① 常用塑料材料有哪些詳細介紹其特性,俗稱和應用場合
人生、艾草等多種
② TPE是什麼材料.TPE材料.TPE軟膠.塑伯
關於TPE是什麼材料,不同地區說法不一樣。按照廣義的定義,TPE材料為所有熱塑性彈性體的簡稱。包括熱塑性聚烯烴TPO,熱塑性聚苯乙烯系彈性體TPS(包括我們通常說的TPE,TPR),熱塑性聚氨酯TPU,熱塑性動態硫化橡膠TPV(為聚丙烯PP與三元乙丙橡膠EPDM共混改性彈性體),熱塑性聚酯與聚醚嵌段共聚物TPEE(也稱海翠料)等等。彈性體業界通常說的TPE(下指的TPE如無特別說明,都指TPS系列)實際上指的是聚苯乙烯系彈性體TPS,是以SEBS和SBS為基材改性而得的類似橡膠特性的熱塑性橡膠(SEBS與SBS改性分別得到TPE和TPR兩種熱塑性彈性體)。TPE材料中因含有硬段的苯乙烯鏈段和軟段的丁二烯鏈段,賦予了材料塑料的硬性(使材料具有挺性及耐磨性)和橡膠的彈性(使材料具有舒適的軟觸感)。硬段的苯乙烯鏈段嵌在丁二烯軟段中,使得TPE材料具有彈性的同時又具備彈性恢復的特性,不至於變形。TPE材料通過配方的調整,可獲得大范圍可調整的硬度(Shore 0-100A)及物性,TPE材料的特性決定了其廣泛的應用領域。TPE可直接加工(可注塑,擠出,流涎,吹塑等),應用於玩具,箱包,電線,醫療,汽車配件,運動器械,日用製品,情趣用品等,也可應用於雙物料及多物料注塑,設計製造出高品質,高附加值的製品,提升人們的生活品質。TPE材料硬度0.86~1.20左右,符合ROHS,REACH,PAHS,NP ,EN71,FDA環保檢測,不含鹵素,重金屬及鄰苯二甲酸鹽,為頂級環保材料。廣義的TPE系列材料中,其他幾種熱塑性彈性體——TPO類,一般應用於通用塑料的增韌及用於包裝鞋材;TPV類,耐磨性,彈性優異,耐老化,耐化學性,腐蝕性良好,應用於汽車,建築,機械,電器之零配件;TPEE,具有類似工程塑料的特性,彈性模量極高,耐化學性,耐侯性優異,應用於耐磨,高強度的製品。總之,TPE為熱塑性彈性體通稱,包含多種性能及用途的熱塑性彈性體,各種TPE熱塑性彈性體應用於廣泛的領域,為提升和改善人們生活品質提供了更多的可能。
③ 聚碳酸酯的主要優點
1、具高強度及彈性系數、高沖擊強度、使用溫度范圍廣;
2、高度透明性及自由染色性;
3、成形收縮率低、尺寸安定性良好;
4、耐疲勞性佳;
5、耐候性佳;
6、電氣特性優;
7、無味無臭對人體無害符合衛生安全。 a、機械性能:強度高、耐疲勞性、尺寸穩定、蠕變也小(高溫條件下也極少有變化);
b、耐熱老化性:增強後的UL溫度指數達120~140℃(戶外長期老化性也很好);
c、耐溶劑性:無應力開裂;
d、對水穩定性:高溫下遇水易分解(高溫高濕環境下使用需謹慎);
e、電氣性能:
1、絕緣性能:優良(潮濕、高溫也能保持電性能穩定,是製造電子、電氣零件的理想材料);
2、介電系數:3.0-3.2;
3、耐電弧性:120s;
f、成型加工性:普通設備注塑或擠塑。
PC塑料的粘接
根據不同需要,可以選擇以下粘合劑:
1.G-933:單組分常溫固化軟彈性防震粘合劑,耐高低溫,不同粘度粘接速度幾秒至幾個小時固化完畢。
2. KD-833瞬間粘接劑,可以數秒鍾或數十秒鍾快速粘合PC塑料,但膠層硬脆,不耐60度以上熱水浸泡。
3. QN-505,雙組分膠,膠層柔軟,適合PC塑料大面積粘接或復合。但耐高溫性能較差。
4.QN-906:雙組分膠,耐高溫。
5.G-988:單組份室溫硫化膠,固化後是彈性體具有優秀的防水,防震粘合劑,耐高低溫, 1-2mm厚度的話,10分鍾左右初固,5-6小時基本固化,有一定的強度。完全固化的話需要至少24小時。單組份,不需要混合,擠出後塗抹靜置即可,無需加溫。
6.KD-5606:UV紫外線固化膠,粘合透明PS片材及板材,可達無痕跡效果,需要用紫外線燈照射固化。粘後效果美觀。但耐高溫性能較差。
④ 手機殼什麼材料好
ABS材料的手機殼好,因為質感好,色彩鮮艷。
1、手機保護殼的材質有很多種,大家聽的最多的大概是硅膠、TPU、PC材質、ABS、皮革、金屬材質。硅膠前幾年比較流行,近幾年由於更多材質與工藝的開發,硅膠的不少缺點已為用戶不滿,所以漸漸失去優勢。硅膠不易散熱,並且工藝不佳,顯得檔次較低,造型也單一。
2、現在比較流行的手機保護殼的材質為PC和ABS材質,PC學名聚碳酸酯,是一種熱塑性工程塑料。PC材質抗沖擊性強,韌性很好,透明度也高,無毒,加工成型方便。一般在工藝方面會在PC殼上電鍍花紋或者噴塗手感橡膠油,還可以轉印一些花紋圖案,讓手機保護殼看上去更為高檔和精緻,也很漂亮。
3、ABS材質相對比較硬一點,純ABS材質做的手機保護套很少,耐熱性和抗沖擊性都沒有PC材質的好,但ABS材質在流動性、著色及表面噴塗和電鍍性能方面具有很大優勢。現在有一種新工藝,叫模內注塑工藝,目前基本都用ABS材質的塑膠,表面的材料是PET的。這種工藝的優點是殼體表面可以做更加豐富的圖案,和轉印工藝相似,但要比轉印圖案更精緻,細節上更完美,質感很強,看上去顯得很有品位。
⑤ 熱塑性彈性體的常見熱塑性彈性體種類及性能特點
1.苯乙烯類TPE
