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塑料的組(zu)成及分類

一(yi)、塑料的組成

塑料是以合成(cheng)(cheng)樹(shu)脂為(wei)主要成(cheng)(cheng)分，再加入改善其性(xing)能的(de)(de)(de)各種各樣的(de)(de)(de)添加劑(ji)（也稱助(zhu)劑(ji)）制成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)。在塑料中，樹(shu)脂起決定性(xing)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)，但也不能忽略添加劑(ji)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)。

（1）樹脂

樹(shu)脂是塑(su)料(liao)中.重要的(de)成(cheng)(cheng)分，它決定了塑(su)料(liao)的(de)類型(xing)(xing)和基(ji)本性(xing)(xing)能(neng)（如(ru)熱性(xing)(xing)能(neng)、物理性(xing)(xing)能(neng)、化學性(xing)(xing)能(neng)、力學性(xing)(xing)能(neng)等(deng)）。在(zai)塑(su)料(liao)中，它聯(lian)系或膠黏著其它成(cheng)(cheng)分，并使塑(su)料(liao)具有可塑(su)性(xing)(xing)和流動(dong)性(xing)(xing)，從而具有成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)性(xing)(xing)能(neng)。

樹(shu)脂(zhi)包(bao)括天然樹(shu)脂(zhi)和合成樹(shu)脂(zhi)。在塑(su)料生產中，一般都采用合成樹(shu)脂(zhi)。

（2）填充劑

填(tian)充劑又稱填(tian)料，是塑料中(zhong)的(de)(de)重要的(de)(de)但并(bing)非每種塑料必不可少的(de)(de)成(cheng)分。填(tian)充劑與(yu)塑料中(zhong)的(de)(de)其(qi)它(ta)成(cheng)分機(ji)械(xie)混合，它(ta)們(men)之間不起化學作用，但與(yu)樹脂(zhi)牢固膠(jiao)黏在一起。

填(tian)充(chong)劑(ji)(ji)在(zai)塑(su)(su)料(liao)(liao)中的(de)作(zuo)用有兩個：一是(shi)減少樹(shu)脂用量，降(jiang)低塑(su)(su)料(liao)(liao)成本；二是(shi)改(gai)善(shan)塑(su)(su)料(liao)(liao)某些性(xing)(xing)(xing)能，擴大(da)(da)(da)塑(su)(su)料(liao)(liao)的(de)應用范圍(wei)。在(zai)許多(duo)情況下，填(tian)充(chong)劑(ji)(ji)所起的(de)作(zuo)用是(shi)很(hen)大(da)(da)(da)的(de)，例如聚乙烯、聚氯(lv)乙烯等樹(shu)脂中加入木粉后，既(ji)克服了它(ta)的(de)脆性(xing)(xing)(xing)，又降(jiang)低了成本。用玻璃(li)纖維作(zuo)為塑(su)(su)料(liao)(liao)的(de)填(tian)充(chong)劑(ji)(ji)，能使塑(su)(su)料(liao)(liao)的(de)力學性(xing)(xing)(xing)能大(da)(da)(da)幅度提(ti)高，而用石棉(mian)作(zuo)填(tian)充(chong)劑(ji)(ji)則可以(yi)提(ti)高塑(su)(su)料(liao)(liao)的(de)耐(nai)熱性(xing)(xing)(xing)。有的(de)填(tian)充(chong)劑(ji)(ji)還可以(yi)使塑(su)(su)料(liao)(liao)具有樹(shu)脂所沒有的(de)性(xing)(xing)(xing)能，如導(dao)電性(xing)(xing)(xing)、導(dao)磁性(xing)(xing)(xing)、導(dao)熱性(xing)(xing)(xing)等。

