1、塑料知识解析塑料解析报告1. 简介 报告主要解析塑料、树脂、橡胶、塑胶及橡塑。2. 塑料 定义：塑料为合成的高分子化合物聚合物(polymer) 塑料又可称为高分子或巨分子(macromolecules) 也是一般所俗称的塑料(plastics)或树脂(resin)，可以自由改变形体样式。 塑料是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料。 我们通常所用的塑料并不是一种纯物质，它是由许多材料配制而成的。 其中高分子聚合物(或称合成树脂)是塑料的主要成分，此外，为了改进塑料的性能，还要在聚合物中添加各种辅助材料，如填料、增塑剂、润滑剂、稳定剂、着色剂等，才能成为性能良好的塑料。根据美国材料试验协
2、会所下的定义，塑料乃是一种以高分子量有机物质为主要成分的材料，它在加工完成时呈现固态形状，在制造以及加工过程中，可以借流动(flow)来造型。因此，经由此说明我们可以得到以下几项了解： 它是高分子有机化合物 它可以多种型态存在例如液体固体胶体溶液等 它可以成形(moldable) 种类繁多，因为不同的单体及其组成可以合成不同的塑料 用途广泛产品呈现多样化 具有不同的性质 可以用不同的加工方法(processing method ) 成分：塑料的主要成分是合成树脂。 树脂约占塑料总重量的40%100%。塑料的基本性能主要决定于树脂的本性，但添加剂也起着重要作用。有些塑料基本上是由合成树脂所组成，
3、不含或少含添加剂，如有机玻璃、聚苯乙烯等。 PS：树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得名，如松香、虫胶等，目前树脂是指尚未和各种添加剂混合的高聚物。 1合成树脂合成树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，而且树脂的性质常常决定了塑料的性质，所以人们常把树脂看成是塑料的同义词。例如把聚氯乙烯树脂与聚氯乙烯塑料、酚醛树脂与酚醛塑料混为一谈。其实树脂与塑料是两个不同的概念。树脂是一种未加工的原始聚合物，它不仅用于制造塑料，而且还是涂料、胶粘剂以及合成纤维的原料。而塑料除了极少一部分含100%的树脂外，绝大多数的塑料，除了主要组分树脂外，还需要加入其他物质。 2
4、填料填料又叫填充剂，它可以提高塑料的强度和耐热性能，并降低成本。例如酚醛树脂中加入木粉后可大大降低成本，使酚醛塑料成为最廉价的塑料之一，同时还能显著提高机械强度。填料可分为有机填料和无机填料两类，前者如木粉、碎布、纸张和各种织物纤维等，后者如玻璃纤维、硅藻土、石棉、炭黑等。填充剂在塑料中的含量一般控制在40% 以下。 3增塑剂增塑剂可增加塑料的可塑性和柔软性，降低脆性，使塑料易于加工成型。增塑剂一般是能与树脂混溶，无毒、无臭，对光、热稳定的高沸点有机化合物，最常用的是邻苯二甲酸酯类。例如生产聚氯乙烯塑料时，若加入较多的增塑剂便可得到软质聚氯乙烯塑料，若不加或少加增塑剂(用量10%)，则得硬质聚
5、氯乙烯塑料。 4稳定剂为了防止合成树脂在加工和使用过程中受光和热的作用分解和破坏，延长使用寿命，要在塑料中加入稳定剂。常用的有硬脂酸盐、环氧树脂等。稳定剂的用量一般为塑料的0.30.5%。 5着色剂着色剂可使塑料具有各种鲜艳、美观的颜色。常用有机染料和无机颜料作为着色剂。合成树脂的本色大都是白色半透明或无色透明的。在工业生产中常利用着色剂来增加塑料制品的色彩。 6润滑剂润滑剂的作用是防止塑料在成型时不粘在金属模具上，同时可使塑料的表面光滑美观。常用的润滑剂有硬脂酸及其钙镁盐等。 7抗氧剂防止塑料在加热成型或在高温使用过程中受热氧化，而使塑料变黄，发裂等。 除了上述助剂外，塑料中还可加入阻燃剂、
