塑料的分類、成分及特性
塑料是一種用途廣泛的合成高分子材料，在我們的日常生活中塑料制品比比皆是。從我們起床后使用的洗漱用品、早餐時(shí)用的餐具，到工作學(xué)習(xí)時(shí)用的文具、休息時(shí)用的座墊、床墊，以及電視機(jī)、洗衣機(jī)、計(jì)算機(jī)的外殼，還有夜晚給我們帶來(lái)光明的各種造型的燈具……
塑料以它優(yōu)異的性能逐步地代替了許多已經(jīng)使用了幾十年、幾百年的材料和器皿，成為人們生活中不可缺少的助手。塑料集金屬的堅(jiān)硬性、木材的輕便性、玻璃的透明性、陶瓷的耐腐蝕性，橡膠的彈性和韌性于一身，因此除了日常用品外，塑料更廣泛地應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療器械、石油化工、機(jī)械制造、國(guó)防、建筑等各行各業(yè)。
一、塑料的分類
塑料種類很多，到目前為止世界上投入生產(chǎn)的塑料大約有三百多種。塑料的分類方法較多，常用的有兩種：
1、根據(jù)塑料受熱后的性質(zhì)不同分為熱塑性塑料和熱固性塑料
熱塑性塑料分子結(jié)構(gòu)都是線型結(jié)構(gòu)，在受熱時(shí)發(fā)生軟化或熔化，可塑制成一定的形狀，冷卻后又變硬。在受熱到一定程度又重新軟化，冷卻后又變硬，這種過(guò)程能夠反復(fù)進(jìn)行多次。如聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等。熱塑性塑料成型過(guò)程比較簡(jiǎn)單，能夠連續(xù)化生產(chǎn)，并且具有相當(dāng)高的機(jī)械強(qiáng)度，因此發(fā)展很快。
熱固性塑料的分子結(jié)構(gòu)是體型結(jié)構(gòu)，在受熱時(shí)也發(fā)生軟化，可以塑制成一定的形狀，但受熱到一定的程度或加入少量固化劑后，就硬化定型，再加熱也不會(huì)變軟和改變形狀了。熱固性塑料加工成型后，受熱不再軟化，因此不能回收再用，如酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧樹(shù)脂等都屬于此類塑料。熱固性塑料成型工藝過(guò)程比較復(fù)雜，所以連續(xù)化生產(chǎn)有一定的困難，但其耐熱性好、不容易變形，而且價(jià)格比較低廉。
2、根據(jù)塑料的用途不同分為通用塑料和工程塑料
通用塑料是指產(chǎn)量大、價(jià)格低、應(yīng)用范圍廣的塑料，主要包括聚烯烴、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料五大品種。人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫脑S多制品都是由這些通用塑料制成。
工程塑料是可作為工程結(jié)構(gòu)材料和代替金屬制造機(jī)器零部件等的塑料。例如聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS樹(shù)脂、聚四氟乙烯、聚酯、聚砜、聚酰亞胺等。工程塑料具有密度小、化學(xué)穩(wěn)定性高、機(jī)械性能良好、電絕緣性優(yōu)越、加工成型容易等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車、電器、化工、機(jī)械、儀器、儀表等工業(yè)，也應(yīng)用于宇宙航行、火箭、導(dǎo)彈等方面。
二、塑料的成分