常用的填充劑(ji)有木粉(fen)、紙漿、云(yun)母、石棉、玻璃(li)纖維等。

（3）增塑(su)劑

有(you)些樹脂(如(ru)硝酸纖(xian)維、醋酸纖(xian)維、聚氯乙烯(xi)等)的可塑(su)性很(hen)小，柔軟性也(ye)很(hen)差，為(wei)了降低(di)樹脂的熔融粘度和熔融溫度，改善其成型(xing)加工性能(neng)，改進塑(su)件的柔韌性、彈性以及其它各(ge)種必要的性能(neng)，通常加入能(neng)與樹脂相(xiang)溶的、不易揮(hui)發的高沸點有(you)機化合物(wu)，這(zhe)類物(wu)質稱為(wei)增(zeng)塑(su)劑(ji)。

在(zai)(zai)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)中加入(ru)增塑(su)(su)劑后，增塑(su)(su)劑分子(zi)插(cha)入(ru)到樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)高分子(zi)鏈之間，增大了高分子(zi)鏈間的(de)距離，因而削弱(ruo)了高分子(zi)間的(de)作用力，使(shi)(shi)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)高分子(zi)容易產生相對滑(hua)移，從而使(shi)(shi)塑(su)(su)料(liao)(liao)在(zai)(zai)較低(di)的(de)溫度(du)下具有良好的(de)可(ke)塑(su)(su)性和柔軟性。例如(ru)，聚氯乙烯樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)中加入(ru)鄰苯二(er)(er)甲酸二(er)(er)丁(ding)酯，可(ke)變為像橡膠一樣的(de)軟塑(su)(su)料(liao)(liao)。

加(jia)入增(zeng)(zeng)塑(su)劑(ji)在改善塑(su)料成(cheng)型加(jia)工性能(neng)的同時(shi)，有時(shi)也會降低樹脂的某些性能(neng)，如(ru)硬度、抗拉強度等，因此添(tian)加(jia)增(zeng)(zeng)塑(su)劑(ji)要適量。

對增塑劑的(de)要求(qiu)：與樹脂(zhi)有良(liang)好的(de)相溶性；揮發性小，不易從塑件(jian)中析出；無(wu)毒、無(wu)色、無(wu)臭(chou)味；對光和熱比較(jiao)穩定；不吸濕。

（4）著色劑

為使塑(su)件(jian)獲得各種(zhong)所需色(se)彩，常常在塑(su)料(liao)(liao)組(zu)分(fen)中加入(ru)著(zhu)色(se)劑(ji)(ji)。著(zhu)色(se)劑(ji)(ji)品種(zhong)很多，但大體(ti)分(fen)為有機顏料(liao)(liao)、無機顏料(liao)(liao)和染料(liao)(liao)三(san)大類(lei)。有些著(zhu)色(se)劑(ji)(ji)兼有其(qi)他(ta)作用，如本色(se)聚甲(jia)醛塑(su)料(liao)(liao)用碳黑著(zhu)色(se)后能在一定程度上(shang)有助于防止光老化。

對著色劑的一(yi)般要求是：著色力強；與樹脂(zhi)有很好(hao)的相溶性；不與塑料(liao)中其它成(cheng)分(fen)起化學反應(ying)；成(cheng)型過程(cheng)(cheng)中不因溫度(du)、壓力變化而(er)(er)分(fen)解變色，而(er)(er)且在(zai)塑件的長期使用過程(cheng)(cheng)中能夠保持穩定(ding)。

（5）穩(wen)定(ding)劑

為了防止或抑制塑料在成型(xing)、儲存(cun)和使用過程中(zhong)，因受外(wai)界(jie)因素（如熱、光、氧、射(she)線(xian)等）作(zuo)用所(suo)引起的性能變化(hua)，即(ji)所(suo)謂"老化(hua)"，需(xu)要(yao)在聚合物(wu)(wu)中(zhong)添加一些能穩(wen)定(ding)其化(hua)學性質(zhi)的物(wu)(wu)質(zhi)，這(zhe)些物(wu)(wu)質(zhi)稱為穩(wen)定(ding)劑。

對穩定劑的要求(qiu)：對聚合物的穩定效果好，能耐水、耐油(you)、耐化學藥(yao)品腐蝕，并與樹(shu)脂有很好的相(xiang)溶性，在成(cheng)型過程中不(bu)分解、揮發小、無(wu)色。