6、发泡剂、抗静电剂、导电剂、导磁剂、相容剂等。以满足不同的使用要求。 分类：根据塑料的光学性能来分，可分为透明、半透明及不透明原料，如PS、PMMA、AS、PC等属于透明塑料，而其它大多数塑料都为不透明塑料。 按使用特性分类根据各种塑料不同的使用特性，通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料 通用塑料 一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。 通用塑料有五大品种，即聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)及丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚合物（ABS）。 这五大类塑料占据了塑料原料使用的绝大多数，其余的基本可以归入特殊塑料品种，如：PPS、PPO、PA、PC、POM
7、等，它们在日用生活产品中的用量很少，主要应用在工程产业、国防科技等高端的领域，如汽车、航天、建筑、通讯等领域。 工程塑料 一般指能承受一定外力作用，具有良好的机械性能和耐高、低温性能，尺寸稳定性较好，可以用作工程结构的塑料，如聚酰胺、聚砜等。 在工程塑料中又将其分为通用工程塑料和特种工程塑料两大类。 通用工程塑料包括：聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、热塑性聚酯、超高分子量聚乙烯、甲基戊烯聚合物、乙烯醇共聚物等。 特种工程塑料又有交联型的非交联型之分。 交联型的有：聚氨基双马来酰胺、聚三嗪、交联聚酰亚胺、耐热环氧树指等。 非交联型的有：聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮（PEEK）
8、等 特种塑料 一般是指具有特种功能，可用于航空、航天等特殊应用领域的塑料。 如氟塑料和有机硅具有突出的耐高温、自润滑等特殊功用，增强塑料和泡沫塑料具有高强度、高缓冲性等特殊性能，这些塑料都属于特种塑料的范畴。 a.增强塑料：增强塑料原料在外形上可分为粒状（如钙塑增强塑料）、纤维状（如玻璃纤维或玻璃布增强塑料）、片状（如云母增强塑料）三种。按材质可分为布基增强塑料（如碎布增强或石棉增强塑料）、无机矿物填充塑料（如石英或云母填充塑料）、纤维增强塑料（如碳纤维增强塑料）三种。 b.泡沫塑料：泡沫塑料可以分为硬质、半硬质和软质泡沫塑料三种。硬质泡沫塑料没有柔韧性，压缩硬度很大，只有达到一定应力值才产生
9、变形，应力解除后不能恢复原状；软质泡沫塑料富有柔韧性，压缩硬度很小，很容易变形，应力解除后能恢复原状，残余变形较小；半硬质泡沫塑料的柔韧性和其他性能介于硬质与软质泡沫塑料之间。 按理化特性分类根据各种塑料不同的理化特性，可以把塑料分为热固性塑料和热塑料性塑料两种类型。前者无法重新塑造使用，后者可一再重复生产。 塑料高分子的结构基本有两种类型：第一种是线型结构，具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物；有些高分子带有支链，称为支链高分子，属于线型结构。 第二种是体型结构 ，具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。有些高分子虽然分子间有交联，但交联较少，称为网状结构，属于体型结构。 高
