热塑性弹性体

我国高分子成型工业的发展
我国最早的高分子加工技术是1920年出现在广 州的橡胶制品加工，大量的高分子加工工作始于20 世纪50年代。 1953年徐僖在四川化工学院建立了我国第一个塑 料加工专业，1959年开展了“高分子成型”（塑料 成型）。1959年引进德国尼龙66熔融纺丝技术，从 而开展了高分子聚合物的成纤研究。
小（一般为几万）。

分类：
天然纤维（棉、毛、丝、麻等） 化学纤维 人造纤维
合成纤维
纤维
化学纤维 化学纤维是人造纤维和合成纤维的总称。 人造纤维是指由天然纤维素或蛋白质等 改性而成，如粘胶纤维、铜氨纤维、醋酸纤 维等； 合成纤维是指由合成高分子化合物经纺 丝而成的，如涤纶、锦纶、腈纶、维尼纶等。
热塑性塑料的加工特性。加工过程中产生的边角 料及废料均可重复加工使用。 这类新材料自1958年问世以来，引起极大 重视，被称为“橡胶的第三代”，得到迅速发展
目前已经工业化生产的有聚烯烃类，苯乙烯嵌段
共聚类，聚氨酯和聚酯类。
高分子合金
由塑料与橡胶、塑料与塑料经物理共混合或经 接枝、嵌段共聚或互穿聚合物网络等化学改性 制成的宏观均相、微观上分相的一类材料的总 称。
概述－高分子材料的制造
概述－高分子材料的制造
概述－高分子材料的制造
三 高分子材料的历史和未来
高分子材料工业的发展
（1）高分子材料工业的初创时期
1869年，Hyatt发明了用樟脑做增塑剂将硝基纤维 素酯热塑加压做赛璐珞的技术；这是人工半合成的第 一个高分子化合物。
1907年，酚醛树脂第一个合成高分子材料问世，
纤维制品
热塑性弹性体
定义：指在高温下能塑化成型而在常温下能显示 橡胶弹性的一类材料 特点： 以交联形式（化学和物理交联）而成的网 状结构。交联具有可逆性，T升高时，交联消失； T冷却至室温，这些交联又起到与硫化橡胶交联 键类似的作用。
热塑性弹性体
既具有类似硫化橡胶的物理机械性能，又有类似
一 材料概述
材料是人类生活或生产必须的基础，也是人类 文明的物质基础；材料与生产力发展水平密切 相关，反映一个时代的生产力发展水平，也是 衡量一个国家的科学技术、经济发展水平的重 要标志之一； 人类社会发展史也是一部材料的发展史； 石器时代、青铜器时代、铁器时代，…
石器
青铜器
铁器（汉代古墓出土）
2 高分子材料的分类
2 高分子材料的分类
塑料制品
橡胶
定义：室温下具有黏弹性的高分子化合物。在 适当的配合剂存在下，在一定的温度和压力下 适度交联而制得的弹性材料。
按使用性能分：通用R和特种R 按来源分：天然R和合成R
橡胶
橡胶制品
纤维(fiber) 特点：弹性模量大；形变小；强度高；分子量
按化学结构和是否具有多次重复加工性，可以将 塑料分成热塑性塑料和热固性塑料
2 高分子材料的分类
按用途和性能分，又可将塑料分为通用塑料和 工程塑料。
通用塑料是指生产量大、用途广、价格低廉且 成型性能良好的一类塑料品种。 工程塑料指拉伸强度大于50MPa，冲击强度大于 6kJ/m2，长期耐温超过100摄氏度。可以代替金 属用于结构材料。
主要手段。迄今为止，聚合技术已经进入成
熟期，今后主要的任务是催化剂的改进和更
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节约成本的聚合方法的进一步推广。
高分子材料的制造
高分子材料的制造
高分子化
利用高分子化合物的化学反应性能使 之改性也是一种获得预期性能高分子化合物 的方法。其中羟基化、氯化、酯化、硝化等 可引入官能基团。这种方法也进入成熟期， 今后的工作是功能性高分子的开发。
聚苯乙烯等，以及工程塑料，如ABS、PC等等
都是这个时期发展起来。 P.J.Flory，获得若贝尔奖金。
三 高分子材料的历史和未来
（3）高分子材料全面发展时期
时间：从20世纪70年代一直到至今 高分子化合物的生产已处于成熟时期，产量大幅 度增长； 高分材料已从开发性的高分子化合物转向通过 催化剂的改进合成新品级、具有可涉及性能的或综合性 能更优的聚合物；转向重视添加剂的开发改善高分子的 性能； 高分子合金化及其技术、反应性加工技术、无 机/有机复合材料已成为重点。
材料概述
材料的特点： （A）一定的组成 （B）可加工性 （C）形状保持性 （D）使用性能 （E）经济性 （F）再生性
材料概述
高分子材料是古老的材料 木材、棉、蚕丝品 高分子材料是年轻的高分子材料 主要是合成或半合成高分子材料
二 高分子材料
概念：一定配合的高分子化合物，在成型设备中， 受一定温度和压力的作用熔融塑化，然后通过模塑 制成一定形状，冷却后在常温下能保持既定形状的 材料制品。
三 高分子材料的历史和未来
（2）高分子材料工业发展时期 时间大约：20世纪30年代到70年代
聚合理论、 结构与性能关系的研究，各种 成型加工技术已经确立
