定的表面硬度; 丁二烯使其具有韧性; 苯乙烯使其具有热塑性塑料的加工特性。因此,ABS 是具有“坚韧、质硬、刚性” 的材料。ABS 塑料性能好,而且原料易得,价格便宜,所以在机械加工、电器制造、纺织、汽车、飞机、轮船和化工等工业中得到了广泛应用。

(5)聚苯醚(PPO)

聚苯醚是线型、非结晶的工程塑料,具有很好的综合性能。它的最大特点是使用温度范围大(-190 ℃~190 ℃),达到热固性塑料的水平; 它的耐摩擦、磨损和电的性能也很好,还具有卓越的耐水、耐蒸汽性能。所以聚苯醚主要用作在较高温度下工作的齿轮、轴承凸轮、泵叶轮、鼓风机叶片、水泵零件、化工用管道、阀门以及外科医疗器械等。

(6)聚砜(PSF)

聚砜是分子链中具有硫键的透明树脂,具有良好的综合性能,其耐热性、抗蠕变性好,长期使用温度为150 ℃~174 ℃,脆化温度为-100 ℃,广泛应用于电器、机械设备、医疗器械、交通运输等。

(7)聚四氟乙烯(F4 或PTFE)

聚四氟乙烯是氟塑料中的一种,具有很好的耐高、低温和耐腐蚀等性能。聚四氟乙烯几乎不受任何化学药品的腐蚀,它的化学稳定性超过了玻璃、陶瓷不锈钢,甚至金、铂,俗称“塑料王”。由于聚四氟乙烯的使用范围广,化学稳定性好,介电性能优良,自润滑和防黏性好,所以在国防、科研和工业中占有重要地位。

(8)有机玻璃(PMMA)

有机玻璃的化学名称是“聚甲基丙烯酸甲酯”。它是目前最好的透明材料,透光率达到92%以上,比普通玻璃好,且相对密度小(1.18),仅为玻璃的一半。有机玻璃有很好的加工性能,常用来制作飞机的座舱、弦舱,电视雷达标图的屏幕,汽车风挡,仪器和设备的防护罩,仪表外壳和光学镜片等。有机玻璃的缺点是耐磨性差,也不耐某些有机溶剂。

3.特种塑料

特种塑料是指具有某些特殊性能,满足某些特殊要求的塑料。这类塑料产量少,价格贵,只用于特殊需要的场合,如医用塑料等。

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