第一章 绪论
第一节 塑料的组成及其特性
一、塑料的组成
塑料是以相对分子质量高的合成树脂为主要成分,并加入其他添加剂,可在一定温度和压力下塑化成型的高分子合成材料。
塑料均以合成树脂为基本原料,并视需要加入适当的添加剂。其组成成分如下。
1.树脂
树脂是受热时软化,在外来作用下有流动倾向的聚合物。它是塑料中起黏结作用的成分,也叫黏料。树脂主要决定塑料的类型(热塑性或热固性),基本决定塑料的主要性能(物理性能、化学性能、力学性能及电性能等)。
2.添加剂
为了改变塑料的性能而加入的添加剂有以下几种。
(1)填料
填料在塑料中主要起增强作用,有时还可使塑料具有树脂所没有的新性能。正确使用填料,可以改善塑料的性能,扩大其使用范围,也可以减少树脂含量。
对填料的一般要求是:易被树脂浸润,与树脂有很好的黏附性,本身性质稳定,价格便宜,来源丰富。
(2)增塑剂
增塑剂是为了改善塑料的性能和提高柔软性而加入塑料中的一种低挥发性物质。
对增塑剂的基本要求是:能与树脂很好地混溶而不起化学变化;不易从制作中析出及挥发;不降低制件的主要性能;无毒、无害,成本低。
(3)稳定剂
稳定剂是指能阻缓材料变质的物质。常用的稳定剂有二盐基性亚磷酸铅、三盐基性硫酸铅、硬酯酸钙、硬酯酸钡等。
二、塑料的特性
塑料品种繁多,性能也各不相同。归纳起来,塑料的主要特性如下。
1.质量轻
塑料的密度一般在(0.9~2.3)g/cm3范围内,约为铝的1/2,铜的1/6。
2.比强度和比刚度高
塑料的强度和刚度虽然不如金属好,但塑料的密度小,所以其比强度(δ/ρ)和比刚度(E/ρ)相当高。例如,玻璃前卫增强塑料和碳前卫增强塑料的比强度和比刚性都比钢材好,该类塑料常用于制造人造卫星、火箭、导弹上的零件。
3.化学稳定性能好
塑料对酸、碱等化学物质具有良好的抗腐蚀的能力,在化工设备及日用工业品中得到广泛应用。常用的耐腐蚀塑料是硬质聚氯乙烯,它可以加工成管道、容器和化工设备中的零部件。
4.电绝缘性能好
塑料具有优越的电绝缘性能和耐电弧特性,被广泛应用于电机、电器和电子工业中,用做结构零件和绝缘材料。
5.耐磨和减摩擦性能好
塑料的摩擦系数小,耐磨性强,可以作为减摩材料,如用来制造轴承和齿轮等零件。
6.消声和吸震性能好
塑料制成的传动摩擦零件,噪声小,吸震性好。
三、塑料的分类
塑料的品种繁多,按其受热后所表现的不同性能可分为热固性塑料和热塑性塑料两大类。
1.热固性塑料
热固性塑料是指在初受热时变软,可以塑制成一定形状,但加热到一定时间或加入固化剂后,就硬化定型,再加热则不熔融也不溶解,形成体型(网状)结构物质的塑料,如酚醛塑料、环氧塑料、氨基塑料等。
2.热塑性塑料
热塑性塑料是指在特定温度范围内能反复加热和冷却硬化的塑料,如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。