改性工程塑料发展历史及分类组成

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
芳纶1313(聚间苯二甲酸间苯二胺纤维)、 芳纶1414(聚对苯二甲酸对苯二胺纤维)
塑料的种类很多。除了酚醛树脂和聚乙烯外,还有聚氯 乙烯、聚苯乙烯等。我们常见的有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲 酯),其实也是塑料的一种。它的透明度比普通玻璃还高, 有韧性,不易破碎,枪弹打上去也只能穿一个洞。它是制作 飞机舷窗的绝好材料。
聚丙烯 (1957年工业化) 纳塔(意大利(Giulio Natta)
20世纪60年代 耐高温高分子Nomex(诺梅克斯:间位芳纶或芳纶
1313、对位芳纶或芳纶1414)
新型复合材料Kevlar(凯夫拉:芳纶复合材料)
“赛璐珞”的发明—塑料时代的开始
1868年——1869年,美国有一位叫约翰·海阿特的印刷 工人,一次偶然的误操作,他发现做火药的原料硝化纤维 在酒精中溶解后加进樟脑时,硝化纤维竟变成了一种柔韧 性相当好的又硬又不脆的材料,可以做台球。他将它命名 为“赛璐珞”。
这种东西却是光明的路标。从1904年开始,贝克兰开始
研究这种反应。最初得到的是一种液体――苯酚-甲醛虫
胶,称为Novolak(酚醛树脂),但市场并不成功。3年后,
他得到一种糊状的黏性物,模压后成为半透明的硬塑料
――酚醛塑料。
“塑料之父”——贝克兰的职业生涯
1910年:贝克兰创办了通用酚醛塑料公司,在新泽西的工 厂开始生产。
聚4-甲基戊烯最轻: 0.67g/ ㎝3
聚四氟乙烯最重: ㎝ 2.1–2.3 g/ 3
材料
塑料 泡沫塑料 钢 铝 铜 玻璃 粘土
密度g/cm3
0.83——2.2 0.01——0.5
7.8 2.8
8.7 2.5 1.7
塑料的优点-6
6)既能制作绝缘产品,又能制做导电部件: 塑料本身是很好的绝缘物质,目前可以说没有哪一种电
年份 塑料产量(万 吨)
❖ 2010 5830.38
❖ 2009 4479.28
6000 5500
❖ 2008 3680.23
5000 4500
❖ 2007 3184.54
4000 3500
❖ 2006 2602.6
3000
2500
❖ 2005 2308.86
2000
1500
❖ 2004 2366.5
第一步:先聚合成线型聚合度较低的化合物;
第二步:用高温处理,转变为体型聚合度很高的高分子化合物。
塑料时代的开始
第一种完全合成的塑料出自美籍比利 时人列奥·亨德里克·贝克兰。
1863年:生于比利时根特,贝克兰是鞋匠 和女仆的儿子;
1884年:(21岁)获得根特大学博士学位; 1887年:(24岁)时成为比利时布鲁日高等
1926年:专利保护到期,大批同类产品涌入市场。经过谈 判,贝克兰与对手合并,拥有了一个真正的酚醛 塑料帝国。
1939年:贝克兰退休时,儿子乔治·华盛顿·贝克兰无意从 商,公司以1650万美元(相当于今天2亿美元)出 售给联合碳化物公司
1945年:贝克兰死后一年,美国的塑料年产量就超过40万 吨,1979年又超过了工业时代的代表――钢。
上第一种合成塑料。
“赛璐珞”的特点:它是一种坚韧材料,具有很大的抗 张强度,耐水,耐油、耐酸。
"赛璐珞"的用途:从儿童玩具到衬衫领子中都有"赛璐珞"。 照相底片(附着胶状银化合物)的片基,这就是第一张实 用照相底片,它有一个很大的缺点,就是极易着火引起火灾。
赛璐珞是塑料的老祖 宗,是英文“celluloid” 的译音,即硝化纤维塑料, 是塑料的一种,由胶棉 (低氮含量的硝化纤维) 和增塑剂(主要是樟脑)、 润滑剂、染料等加工制 成。透明,可以染成各种 颜色,容易燃烧。用来制 造玩具、文具等。旧称假 象牙。
为绝缘体、半导体、导体和超 导体四类。
高分子材料通常属于绝缘 体的范畴。 1977年,美国科学家: 黑格(A.J.Heeger)、 麦克迪尔米德(A.G.MacDiarmid) 日本科学家: 白川英树(H.Shirakawa) 发现掺杂聚乙炔具有金属导电 特性,有机高分子不能作为导 电材料的概念被彻底改变。并因此项