尤其是Ziegier-Natta催化剂在烯烃聚合 的应用。
三 高分子材料的历史和未来
1948年，机械共混法得到ABS合金高分子材料；
绝大多数通用高分子材料，如PE、PP、PVC、
也可以说：以高分子化合物为基本原料，加入适当 的助剂，经过一定的加工过程制得的材料。
制备性能良好的高分子材料的三个关键因
素
适宜的材料组成
正确的成型加工方法 合理的成型机械及模具
2 高分子材料的分类
常见的高分子材料可以分为五大类： 塑料 橡胶 纤维 涂料 粘合剂
2 高分子材料的分类
添加剂
功能性添加剂 赋予高分子材料制品一定的性能，也 可是原产品的性能得到改善。 例如，聚合丙烯耐光性和耐候性极差， 如果不加光稳定剂和抗氧化剂，在户外暴晒 数月就会老化。
添加剂分类
添加剂选用原则
与高分子化合物的配伍性：添加剂应能长期、稳定、 均匀地分散在制品中并发挥效用；
耐久性
加工适应性
制备性能的制约性
不同添加剂之间的相互作用性
经济性
3、高分子材料的制造
（1）高分子材料与其它材料的比较
（2）高分子材料的特征 质量轻，密度在900～2300kg/m3 拉伸强度和拉伸模量较低； 传热小、电气绝缘 成型加工优良 减震、消音性能良好
等等
(3)塑料工业快速发展的原因
高分子材料时代
材料概述
材料概述
人类社会发展史也是一部材料的发展史；
材料划分为三大类：
金属材料
无机非金属材料 有机高分子材料，简称高分子材料 随着材料科学技术的发展，应当还要增加一类， 那就是复合材料。
材料概述
材料四要素：
(A)材料的制备（加工）
(B) 材料的结构 (C) 材料的性质 (D) 材料的使用性能。
高分子材料成型加工
第一讲 绪论
2015年7月20日星期一
参考教材
课程名称：高聚合物加工工艺、聚合物加工 工艺或者高分子材料与工程。 教材：高分子材料成型加工（周达飞） 参考书： 应宗荣，高分子材料成型工艺学
第一章 绪论
一、材料概述 二、高分子材料 1、高分子材料的定义 2、高分子材料的分类 3、高分子材料的制造 4、高分子材料的加工程序和研究方法 三、高分子工业的历史和未来
预示着热固性塑料时代的开始。
三 高分子材料的历史和未来
1920年，H.Staudinger提出了高分子概念， 并开展了大量的试验研究。1953获得若贝尔 奖金。 此期间创造了两种成型方法： 1870年的用柱赛式挤出法使赛路路成型， 即注射成型技术； 1892年用立式注射机使赛路路成型，即挤 出成型。
状或溶液状态的高分子化合物熔融或变形，
经过模具形成所需的形状，并保持其已经取
得的形状，最终得到制品的工艺过程。
高分子材料的制造
高分子成型加工性能是指可挤压性、可模塑
性、可延展性和可纺性等。
高分子材料的成型加工与材料的温度特性有关
每种高分子材料都有其特定的玻璃化转
变温度（也称玻璃化温度，Tg）、粘流温度
（Tf）或结晶温度（Tm）和分解温度（Td）
高分子材料的制造
4 高分子材料的加工技术
4 高分子材料的加工技术
事实上，高分子成型加工工艺包括成型和加
工两个方面，而加工又包括机械加工、修饰
和装配三个步骤。具体如下图所示。
概述－高分子材料的制造
概述－高分子材料的制造
实际上，各种高分子都有其适应的成型加工 方法，取决于: (1)高分子化合物的性质； （2）成型加工的机械 （3）经济因素 （4）再生性
添加剂
添加剂
也称助剂，是为了改善高分子材料加工
性能和制品的使用性能而使用的辅助材料。
通常将添加剂分为：工艺性添加剂和功能 性添加剂。
添加剂
工艺性添加剂 工艺性添加剂有利于高分子材料的加工。 例如，硬质PVC塑料加工过程中添加热 稳定剂和润滑剂，如果没有加入这两种添加 剂，PVC会发生严重的热分解，加工无法进行， 得不到合格产品。
高分子材料的制造
复合化 采用接枝反应、相容剂等制备高分子合 金，可以获得均聚物无法具备的性能，并能 赋予功能性； 高分子化合物/无机物填充中偶联剂的 使用改善了两组分间界面的亲和能力，提高 材料的力学性能。
高分子材料的制造
高分子材料的制造
高分子成型加工
通常是使固体状态（粉末或颗粒）、糊
相关课程的重要性
高分子材料成型加工涉及的相关课程的很多，需要较 好的相关学科基础： 化学部分：热力学、物理化学、有机化学 、高分子 化学，主要解决合成过程中存在的问题 力学部分：质量传递和能量传递学、高分子物理 学、粘弹性流体力学等主要解决工 艺、加工以及成型过程中存在的问题。
至90年代初，塑料产量已超过1亿吨，以体积计 算的产量已超过钢铁，主要原因是： 具有可以作为结构材料使用的物性，可替代金属材 料和其它材料；
优良的成型加工性；
可赋予各种特殊的功能性； 制造成本、价格急剧下降；
（4）高分子材料的制造
高分子材料的制造
聚合反应
利用聚合反应是制造高分子化合物的