苯乙烯類TPE又稱TPS,為丁二烯或異戊二烯與苯乙烯嵌段型的共聚物,其性能最接近SBR橡膠,是化學合成型熱塑性彈性體中最早被人們研究的品種之一,是目前世界上產量最大的 TPE。代表性的品種為苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SBS),廣泛用於製鞋業,已大部分取代了橡膠;同時在膠布、膠板等工業橡膠製品中的用途也在不斷擴大。SBS還大量用作PS塑料的抗沖擊改性劑,也是瀝青鋪路的瀝青路面耐磨、防裂、防軟和抗滑的優異改性劑。 以SBS改性的PS塑料,不僅可像橡膠那樣大大改善抗沖擊性,而且透明性也非常好。以SBS改性的瀝青路面較之SBR橡膠、WRP膠粉,更容易溶解於瀝青中。因此,雖然價格較貴,仍然得到大量使用。現今,更以防水卷材進一步推廣到建築物屋頂、地鐵、隧道、溝槽等的防水、防潮上面。SBS與S-SBR、NP橡膠並用製造的海綿,比原來PVC、EVA塑料海綿更富於橡膠觸感,且比硫化橡膠要輕,顏色鮮艷,花紋清晰。因而,不僅適於製造膠鞋中底的海綿,也是旅遊鞋、運動鞋、時裝鞋等一次性大底的理想材料。 近些年來,異戊二烯取代丁二烯的嵌段苯乙烯聚合物(S工S)發展很快,約90%用在粘合劑方面。SBS和SIS的最大問題是不耐熱,使用溫度一般不能超過80℃。同時,其強伸性、耐候性、耐油性、耐磨性等也都無法同橡膠相比。為此,近年來美歐等國對它進行了一系列性能改進,先後出現了SBS和SIS經飽和加氫的SEBS和SEPS。SEBS(以BR加氫作軟鏈段)和SEPS(以IR加氫作軟鏈段)可使抗沖強度大幅度提高,耐天候性和耐熱老化性也好。日本三菱化學在1984年又以SEBS、SEPS為基料製成了性能更好的混合料,並將此飽和型TPS命名為「Rubberron」上市。因此,SEBS和SEPS不僅是通用,也是工程塑料用的改善耐天候性、耐磨性和耐熱老化性的共混材料,故而很快發展成為尼龍(PA)、聚碳酸酯(PC)等工程塑料類「合金」的增容劑。此外,還開發了環氧樹脂用的高透明性TPS以及醫療衛生用的生體無毒TPS等許多新的品種。 SBS或SEBS等與PP塑料熔融共混,還可以形成IPN型TPS。所謂IPN,實際是兩種網路互相貫穿在一起的聚合物,故又稱之為互穿網路化合物。雖然它們大多數屬於熱固性樹脂類,但也有不少像TPE的以交叉連續相形態表現出來的熱塑性彈性體。用SBS或SES為基材與其他工程塑料形成的IPN—TPS,可以不用預處理而直接塗裝。塗層不易刮傷,並且具有一定的耐油性,彈性系數在低溫較寬的溫度范圍內沒有什麼變化;大大提高了工程塑料的耐寒和耐熱性能。苯乙烯類化合物與橡膠接技共聚也能成為具有熱塑性的TPE,己開發的有EPDM/苯乙烯、BR/苯乙烯、CI-IIR/苯乙烯、NP/苯乙烯等。
2.烯烴類TPE
烯烴類TPE系以PP為硬鏈段和EPDM為軟鏈段的共混物,簡稱TPO。由於它比其它TPE的比重輕(僅為O.88),耐熱性高達100℃,耐天候性和耐臭氧性也好,因而成為TPE中又一發展很快的品種。1973年出現了動態部分硫化的TPO,1981年出現了完全動態硫化型的TPO,性能又大為改觀,最高溫度可達120℃。這種動態硫化型的TPO簡稱為TPV,主要是對TPO中的PP與EPDM混合物在熔融共混時,加入能使其硫化的交聯劑,利用密煉機、螺桿機等機械高度剪切的力量,使完全硫化的微細EPDM交聯橡膠的粒子,充分分散在PP基體之中。通過這種交聯橡膠的」粒子效果」,導致TPO的耐壓縮變形性、耐熱老化性、耐油性等都得到明顯改善,甚至達到了CR橡膠的水平,因而人們又將其稱為熱塑性硫化膠。 利用TPV的耐油性,現已用其替代NBR、CR製造各種橡膠製品。TPV還可以與PE共混,同SBS等其它TPE並用,互補改進性能。現在,在汽車上已廣泛作為齒輪、齒條、點火電線包皮、耐油膠管、空氣導管以及高層建築的抗裂光澤密封條,還有電線電纜、食品和醫療等領域,其增長幅度大大超過TPS。 近年,在TPV的基礎上推出了聚合型TPO,使TPV的韌性和耐低溫等性能又出現了新的突破。美國也開發出綜合性能更好的IPN型TPO。1985年又出現完全動態硫化型的PP/NBR—TPV,它以馬來酸酐與部分PP接枝,以部分NBR用胺處理,形成胺封末端的NBR。這種在動態硫化過程中能形成少量接技與嵌段的共聚物,可取代NBR用於飛機、汽車、機械等方面的密封件、軟管等。這種共混體由於兩種材料極性不同,彼此不能相容,因而在共混時必須加入MAC增容劑。這類增容劑主要有:亞乙基多胺化合物,例如二亞乙基三胺或三亞乙基四胺,還有液體NBR和聚丙烯馬來酸酐化合物等。 馬來西亞1988年開發成功了PP/NR TPV,它的拉伸和撕裂強度都很高,壓縮變形也大為改善,耐熱可達100—125℃。同期,還研發出PP/ENR--TPV,它是使NR先與過氧乙酸反應製成環氧化NR,再與PP熔融共混而得。性能優於PP/NR-TPV和PP/NBR--TPV,用於汽車配件和電線電纜等方面。在此期間,英國又出現了PP/IIR—TPV、PP/CI一IIR—TPV,美國開發了PP/SBR、PP/BR、PP/CSM、PP/ACM、PP/ECO等一系列熔融共混物,德國製成了PP/EVA,使PP與各種橡膠的共混都取得了成功。此外,見之於市場的還有EPDM/PVC、 IIR/PE等。 目前,以共混形式採用動態全硫化技術制備的TPE已涵蓋了11種橡膠和9種樹脂,可制出99種橡塑共混物。其硫化的橡膠交聯密度已達7×10-5mol/ml(溶脹法測定),即有97%的橡膠被交聯硫化,抗拉伸長率大於100%,拉伸永久變形不超過50%。 TPV可以用塑料加工通用的吹塑、注塑和擠出成型等方式生產各種零件。吹塑製品有汽車的空氣凈化器導管、齒輪罩防護套、聯軸節護套等。注塑製品有塞頭襯墊、反光鏡襯墊、腳踏剎車襯墊、剎車增力裝置導管護套、曲軸罩護套等,還可製造同步帶。擠出製品有電線電纜護套、燃料管外層膠和各種密封條。尤其是汽車上的密封條,使用TPV已成為時髦,包括實心和發泡產品,靜密封和准動/動態密封製品等等,已基本取代了橡膠。 目前在烯烴基TPE中,TPO約佔80%一85%,TPV佔l5%-20%。為適應不同加工方式及用途,一般都在10—20種以上。雖然它們對具體生產方法和生產量大多未公布,但不外乎都是烯烴類的各種熔融共混物。熔融共混的TPV正成為各橡膠、塑料生產廠家競相發展的新型橡塑材料和最熱門的研發課題。還有各種TPO-TPV之間的相互共混,如EPDM/PP TPV與NBR/PP--TPV,ACM/PP TPV與EPDM/PA-TPV等,也正成新的改性共混材料。