穩(wen)(wen)定(ding)劑可分(fen)為熱穩(wen)(wen)定(ding)劑、光(guang)穩(wen)(wen)定(ding)劑、抗氧化(hua)劑等(deng)。常用的(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)劑有硬(ying)脂酸鹽類(lei)、鉛(qian)的(de)(de)化(hua)合(he)物(wu)、環氧化(hua)合(he)物(wu)等(deng)。

（6）固化劑

固化劑(ji)(ji)又稱硬化劑(ji)(ji)、交聯(lian)劑(ji)(ji)。成(cheng)型熱固性塑(su)料時，線型高分(fen)子(zi)結構(gou)的(de)(de)合成(cheng)樹脂需發生交聯(lian)反應(ying)轉變成(cheng)體型高分(fen)了結構(gou)。添加固化劑(ji)(ji)的(de)(de)目的(de)(de)是促(cu)進(jin)交聯(lian)反應(ying)。如在環氧樹脂中加入(ru)乙二胺(an)、三(san)乙醇胺(an)等。

塑(su)料的(de)添加(jia)劑(ji)(ji)(ji)(ji)還有發泡(pao)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、阻燃劑(ji)(ji)(ji)(ji)、防靜電劑(ji)(ji)(ji)(ji)、導(dao)電劑(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)導(dao)磁劑(ji)(ji)(ji)(ji)等。并不是(shi)每一種(zhong)塑(su)料都要加(jia)入全(quan)部這些添加(jia)劑(ji)(ji)(ji)(ji)，而是(shi)依塑(su)料品(pin)種(zhong)和(he)塑(su)件使(shi)用(yong)要求按需要有選擇地加(jia)入某(mou)些添加(jia)劑(ji)(ji)(ji)(ji)。

二、塑(su)料的分類

塑(su)料的(de)(de)品種較多，分(fen)類的(de)(de)方式也很多，常用的(de)(de)分(fen)類方法有以下兩種：

（1）根據塑料中樹(shu)脂(zhi)的分(fen)子結構和熱性能分(fen)類，可將塑料分(fen)成兩大類:熱塑性塑料和熱固(gu)性塑料。

a）熱塑性(xing)塑料

這種(zhong)塑(su)(su)料(liao)中(zhong)樹脂的(de)分子結(jie)構是線型或(huo)支(zhi)鏈型結(jie)構。它在(zai)加熱時可(ke)(ke)(ke)塑(su)(su)制成一(yi)(yi)(yi)定(ding)形(xing)狀的(de)塑(su)(su)件，冷卻后(hou)保持(chi)己定(ding)型的(de)形(xing)狀。如再(zai)次加熱，又可(ke)(ke)(ke)軟化熔融，可(ke)(ke)(ke)再(zai)次制成一(yi)(yi)(yi)定(ding)形(xing)狀的(de)塑(su)(su)件，如此可(ke)(ke)(ke)反復(fu)多次。在(zai)上述過程(cheng)中(zhong)一(yi)(yi)(yi)般只有物理(li)變化而(er)無化學(xue)變化。由于這一(yi)(yi)(yi)過程(cheng)是可(ke)(ke)(ke)逆的(de)，在(zai)塑(su)(su)料(liao)加工(gong)中(zhong)產(chan)生的(de)邊角料(liao)及廢(fei)品可(ke)(ke)(ke)以回收粉碎(sui)成顆粒后(hou)重新利用。

如：聚乙烯(xi)(xi)、聚丙烯(xi)(xi)、聚氯乙烯(xi)(xi)、聚苯(ben)乙烯(xi)(xi)、ABS、聚酰胺、聚甲(jia)醛、聚碳酸脂、有機玻璃、聚砜(feng)、氟(fu)塑料等都屬熱塑性塑料。

