高分子材料导论6(通用高分子材料)(2)
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受热软化后可将塑料的其它组分加以粘合，并决定塑料 的主要性能。
2、添加剂
添加剂是为改善塑料某些性能而加入的物质。
塑料与树脂的区别：树脂是纯的高聚物，而塑料是以
树脂为主的高聚物制品。
主要的添加剂 ⑴ 填料及增强剂
•填料：使用其的主要目的是增加制品的体积，降低成本 和收缩率，故又有增量剂之称。 种类：硅石（石英砂）、硅酸盐（云母、滑石、陶土、 石棉）、碳酸钙、金属氧化物、炭黑、玻璃珠、木粉等。
增强剂：为提高塑料制品的强度和刚性，可加入各种纤 维状材料作增强剂，最常用的是玻璃纤维；新型的增强 剂有碳纤维、石墨纤维和硼纤维。
增强剂和填料的用量一般为20～50％。 增强剂和填料的增强效果取决于它们与聚合物界面分子 间相互作用的状况。采用偶联剂处理填料及增强剂，可 增加其与聚合物之间的作用力，通过化学键偶联起来， 更好地发挥其增强效果。
①作用
防止塑料在光、热、氧等条件下过早老化，延长制品的 使用寿命。
②类型
抗氧剂
消除老化反应中生成的自由基，常用 取代酚类、芳胺类等
热稳定剂 使分解温度上升，常用硬脂酸铅，铅的
化合物及环氧化合物等
光稳定剂
光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂、自由基捕获剂
主要的添加剂 其他种类
润滑剂：防止塑料加工时粘在模具上, 使制品光亮；常用润滑剂有 硬酯酸、盐类等。
泡沫塑料
聚氯乙稀
聚四氟乙烯
密度
5 10
1
<1
<1
0.1
1.4
2.2
g/cm3
应用领域：日常生活用品、汽车工业、航空和宇航工业、军事
• 绝缘性和绝热性好（表面电阻109-1018 Ω）
制备电缆的绝缘套管和电气设备的绝缘外壳，冷藏、建 筑隔热、节能装置
• 耐腐蚀性和化学稳定性好 塑料管和塑料包装瓶
• 光学性质好——具有透光性和装饰性 胶卷、商品外包装、塑料大棚、有机玻璃、光盘、光纤 塑料管和塑料包装瓶
（4）加强环保宣传，提高公 民的环保意识，在社会上形成 良好的环保氛围，是解决白色 污染及其它各种形式污染的前 提。
为了保护环境和节约资源，请多次使用，废弃 后建议回收再利用
塑料制品回收标识
4.1.3 塑料的特点
• 比重轻，强度高（0.9-2.2 g/cm3）
材料 铝 钢铁 树脂软化，冷却后又变硬，可重复、循环，反复
成型，占塑料总产量的70%以上，大吨位品种有PVC、PE、PP等。
热固性塑料：由单体直接形成网状聚合物或通过交联线型预聚体
而形成，受热后不能再回复到可塑状态，不溶不熔，聚合过程（ 最后的固化过程）和成型过程同时进行。例如PF、氨基树脂、不 饱和聚酯、环氧树脂等。
废旧塑料产生的“白色污染”
随着塑料产量不断增大，成本越来越低，我们用过的大 量农用薄膜、包装用的塑料袋和一次性塑料餐具在使用 后被抛弃在环境中，给景观和环境带来很大破坏。由于 塑料包装物大多呈白色，它们造成的环境污染被称为白 色污染。
白色污染的防治
（1）停止使用一次性餐具及超薄塑料袋。
（2）回收废塑料并使之资源化是解决白色污染的根本途径。 近年来，一些国家大力开展3R运动：即要求做到废塑料的减 量化（Reduce）、再利用（Reuse）、再循环（Recycle）。 （3）研究开发降解塑料。降 解塑料有三类：光降解塑料、 生物降解塑料及双降解塑料。
固化剂（交联剂）：使热固性树脂由线型结构转变为体型结构， 常用的固化剂如六次甲基四胺、过氧化二苯甲酰等。
偶联剂：增强剂或填料用偶联剂处理后可提高其效能，改善塑料 制品的性能。常用的偶联剂有有机硅、有机钛酸酯等。
主要的添加剂 ⑵增塑剂
①作用
用熔点低的低分子化合物来增加大分子链间距离，削弱 分子间相互作用，降低玻璃化温度和熔体粘度，增加其 流动性，从而改善聚合物的加工性能和制品柔韧性。
②要求
与树脂相溶性好 沸点高，挥发性小 本身稳定，不易变性 无毒无味，无色状态
③类型 邻苯二甲酸酯类、环氧类、磷酸酯类等
主要的添加剂 ⑶稳定剂
（1）按组分数目分类
单一组分塑料：基本上是由聚合物构成或仅含有少量辅助物料（