3.二烯類TPE
二烯類TPE主要為天然橡膠的同分異構體,故又稱之熱塑性反式天然橡膠(1-NR)。早在400年前,人們作為天然橡膠即發現了這種材料,但因其產自於與三葉橡膠樹不同的古塔波和巴拉塔等野生樹上,因而稱為古塔波橡膠、巴拉塔橡膠。這種T—NR用作海底電纜和高爾夫球皮等雖已有100餘年歷史,但因呈熱塑性狀態,結晶性強,可供量有限,用途長期未能擴展。 1963年以後,美、加、日等國先後以有機金屬觸媒製成了合成的T-NR-反式聚異戊二烯橡膠,稱之為TPI。它的微觀結構同異戊橡膠(IR)剛好相反,反式結合99%,結晶度40%,熔點67℃,同天然產的古塔波和巴拉塔橡膠極為類似。因此,已開始逐步取代天然產品,並進一步發展到用於整形外科器具、石膏代替物和運動保護器材。近年來,利用TPI優異的結晶性和溫度的敏感性,又成功地開發作為形狀記憶橡膠材料,倍受人們青睞。 從結構上來說,TPI是以高的反式結構所形成的結晶性作為硬鏈段,再與其餘任意形呈彈性相狀態部分的軟鏈段結合而構成的熱塑性橡膠。同其他TPE比,優點是機械強度、耐傷性好,又可硫化,缺點是軟化溫度非常低,一般只有40-70℃,用途受到限制。中國正在開發中的還有大量產三於湘、鄂、川、貴一帶杜仲樹上的杜仲橡膠,它也是一種反式l,4聚異戊二烯天然橡膠,資源豐常豐富,頗具發展潛力。 1974年,日本公司開發成功BR橡膠(順式一1,4聚丁二烯)的同分異構體——間同l,2聚丁二烯,簡稱TPB。它是含90%以上l,2位結合的間同聚丁二烯橡膠。微觀構造系由硬鏈段間同結構的結晶部分與軟鏈段任意形柔軟部分相互構成的嵌段聚合物。雖其耐熱性、機械強度不如橡膠,但以良好的透明性、耐天候性和電絕緣性以及光分解性,廣泛用在了製鞋、海綿、光薄膜以及其他工業橡膠製品等方面。 TPB利TPI同其他TPE的最大不同點在於可以進行硫化。解決了一般TPE不能用硫磺、過氧化物硫化.而必須採用電子波、放射線等特殊裝置才。能提質改性的問題,從而改進了TPE的耐熱性、耐油性和耐久性不佳等缺點。TPB可在75-1 10℃的熔點范圍之內任意加工,既可用以生產非硫化注射成型的拖鞋、便鞋,也可以利用硫化發泡製造運動鞋、旅遊鞋等的中底。它較之EVA海綿中底不易塌陷變形,穿著舒適,有利於提高體育競技效果。TPB製造的薄膜,具有良好的透氣性、防水性和透明度,易於光分解,十分安全,特別適於家庭及蔬菜、水果保鮮包裝之用。
4.氯乙烯類TPE
氯乙烯類TPE分為熱塑性PVC和熱塑性CPE兩大類,前者稱為TPVC,後者稱為TCPE。TPVC主要是PVC的彈性化改質物,又分為化學聚合和機械共混兩種形式。機械共混主要是部分交聯NBR混入PVC中形成的共混物(PVC/NBR)。TPVC實際說來不過是軟PVC樹脂的延伸物,只是因為壓縮變形得到很大改善,從而形成了類橡膠狀的PVC。這種TPVC可視為PVC的改性品和橡膠的代用品,主要用其製造膠管、膠板、膠布及部分膠件。目前70%以上消耗在汽車領域,如汽車的方向盤、雨刷條等等。其他用途,電線約佔75%,建築防水膠片佔10%左右。近年來,又開始擴展到家電、園藝、工業以及日用作業雨衣等方面。 目前,國際市場上大量銷售的主要是PVC與NBR、改性PVC與交聯NBR的共混物,現已成為橡膠與塑料共混最成功的典型。美、日、加、德等國家的丁腈橡膠生產廠家皆有大量生產,在工業上已單獨形成了PVC/NBR材料,用其大量製造膠管、膠板、膠布等各種橡膠製品。PVC與其他聚合材料的共混物,如PVC/EPDM、PVC/PU、PVC/EVA的共混物,PVC與乙烯、丙烯酸酯的接技物等,也都相繼問世投入生產。隨著環保要求的曰益嚴格,TPVC逸出的酸氣等始終難以徹底解決,污染環境,近來在世界上的增長幅度有所下降,使用范圍受到很大影響。 我國生產使用的TPVC主要有HPVC,從90年代開始研究,只有少量生產供應。目前以PVC/NBR和PVC/EVA共混的形式居多,除個別商品共混料外,大多由橡膠加工廠自行參混,廣泛用於製造油罐、膠管、膠鞋等,已部分取代了CR和NBR以及NR、SBR,效果甚佳,用量逐年擴大。現CPE橡膠與CPE樹脂共混的帶有TPE功能的TCPE,也開始得到應用。今後,TPVC和TCPE有可能成為我國代替部分NR、BR、CR、SBR、NBR橡膠和PVC塑料的新橡塑材料 。
5.聚氨酯類TPE
聚氨酯類TPE系由與異氰酸酯反應的氨酯硬鏈段與聚酯或聚醚軟鏈段相互嵌段結合的熱塑性聚氨酯橡膠,簡稱TPU。TPU具有優異的機械強度、耐磨性、耐油性和耐屈撓性,特別是耐磨性最為突出。缺點是耐熱性、耐熱水性、耐壓縮性較差,外觀易變黃,加工中易粘模具。目前在歐美等國主要用於製造滑雪靴、登山靴等體育用品,並大量用以生產各種運動鞋、旅遊鞋,消耗量甚多。TPU還可通過注塑和擠出等成型方式生產汽車、機械以及鍾表等零件,並大量用於高壓膠管(外膠)、純膠管、薄片、傳動帶、輸送帶、電線電纜、膠布等產品。其中注塑成型佔到40%以上,擠出成型約為35%左右。 近年來,為改善TPU的工藝加7工性能,還出現了許多新的易加工品種。如適於雙色成型,能增加透明性和高流動、高回收的可提高加工生產效率的製鞋用TPU。用於製造透明膠管的無可塑、低硬度的易加工型TPU。供作汽車保險杠等大型部件專用的、以玻璃纖維增強的可提高剛性和沖擊性的增強型TPU等等。特別是在TPU中加入反應性成分,在熱塑成型之後,通過熟成,而形成不完全IPN(由交聯聚合物與非交聯聚合物形成的IPN)發展十分迅速。這種IPN TPU又進一步改進了TPU的物理機械性能。此外,TPU/PC共混型的合金型TPU,更提高了汽車保險杠的安全性能。另外,還有高透濕性TPU、導電性TPU,並且出現了專用於生體、磁帶、安全玻璃等方面的TPU。
