塑料材料及其应用
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• 根据塑料中树脂分子结构和热性能分类 • 根据塑料性能及用途分类 • 根据聚合物分子排列分类
塑料的分类 根据塑料中树脂分子结构和热性能分类： • 热塑性塑料 • 热固性塑料
热塑性塑料
这种塑料中树脂的分子结构是线型或支链 型结构。它在加热时可塑制成一定形状的塑件， 冷却后保持己定型的形状。如再次加热，又可 软化熔融，可再次制成一定形状的塑件，如此 可反复多次。在上述过程中一般只有物理变化 而无化学变化。由于这一过程是可逆的，在塑 料加工中产生的边角料及废品可以回收粉碎成 颗粒后重新利用。
高聚物的三态及温度范围
• 1. 玻璃态（T＜Tg）
• 在玻璃化温度以下，高聚物处 于玻璃态（结晶型高聚物为结 晶态），是坚硬的固体。
• 它受外力作用有一定的变形能 力，但变形值小且可逆，即外 力消失后，其变形也随之消失。 所以处于玻璃态的高聚物只能 进行一些车、铣、削、刨等小 变形量的机械加工。这一聚集 态也是高聚物的使用态。
英文 PS PE（HDPE、LDPE） ABS PP PA（PA6、PA66等） POM PVC（HPVC和SPVC） PC PMMA PET AS（SAN） PF PTFE
俗称 硬胶（HIPSΒιβλιοθήκη Baidu不碎胶）
软胶 超不碎胶 百折胶
尼龙 赛钢
防弹胶 有机玻璃、亚加力
聚酯 大力胶
电木 塑料王
注射制品常用塑料
为熔融态（或相反）的温度。 由于绝大多数结晶型塑料都 是半结晶型的，因此塑料的 熔融温度并不是一个尖锐的 转折点，而是一个小范围的 熔程。对于结晶型塑料，熔 融温度是比玻璃化温度更有 实际意义，更加重要的温度。
• 许多结晶型塑料，虽然玻璃化温度很低，但由于结晶，材料的强 度和刚度大大提高，从而使这些材料在远高于玻璃化温度下仍具 有良好的力学性能，这些塑料的实际工作温度远高于玻璃化温度。
• 随着塑料制品使用温度的降低，塑料材料还有一个使用的下限温 度，称为脆化温度。低于脆化温度时，材料受力容易发生断裂破
坏。
高聚物的三态及温度范围
• 2. 高弹态（Tg< T< Tf) • 在玻璃化温度与黏流温度之
间，高聚物处于高弹态。高 弹态的高聚物是橡胶状态的 弹性体。其变形能力显著增 大，但变形仍具可逆性。在 这种状态下，可进行压延、 中空吹塑、 真空吸塑、 拉 伸等成型。
聚合物的高分子结构及性能 结晶型聚合物：聚合物的分子有规则紧密的排列 无定形聚合物：聚合物的分子排列处于无序状态
结晶度
高聚物的三态及温度范围
• 由于高聚物的大 分子结构和分子 热运动特点，其 有三种聚集状态， 即玻璃态、高弹 态和黏流态。高 聚物聚集态的多 样性导致了其成 型加工方法的多 样性，见图2-1。
高聚物的三态及温度范围
• 2. Tf—非结晶型塑料黏流温度
• 是无定型高聚物从高弹态 转变为熔融态时的温度。
• 从分子运动观点看，Tm或 Tf是 高 聚 物 分 子 链整 链 能 够运动，相互滑移的温度。
超过Tm或Tf.塑料成为流体， Tm 或 Tf 是 塑 料 成 型 加 工 的 温度下限。
高聚物的三态及温度范围
• 3. Td—热分解温度
• 是任何塑料产生热降解加 速时的温度
• 高聚物可以从一种聚集态 转变为另一种聚集态，这 种转变取决于高聚物的分 子结构、体系的组成以及 所受应力和环境温度。当 高聚物及其组成一定时， 聚集态的转变主要与温度 有关。
高聚物的三态及温度范围
• 4. Tm—结晶型塑料熔融温度 • 是结晶型高聚物由晶态转变
• 进行上述成型加工时，应充分考虑到它的可逆性，为了得到符合 形状和尺寸要求的塑料制品，必须将成型后的制品迅速冷却到玻 璃化温度以下。对结晶型高聚物，可在玻璃化温度至熔点的温度
区间内进行薄膜吹塑和纤维拉伸。
高聚物的三态及温度范围
• 3. 粘流态（Tf <T<Td)
• 当温度升至黏流温度（或熔点）以 上时，高聚物呈黏性流体状态，通 常把这种液体状态的高聚物称为熔 体。在这种状态下进行的成型加工 具有不可逆性，一经成型和冷却后， 其形状永远保持下来。在这种状态 下可进行注射、吹塑、挤出、纺丝、 贴合等成型加工。
