常见通用塑料简介分解

2.1聚乙烯
主要内容： 结构 性能 应用
PE产量约占世界塑料的1/3，高居首位
2.1聚乙烯
（1）聚乙烯的结构
PE：乙烯单体经自由基聚合而成
CH2-CH2
n
线性聚合物，高分子长链脂肪烃
柔顺性很好的热塑性聚合物 分子对称，无极性基团，分子间作用力小 分子链的空间排列呈平面锯齿形
可反复折叠并 整齐堆砌排列 形成结晶
通用塑料
1、 概 述 2、通用塑料实例
2.1聚乙烯 2.2聚丙烯 2.3聚氯乙烯 2.4聚苯乙烯
1、概 述
塑料(plastics)：
塑料与树脂的区别
定义：以树脂为主要成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂、着 色剂等特定用途的添加剂，经加工成形的固体材料。 通用塑料是产量最大的，约占塑料总产量的80%。 按照受热后的性质分为热塑性塑料和热固性塑料。人们日常 生活中使用的许多制品都是由这些通用塑料制成。 通用热塑性塑料有聚乙烯类、聚丙烯类、聚氯乙烯类和聚苯 乙烯类等。 通用热固性塑料有酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯及氨基 树脂等。
HDPE UHM WPE
85-95 70-85
结构
0.9440.954
性能
应用
2.1聚乙烯 2) 低分子量聚乙烯（LMWPE）: 聚乙烯蜡 平均相对分子量： 500~5000； 主要作为塑料加工时的助剂 3) 交联聚乙烯
网状结构——热固性塑料； 用途：电线、电缆、热收缩管等 交联方法：辐射、化学交联
热稳定性较差——加稳定剂（铅化合物、马来酸等）；
PVC熔体的粘度较大，要适当添加增塑剂（常用邻苯二甲
酸酯类）； 熔体强度较低，易产生熔体破裂和制品表面粗糙等现象， 在挤出时不宜采用高速（可加增塑剂）； 挤出成型：薄膜、片材、管材、异型材（供水管道、房屋
墙板等）
注射成型：阀门、壳件、电器插头等 压延成型：人造革、壁纸等
2.4 聚氯乙烯
聚氯乙烯的添加剂
填充剂（填料）: 提高塑料的力学、电学性能或降低成本等。如加入铝粉可 提高光反射能力和防老化；加入二硫化钼可提高润滑性。 常用填充剂：云母粉、石墨粉、炭粉、氧化铝粉、木屑、 玻璃纤维、碳纤维等。
增色剂: 常用有机颜料和不溶性无机颜料
2.4 聚氯乙烯
聚氯乙烯的加工性能
2.2聚丙烯 聚丙烯主要添加剂 抗氧剂 成核剂：使聚合物结晶速度提高，球晶数目增加和球晶 尺寸减小。如苯甲酸钠和碱性二甲酸铝 其它如光稳定剂、着色剂、填充剂、增强剂、阻燃剂等 聚丙烯成型方法
注塑成型
挤出成型 中空吹塑
2.2聚丙烯 聚丙烯的改性
缺陷：
低温脆性大 (-8~8 ℃)
耐热氧老化、不易染色
2.1聚乙烯
（1）聚乙烯的结构 PE品种：
CH2-CH2
n
支链少,结构规 整易结晶
高密度聚乙烯（HDPE）：低温低压法 低密度聚乙烯（LDPE）：高温高压法 线性低密度聚乙烯(LLDPE):乙烯与α -烯烃共聚 超高分子量聚乙烯（UHMWPE）
交联聚乙烯（X-PE）
如丙烯、 1-丁烯、 1-辛烯
CH2-CH n CH3
按结构分为等规、间规、无规三种：
等规PP占到90%以上，熔点160-176℃ 无规PP呈粘稠状，不能用于塑料，只用于改性载体 间规PP属于高弹性塑料。
优点:
电绝缘性和耐化学腐蚀性优良，力学性能和耐热性在通用 热塑性树脂中最高，价格在所有树脂中最低
玻璃纤维/PP具有高强度
2.1聚乙烯
常用聚乙烯的用途
用途 薄膜类制品 占树脂的比例 LDPE的50% HDPE的10% LLDPE的70% HDPE的30% LDPE的10% LLDPE的10% 以HDPE为主 以HDPE为主 圆丝用HDPE 扁丝用HDPE和LLDPE 以LDPE为主 HDPE、LLDPE LDPE 制品 用于食品、日用品、蔬菜、收缩、自粘、垃圾 等轻质包装膜，地膜、棚膜、保鲜膜等。 重包装膜，撕裂膜、背心袋等。 包装膜，垃圾袋、保鲜袋、超薄地膜等。 日用品如：盆、筒、篓、盒等，周围箱、瓦楞 箱、暖瓶壳、杯、台、玩具等。 用于装食品油、酒类、汽油及化学试剂的桶， 玩具 给水、输气、灌溉、穿线、吸管、笔芯、用的 管材，化妆品、药品、鞋油、牙膏等用的管材 渔网、缆绳、工业滤网、民用纱窗等 纺织袋、布、撕裂膜 电缆绝缘和保护材料 打包带 型材
上有相同（电性能和溶解性）和
差异（力学性能和热性能）。
2.2聚丙烯
聚丙烯的物化性能
白色蜡状固体，密度约在0.89~0.92g/cm3，是塑料中除聚4-
甲基-1-戊烯之外最轻的品种，聚丙烯比聚乙烯略透明些。
力学性能： 与PE相比，其强度、刚度和硬度都比较高，光泽性也好， 但在塑料中仍属偏低的 电性能： 高结晶或填充增强
热形变温度低 (102 ℃) 收缩率大
改性方法：
聚丙烯合金（与HDPE、乙丙橡胶、热塑性弹性体共混— —韧性、耐寒性、耐磨性） 填充聚丙烯（CaCO3、CaSO4、滑石粉等各种填料） 硬度、热形变温度、成型收缩率及线膨胀系数都有所改善