⑥ TPE是什麼材料
TPE分為很多種,TPE的英文全稱是themoplasticelastomer中文名稱是熱塑性彈性體。TPE兼具塑料和橡膠的特性,被譽為「第三代合成橡膠」。在TPE中,SBS苯乙烯嵌段共聚物佔有重要的地位,是目前世界上產量最大、發展最快的一種可替代PVC、軟硫化橡膠的環保熱塑性彈性體材料。
TPE-V中文名稱熱塑性動態硫化橡膠(彈性體)其中V代表的是一種生產工藝,即動態硫化的意思。這種材料的縮水率在1.2——1.8之間。成型溫度在180度——220度之間,使用前應注意對材料的烘乾。
⑦ 請問橡膠和塑料的根本區別是什麼啊
橡膠和塑料的區別
簡單的說:
塑料與橡膠最本質的區別在於塑料發生形變時塑性變形,而橡膠是彈性變形。換句話說,塑料變形後不容易恢復原狀態,而橡膠相對來說就容易得多。塑料的彈性是很小的,通常小於100%,而橡膠可以達到1000%甚至更多。塑料在成型上絕大多數成型過程完畢產品過程也就完畢;而橡膠成型過程完畢後還得需要硫化過程。
塑料與橡膠同屬於高分子材料,主要由碳和氫兩種原子組成,另有一些含有少量氧,氮,氯,硅,氟,硫等原子,其性能特殊,用途也特別.在常溫下,塑料是固態,很硬,不能拉伸變形.而橡膠硬度不高,有彈性,可拉伸變長,停止拉伸又可回復原狀.這是由於它們的分子結構不同造成的.另一不同點是塑料可以多次回收重復使用,而橡膠則不能直接回收使用,只能經過加工製成再生膠,然後才可用.塑料在100多度至200度時的形態與橡膠在60至100度時的形態相似.塑料不包括橡膠.
復雜的說:
廣義地說,橡膠其實是塑料的一種,塑料包括橡膠。現詳細介紹之
一、生膠的形成:
生膠可分別為天然橡膠及合成橡膠兩大類:
1.天然橡膠:由橡膠樹干切割口,收集所流出的膠漿,經過去雜質、凝固、煙熏、乾燥等加工程序,而形成的生膠料。
2.合成橡膠:由石化工業所產生的副產品,依不同需求,合成不同物性的生膠料。常用的如:SBR、NBR、EPDM、BR、IIR、CR、Q、FKM等。但因合成方式的差異,同類膠料可分出數種不同的生膠,又經由配方的設定,任何類型膠料,均可變化成千百種符合製品需求的生膠料。
天然橡膠來自熱帶和亞熱帶的橡膠樹。由於橡膠在工業、農業、國防領域中有重要作用,因此它是重要的戰略物資,這促使缺乏橡膠資源的國家率先研究開發合成橡膠。
二、橡膠的化學成分
通過對天然橡膠的化學成分進行剖析,發現它的基本組成是異戊二烯。於是啟發人們用異戊二烯作為單體進行聚合反應,得到了合成橡膠,稱為異戊橡膠。異戊橡膠的結構與性能基本上與天然橡膠相同。由於當時異戊二烯只能從松節油中獲得,原料來源受到限制,而丁二烯則來源豐富,因此以丁二烯為基礎開發了一系列合成橡膠。如順丁橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠和氯丁橡膠等。
隨著石油化學工業的發展,從油田氣、煉廠氣經過高溫裂解和分離提純,可以得到乙烯、丙烯、丁烯、異丁烯、丁烷、戊烯、異戊烯等各種氣體,它們是製造合成橡膠的好原料。
世界橡膠產量中,天然橡膠僅佔15%左右,其餘都是合成橡膠。合成橡膠品種很多,性能各異,在許多場合可以代替、甚至超過天然橡膠。合成橡膠可分為通用橡膠和特種橡膠。通用橡膠用量較大,例如丁苯橡膠占合成橡膠產量的60%;其次是順丁橡膠,佔15%;此外還有異戊橡膠、氯丁橡膠、丁鈉橡膠、乙丙橡膠、丁基橡膠等,它們都屬通用橡膠。
三、橡膠原料的配製:
橡膠原料的配製可分三個基本過程:
1.塑煉:塑練是將生膠剪斷,並將生膠可塑化、均勻化,幫助配合劑的混練作業。其效果是改善葯品的分散,防止作業中產生摩擦熱,而致橡膠發生焦燒現象,進而改變橡膠的加工性。
2.混煉:混練是將配合葯物均勻混入塑煉完成的生膠中,而混煉的優劣,直接影響製品的良否。葯物分散不均,分子結構無法完全交聯,橡膠則無法達到理想的物性。
3.壓出:混煉完成的生膠,經過壓出作業,將膠料中含有的多餘空氣壓出,並完成所需的厚度,以利於模具內之成型作業。
四、橡膠的成型:
生膠分子結構為不飽和長鍵的彈性體,所以成型的要件中,需有適當的葯品添加物及外在環境因素(如時間、溫度、壓力等) ,將其不飽和鍵破壞,再重新結合為飽和鍵,並以真空輔助,將內含的空氣完全逼出。如此,才可令成型的橡膠,發揮其應有的特性。若其成型過程有任何缺失(如配方錯誤、時間不足、溫度失當等),則可造成物性流失,多餘葯物釋出,變形,老化加速,種種嚴重不良現象產生。
五、橡膠的老化現象:
依橡膠成品所處的環境條件,隨時間的經過,引起龜裂或硬化,橡膠物性退化等現象,稱之為老化現象。引起老化的原因,有外部因素及內部因素:
1.外部因素:外部因素有氧、氧化物、臭氧、熱、光、放射線、機械性疲勞、加工過程的缺失等。
2.內部因素:內部因素有橡膠的種類、成型方式、鍵結程度、配合葯物的種類、加工工程中的因子等。