染料、润滑剂等），比如聚乙烯（PE）塑料、聚丙烯（PP）塑料 、有机玻璃等。
多组分塑料：除聚合物外，还包含大量辅助剂（增塑剂、稳定剂
、改性剂、填料等），比如酚醛（PF）塑料、聚氯乙烯（PVC）塑 料等。
（2）按受热后形态性能表现的不同分类
• 耐磨、自润滑性能好 旱冰鞋的轮子、轴承、齿轮
• 加工性能优良，容易成型加工，能耗小 各种装饰品，薄膜、型材、配件及产品
性能可调范围宽：应用领域广泛 力学性能比金属差，表面硬度亦低 大多数品种易燃 耐热性较差
4.1.4 塑料的组分及其应用
塑料的组成：合成树脂＋添加剂
1、合成树脂（聚合物） （40%-100%）
（3）按使用范围和功能分类
通用塑料：指产量大、价格较低、力学性能一般、主要作非 结构材料使用，如PVC、PE、PP、PS等。 工程塑料：指可作为结构材料使用，能经受较宽的温度变化 范围和较苛刻的环境条件，具有优异的力学性能、耐热、耐 磨性能和良好的尺寸稳定性，能替代金属制造机械零件和工 程构件的塑料。如聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛等。 目前两者之间的界限模糊，如PP经改性之后也可作结构材料 用。
功能（特种）塑料：具有特 殊功能和特殊用途的塑料。 例如导电塑料、导磁塑料、 感光塑料等。
4.1.2 塑料使用利弊简述
塑料被列为20世纪最伟大的发明之一，塑料的普及被誉 为“白色革命”。
塑料的贡献
从上世纪六十年代开始，塑料(主要指聚乙烯、聚丙烯、 聚氯乙烯、聚苯乙烯)进入广泛实用阶段。由于塑料具 有很多优点：它取材容易，价格低廉，加工方便，质地 轻巧，因此塑料一问世，便深受欢迎，它迅速渗入到社 会生活的方方面面，塑料被制成碗、杯、袋、盆、桶、 管等，创造了巨大的社会和经济效益。
第四章 通用高分子材料
4.1 塑料 4.2 橡胶 4.3 纤维 4.4 胶黏剂及涂料
4.1 塑料
4.1.1 类型及特征
★ 定义：塑料是以聚合物为主要成分，在一定条件（温度、 压力等）下可塑成一定形状并且在常温下保持其形状不变 的材料，习惯上也包括塑料的半成品，如压塑粉等。
1、塑料的分类
目前大批量生产的已有20余种，少量生产和使用的有数十种。
2、添加剂
添加剂是为改善塑料某些性能而加入的物质。
塑料与树脂的区别：树脂是纯的高聚物，而塑料是以
树脂为主的高聚物制品。
主要的添加剂 ⑴ 填料及增强剂
•填料：使用其的主要目的是增加制品的体积，降低成本 和收缩率，故又有增量剂之称。 种类：硅石（石英砂）、硅酸盐（云母、滑石、陶土、 石棉）、碳酸钙、金属氧化物、炭黑、玻璃珠、木粉等。
增强剂：为提高塑料制品的强度和刚性，可加入各种纤 维状材料作增强剂，最常用的是玻璃纤维；新型的增强 剂有碳纤维、石墨纤维和硼纤维。
增强剂和填料的用量一般为20～50％。 增强剂和填料的增强效果取决于它们与聚合物界面分子 间相互作用的状况。采用偶联剂处理填料及增强剂，可 增加其与聚合物之间的作用力，通过化学键偶联起来， 更好地发挥其增强效果。
①作用
防止塑料在光、热、氧等条件下过早老化，延长制品的 使用寿命。
②类型
抗氧剂
消除老化反应中生成的自由基，常用 取代酚类、芳胺类等
热稳定剂 使分解温度上升，常用硬脂酸铅，铅的
化合物及环氧化合物等
光稳定剂
光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂、自由基捕获剂
主要的添加剂 其他种类
润滑剂：防止塑料加工时粘在模具上, 使制品光亮；常用润滑剂有 硬酯酸、盐类等。
泡沫塑料
聚氯乙稀
聚四氟乙烯
密度
5 10
1
<1
<1
0.1
1.4
2.2
g/cm3
应用领域：日常生活用品、汽车工业、航空和宇航工业、军事
• 绝缘性和绝热性好（表面电阻109-1018 Ω）
制备电缆的绝缘套管和电气设备的绝缘外壳，冷藏、建 筑隔热、节能装置
• 耐腐蚀性和化学稳定性好 塑料管和塑料包装瓶
• 光学性质好——具有透光性和装饰性 胶卷、商品外包装、塑料大棚、有机玻璃、光盘、光纤 塑料管和塑料包装瓶
（4）加强环保宣传，提高公 民的环保意识，在社会上形成 良好的环保氛围，是解决白色 污染及其它各种形式污染的前 提。
