塑料是以树脂为主要成分的高分子材料,在一定的温度和压力条件下具有流动性,可以被模塑成型为一定的几何形状和尺寸,并在成型固化后保持其既得形状不发生变化。
树脂可分为天然树脂和人造树脂,后者又称合成树脂。合成树脂是以煤、电石、石油、天然气以及一些农副产品为主要原料,先制得具有一定合成条件的低分子化合物(单体),进而通过化学、物理等方法合成而得到高分子化合物,化学上也常将它们称为聚合物或高聚物。聚合物虽然是塑料的主要成分,但是单纯的聚合物性能往往不能满足成型生产中的工艺要求和成型后的使用要求,欲要克服这一缺陷,必须在聚合物中添加一定数量的助剂,并通过这些助剂来改善聚合物的性能。例如,添加增塑剂可以改善聚合物的流动性能和成型性能;添加增强剂可以提高聚合物的强度等。因此,可以认为塑料是一种由聚合物和某些助剂结合而成的高分子化合物。
作为日常用品,塑料的用途已经广为人知。由于它们具有一些特殊的优点,因此在工业中的应用也已经非常普遍。
1.塑料的优点
(1)密度小、质量轻 塑料一般都比较轻,其密度在0.83~2.3g/cm3范围内,只有钢铁的1/7~1/4、铝的1/2。这对减轻机械设备的质量是非常有利的,尤其是对要求减轻自重的车辆、船舶、飞机、火箭、导弹、人造卫星和其他尖端技术,具有更重要的意义。
(2)比强度、比刚度高 通常情况下塑料的强度都低于金属,但各种增强塑料的力学性能却可以与金属相比。由于其密度远小于金属,因此其比强度(即强度/密度)、比刚度(即刚度/密度)与金属相当,甚至远比金属高。在空间技术领域,塑料的这一特性具有非常重要的意义。
(3)化学稳定性好 塑料的耐化学腐蚀性优于金属,对酸、碱等化学药品具有良好的耐腐蚀能力。其中塑料王聚四氟乙烯塑料的化学稳定性最高,连王水对其也无可奈何。因此,塑料在化工设备及其防腐设备中广泛应用。最常见的硬质聚氯乙烯管道与容器被广泛用于防腐领域及建筑给水、排水工程中。
(4)电绝缘性优异,介电损耗小 塑料是电的不良导体,其电绝缘性优良,介质常数较低,介电损耗很小,可与陶瓷和橡胶媲美。因此许多塑料成为不可或缺的高频材料,被广泛地用于电力、电机和电子工业中做绝缘材料和结构零件,如电线电缆、旋钮插座和电器外壳等。
(5)减摩、耐磨和自润滑性好 大部分塑料的摩擦系数都很小,可用作减摩、耐磨材料,有的甚至能在无润滑剂的情况下有效工作,自润滑性能良好。适宜在有磨粒或杂质存在的恶劣条件下做摩擦材料。加上比强度高,传动噪声小,可以制成齿轮、凸轮和滑轮等机器零件,例如纺织机中许多铸铁齿轮已被塑料齿轮取代。还可粘贴或喷涂机床金属导轨(用尼龙1010),制造刹车块(石棉酚醛塑料)等。
(6)消声和隔热性优良 塑料具有优良的消声、隔热性能。用塑料制成的传动摩擦件能减少噪声,降低振动,改善劳动条件。尤其是泡沫塑料,常常用来作隔音、隔热或保温材料。(www.xing528.com)
(7)成型及着色性能好 塑料在一定的条件下具有良好的可塑性,这为其成型加工创造了的条件。塑料的着色比较容易,而且着色范围广,可根据需要染成各种颜色。此外,有些如有机玻璃、聚苯乙烯、聚碳酸酯等均有良好的光学透明性。
(8)多种防护性能 除防腐外,塑料还具有防水、防潮、防透气、防振和防辐射等多种防护性能。尤其经改性后,优点更多,应用更为广泛。
2.塑料的缺点
塑料虽然具有以上诸多优点和广泛的用途,但它们还有一些比较严重的缺点至今未能克服。
1)刚性差,不耐压。在载荷作用下,塑料会缓慢地产生粘性流动或变形,即蠕变现象。
2)耐热性差。大多只能在100℃左右使用,仅有少数品种在200℃上下使用。
3)热胀系数大、易老化、易燃烧。
4)制品精度较低。塑料的成型性能虽好,但因受成型工艺的影响,收缩率难以控制,制品的尺寸精度较低。
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