老化現象的防止,著重於正確的膠種選擇及配方設計,外加嚴謹的生產理念。如此才可增加橡膠製成品的壽命,並發揮應有的特殊功能。
六、橡膠製品的基本特性:
1.橡膠製品成型時,經過大壓力壓制,其因彈性體所俱備之內聚力無法消除,在成型離模時,往往產生極不穩定的收縮(橡膠的收縮率,因膠種不同而有差異) ,必需經過一段時間後,才能和緩穩定。所以,當一橡膠製品設計之初,不論配方或模具,都需謹慎計算配合,若否,則容易產生製品尺寸不穩定,造成製品品質低落。
2.橡膠屬熱溶熱固性之彈性體,塑料則屬於熱溶冷固性。橡膠因硫化物種類主體不同,其成型固化的溫度范圍,亦有相當的差距,甚至可因氣候改變,室內溫濕度所影響。因此橡膠製成品的生產條件,需隨時做適度的調整,若無,則可能產生製品品質的差異。
七、橡膠貼合用雙面膠區分:
一般工業用雙面膠,可分壓克力膠系及橡膠膠系兩大類。而此兩大類,又都可分有基材及無基材兩種型態(有基材:於膠中加上一層棉質,加強雙面膠本身膠量及強度、無基材:純膠質,確保雙面膠之透明度)。因橡膠膠系的主體為CR,用於橡膠製品,極易與橡膠之硫化系統,產生反應而變黃。所以較淡顏色的橡膠製品,均採用壓克力膠系中的有基材雙面膠(同種類的雙面膠,無論有基材或無基材,均以其本身膠質厚度做區分。
參考資料:中國工程橡膠網
塑料的成分包括以下部分:
塑料有單成分、多成分之分。單成分塑料僅含有塑料中必不可少的合成樹脂。如有機玻璃就是一種單成分的聚甲基丙烯酸甲酯的塑料製成的,而大多數的塑料除有合成樹脂外,還有填充料、硬化劑、著色劑以及其他添加劑,這就是多成分塑料。
1、合成樹脂
在塑料中幾乎都採用合成樹脂。樹脂是塑料中最主要的成分,起著膠粘劑的作用,能將塑料的其他成分膠結成一個整體。雖然加入各類添加劑可以改變塑料的性質,但樹脂是決定塑料類型、性能及使用的根本因素。
在塑料裝飾材料中常用的樹脂種類有: 聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、酚醛(PF)、脲醛(UF)、環氧(EP)、聚酯(PR)、聚氨酯(PU)、聚甲基丙烯酸甲酯(PUMA)、有機硅(SI)等。
按照受熱時所發生的變化不同,合成樹脂又可分為熱塑性樹脂和熱固性樹脂兩種。
(1)熱塑性樹脂:是具有受熱軟化、冷卻硬化的性能,而且不起化學反應,無論加熱和冷卻重復進行多少次,均能保持這種性能。凡具有熱塑性樹脂其分子結構都屬線型。它包括含全部聚合樹脂和部分縮合樹脂。熱塑性樹脂有:聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚醯胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚碸、橡膠等。熱塑性樹脂的優點是加工成型簡便,具有較高的機械能。缺點是耐熱性和剛性較差。
(2)熱固性樹脂:樹脂加熱後產生化學變化,逐漸硬化成型,再受熱也不軟化,也不能溶解。熱固性樹脂其分子結構為體型,它包括大部分的縮合樹脂,熱固性樹脂的優點是耐熱性高,受壓不易變形。其缺點是機械性能較差。熱固性樹脂有酚醛、環氧、氨基、不飽和聚酯以及硅醚樹脂等。
2、填充料
填充料可以改善和增強塑料的性能。例如:加入纖維可以提高塑料的機械強度;加入石棉可以增強塑料的耐熱性能;加入雲母可以增強塑料的電絕緣性能;加入石墨、二硫化鉬可以改善塑料的耐磨擦、耐磨損性能。加填充料還可以降低塑料成本。
3、增塑劑
塑料中摻加增塑劑可以改善塑料的可塑性和柔軟性,減少脆性。常用的增塑劑有:鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲酚酯、樟腦、二苯甲酮等。
4、硬化劑
硬化劑也稱固化劑或熟化劑。它的主要作用是使聚合物的線型分子結構交聯成體型分子結構,從而使樹脂具有熱固性。酚醛樹脂中常用硬化劑為烏洛托品(六亞甲基四胺)。環氧樹脂常用的硬化劑有胺類、酸酐類。
5、著色劑
在塑料中加入著色劑,可使塑料具有鮮艷的色彩和光澤。著色劑常採用各種顏料和染料,有時也採用能產生熒光或磷光的顏料。
6、穩定劑
許多塑料在成型加工和製品使用中,由於受熱、光或氧的作用,過早地發生降解、氧化斷鏈、交聯等現象,而使材料性能變壞。為了穩定塑料製品質量,延長使用壽命,通常在其組分中加入穩定劑。常用的穩定劑有硬酯酸鹽、鉛白、環氧化物等。
7、其他添加劑
塑料加工時,為了脫模和使製品光潔,常需潤滑劑,常用的潤滑劑有脂肪酸及其鹽類。為了使塑料製品如塑料地坂、塑料地氈抗靜電,則加入抗靜電劑,以提高表面導電度,使帶電塑料迅速放電。
為了使塑料製品具有更好的性能,以適應各種使用要求,還有:抗氧劑、紫外線吸收劑、阻燃劑、發泡劑、發光劑、香脂等。
2,關於塑料的分類 :
塑料的分類體系比較復雜,各種分類方法也有所交叉,按常規分類主要有以下三種:一是按使用特性分類;二是按理化特性分類;三是按加工方法分類。
1、按使用特性分類
根據名種塑料不同的使用特性,通常將塑料分為通用塑料、工程塑料和特種塑料三種類型。
2、按理化特性分類
根據各種塑料不同的理化特性,可以把塑料分為熱固性塑料和熱塑料性塑料兩種類型。
3、按加工方法分類
根據各種塑料不同的成型方法,可以分為膜壓、層壓、注射、擠出、吹塑、澆鑄塑料和反應注射塑料等多種類型。
⑧ tpe是什麼材料價格
什麼是tpe:熱塑性彈性體TPE(Thermoplastic Elastomer) 是一種具有橡膠的高彈性,高強度,高回彈性,又具有可注塑加工的特徵的材料。具有環保無毒安全,硬度范圍廣,有優良的著色性,觸感柔軟,耐候性,抗疲勞性和耐溫性,加工性能優越,無須硫化,可以循環使用降低成本,既可以二次注塑成型,與PP、PE、PC、PS、ABS等基體材料包覆粘合,也可以單獨成型。
