常见聚合物材料

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聚丙烯腈
聚丙烯腈纤维（腈纶）是合成纤维中的主要品 种之一，由于纯聚丙烯腈所制成的纤维质脆且 不易染色，因此一般所述聚丙烯腈纤维是指丙 稀腈含量在85％以上的共聚纤维。
聚丙烯腈纤维的耐候和耐光性能优良，化学稳 定性好，不发霉，不怕虫蛀。聚丙烯腈纤维膨 松、卷曲、柔软，极似羊毛，强度高于羊毛， 相对密度比羊毛低。主要用途是代替羊毛，或 与羊毛混纺。
EP可采用脂肪族或芳香族多元胺等有机多元胺， 顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐等有机多元酸酐， AlCl3、ZnCl2、SnCl4、BF3等 潜固化剂和酚醛树脂、 脲醛树脂、糠醛树脂、聚酰胺等合成树脂，使环 氧基开环而交联固化，可制作高强度的增强塑料， 优良的电绝缘材料等。
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常用橡胶
天然橡胶（NR）
PA俗称尼龙，根据合成单体的不同，可分 为 PA66、PA6、PA1010、PA11 等 ， 具 有 优 良的力学性能：较高的冲击强度和拉伸强度， 优良的耐磨性和自润滑性。
PA6的 制造方法主要有两种： （1）开环聚合：在水存在下，己内酰胺在
约260℃的高温下进行聚合。
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（2）阴离子聚合法：以氢氧化钠为催化剂， N－乙酰基己内酰胺或甲苯二异氰酸酯等为 助催化剂。得到的是高相对分子质量的PA6 （单体浇铸尼龙，MC尼龙），其力学性能 （冲击强度、耐磨性等）、耐热性优良。 但加工性能较差。
目前工业上常用的品种大多为高顺式含
量的（顺丁胶），其弹性较高，生热小， 工艺性能较好。
聚丁二烯橡胶主要用途是制造轮胎胎面， 常与NR和SBR并用。
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塑料和橡胶制品的差别主要在于它们的
玻璃化温度，通常，塑料的Tg高于室温， 在室温下通常处于玻璃态，呈现塑性；
橡胶的Tg低于室温，在室温下通常处于 高弹态，呈现弹性。
典型的非极性结晶聚合物，无臭、无味、
无毒，乳白色蜡状半透明材料，易燃烧， 火焰上黄下蓝，燃烧时产生熔融滴落且 有明显石蜡燃烧气味。通常按密度可分 为高密度、中密度、低密度聚乙烯；按 压力可分为低压、中压、高压聚乙烯， 此外还有超高分子量聚乙烯 （ UHMWPE）、 线 形 低 密 度 聚 乙 烯 （LLDPE）。
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（2）光气法：采用双酚A和光气在氢氧化 钠或吡啶和溶剂存在下，反应制得PC。采 用相对分子质量调节剂，分子量控制在10 万左右。
PC具有极好的冲击强度，耐热性，长期使 用温度可达130 oC，同时，又具有良好的 耐寒性，脆化温度为-100 oC。（耐环境应 力开裂性差，缺口敏感性高）。
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POM的熔融温度范围狭窄，但尺寸稳定 性好，吸水率极低。
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聚碳酸酯（Polycarbonate-PC）
PC是几乎无色或呈轻微淡黄色的透明塑料 （非结晶型聚合物），燃烧时有黑烟冒出， 且发出花果臭味。PC的制作方法主要有两 种：
（1）酯交换法：在催化剂存在下，双酚A 和碳酸二苯酯在约200℃熔融状态下进行酯 交换，然后在295～300℃下缩聚得PC（分 子量一般在2.5～3万）。
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聚乙烯的成型加工性能良好，成型前无 需干燥。
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3. 聚丙烯（Polypropylene-PP）
聚丙烯的性能与聚乙烯相近，但密度较 小，耐热性较好、透明性较高、力学强 度较高，但耐低温性能、耐老化性能较 聚乙烯差。
成型前一般不用干燥；成型温度范围宽 (成型温度在200300 oC)，流动性好，熔 点160175℃，分解温度350℃：
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虽然PC的吸水率低，但成型前应进行严格 干 燥 。 PC 的 熔 融 温 度 高 ， 成 型 温 度 高 （240300 oC），且接近分解温度，因此成 型困难。PC的流动特性接近牛顿流体，其 粘度对温度十分敏感。在实际成型操作中 常采用“三高两低”的方法：即注射温度 高、模具温度高、热处理温度高；注射压 力低、塑化压力低。