10、分子的分子结构分类： （a）线型结构 （b）线型结构（带有支链） （c）网状结构（分子链间少量交联） （d）体型结构（分子链间大量交联） 两种不同的结构，表现出两种相反的性能。 线型结构（包括支链结构）高聚物由于有独立的分子存在，故有弹性、可塑性，在溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度和脆性较小的特点。 体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在，故没有弹性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性较大。塑料则两种结构的高分子都有，由线型高分子制成的是热塑性塑料，由体型高分子制成的是热固性塑料。 通常情况下，热塑性塑料的产品可再回收利用，而热固性塑料则不能。(1)热塑性塑料 热塑性塑料(Thermo
11、 plastics )：指加热后会熔化，可流动至模具冷却后成型，再加热后又会熔化的塑料；即可运用加热及冷却，使其产生可逆变化(液态固态)，是所谓的物理变化。 受热时变软，冷却时变硬，能反复软化和硬化并保持一定的形状。可溶于一定的溶剂，具有可熔可溶的性质。 热塑性塑料具有优良的电绝缘性，特别是聚四氟乙烯（PTFE）、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)都具有极低的介电常数和介质损耗，宜于作高频和高电压绝缘材料。 热塑性塑料易于成型加工，但耐热性较低，易于蠕变，其蠕变程度随承受负荷、环境温度、溶剂、湿度而变化。(2)热固性塑料 热固性塑料是指在受热或其他条件下能固化或具有不溶（熔）特性
12、的塑料，如酚醛塑料、环氧塑料等。 热固性塑料又分甲醛交联型和其他交联型两种类型。 热固性塑料具有耐热性高、受热不易变形等优点。 热固性塑料缺点是机械强度一般不高，但可以通过添加填料，制成层压材料或模压材料来提高其机械强度。 按化学式组成分类: 烃类塑料。属非极性塑料，具有结晶性和非结晶性之分，结晶性烃类塑料包括聚乙烯、聚丙烯等，非结晶性烃类塑料包括聚苯乙等。 含极性基因的乙烯基类塑料。除氟塑料外，大多数是非结晶型的透明体，包括聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯等。乙烯基类单体大多数可以采用游离基型催化剂进行聚合。 热塑性工程塑料。主要包括聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、ABS、聚苯醚、聚对苯二甲酸乙
13、二酯、聚砜、聚醚砜、聚酰亚胺、聚苯硫醚等。聚四氟乙烯。改性聚丙烯等也包括在这个范围内。 热塑性纤维素类塑料。主要包括醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、塞璐珞、玻璃纸等。 塑料原料对照表: 1至8项为泛用性塑料，第910项介于二者之间。 通用塑料有五大品种，即聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)及丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚合物（ABS）。 常用塑料原料对照表 学名英文简称中文学名俗称PolyethylenePE聚乙烯PolypropylenePP聚丙烯百折胶High Density PolyethyleneHDPE高密度聚乙烯硬性软胶Low Density Polyethy
14、leneLDPE低密度聚乙烯Linear Low Density PolyethyleneLLDPE线性低密度聚乙烯Polyvinyl ChloridePVC聚氯乙烯General Purpose PolystyreneGPPS通用聚苯乙烯硬胶Expansible PolystyreneEPS发泡性聚苯乙烯发泡胶High Impact PolystyreneHIPS耐冲击性聚苯乙烯耐冲击硬胶Styrene-Acrylonitrile CopolymersAS，SAN苯乙烯丙烯腈共聚物透明大力胶Acrylonitrile-Butadiene-Styrene CopolymersABS丙烯腈丁二烯