tpe價格:根據應用行業或產品的不同要求TPE材料價格也不盡相同。一般用於玩具行業的TPE材料價格在一萬多塊一噸,電纜電線類的在2萬多到3萬一噸,工具,手柄包覆料價格在一萬多至兩萬多為主,特殊要求的除外。食品入口級的料價格一般要3萬元以上一噸,食品接觸級材料價格也要2萬多以上一噸。報價僅供參考,TPE的價格受原油,苯乙烯單體及SEBS行情影響較大。
材料優點:
1.可用一般的熱塑性塑料成型機加工,不需要特殊的加工設備。
2. 生產效率大幅提高。可直接用橡膠注塑機硫化,時間由原來的20min左右,縮短到1min以內;由於需要的硫化時間很短,因此已可用擠出機直接硫化,生產效率大幅提高。
3. 易於回收利用,降低成本。生產過程中產生的廢料(逸出毛邊、擠出廢膠)和最終出現的廢品,可以直接返回再利用;用過的TPE舊品可以簡單再生之後回收利用,減少環境污染,擴大再生資源來源。
4. 節能。熱塑性彈性體大多不需要硫化或硫化時間很短,可以有效節約能源。以高壓軟管生產能耗為例:橡膠為188MJ/kg,TPE為144MJ/kg,可節能達25%以上。
5. 應用領域更廣。由於TPE兼具橡膠和塑料的優點,為橡膠工業開辟了新的應用領域。
6. 可用於塑料的增強、增韌改性。自補強性大,配方簡化,配合劑對聚合物的影響制約小,質量性能更易掌握。但TPE的耐熱性不如橡膠,隨著溫度上升而物性下降幅度較大,因而適用范圍受到限制。同時,壓縮變形、彈性回復、耐久性等同橡膠相比較差,價格上也往往高於同類橡膠。盡管如此,TPE的優點仍十分突出,各種新型的TPE產品也不斷開發出來。作為一種節能環保的橡膠新型原料,發展前景十分看好。
⑨ 聚碳酸酯和abs哪個好
當然是PC好啦。防彈玻璃就是這個做的。但是在市面上純正的PC做的很少,因為價格比較的高ABS價格一般在16000元/噸左右
ABS+PC合金是指ABS成分佔多數的合金材料, 如
PC價格一般在24000元/噸左右
ABS 80%+PC 20% 合金,我此前看到一個拉桿箱上面有這個標簽的,如果沒有概念的話,我建議你就打開你的手機(我知道NOKIA)手機後蓋,在裡面有ABS+PC,PC這個可是好東西,有的防彈製品的基礎就是PC,加之在手機ABS里就是提高沖擊載荷。
同理, PC+ABS是指PC料佔多數的合金材料,如PC 80%+ABS20%,
哪個成分佔多數,該合金的特性就以此材料的特性為主,
佔少數的成分是為了改善多數成分的某些不足而加入. 如ABS中加入PC是為了改善ABS的抗沖擊性能等.
我們單位做的CRH3上面好的材質除了鋁鎂硅合金,別的塑料件很多都是ABS+PC
不懂可以問我,我是材料達人~~~~
⑩ 關於橡膠的
不同的橡膠搭配配合劑應適當參照基礎配方,如下;
橡膠 主膠 氧化鋅 硬脂酯 防老劑 促進劑 硫磺 碳黑 氧化鎂 碳黑比表面積研究是非常重要的,
1. NR(天然膠) 100 5 2 (PBN 1) (DM 1) 2.5
2 SBR(丁苯松香) 100 3 1 (NS 1) 1.75 (爐法50)
3. CR(氯丁) 100 5 0.5 (D2) (NA-22 0.35) (SRF29) 4
4. IIR(丁基) 100 5 3 TMTD 1 1.75 (HAF50)
5. NBR(丁睛) 100 5 1 DM 1 1.5 (瓦斯40)
6. BR(順丁) 100 3 2 (103油15) NS0.9 1.5 (HAF60)
7. IR(異戊) 100 5 2 NS0.7 2.25 (HAF35)
8. EPDM(三元乙丙 ) 100 5 1 (環烷油15) M0.5TMTD1.5 1.5 (HAF50)
9. CSM(氯磺化聚乙烯)100 黑SRK40一氧化鉛25DM0.5DPPT 2白氧化鎂4DPPT2 季戊四醇3
10. CIIR(氯化丁基) 100 3 1 DM2TMTD1 (HAF50)2
11. PSR(聚硫) 100 10 0.5 DM0.3DPD0.1 (SRK60)
12. ACM(丙烯酸酯) 100 FEF60硬脂酯鉀0.75防RD1硬脂酸鈉1.75硫磺 0.25
13. PUR(聚氨酯) 100 古馬隆15M1 DM4促進劑Caytur4 0.35硫磺0.75硬脂酸鎘0.5HAF30
14. CO(氯醇) 100硬 脂酸鉛2 FEF30 鉛丹1.5 防老劑 NBC2 促進劑NA-22 1.2
15. FKM(氟橡膠) 100中裂子熱裂炭點((MT)20氧化鎂15硫化劑Diak3* 3.0。
16. Q(硅橡膠) 100 硫化劑BOP ,氣相法,結構控制劑。
三.促進劑的互換關系,
DM 1 ==》CZ 0.5-0.61
DM 1 ==》M 0.52-0.8
DM 1 ==》NOBS 0.63-0.69
DM 1 ==》TMTD 0.08-0.10
NOBS 1 ==》DM 1.43-1.6
NOBS 1 ==》TMTD 0.1
NOBS 1 ==》M 0.7-0.75
CZ 1 ==》NOBS 1.2-1.3
橡膠分為天然橡膠和合成橡膠。天然橡膠主要來源於三葉橡膠樹,當這種橡膠樹的表皮被割開時,就會流出乳白色的汁液,稱為膠乳,膠乳經凝聚、洗滌、成型、乾燥即得天然橡膠。合成橡膠是由人工合成方法而製得的,採用不同的原料(單體)可以合成出不同種類的橡膠。1900年~1910年化學家C.D.哈里斯(Harris)測定了天然橡膠的結構是異戊二烯的高聚物,這就為人工合成橡膠開辟了途徑。1910年俄國化學家SV列別捷夫(Lebedev,1874—1934)以金屬鈉為引發劑使1,3—丁二烯聚合成丁鈉橡膠,以後又陸續出現了許多新的合成橡膠品種,如順丁橡膠、氯丁橡膠、丁苯橡膠等等。合成橡膠的產量已大大超過天然橡膠,其中產量最大的是丁苯橡膠。
