塑料的分類、成分及特性與制造過程

      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、早餐時用的餐具，到工作學(xué)習(xí)時用的文具、休息時用的座墊、床墊，以及電視機、洗衣機、計算機的外殼，還有夜晚給我們帶來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、機械制造、國防、建筑等各行各業(yè)。
     一、塑料的分類
     二、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，這種過程能夠反復(fù)進行多次。如聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等。熱塑性塑料成型過程比較簡單，能夠連續(xù)化生產(chǎn)，并且具有相當高的機械強度，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)氧樹脂等都屬于此類塑料。熱固性塑料成型工藝過程比較復(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器零部件等的塑料。例如聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS樹脂、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、機械性能良好、電絕緣性優(yōu)越、加工成型容易等特點，廣泛應(yīng)用于汽車、電器、化工、機械、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(或稱合成樹脂)是塑料的主要成分，此外，為了改進塑料的性能，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、合成樹脂
     合成樹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，而且樹脂的性質(zhì)常常決定了塑料的性質(zhì)，所以人們常把樹脂看成是塑料的同義詞。例如把聚氯乙烯樹脂與聚氯乙烯塑料、酚醛樹脂與酚醛塑料混為一談。其實樹脂與塑料是兩個不同的概念。樹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％的樹脂外，絕大多數(shù)的塑料，除了主要組分樹脂外，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度和耐熱性能，并降低成本。例如酚醛樹脂中加入木粉后可大大降低成本，使酚醛塑料成為最廉價的塑料之一，同時還能顯著提高機械強度。填料可分為有機填料和無機填料兩類，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脂混溶，無毒、無臭，對光、熱穩(wěn)定的高沸點有機化合物，最常用的是鄰苯二甲酸酯類。例如生產(chǎn)聚氯乙烯塑料時，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
     為了防止合成樹脂在加工和使用過程中受光和熱的作用分解和破壞，延長使用壽命，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。常用有機染料和無機顏料作為著色劑。
     6、潤滑劑
     潤滑劑的作用是防止塑料在成型時不粘在金屬模具上，同時可使塑料的表面光滑美觀。常用的潤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，即遇熱時容易軟化變形，有的塑料甚至用溫度較高的水燙一下就會變形，所以塑料制品一般不宜接觸開水。
     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。當它受到外力拉伸時，卷曲的分子就由柔韌性而被拉直，但一旦拉力取消后，它又會恢復(fù)原來的卷曲狀態(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。但是有些塑料是沒有彈性的。
    3、塑料具有較高的強度
    塑料雖然沒有金屬那樣堅硬，但與玻璃、陶瓷、木材等相比，還是具有比較高的強度及耐磨性。塑料可以制成機器上堅固的齒輪和軸承。
    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生銹，也不像木材那樣在潮濕的環(huán)境中會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，建筑物的門窗等。
     5、塑料具有絕緣性
    塑料的分子鏈是原子以共價鍵結(jié)合起來的，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。塑料可用來制造電線的包皮、電插座、電器的外殼等。
    6..塑料的制造過程 
    絕大多數(shù)塑料制造的第一步是合成樹脂的生產(chǎn)（由單體聚合而得），然后根據(jù)需要，將樹脂（有時加入一定量的添加劑）進一步加工成塑料制品。有少數(shù)品種（如有機玻璃）其樹脂的合成和塑料的成型是同時進行的。