15、苯乙烯共聚合物超不碎胶Polymethyl MethacrylatePMMA聚甲基丙烯酸酯亚克力有机玻璃Ethylene-Vinyl AcetateCopolymersEVA乙烯醋酸乙烯之共聚合物橡皮胶Polyethylene TerephthalatePET聚对苯二甲酸乙酯聚酯Polybutylene TerephthalatePBT聚对苯二甲酸丁酯Polyamide(Nylon 6.66)PA聚酰胺尼龙PolycarbonatesPC聚碳酸树酯防弹胶PolyacetalPOM聚甲醛树酯赛钢、夺钢PolyphenyleneoxidePPO聚苯醚NorylPolyphenylenesulfid
16、ePPS聚亚苯基硫醚聚苯硫醚PolyurethanesPU聚氨基甲酸乙酯聚氨酯常用塑料品种性能及用途 聚乙烯(PE)：常用聚乙烯可分为低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）和线性高压聚乙烯（LLDPE）。三者当中，HDPE有较好的热性能、电性能和机械性能，而LDPE和LLDPE有较好的柔韧性、冲击性能、成膜性等。LDPE和LLDPE主要用于包装用薄膜、农用薄膜、塑料改性等，而HDPE 的用途比较广泛，薄膜、管材、注射日用品等多个领域。 聚丙烯(PP)：相对来说，聚丙烯的品种更多，用途也比较复杂，领域繁多，品种主要有均聚聚丙烯（homopp），嵌段共聚聚丙烯（copp）和无规共聚聚丙
17、烯（rapp），根据用途的不同，均聚主要用在拉丝、纤维、注射、BOPP膜等领域，共聚聚丙烯主要应用于家用电器注射件，改性原料，日用注射产品、管材等，无规聚丙烯主要用于透明制品、高性能产品、高性能管材等。 聚氯乙烯(PVC)：由于其成本低廉，产品具有自阻燃的特性，故在建筑领域里用途广泛，尤其是下水道管材、塑钢门窗、板材、人造皮革等用途最为广泛。 聚苯乙烯(PS)：作为一种透明的原材料，在有透明需求的情况下，用途广泛，如汽车灯罩、日用透明件、透明杯、罐等。 丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚合物(ABS)：是一种用途广泛的工程塑料，具有杰出的物理机械和热性能，广泛应用于家用电器、面板、面罩、组合件、配件等，尤
18、其是家用电器，如洗衣机、空调、冰箱、电扇等，用量十分庞大，另外在塑料改性方面，用途也很广。 塑料主要特点： 一般特性： 大多数塑料质轻，化学性稳定，不会锈蚀； 质量轻且坚固，耐冲击性好； 具有较好的透明性和耐磨耗性； 绝缘性好，导热性低； 一般成型性、着色性好，加工成本低； 大部分塑料耐热性差，热膨胀率大，易燃烧； 尺寸稳定性差，容易变形； 多数塑料耐低温性差，低温下变脆； 容易老化； 某些塑料易溶于溶剂。 主要优点： 大部分塑料的抗腐蚀能力强，不与酸、碱反应。 塑料制造成本低。 耐用、防水、质轻。 容易被塑制成不同形状。 是良好的绝缘体。 塑料可以用于制备燃料油和燃料气，这样可以降低原油消耗
19、。 主要缺点： 1.回收利用废弃塑料时，分类十分困难，而且经济上不合算。 2.塑料容易燃烧，燃烧时产生有毒气体。例如聚苯乙烯燃烧时产生甲苯，这种物质少量会导致失明，吸入有呕吐等症状，PVC燃烧也会产生氯化氢有毒气体，除了燃烧，就是高温环境，会导致塑料分解出有毒成分，例如苯等。 3.塑料是由石油炼制的产品制成的，石油资源是有限的。 4.塑料埋在地底下几百年、几千年甚至几万年也不会腐烂。 5.塑料的耐热性能等较差，易于老化。 加工方法 塑料的成型加工是指由合成树脂制造厂制造的聚合物制成最终塑料制品的过程。 加工方法（通常称为塑料的一次加工）包括压塑（模压成型）、挤塑（挤出成型）、注塑（注射成型）、