为了保护环境和节约资源，请多次使用，废弃 后建议回收再利用
塑料制品回收标识
4.1.3 塑料的特点
• 比重轻，强度高（0.9-2.2 g/cm3）
材料 铝 钢铁 树脂软化，冷却后又变硬，可重复、循环，反复
成型，占塑料总产量的70%以上，大吨位品种有PVC、PE、PP等。
热固性塑料：由单体直接形成网状聚合物或通过交联线型预聚体
而形成，受热后不能再回复到可塑状态，不溶不熔，聚合过程（ 最后的固化过程）和成型过程同时进行。例如PF、氨基树脂、不 饱和聚酯、环氧树脂等。
废旧塑料产生的“白色污染”
随着塑料产量不断增大，成本越来越低，我们用过的大 量农用薄膜、包装用的塑料袋和一次性塑料餐具在使用 后被抛弃在环境中，给景观和环境带来很大破坏。由于 塑料包装物大多呈白色，它们造成的环境污染被称为白 色污染。
白色污染的防治
（1）停止使用一次性餐具及超薄塑料袋。
（2）回收废塑料并使之资源化是解决白色污染的根本途径。 近年来，一些国家大力开展3R运动：即要求做到废塑料的减 量化（Reduce）、再利用（Reuse）、再循环（Recycle）。 （3）研究开发降解塑料。降 解塑料有三类：光降解塑料、 生物降解塑料及双降解塑料。
固化剂（交联剂）：使热固性树脂由线型结构转变为体型结构， 常用的固化剂如六次甲基四胺、过氧化二苯甲酰等。
偶联剂：增强剂或填料用偶联剂处理后可提高其效能，改善塑料 制品的性能。常用的偶联剂有有机硅、有机钛酸酯等。
主要的添加剂 ⑵增塑剂
①作用
用熔点低的低分子化合物来增加大分子链间距离，削弱 分子间相互作用，降低玻璃化温度和熔体粘度，增加其 流动性，从而改善聚合物的加工性能和制品柔韧性。
②要求
与树脂相溶性好 沸点高，挥发性小 本身稳定，不易变性 无毒无味，无色状态
③类型 邻苯二甲酸酯类、环氧类、磷酸酯类等
主要的添加剂 ⑶稳定剂
（1）按组分数目分类
单一组分塑料：基本上是由聚合物构成或仅含有少量辅助物料（
染料、润滑剂等），比如聚乙烯（PE）塑料、聚丙烯（PP）塑料 、有机玻璃等。
多组分塑料：除聚合物外，还包含大量辅助剂（增塑剂、稳定剂
、改性剂、填料等），比如酚醛（PF）塑料、聚氯乙烯（PVC）塑 料等。
（2）按受热后形态性能表现的不同分类
• 耐磨、自润滑性能好 旱冰鞋的轮子、轴承、齿轮
• 加工性能优良，容易成型加工，能耗小 各种装饰品，薄膜、型材、配件及产品
性能可调范围宽：应用领域广泛 力学性能比金属差，表面硬度亦低 大多数品种易燃 耐热性较差
4.1.4 塑料的组分及其应用
塑料的组成：合成树脂＋添加剂
1、合成树脂（聚合物） （40%-100%）
（3）按使用范围和功能分类
通用塑料：指产量大、价格较低、力学性能一般、主要作非 结构材料使用，如PVC、PE、PP、PS等。 工程塑料：指可作为结构材料使用，能经受较宽的温度变化 范围和较苛刻的环境条件，具有优异的力学性能、耐热、耐 磨性能和良好的尺寸稳定性，能替代金属制造机械零件和工 程构件的塑料。如聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛等。 目前两者之间的界限模糊，如PP经改性之后也可作结构材料 用。
功能（特种）塑料：具有特 殊功能和特殊用途的塑料。 例如导电塑料、导磁塑料、 感光塑料等。
4.1.2 塑料使用利弊简述
塑料被列为20世纪最伟大的发明之一，塑料的普及被誉 为“白色革命”。
塑料的贡献
从上世纪六十年代开始，塑料(主要指聚乙烯、聚丙烯、 聚氯乙烯、聚苯乙烯)进入广泛实用阶段。由于塑料具 有很多优点：它取材容易，价格低廉，加工方便，质地 轻巧，因此塑料一问世，便深受欢迎，它迅速渗入到社 会生活的方方面面，塑料被制成碗、杯、袋、盆、桶、 管等，创造了巨大的社会和经济效益。
第四章 通用高分子材料
4.1 塑料 4.2 橡胶 4.3 纤维 4.4 胶黏剂及涂料
4.1 塑料
4.1.1 类型及特征
★ 定义：塑料是以聚合物为主要成分，在一定条件（温度、 压力等）下可塑成一定形状并且在常温下保持其形状不变 的材料，习惯上也包括塑料的半成品，如压塑粉等。
1、塑料的分类
目前大批量生产的已有20余种，少量生产和使用的有数十种。