我們通常所用的塑料并不是一種純物質(zhì)，它是由許多材料配制而成的。其中高分子聚合物(或稱合成樹(shù)脂)是塑料的主要成分，此外，為了改進(jìn)塑料的性能，還要在聚合物中添加各種輔助材料，如填料、增塑劑、潤(rùn)滑劑、穩(wěn)定劑、著色劑等，才能成為性能良好的塑料。
1、合成樹(shù)脂
合成樹(shù)脂是塑料的最主要成分，其在塑料中的含量一般在40％～100％。由于含量大，而且樹(shù)脂的性質(zhì)常常決定了塑料的性質(zhì)，所以人們常把樹(shù)脂看成是塑料的同義詞。例如把聚氯乙烯樹(shù)脂與聚氯乙烯塑料、酚醛樹(shù)脂與酚醛塑料混為一談。其實(shí)樹(shù)脂與塑料是兩個(gè)不同的概念。樹(shù)脂是一種未加工的原始聚合物，它不僅用于制造塑料，而且還是涂料、膠粘劑以及合成纖維的原料。而塑料除了極少一部分含100％的樹(shù)脂外，絕大多數(shù)的塑料，除了主要組分樹(shù)脂外，還需要加入其他物質(zhì)。
2、填料
填料又叫填充劑，它可以提高塑料的強(qiáng)度和耐熱性能，并降低成本。例如酚醛樹(shù)脂中加入木粉后可大大降低成本，使酚醛塑料成為最廉價(jià)的塑料之一，同時(shí)還能顯著提高機(jī)械強(qiáng)度。填料可分為有機(jī)填料和無(wú)機(jī)填料兩類，前者如木粉、碎布、紙張和各種織物纖維等，后者如玻璃纖維、硅藻土、石棉、炭黑等。
3、增塑劑
增塑劑可增加塑料的可塑性和柔軟性，降低脆性，使塑料易于加工成型。增塑劑一般是能與樹(shù)脂混溶，無(wú)毒、無(wú)臭，對(duì)光、熱穩(wěn)定的高沸點(diǎn)有機(jī)化合物，最常用的是鄰苯二甲酸酯類。例如生產(chǎn)聚氯乙烯塑料時(shí)，若加入較多的增塑劑便可得到軟質(zhì)聚氯乙烯塑料，若不加或少加增塑劑(用量<10％)，則得硬質(zhì)聚氯乙烯塑料。
4、穩(wěn)定劑
為了防止合成樹(shù)脂在加工和使用過(guò)程中受光和熱的作用分解和破壞，延長(zhǎng)使用壽命，要在塑料中加入穩(wěn)定劑。常用的有硬脂酸鹽、環(huán)氧樹(shù)脂等。
5、著色劑
著色劑可使塑料具有各種鮮艷、美觀的顏色。常用有機(jī)染料和無(wú)機(jī)顏料作為著色劑。
6、潤(rùn)滑劑
潤(rùn)滑劑的作用是防止塑料在成型時(shí)不粘在金屬模具上，同時(shí)可使塑料的表面光滑美觀。常用的潤(rùn)滑劑有硬脂酸及其鈣鎂鹽等。
除了上述助劑外，塑料中還可加入阻燃劑、發(fā)泡劑、抗靜電劑等，以滿足不同的使用要求。
三、塑料的特性
1、塑料具有可塑性
顧名思義，塑料就是可以塑造的材料。所謂塑料的可塑性就是可以通過(guò)加熱的方法使固體的塑料變軟，然后再把變軟了的塑料放在模具中，讓它冷卻后又重新凝固成一定形狀的固體。塑料的這種性質(zhì)也有一定的缺陷，即遇熱時(shí)容易軟化變形，有的塑料甚至用溫度較高的水燙一下就會(huì)變形，所以塑料制品一般不宜接觸開(kāi)水。
2、塑料具有彈性
有些塑料也像合成纖維一樣，具有一定的彈性。當(dāng)它受到外力拉伸時(shí)，卷曲的分子就由柔韌性而被拉直，但一旦拉力取消后，它又會(huì)恢復(fù)原來(lái)的卷曲狀態(tài)，這樣就使得塑料具有彈性，例如聚乙烯和聚氯乙烯的薄膜制品。但是有些塑料是沒(méi)有彈性的。
3、塑料具有較高的強(qiáng)度
塑料雖然沒(méi)有金屬那樣堅(jiān)硬，但與玻璃、陶瓷、木材等相比，還是具有比較高的強(qiáng)度及耐磨性。塑料可以制成機(jī)器上堅(jiān)固的齒輪和軸承。
4、塑料具有耐腐蝕性
塑料既不像金屬那樣在潮濕的空氣中會(huì)生銹，也不像木材那樣在潮濕的環(huán)境中會(huì)腐爛或被微生物侵蝕，另外塑料耐酸堿的腐蝕。因此塑料常常被用作化工廠的輸水和輸液管道，建筑物的門(mén)窗等。