b）熱固(gu)性塑(su)料

這種(zhong)塑料在受熱之初分(fen)子(zi)為線型結(jie)(jie)構(gou)，具(ju)有(you)可(ke)塑性和(he)可(ke)溶性，可(ke)塑制成(cheng)為一定(ding)形狀(zhuang)的塑件。當繼續加熱時(shi)，線型高聚物分(fen)子(zi)主鏈間(jian)形成(cheng)化(hua)學鍵結(jie)(jie)合(即交聯)，分(fen)子(zi)呈網(wang)狀(zhuang)結(jie)(jie)構(gou)，分(fen)子(zi).終變為體型結(jie)(jie)構(gou)，變得既不(bu)熔融，也不(bu)溶解，塑件形狀(zhuang)固定(ding)下來不(bu)再變化(hua)。在成(cheng)型過程(cheng)中，既有(you)物理變化(hua)又(you)有(you)化(hua)學變化(hua)。由(you)于熱固性塑料上述(shu)特性，故加工(gong)中的邊角料和(he)廢品不(bu)可(ke)回(hui)收再生(sheng)利(li)用。

如：酚醛(quan)塑料、氨基塑料、環氧塑料、有機硅塑料、硅酮塑料等(deng)屬(shu)于熱固性塑料。

（2）根據(ju)塑料性(xing)能及用(yong)途(tu)分類

a）通用塑(su)料

這類塑(su)料是指產量大、用途廣、價(jia)格(ge)低的塑(su)料。主要包括:聚乙烯、聚氯(lv)乙烯、聚苯乙烯、聚丙(bing)烯、酚(fen)醛塑(su)料和氨基塑(su)料六大品(pin)種，它們的產量占(zhan)塑(su)料總(zong)產量的一(yi)半(ban)以上，構成了塑(su)料工(gong)業(ye)的主體(ti)。

b）工(gong)程(cheng)塑(su)料

這類塑(su)(su)料(liao)(liao)常指在工(gong)程技術中(zhong)用(yong)作結構材料(liao)(liao)的塑(su)(su)料(liao)(liao)。除具有較高(gao)的機(ji)械強度外，這類塑(su)(su)料(liao)(liao)還具有很好的耐磨(mo)性、耐腐(fu)蝕性、自潤滑性及(ji)尺(chi)寸穩定性等。它(ta)們具有某些(xie)(xie)金屬特(te)性，因而(er)現在越來越多地(di)代替(ti)金屬作某些(xie)(xie)機(ji)械零件(jian)。

目(mu)前常用的工(gong)程(cheng)塑料包括(kuo)聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸(suan)酯、ABS、聚砜、聚苯(ben)醚、聚四(si)氟乙烯等。

c）增強塑料

在塑(su)料(liao)(liao)(liao)中加入(ru)玻璃纖維等(deng)填料(liao)(liao)(liao)作為增(zeng)強(qiang)(qiang)(qiang)材(cai)料(liao)(liao)(liao)，以進一(yi)步改善材(cai)料(liao)(liao)(liao)的力(li)學性(xing)(xing)能和電性(xing)(xing)能，這種新(xin)型的復合(he)材(cai)料(liao)(liao)(liao)通常稱為增(zeng)強(qiang)(qiang)(qiang)塑(su)料(liao)(liao)(liao)。它具有優良的力(li)學性(xing)(xing)能，比強(qiang)(qiang)(qiang)度和比剛度高(gao)。增(zeng)強(qiang)(qiang)(qiang)塑(su)料(liao)(liao)(liao)分為熱(re)塑(su)性(xing)(xing)增(zeng)強(qiang)(qiang)(qiang)塑(su)料(liao)(liao)(liao)和熱(re)固性(xing)(xing)增(zeng)強(qiang)(qiang)(qiang)塑(su)料(liao)(liao)(liao)。

d）特殊(shu)塑料

特殊塑(su)(su)料(liao)(liao)指(zhi)具有某些(xie)特殊性能的(de)塑(su)(su)料(liao)(liao)。如(ru)氟塑(su)(su)料(liao)(liao)、聚(ju)酰亞胺塑(su)(su)料(liao)(liao)、有機硅(gui)樹脂、環氧樹脂、導電(dian)塑(su)(su)料(liao)(liao)、導磁塑(su)(su)料(liao)(liao)、導熱塑(su)(su)料(liao)(liao)以及為某些(xie)專門(men)用途(tu)而改(gai)性得到的(de)塑(su)(su)料(liao)(liao)。