• 过高的温度将使熔体黏度大大降低，流动性增加，但不适当地增 加流动性会导致成型过程中溢料增加，成型后的制品形状扭曲， 质量变劣。当温度高至分解温度时，还会引起高聚物的分解变质。 因此，黏流温度（或熔融温度）、分解温度是高聚物进行成型加 工时的重要参考温度。
常见塑料
学名 聚苯乙烯 聚乙烯 丙烯腈－丁二烯－苯乙烯 聚丙烯 聚酰胺 聚甲醛 聚氯乙烯 聚碳酸酯 聚甲基丙烯酸甲酯 聚对苯二甲酸乙二醇酯 丙烯腈－苯乙烯共聚物 酚醛树脂 聚四氟乙烯
2.1 塑料材料及其应用
1、塑料的概念 2、塑料的组成 3、聚合物的高分子结构 4、聚合物的聚集状态 5、注射制品常用塑料 6、塑料的分类 7、塑料和性能和用途
塑料的概念
• 塑料是以树脂为主要成份，加入一定量的添加 剂而组成的高分子聚合物。
• 树脂 • 填充剂 • 增塑剂 • 润滑剂 • 着色剂 • 稳定剂 • 固化剂 • 发泡剂 • 阻燃剂
热固性塑料
这种塑料在受热之初分子为线型结构，具有可塑 性和可溶性，可塑制成为一定形状的塑件。当继续加 热时，线型高聚物分子主链间形成化学键结合(即交 联)，分子呈网状结构，分子最终变为体型结构，变得 既不熔融，也不溶解，塑件形状固定下来不再变化。 在成型过程中，既有物理变化又有化学变化。由于热 固性塑料上述特性，故加工中的边角料和废品不可回 收再生利用。
塑料的组成
聚合物的高分子结构及性能
• (1) 线性聚合物的物理特性为具有弹性和塑性，在适当 的溶剂中可溶解，当温度升高时，则软化至熔化状态而 流动，可以反复成型，这样的聚合物具有热塑性。
• (2) 体型聚合物的物理特性是脆性大、弹性较高和塑性 很低，成型前是可溶和可熔的，而一经硬化成型（化学 交联反应）后，就成为不溶不熔的固体，即便在更高的 温度下（甚至被烧焦碳化）也不会软化，因此又称这种 材料具有热固性。
高聚物的三态及温度范围
• 1. Tg—玻璃化温度 • Tg称为玻璃态温度，是高聚
物重要的特征性温度之一。 • 玻璃化温度是无定型（或非
结晶型）高聚物由玻璃态向 高弹态（或相反）的转变温 度，或半结晶型高聚物的无 定型相由玻璃态向高弹态 （或相反）的转变温度。
• 玻璃化温度是无定型塑料产品的最高使用温度。超过这一温度时， 塑料就基本上丧失了力学性能，许多其他性能也会急剧下降。
塑料的分类 根据塑料中树脂分子结构和热性能分类： • 热塑性塑料 • 热固性塑料
热塑性塑料
这种塑料中树脂的分子结构是线型或支链 型结构。它在加热时可塑制成一定形状的塑件， 冷却后保持己定型的形状。如再次加热，又可 软化熔融，可再次制成一定形状的塑件，如此 可反复多次。在上述过程中一般只有物理变化 而无化学变化。由于这一过程是可逆的，在塑 料加工中产生的边角料及废品可以回收粉碎成 颗粒后重新利用。
高聚物的三态及温度范围
• 1. 玻璃态（T＜Tg）
• 在玻璃化温度以下，高聚物处 于玻璃态（结晶型高聚物为结 晶态），是坚硬的固体。
• 它受外力作用有一定的变形能 力，但变形值小且可逆，即外 力消失后，其变形也随之消失。 所以处于玻璃态的高聚物只能 进行一些车、铣、削、刨等小 变形量的机械加工。这一聚集 态也是高聚物的使用态。
英文 PS PE（HDPE、LDPE） ABS PP PA（PA6、PA66等） POM PVC（HPVC和SPVC） PC PMMA PET AS（SAN） PF PTFE
俗称 硬胶（HIPSΒιβλιοθήκη Baidu不碎胶）
软胶 超不碎胶 百折胶
尼龙 赛钢
防弹胶 有机玻璃、亚加力
聚酯 大力胶
电木 塑料王
注射制品常用塑料
为熔融态（或相反）的温度。 由于绝大多数结晶型塑料都 是半结晶型的，因此塑料的 熔融温度并不是一个尖锐的 转折点，而是一个小范围的 熔程。对于结晶型塑料，熔 融温度是比玻璃化温度更有 实际意义，更加重要的温度。
• 许多结晶型塑料，虽然玻璃化温度很低，但由于结晶，材料的强 度和刚度大大提高，从而使这些材料在远高于玻璃化温度下仍具 有良好的力学性能，这些塑料的实际工作温度远高于玻璃化温度。
• 随着塑料制品使用温度的降低，塑料材料还有一个使用的下限温 度，称为脆化温度。低于脆化温度时，材料受力容易发生断裂破
坏。
高聚物的三态及温度范围
• 2. 高弹态（Tg< T< Tf) • 在玻璃化温度与黏流温度之