通用橡膠
是指部分或全部代替天然橡膠使用的膠種,如丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠等,主要用於製造輪胎和一般工業橡膠製品。通用橡膠的需求量大,是合成橡膠的主要品種。
丁苯橡膠
丁苯橡膠[1]是由丁二烯和苯乙烯共聚製得的,是產量最大的通用合成橡膠,有乳聚丁苯橡膠 、溶聚丁苯橡膠 和熱塑性橡膠( SBS )。
順丁橡膠
是丁二烯經溶液聚合製得的,順丁橡膠具有特別優異的耐寒性、耐磨性和彈性,還具有較好的耐老化性能。順丁橡膠絕大部分用於生產輪胎,少部分用於製造耐寒製品、緩沖材料以及膠帶、膠鞋等。順丁橡膠的缺點是抗撕裂性能交差,抗濕滑性能不好。
異戊橡膠
異戊橡膠是聚異戊二烯橡膠的簡稱,採用溶液聚合法生產。異戊橡膠與天然橡膠一樣,具有良好的彈性和耐磨性,優良的耐熱性和較好的化學穩定性。異戊橡膠生膠(未加工前)強度顯著低於天然橡膠,但質量均一性、加工性能等優於天然橡膠。異戊橡膠可以代替天然橡膠製造載重輪胎和越野輪胎還可以用於生產各種橡膠製品。
乙丙橡膠
乙丙橡膠以乙烯和丙烯為主要原料合成,耐老化、電絕緣性能和耐臭氧性能突出。乙丙橡膠可大量充油和填充碳黑,製品價格較低,乙丙橡膠化學穩定性好,耐磨性、彈性、耐油性和丁苯橡膠接近。乙丙橡膠的用途十分廣泛,可以作為輪胎胎側、膠條和內胎以及汽車的零部件,還可以作電線、電纜包皮及高壓、超高壓絕緣材料。還可製造膠鞋、衛生用品等淺色製品。
氯丁橡膠
它是以氯丁二烯為主要原料,通過均聚或少量其它單體共聚而成的。如抗張強度高,耐熱、耐光、耐老化性能優良,耐油性能均優於天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠。具有較強的耐燃性和優異的抗延燃性,其化學穩定性較高,耐水性良好。氯丁橡膠的缺點是電絕緣性能,耐寒性能較差,生膠在貯存時不穩定。氯丁橡膠用途廣泛,如用來製作運輸皮帶和傳動帶, 電線、電纜的包皮材料,製造耐油膠管、墊圈以及耐化學腐蝕的設備襯里。
橡膠
橡膠(Rubber):具有可逆形變的高彈性聚合物材料。在室溫下富有彈性,在很小的外力作用下能產生較大形變,除去外力後能恢復原狀。橡膠屬於完全無定型聚合物,它的玻璃化轉變溫度(T g)低, 分子量往往很大,大於幾十萬。
橡膠一詞來源於印第安語cau-uchu,意為「流淚的樹」。天然橡膠就是由三葉橡膠樹割膠時流出的膠乳經凝固、乾燥後而製得。1770年,英國化學家J.普里斯特利發現橡膠可用來擦去鉛筆字跡,當時將這種用途的材料稱為rubber,此詞一直沿用至今。橡膠的分子鏈可以交聯,交聯後的橡膠受外力作用發生變形時,具有迅速復原的能力,並具有良好的物理力學性能和化學穩定性。橡膠是橡膠工業的基本原料,廣泛用於製造輪胎、膠管、膠帶、電纜及其他各種橡膠製品。
結構
線型結構:未硫化橡膠的普遍結構。由於分子量很大,無外力作用下,呈細團狀。當外力作用,撤除外力,細團的糾纏度發生變化,分子鏈發生反彈,產生強烈的復原傾向,這便是橡膠高彈性的由來。
支鏈結構:橡膠大分子鏈的支鏈的聚集,形成凝膠。凝膠對橡膠的性能和加工都不利。在煉膠時,各種配合劑往往進步了凝膠區,形成局部空白,形成不了補強和交聯,成為產品的薄弱部位。
交聯結構:線型分子通過一些原子或原子團的架橋而彼此連接起來,形成三維網狀結構。隨著硫化歷程的進行,這種結構不斷加強。這樣,鏈段的自由活動能力下降,可塑性和伸長率下降,強度,彈性和硬度上升,壓縮永久變形和溶脹度下降。
1高分子化合物(Macro Molecular Compound):所謂高分子化合物,是指那些由眾多原子或原子團主要以共價鍵結合而成的相對分子量在一萬以上的化合物。
定義:由千百個原子彼此以共價鍵結合形成相對分子質量特別大、具有重復結構單元的有機化合物。
是由一類相對分子質量很高的分子聚集而成的化合物,也稱為高分子、大分子等。一般把相對分子質量高於10000的分子稱為高分子。高分子通常由103~105個原子以共價鍵連接而成。由於高分子多是由小分子通過聚合反應而製得的,因此也常被稱為聚合物或高聚物,用於聚合的小分子則被稱為「單體」。
舉例:纖維素、蛋白質、蠶絲、橡膠、澱粉等天然高分子化合物,以及以高聚物為基礎的合成材料,如各種塑料,合成橡膠,合成纖維、塗料與粘接劑等。
有機高分子化合物可以分為天然有機高分子化合物(如澱粉、纖維素、蛋白質天然橡膠等)和合成有機高分子化合物(如聚乙烯、聚氯乙烯等等),它們的相對分子質量可以從幾萬直到幾百萬或更大,但他們的化學組成和結構比較簡單,往往是由無數(n)結構小單元以重復的方式排列而成的。
高分子化合物(又稱高聚物)的分子比低分子有機化合物的分子大得多。一般有機化合物的相對分子質量不超過1000,而高分子化合物的相對分子質量可高達104~106。由於高分子化合物的相對分子質量很大,所以在物理、化學和力學性能上與低分子化合物有很大差異。
高分子化合物的相對分子質量雖然很大,但組成並不復雜,它們的分子往往都是由特定的結構單元通過共價鍵多次重復連接而成。
同一種高分子化合物的分子鏈所含的鏈節數並不相同,所以高分子化合物實質上是由許多鏈節結構相同而聚合度不同的化合物所組成的混合物,其相對分子質量與聚合度都是平均值。