20、吹塑（中空成型）、压延等。 吸塑用吸塑机将片材加热到一定温度后，通过真空泵产生负压将塑料片材吸附到模型表面上，经冷却定型而转变成不同形状的泡罩或泡壳。 压塑压塑也称模压成型或压制成型，压塑主要用于酚醛树脂、脲醛树脂、不饱和聚酯树脂等热固性塑料的成型。 挤塑挤塑又称挤出成型，是使用挤塑机（挤出机）将加热的树脂连续通过模具，挤出所需形状的制品的方法。挤塑有时也有于热固性塑料的成型，并可用于泡沫塑料的成型。挤塑的优点是可挤出各种形状的制品，生产效率高，可自动化、连续化生产；缺点是热固性塑料不能广泛采用此法加工，制品尺寸容易产生偏差。 注塑注塑又称注射成型。注塑是使用注塑机（或称注射机）将热塑性塑料熔
21、体在高压下注入到模具内经冷却、固化获得产品的方法。注塑也能用于热固性塑料及泡沫塑料的成型。注塑的优点是生产速度快、效率高，操作可自动化，能成型形状复杂的零件，特别适合大量生产。缺点是设备及模具成本高，注塑机清理较困难等。 吹塑吹塑又称中空吹塑或中空成型。吹塑是借助压缩空气的压力使闭合在模具中的热的树脂型坯吹胀为空心制品的一种方法，吹塑包括吹塑薄膜及吹塑中空制品两种方法。用吹塑法可生产薄膜制品、各种瓶、桶、壶类容器及儿童玩具等。 压延压延是将树脂和各种添加剂经预期处理（捏合、过滤等）后通过压延机的两个或多个转向相反的压延辊的间隙加工成薄膜或片材，随后从压延机辊筒上剥离下来， 再经冷却定型的一种成
22、型方法。压延是主要用于聚氯乙烯树脂的成型方法，能制造薄膜、片材、板材、人造革、地板砖等制品。 发泡成型发泡材料（PVC，PE和PS等）中加入适当的发泡剂，使塑料产生微孔结构的过程。几乎所有的热固性和热塑性塑料都能制成泡沫塑料。按泡孔结构分为开孔泡沫塑料（觉大多数气孔互相连通）和闭孔泡沫塑料（绝大多数气孔是互相分隔的），这主要是由制造方法（分为化学发泡，物理发泡和机械发泡）决定的。 塑料的简易鉴别法 外观鉴别通过观察塑料的外观，可初步鉴别出塑料制品所属大类：热塑性塑料，热固性塑料或弹性体。 一般热塑性塑料有结晶和无定形两类。 结晶性塑料外观呈半透明，乳浊状或不透明，只有在薄膜状态呈透明状，硬度从
23、柔软到角质。 无定形一般为无色，在不加添加剂时为全透明，硬度从硬于角质橡胶状（此时常加有增塑剂等添加剂）。 热固性塑料通常含有填且不透料明，如不含填料时为透明。 弹性体具橡胶状手感，有一定的拉伸率。 加热鉴别上述三类塑料的加热特征也是各不相同的，通过加热的方法可以鉴别。 热塑性塑料加热时软化，易熔融，且熔融时变得透明，常能从熔体拉出丝来，通常易于热合。 热固性塑料加热至材料化学分解前，保持其原有硬度不软化，尺寸较稳定，至分解温度炭化。 弹性体加热时，直到化学分解温度前，不发生流动，至分解温度材料分解炭化。常用热塑性塑料的软化或熔融温度范围见表 塑料品种软化或熔融范围/c塑料品种软化或熔融范围/
24、c聚醋酸乙烯35 85聚氧化甲烯165185聚苯乙烯70115聚丙烯160170聚氯乙烯7590尼龙12170180聚乙烯（密度0.92g/cm3）110尼龙11180190聚乙烯（密度0.94g/ cm3）约120聚三氟氯乙烯200220聚乙烯（密度0.96g/ cm3）约130尼龙610210 220聚-1-丁烯125 135尼龙6215225聚偏二氯乙烯115 140（软化）聚碳酸酯220 230有机玻璃126 160聚-4-甲基戊烯-1240醋酸纤维素125175尼龙66250260聚丙烯腈130 150（软化）聚对苯二甲酸乙二醇酯250260 溶剂处理鉴别热塑性塑料在溶剂中会发生溶胀