常见聚合物材料
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常用热塑性塑料
1. 聚氯乙烯（Polyvinyl chloride-PVC）
典型的极性无定型聚合物，无毒、无臭的白色粉 末，难燃，离火即熄，火焰上黄下绿，冒黑烟， 燃烧时变软，发出刺激性酸味，滴下能拉丝的胶 质。
PVC在6585oC开始软化，170oC以上呈熔融状态， 140oC以上即开始少量分解，190oC以上大量放出 氯化氢，由于PVC的熔融温度接近分解温度，成 型困难，故常常需加入稳定剂以提高分解温度。 PVC的长期使用温度为-1555 oC。
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PVC是一种多组分的塑料，根据不同用 途要求，可加入不同的添加剂
（1）硬PVC（RPVC）：分子量较低的 PVC树脂、稳定剂、润滑剂、着色剂、 增塑剂（少量或不加）、改性剂、加工 助剂、填料等
（2）软PVC（SPVC）：分子量较高的 PVC树脂、稳定剂、润滑剂、着色剂、 增塑剂等
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2. 聚乙烯（Polyethylene-PE）
PP熔体的粘度对剪切速率的依赖性比对 温度的依赖性大。
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4. 聚苯乙烯（Polystyrene-PS）
通用级聚苯乙烯为硬、脆、透明的无定 型热塑性塑料。无色、无味、无毒，易 燃烧，燃烧时冒黑烟，有特殊气味，敲 击时有金属声，断口出现光泽，易于染 色。
PS的熔融温度为150～180℃，热分解温 度300℃，长期使用温度60～80℃。
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（1）高压法聚乙烯（LDPE）：反应温度 150～300℃，反应压力150～300MPa，采用O2 或过氧化物作引发剂的自由基聚合。通常，反 应压力高，相对分子质量较高，支链较少；反 应温度高，相对分子质量较低，支链较多。
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（2）中压法聚乙烯：反应温度130～ 270℃，反应压力1.8～8MPa，采用CrO3 或MoO3为催化剂的离子聚合，所得产物 支链较少，分子链等规度较高，属高密
度聚乙烯。
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（3）低压法聚乙烯（HDPE）：反应温 度85～100℃，反应压力常压～2MPa， 采用Ziegler-Natta的络合配位聚合。
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PE的主要产品质量指标是密度和熔融指 数。PE的力学性能在很大程度上取决于 聚合物的分子量、支化度和结晶度。 LDPE的熔点为105110 oC，HDPE的熔点 为132135 oC。
PA具有良好的成型加工性能，由于吸水性 较大，成型前应进行加热干燥，PA的尺寸 稳定性差，收缩率大，常进行后处理。
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聚甲醛（Polyoxymethylene-POM）
POM分为两种：共聚甲醛和均聚甲醛。 POM通常为白色或浅黄色粉末，制品表 面光滑且有一定光泽，着色性好。POM 具有优良的力学性能，可代替金属使用。
保存胶乳——经过加氨处理的胶乳。氨 水可起杀菌和保持分散体稳定的作用。
新鲜胶乳和保存胶乳的含胶量大约30％ 左右。经浓缩加工，可得到含胶量达60 ％左右的浓缩胶乳。
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NR是直接用田间胶乳或保存胶乳来制造 的，其制法是将胶乳稀释后，加入稀醋 酸液进行凝固，然后经过压片、干燥、 打包等处理。
NR通常包括烟片、绉片、颗粒胶等许多 品种，其制法各有不同。
烟片胶是由天然胶乳经酸凝固、压片， 然后熏烟干燥制成。其物理机械性能较 好，保存期较长，是天然橡胶中最好的 品种。
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NR的主要成分为橡胶烃，还包括少量的蛋 白质、丙酮抽出物、水分、水溶物、灰分。
一般天然橡胶（三叶橡胶）的橡胶烃是由 含98％以上的顺式1，4聚异戊二烯组成， NR的相对分子质量约为70万，相对分子质 量分布范围较宽，这是它既有良好的物理 机械性能，又有良好加工性能的原因。
PC脱模后最好经过热处理。