应用范围:汽车、无线电和电力工业中。
产品:插头、插座、收音机、电话外壳、螺旋桨、阀门、 齿轮、管道、台球、把手、按钮、刀柄、桌面、烟斗、保 温瓶、电热水瓶、钢笔和人造珠宝上。
酚醛塑料的缺点:它受热会变暗,只有深褐、黑或暗
绿3种颜色,缺点是冲击强度差,质脆容易摔碎。 这是20世纪的炼金术,从煤焦油那样的廉价产物中,
水泥混凝土的1/40, 普通粘土砖的1/20, 是理想的绝热材料。
塑料的优点-5
5)可制做轻质高强度的产品
与金属、陶瓷制品相比,质量 轻、机械性能好,比强度(强度 与密度的比值)高,故可制做轻 质高强度制品。
特别是填充玻璃纤维后,更 可提高其强度。------(增强)
另外,由于塑料质量轻,可 节约能源,故其制品亦日趋轻量 化。---------(以塑代钢)
师范学院的物理和化学教授; 1889年:娶了大学导师的女儿为妻,同
年获得一笔旅行奖学金,到美国 从事化学研究; 1907年7月14日:贝克兰注册了酚醛塑料 的专利。
Baekland
贝克兰——新材料世界的开创者和幸运儿
酚醛塑料是世界第一种完全合成的塑料。贝克兰将它用 自己的名字命名为“贝克莱特”(Bakelite)。他很幸运,
涂料、胶粘剂和高分子基复合材料。
高分子是生命存在的形式,所有的生命 体都可以看作是高分子的集合体。
合成高分子材料的发展历史
1869年
赛璐珞
海阿特(美国J.W.Hyatt)
1909年
酚醛树脂
贝克兰(美国Leo Baekeland)
20世纪40年代 氯乙烯、
聚苯乙烯
有机玻璃等
20世纪50年代 低压聚乙烯(1952年工业化) 齐格勒(德国Karl Ziegler)
齐格勒是德国有机化学: 1920年:获马尔堡大学化学
博士学位。 1927年:在海德堡大学任教授。 1936年:任哈雷一萨勤大学化学
学院院长。 1953年:研究有机金属化合物与
乙烯的反应时发现,在 常压下用催化剂得到了 结晶聚乙烯塑料。
G纳塔是意大利高分子化学家: 1954年:纳塔用催化剂合成了 结
进入50年代,从石油裂解而得的 a-烯烃成为合成高分子的主要原料, 主要包括乙烯与丙烯。
低压聚乙烯、聚丙烯的合成
德国人齐格勒(Karl Ziegler)与意大利人纳塔(Giulio Natta)分别发明用三乙基铝和三氧化钛组成的金属络 合催化剂合成低压聚乙烯与聚丙烯的方法。
低压聚乙烯于1952年实现工业化; 低压聚丙烯于1957年实现工业化。 这是高分子化学的历史性发展,因为以石油为原 料能建设 年产10万吨的大工厂。 为褒奖他们在烯烃合成高分子领域的杰出贡献, 二人共同获得1963年的诺贝尔化学奖。
酚醛树脂——完全人工合成的塑料
"赛璐珞"是由天然的纤维素加工而成的,并不是 完全人工合成的塑料。
人类历史上第一种完全人工合成的塑料是在1909年由美 国人贝克兰(Leo Baekeland)用苯酚和甲醛造的酚醛树脂, 又称贝克兰塑料。
酚醛树脂是酚类物质和醛类物质通过缩合反应制备的, 属于热固性塑料。 其制备过程共分两步:
塑料的优点-2
2)可根据需要随意着色,富有装饰性,或制成透明制品: 利用塑料可制作五光十色、透明美丽的制品,而且色
泽美观、耐久,还可用先进的印刷、压花、电镀及烫金技 术制成具有各种图案、花型和表面立体感、金属感的制品, 可提高其商品价值,并给人一种明快的感觉.塑料可以制成透 明的制品,
塑料的优点-3、4
英 国同行詹姆斯·斯温伯恩爵士只比他晚一天提交专利申请,否 则英1文90里9年酚2醛月塑8日料,可贝能克要兰叫在“美斯国温化伯学莱协特会”纽。约分会的一 次会议上公开了这种塑料。
事实上赛璐珞这种塑料比酚醛塑料发明的更早,只不过 它是来自化学处理过的棉花以及其他含纤维素的植物材料 经过加工而制得。
酚醛塑料的特点:绝缘、稳定、耐磨、耐腐蚀、不可燃, 刚性好,变形小,耐热,能在150 ~ 200°C的温度范围内 长期使用。在水润滑条件下,有极低的摩擦系数,其电绝 缘性能优良。称为“千用材料”。
气制品不使用塑料的。但如果在塑料中填充金属粉末或碎屑 加以成型,也可制成导电良好的产品。
塑料或金属