5、塑料具有絕緣性
塑料的分子鏈?zhǔn)窃右怨矁r(jià)鍵結(jié)合起來(lái)的，分子既不能電離，也不能在結(jié)構(gòu)中傳遞電子，所以塑料具有絕緣性。塑料可用來(lái)制造電線的包皮、電插座、電器的外殼等。
附：常用塑料的種類有：
①聚氯乙烯（PVC）
它是建筑中用量最大的一種塑料。硬質(zhì)聚氯乙烯的密度為1.38～1.43g/cm3，機(jī)械強(qiáng)度高，化學(xué)穩(wěn)定性好，使用溫度范圍一般在-15～+55℃之間，適宜制造塑料門(mén)窗、下水管、線槽等。
②聚乙烯（PE）
聚乙烯塑料在建筑上主要用于給排水管、衛(wèi)生潔具。
③聚丙烯（PP）
聚丙烯的密度在所有塑料中是最小的，約為0．90左右。 聚丙烯常用來(lái)生產(chǎn)管材、衛(wèi)生潔具等建筑制品。
④聚苯乙烯（PS）
聚苯乙烯為無(wú)色透明類似玻璃的塑料。 聚苯乙烯在建筑中主要用來(lái)生產(chǎn)泡沫隔熱材料、透光材料等制品。
⑤ABS塑料
ABS塑料是改性聚苯乙烯塑料，以丙烯睛（A）、丁二烯（B）及苯乙烯（S） 為基礎(chǔ)的三組分所組成。ABS塑料可制作壓有花紋圖案的塑料裝飾板等。
塑料的成型加工是指由合成樹(shù)脂制造廠制造的聚合物制成最終塑料制品的過(guò)程。加工方法（通常稱為塑料的一次加工）包括壓塑（模壓成型）、擠塑（擠出成型）、注塑（注射成型）、吹塑（中空成型）、壓延等。
壓塑
壓塑也稱模壓成型或壓制成型，壓塑主要用于酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂等熱固性塑料的成型。
擠塑
擠塑又稱擠出成型，是使用擠塑機(jī)（擠出機(jī)）將加熱的樹(shù)脂連續(xù)通過(guò)模具，擠出所需形狀的制品的方法。擠塑有時(shí)也有于熱固性塑料的成型，并可用于泡沫塑料的成型。擠塑的優(yōu)點(diǎn)是可擠出各種形狀的制品，生產(chǎn)效率高，可自動(dòng)化、連續(xù)化生產(chǎn)；缺點(diǎn)是熱固性塑料不能廣泛采用此法加工，制品尺寸容易產(chǎn)生偏差。
注塑
注塑又稱注射成型。注塑是使用注塑機(jī)（或稱注射機(jī)）將熱塑性塑料熔體在高壓下注入到模具內(nèi)經(jīng)冷卻、固化獲得產(chǎn)品的方法。注塑也能用于熱固性塑料及泡沫塑料的成型。注塑的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)速度快、效率高，操作可自動(dòng)化，能成型形狀復(fù)雜的零件，特別適合大量生產(chǎn)。缺點(diǎn)是設(shè)備及模具成本高，注塑機(jī)清理較困難等。
吹塑
吹塑又稱中空吹塑或中空成型。吹塑是借助壓縮空氣的壓力使閉合在模具中的熱的樹(shù)脂型坯吹脹為空心制品的一種方法，吹塑包括吹塑薄膜及吹塑中空制品兩種方法。用吹塑法可生產(chǎn)薄膜制品、各種瓶、桶、壺類容器及兒童玩具等。
壓延
壓延是將樹(shù)脂合各種添加劑經(jīng)預(yù)期處理（捏合、過(guò)濾等）后通過(guò)壓延機(jī)的兩個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)向相反的壓延輥的間隙加工成薄膜或片材，隨后從壓延機(jī)輥筒上剝離下來(lái)， 再經(jīng)冷卻定型的一種成型方法。壓延是主要用于聚氯乙稀樹(shù)脂的成型方法，能制造薄膜、片材、板材、人造革、地板磚等制品。
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