间，高聚物处于高弹态。高 弹态的高聚物是橡胶状态的 弹性体。其变形能力显著增 大，但变形仍具可逆性。在 这种状态下，可进行压延、 中空吹塑、 真空吸塑、 拉 伸等成型。
聚合物的高分子结构及性能 结晶型聚合物：聚合物的分子有规则紧密的排列 无定形聚合物：聚合物的分子排列处于无序状态
结晶度
高聚物的三态及温度范围
• 由于高聚物的大 分子结构和分子 热运动特点，其 有三种聚集状态， 即玻璃态、高弹 态和黏流态。高 聚物聚集态的多 样性导致了其成 型加工方法的多 样性，见图2-1。
高聚物的三态及温度范围
• 2. Tf—非结晶型塑料黏流温度
• 是无定型高聚物从高弹态 转变为熔融态时的温度。
• 从分子运动观点看，Tm或 Tf是 高 聚 物 分 子 链整 链 能 够运动，相互滑移的温度。
超过Tm或Tf.塑料成为流体， Tm 或 Tf 是 塑 料 成 型 加 工 的 温度下限。
高聚物的三态及温度范围
• 3. Td—热分解温度
• 是任何塑料产生热降解加 速时的温度
• 高聚物可以从一种聚集态 转变为另一种聚集态，这 种转变取决于高聚物的分 子结构、体系的组成以及 所受应力和环境温度。当 高聚物及其组成一定时， 聚集态的转变主要与温度 有关。
高聚物的三态及温度范围
• 4. Tm—结晶型塑料熔融温度 • 是结晶型高聚物由晶态转变
• 进行上述成型加工时，应充分考虑到它的可逆性，为了得到符合 形状和尺寸要求的塑料制品，必须将成型后的制品迅速冷却到玻 璃化温度以下。对结晶型高聚物，可在玻璃化温度至熔点的温度
区间内进行薄膜吹塑和纤维拉伸。
高聚物的三态及温度范围
• 3. 粘流态（Tf <T<Td)
• 当温度升至黏流温度（或熔点）以 上时，高聚物呈黏性流体状态，通 常把这种液体状态的高聚物称为熔 体。在这种状态下进行的成型加工 具有不可逆性，一经成型和冷却后， 其形状永远保持下来。在这种状态 下可进行注射、吹塑、挤出、纺丝、 贴合等成型加工。
• 过高的温度将使熔体黏度大大降低，流动性增加，但不适当地增 加流动性会导致成型过程中溢料增加，成型后的制品形状扭曲， 质量变劣。当温度高至分解温度时，还会引起高聚物的分解变质。 因此，黏流温度（或熔融温度）、分解温度是高聚物进行成型加 工时的重要参考温度。
常见塑料
学名 聚苯乙烯 聚乙烯 丙烯腈－丁二烯－苯乙烯 聚丙烯 聚酰胺 聚甲醛 聚氯乙烯 聚碳酸酯 聚甲基丙烯酸甲酯 聚对苯二甲酸乙二醇酯 丙烯腈－苯乙烯共聚物 酚醛树脂 聚四氟乙烯
2.1 塑料材料及其应用
1、塑料的概念 2、塑料的组成 3、聚合物的高分子结构 4、聚合物的聚集状态 5、注射制品常用塑料 6、塑料的分类 7、塑料和性能和用途
塑料的概念
• 塑料是以树脂为主要成份，加入一定量的添加 剂而组成的高分子聚合物。
• 树脂 • 填充剂 • 增塑剂 • 润滑剂 • 着色剂 • 稳定剂 • 固化剂 • 发泡剂 • 阻燃剂
热固性塑料
这种塑料在受热之初分子为线型结构，具有可塑 性和可溶性，可塑制成为一定形状的塑件。当继续加 热时，线型高聚物分子主链间形成化学键结合(即交 联)，分子呈网状结构，分子最终变为体型结构，变得 既不熔融，也不溶解，塑件形状固定下来不再变化。 在成型过程中，既有物理变化又有化学变化。由于热 固性塑料上述特性，故加工中的边角料和废品不可回 收再生利用。
塑料的组成
聚合物的高分子结构及性能
• (1) 线性聚合物的物理特性为具有弹性和塑性，在适当 的溶剂中可溶解，当温度升高时，则软化至熔化状态而 流动，可以反复成型，这样的聚合物具有热塑性。
• (2) 体型聚合物的物理特性是脆性大、弹性较高和塑性 很低，成型前是可溶和可熔的，而一经硬化成型（化学 交联反应）后，就成为不溶不熔的固体，即便在更高的 温度下（甚至被烧焦碳化）也不会软化，因此又称这种 材料具有热固性。
高聚物的三态及温度范围
• 1. Tg—玻璃化温度 • Tg称为玻璃态温度，是高聚
物重要的特征性温度之一。 • 玻璃化温度是无定型（或非
结晶型）高聚物由玻璃态向 高弹态（或相反）的转变温 度，或半结晶型高聚物的无 定型相由玻璃态向高弹态 （或相反）的转变温度。
• 玻璃化温度是无定型塑料产品的最高使用温度。超过这一温度时， 塑料就基本上丧失了力学性能，许多其他性能也会急剧下降。