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常用的热固性塑料
酚醛树脂（PF）
PF是一种重要的热固性塑料，可由苯酚 和甲醛聚合得到：当甲醛/苯酚摩尔比大 于1在碱性条件下，得到的是碱法酚醛树 脂，又叫热固性酚醛树脂；当甲醛/苯酚 摩尔比小于1在酸性性条件下，得到的是 酸法酚醛树脂，又叫热塑性酚醛树脂。
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天然橡胶是一种从天然植物中采集出来的 高弹性材料。最有经济价值的含橡胶成分 的植物主要包括：三叶橡胶树（巴西橡 胶）、杜仲树（古塔波胶或马来树胶）、 橡胶草等，其中，三叶橡胶树的产胶量最 大，质量最好，工业上应用的天然橡胶的 主要来源是三叶橡胶。
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田间胶乳——又称新鲜胶乳，刚从橡胶 树上流出的胶乳。易受细菌侵蚀而产生 凝固，不便于保存。
PF的固化过程可表示如下：
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热固性（甲阶段）酚醛树脂为粘稠黄色半 透明液体，热塑性酚醛树脂为类似于松香 的固体。
PF具有极性的酚羟基和醚键，易吸水，经 交联后形成的体型结构会将极性的酚羟基 包围在网状结构内，极性显示不出来，从 而表现出较好的电绝缘性，广泛应用于电 器产品。
木粉填充的酚醛塑料制品（俗称电木）， 电绝缘性能好，成型性能好。
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工业上生产PS 的方法主要为悬浮聚合法 和本体聚合法。
PS具有较好的流动性，成型性能良好， 成型温度范围宽，热稳定性好，吸湿性 低，成型前无需干燥。成型时应注意所 产生的定向及内应力。
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ABS树脂：
ABS是微黄色或白色、不透明、无毒、无味 的热塑性树脂。丙烯晴（A）具有耐化学腐 蚀性和一定的表面硬度；丁二烯（B）赋予 树脂弹性和良好的冲击性能；苯乙烯（S） 则使树脂具有刚性和流动性。ABS并非三种 单体的简单共聚物或共混物，而是玻璃态 聚合物连续相中分散着橡胶相的高分子。
ABS成型性能良好，由于有一定的吸湿性， 成型前应进行干燥。
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聚甲基丙烯酸甲酯 (Polymethyl methacrylate-PMMA)
俗称有机玻璃（雅克丽），为目前透明 性最好的聚合物，但表面硬度较低。
PMMA常采用浇铸成型的方法制得厚度较 大的板材。
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聚酰胺（Polyamide-PA）
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通用合成纤维
聚酯纤维
聚酯纤维是产量最大的合成纤维品种，是由芳香 二羧酸和二元醇缩聚制得的树脂，再经熔融纺丝 和加工处理制成。
Байду номын сангаас 聚酯纤维即聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维（涤纶）， 有长丝和短纤维之分。它是一种优良的纺织材料， 其强度在大宗纤维品种中仅次于聚酰胺纤维，高 温下强度降低较小，弹性接近羊毛，保形性好， 耐皱性超过任何纤维，耐候性良好，但吸水性、 染色性差，需进行改性。
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氨基树脂
氨基树脂是含有胺基或酰胺基的单体与 甲醛反应生成的一类热固性树脂，主要 品种有脲醛树脂（UF）和三聚氰胺甲醛 树脂（MF）。
氨基塑料突出的特点是可制成色泽鲜艳 的制品，为塑料餐具和桌面装饰层压板 的主要材料。脲醛塑料俗称电玉。
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环氧树脂（EP）
环氧树脂（EP）目前最重要的品种为双酚A和环 氧氯丙烷合成的环氧树脂。环氧树脂粘接力强， 又能低温低压固化，因此广泛用作粘合剂。
异戊橡胶（IR）的分子结构与天然橡胶相 同，性能也相似，故有“合成天然橡胶” 之称。IR的用途与NR相同。
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顺丁橡胶（BR）
顺丁橡胶又称聚丁二烯橡胶，主要采用 阴离子和配位阴离子聚合反应制备。聚
丁二烯橡胶根据其顺式结构的含量多少
可分为高顺式聚丁二烯橡胶、中顺式聚 丁二烯橡胶和低顺式聚丁二烯橡胶。