增强聚丙烯（玻璃纤维）
2.2聚丙烯 聚丙烯的增韧改性 常用乙丙橡胶作增韧剂：
2.2聚丙烯 聚丙烯的应用
通用树脂
注塑制品：各种日用品（桶、盆、瓶盖等） 挤出制品：单丝（绳索、渔网）、扁丝（编织袋） 纤维（地毯、草坪、无纺布等） 专用树脂
专用树脂有三个特征，一是技术含量高、档次高；二
是用途专一；三是附加价值较高。我国仅有7个种类PP专 用料：BOPP专用料、流延膜专用料、纤维专用料、烟用 丝束专用料、洗衣机专用料、汽车专用料、家电专用料。
三元乙丙橡胶(EPDM):增韧PP性能很好，加入10%就有 明显的效果。耐候性优，不过破胶有一定困难，流动性也 不太理想。一般EPDM与PP共混，可以得到综合性能良好 的改性PP，常用于汽车保险杠和安全帽。
2.2聚丙烯 聚丙烯的增韧改性
Fig. Effect of EPDM content on the mechanical properties of PP
•电负性较强的Cl-的引入：增大分子链间的作用力，链的刚
性也增大；并赋予优良的阻燃性能
2.4 聚氯乙烯
聚氯乙烯的物化性能
CH2-CH Cl
n
白色坚硬粉末或糊状，密度为1.35~1.45g/cm3； 力学性能： 与PE相比，其强度、刚度和硬度都比较高。 电性能——较好 极性聚合物——电绝缘性能不如聚烯烃 热稳定性差：Tg为80℃，Tm为160℃，140℃开始分解HCl PVC耐气侯变化性强于PE、PP，但长时间也发生降解，脱 出HCl，使制品变黄 PVC对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。然而它能 够被浓氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀且不适用与芳香烃、氯
非极性聚合物——优异的电绝缘性能，但存在低温脆性，
其在绝缘领域的应用不如PE和PVC，主要在电信电缆、电器 外壳方面。
2.2聚丙烯
聚丙烯的物化性能
耐化学药品性： 非极性——很好的耐化学腐蚀性，在室温下不溶于任何溶剂， 仅不耐强氧化剂
CH2-CH n CH3
环境性能：
燃烧性能：易燃，与聚乙烯类似。
叔碳上的氢——耐候性差：抗氧剂和光稳定剂
2.1聚乙烯
聚乙烯的力学性能：
冲击强度：LDPE＞LLDPE＞HDPE 拉伸强度：LDPE＜LLDPE＜HDPE 随密度、结晶度和相对分子质量的提高，其力学
性能增大
耐环境应力开裂性不好，但当相对分子质量增加
时，有所改善
2.2聚丙烯
聚丙烯（PP）
发展最快的塑料品种，产量仅次于PE、PVC；
改善途径：提高PE分子量、降低分子量分散性、分子链交联
2.1聚乙烯
（3）聚乙烯的加工工艺
在熔融状态下进行，如注塑、挤出、吹塑、压制等
加工时注意点:
加工前原料可以不必干燥
PE的吸湿性很低
在190℃下聚乙烯熔体在 21.2N的压力下每10min挤 出的质量,单位：克/10min
注意选择合适的熔融流动速率（MFR） 注塑和薄膜吹塑成型：PE熔体流动速率要高，分子量分 布要窄，支链要少； 挤出和中空吹塑成型：PE熔体流动速率要低，分子量分 布要宽，以保证制品表面光滑
2.1聚乙烯
（1）聚乙烯的结构
PE 分子链中含有少量的支链：
LDPE：20~30个侧甲基/1000个主链C
HDPE：5个侧甲基/1000个主链C LDPE含有更多的支链（乙基、丁基或更长的支链）和更宽的分子量分布
总结：LDPE和HDPE在下列性能上的对比：
结晶度？
密度？ 拉伸强度？
2.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ聚丙烯
汽车中聚丙烯材料零部件
2.4 聚氯乙烯
聚氯乙烯（PVC）结构
CH2-CH Cl
n
最早工业化塑料品种之一，目前产量仅次于PE，居第二位；
工业上以悬浮聚合为主，约占 PVC 产量的80~90%； (1)结构特点： 分子中各单体基本上是头尾相接；
氯、氢原子空间无序排列,无定形结构，结晶度<10%;
2.1聚乙烯 常用PE性能汇总
名称
LDPE
密度 （g/cm3）
0.9100.925 0.9130.930 0.9410.965
结晶度 （％）
65-75
熔点 （℃）
108126
备注
长支链
LLDPE
75-85
乙烯与α 烯烃共聚， 118- 取决于共聚单体 140 种类与用量，近 似直链状。 125136 125138 近似直链状 直链状，超高相 对分子量
2.2聚丙烯 聚丙烯的结构
侧甲基的位阻效应——螺旋形
CH2-CH n CH3
结构
侧甲基在空间三种排列方式： 等规、间规、无规； 三种PP性能差异很大： 等规PP：结构规整性好，结 晶度高，良好的力学性能； 无规PP：无定型材料，不能 单独使用； 间规PP：介于两者之间 聚丙烯与聚乙烯结构类似，性能