25、，但一般不溶于冷溶剂。在热溶剂中，有些热塑性塑料会发生溶解，如聚乙烯溶于二甲苯中，热固性塑料在溶剂中不溶，一般也不发生溶胀或仅轻微溶胀，弹性体不溶于溶剂，但通常会发生溶胀。 密度鉴别塑料的品种不同，其密度也不同，可利用测定密度的方法来鉴别塑料；但此时应将发泡制品分别出来，因为发泡沫塑料的密度不是材料的真正的密度。在实际工业上，也有利用塑料的密度不同来分选塑料的。常用塑料的密度材料密度/（g/cm3）硅橡腔080 （可用二氧化硅填充到1。25）增塑聚氯乙烯（大约含有40%增塑剂）119135 聚甲基戊烯083 聚碳酸酯（双酚A型）120122 聚丙烯 085091交联聚氨酯120126高压（低密
26、度）聚乙烯089093苯酚甲醛树脂（未填充）126128聚丁烯091092聚乙烯醇126131 聚异丁烯09093乙酸纤维素125135天然橡胶092100苯酚甲醛树脂（填充有机材料：纸，织物）130141 低压（高密度）聚乙烯092098聚氟乙烯130140尼龙101104赛璐珞12 134140尼龙103105聚对苯二甲酸乙二醇酯 11 138141 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）104106硬质PVC 138150聚苯乙烯104108 聚氧化甲烯（聚甲醛）141143聚苯醚105107脲-三聚氰胺树脂（加有有机填料）147152苯乙烯-丙烯腈共聚物106110氯化聚氯乙烯1471
27、55尼龙107109酚醛塑料和氨基塑料（加有无机填料）150200尼龙112115聚偏二氟乙烯170180尼龙113116聚酯和环氧树脂（加有玻璃纤维）180230环氧树脂，不饱和聚酯树脂110140聚偏二氯乙烯186188 聚丙烯腈 114117聚三氟-氯乙烯210220 乙酰丁酸纤维素115125聚四氟乙烯210230聚甲基丙烯酸甲酯116120聚乙酸乙烯酯117120丙酸纤维素118124溶液的种类密度（25oc）/(g/ cm3)配制方法浮于溶液沉入溶液水1聚丙烯 聚氯乙烯聚苯乙烯饱和食盐溶液119 74ml水和26g食盐聚苯乙烯ABS 聚氯乙烯58-4%的酒精溶液091100ml水和
28、140ml95%的酒精聚丙烯聚乙烯55-4的酒精溶液0925100ml水和124ml95%的酒精高压聚乙烯低压聚乙烯氯化钙水溶液127100g的氯化钙（工业用）和150ml水聚苯乙烯，有机玻璃，ABS 聚乙烯聚氯乙烯，酚醛 塑料制品上的三角标 每个塑料的器皿，在底部都有一个数字（它是一个带箭头的三角型， 三角型里面有一个数字）。 “1号”PET矿泉水瓶、碳酸饮料瓶 饮料瓶别循环使用装热水 使用：耐热至65，耐冷至-20，只适合装暖饮或冻饮，装高温液体、或加热则易变形，有对人体有害的物质融出。并且，科学家发现，1号塑料品用了10个月后，可能释放出致癌物DEHP，对睾丸具有毒性。 因此，饮料瓶等用完了就丢掉，不要再用来做为水杯，或者用来做储物容器乘装其他物品，以免引发健康问题得不偿失。 “2号”HDPE清洁用品、沐浴产品 清洁不彻底建议不要循环使用 使用：可在小心清洁后重复使用，但这些容器通常不好清洗，残留原有的清洁用品，变成细菌的温床，你最好不要循环使用。 “3号”PVC目前很少用于食品包装 最好不要购买 使用：这种材质高温时容易有有害物质产生，甚至连制造的过程中它都会释放，有毒物随食物进入人体后，可能引起乳癌、新生儿先天缺陷等疾病。目前，这种材料的容器已经比较少用于包装食品。 如果在使用，千万不要让它受热。 “4号”LDPE保鲜膜、塑料