塑料的优点-6
导电塑料是将树脂和导电物质混合,用塑料的加工方式 进行加工的功能型高分子材料。主要应用于电子、集成电路 包装、电磁波屏蔽等领域。
结构型导电塑料 (本征型导电塑料:本身具有导电性或经化学改性后具有导电性的塑料。 主要有: (1)π共轭系高分子:如聚乙炔、(Sr)n、线型聚苯、层状高聚物等; (2)金属螯合物:如聚酮酞菁; (3)电荷移动型高分子络合物:如聚阳离子、CQ络合物。
Hyatt
生产赛璐珞台球代替象牙
(樟脑:2-莰酮 ,分子式为C10H16O。1,7,7-三甲基二环[2,2,1]庚烷-2-酮。)
塑料时代的开始
“赛璐珞”的发明起因:在19世纪,台球都是用象牙做的, 数量自然非常有限。于是有人悬赏1万美元征求制造台球的替 代材料。
1869年,美国的海阿特(J.W.Hyatt,1837-1920)把硝化纤 维、樟脑和乙醇的混合物在高压下共热,然后在常压下硬化成 型制出了廉价台球,赢得了这笔奖金。“赛璐珞”是人类历史
1000
❖ 2003 1652.08
500 0
❖ 2002 1455.7
❖ 2001 1288.7
❖ 2000 1087.5
我国塑料制品2000年到2010年的产量
塑料的优点-1
1)易于加工、易于制造(易于成型) 即使制品的几何形状相当复杂,只要能从模具中脱模,
都比较容易制作。因而其效率远胜于金属加工,特别是注塑 成型制品经过一道工序,即可制造出很复杂的成品。
新材料行业——改性工程塑料
塑料发展历史及分类组成
一、塑料(Plastics)的起源与发展 塑料----合成高分子材料之一
高分子材料:macromolecular material
定义:以高分子化合物为基础的材料。
高分子
天然有机高分子 合成有机高分子
高分子材料是由相对分子质量较高的化
合物构成的材料,包括橡胶、塑料、纤维、
在今年伦敦科学博物馆的展览上,贝克兰的曾孙休·卡 拉克一手执一个30年代的尿素甲醛塑料电话,一手展示着 一个用生物可降解塑料制成的手机。
石油产品开创了塑料的新时代
20世纪40年代,乙烯类单体 的自由基引发聚合反应迅速发展, 实现工业化的包括氯乙烯、聚苯乙 烯和有机玻璃等,这是合成高分子 蓬勃发展的时期。
发明获得诺贝尔化学奖
塑料的优点-7、8
得到用途如此广泛的材料。
1940年5月20日的《时代》周刊则将贝克兰称
为“塑料之父”。
酚醛塑料—第ห้องสมุดไป่ตู้个 工业化的高分子材料

早在1872年,德国化学家阿道夫·冯·拜尔就发现:苯
酚和甲醛反应后,玻璃管底部有些顽固的残留物。不过拜
尔的眼光在合成染料上,而不是绝缘材料上,对他来说,
这种黏糊糊的不溶解物质是条死胡同。对贝克兰等人来说,
复合型导电塑料:现在广泛应用的导电高分子材料。 其填充物质主要有: a、金属分散系; b、炭黑系; c、有机络合物分散系。
日本筑波大学名誉教授白 川英树和美国科学家爱伦·黑格 博士及马克达依阿密特博士3 人,为表彰他们在研制导电塑 料方面做出的突出贡献。而获 得诺贝尔化学奖。
导电高分子的基本概念 物质按电学性能分类可分
晶聚丙烯。
齐格勒 纳塔
新型合成耐高温材料
60年代,由于要飞往月球而出现耐高温 高分子的研究热。
耐高温的定义: 材料能够在氮气中500 oC 环境中能使用一个
月; 在空气中300 oC 环境下能使用一个月。
耐高温高分子主要分为两大类: 1、芳香聚酰胺:例如苯二胺与间苯二酰缩聚得到的Nomex, 这在当时曾被作为太空服的原料。对苯二胺与对苯二酰氯缩聚 得到的Kevlar,它属于耐高温的高分子液晶,现在用于超音速 飞机的复合材料中。 2、杂环高分子:例如聚芳亚酰胺和作为高温粘合剂的聚苯并 咪唑,为现在宇航飞行所需的材料打下了基础。
3)不生锈、不易腐蚀 塑料一般耐各种化学药品的腐蚀,不会象金属那样易生
锈或受到腐蚀。使用时不必担心酸、碱、盐、油类、药品、 潮湿及霉菌等的侵蚀。
4)不易传热、保温性能好 由于塑料比热大,热导率小,不易传热,故其保温及隔
热效果良好。
导热系数小:约为金属的1/500-1/600。 泡沫塑料的导热系数约为金属的1/1500,
相关文档
最新文档