高分子化合物幾乎無揮發性,常溫下常以固態或液態存在。固態高聚物按其結構形態可分為晶態和非晶態。前者分子排列規整有序;而後者分子排列無規則。同一種高分子化合物可以兼具晶態和非晶態兩種結構。大多數的合成樹脂都是非晶態結構。
組成高分子鏈的原子之間是以共價鍵相結合的,高分子鏈一般具有鏈型和體型兩種不同的形狀。
當今世界上作為材料使用的大量高分子化合物,是以煤、石油、天然氣等為起始原料製得低分子有機化合物,再經聚合反應而製成的。這些低分子化合物稱為「單體」,由它們經聚合反應而生成的高分子化合物又稱為高聚物。通常將聚合反應分為加成聚合和縮合聚合兩類,簡稱加聚和縮聚。
由一種或多種單體相互加成,結合為高分子化合物的反應,叫做加聚反應。在該反應過程中沒有產生其他副產物,生成的聚合物的化學組成與單體的基本相同。
縮聚反應是指由一種或多種單體互相縮合生成高聚物,同時析出其他低分子化合物(如水、氨、醇、鹵化氫等)的反應。縮聚反應生成的高聚物的化學組成與單體的不同。高分子從相對分子質量到組成,從結構到性能,從合成到應用,都有其自身的規律。為了合成它、利用它,需先建立一些必要的基本概念。
一、 高分子的相對分子質量
通常低分子的相對分子質量是在一千以下,而高分子的相對分子質量是在五千以上, 因此,相對分子質量很大是高分子化合物的特徵,是高分子同低分子最根本的區別,亦是高分子物質具有各種獨特性能,如比重小、強度大,具有高彈性和可塑性等的基本原因。至於相對分子質量介於一千至五千之間的物質是屬低分子還是屬高分子,這要由它們的物理機械性能來決定。一般來說,高分子化合物具有較好的強度和彈性。而低分子化合物則沒有,也就是說,其相對分子質量必須達到其物理機械性能方面與低分子化合物具有明顯差別時,才能稱為高分子化合物。
高分子的相對分子質量雖然很大,但其化學組成一般都比較簡單,常由許多相同的鏈節以共價鍵重復結合而成高分子鏈。例如,聚氯乙烯是由許多氯乙烯分子聚合而成的:
象氯乙烯這樣聚合成高分子化合物的低分子化合物稱為單體。組成高分子鏈的重復結構單位(如—CH2—CHCI—)稱為鏈節。鏈節數目n稱為聚合度。因此,高分子的相對分子質量=聚合度×鏈節量。
應該指出,目前合成高分子的技術還不可能象在生物體內合成蛋白質那樣嚴格、精確——具有一定的順序、結構和相對分子質量,所以,合成的高分子鏈的聚合度總是不同的,也就是說,同一種合成的高分子化合物中各個分子的相對分子質量大小總是不同的(當然,合成的蛋白質如胰島素是例外)。因此,合成高分子化合物實際上是相對分子質量大小不同的同系混合物。我們講的高分子化合物的相對分子質量指的是平均相對分子質量,聚合度也是平均聚合度。高分子化合的中相對分子質量大小不等的現象稱為高分子的多分散性(即不均一性)。這種現象在低分子中不存在,但以高分子化合物的性能卻有很大的影響,一般來說,分散性越大,性能越差。相對分子質量和分散性問題都是合成高分子時必須注意控制的一個問題。
二、 高分子化合物的特點
高分子同低分子比較,具有如下幾個特點:
1、 從相對分子質量和組成上看 高分子的相對分子質量很大,具有「多分散性」。大多數高分子都是由一種或幾種單體聚合而成。
2、 從分子結構上看 高分子的分子結構基本上只有兩種,一種是線型結構,另一種是體型結構。線型結構的特徵是分子中的原子以共價鍵互相連結成一條很長的捲曲狀態的「鏈」(叫分子鏈)。體型結構的特徵是分子鏈與分子鏈之間還有許多共價鍵交聯起來,形成三度空間的網路結構。這兩種不同的結構,性能上有很大的差異。
1、 從性能上看 高分子由於其相對分子質量很大,通常都處於固體或凝膠狀態,有較好的機械強度;又由於其分子是由共價鍵結合而成的,故有較好的絕緣性和耐腐蝕性能;由於其分子鏈很長,分子的長度與直徑之比大於一千,故有較好的可塑性和高彈性。高彈性是高聚物獨有的性能。此外,溶解性、熔融性、溶液的行為和結晶性等方面和低分子也有很大的差別。
以上幾點,歸根結蒂是高分子的運動形態和低分子的運動形態不同的緣故。這就是高分子要從普通有機化學中獨立出來研究,成為一門新學科——高分子化學的根本原因。
三、 高分子化合物的分類和命名
高分子化合物的種類很多,主要分類方法有如下四種:
1、按來源分類 可把高分子分成天然高分子和合成高分子兩大類。
2、按材料的性能分類 可把高分子分成塑料、橡膠和纖維三大類。
塑料按其熱熔性能又可分為熱塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯等)和熱固性塑料(如酚醛樹脂、環氧權脂等)兩大類。前者為線型結構的高分子,受熱時可以軟化和流動,可以反復多次塑化成型,次品和廢品可以回收利用,再加工成產品。後者為體型結構的高分子,一經成型便發生固化,不能再加熱軟化,不能反復加工成型,因此,次品和廢品沒有回收利用的價值。塑料的共同特點是有較好的機械強度(尤其是體形結構的高分子),作結構材料使用。
纖維又可分為天然纖維和化學纖維。後者又可分為人造纖維(如粘膠纖維、醋酸纖維等)和合成纖維(如尼龍、滌綸等)。人造纖維是用天然高分子(如短棉絨、竹、木、毛發等)經化學加工處理、抽絲而成的。合成纖維是用低分子原料合成的。纖維的特點是能抽絲成型,有較好的強度和撓曲性能,作紡織材料使用。
橡膠包括天然膠和合成橡膠。橡膠的特點是具有良好的高彈性能,作彈性材料使用。
3、按用途分類 可分為通用高分子,工程材料高分子,功能高分子,仿生高分子,醫用高分子,高分子葯物,高分子試劑,高分子催化劑和生物高分子等。
塑料中的「四烯」(聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯),纖維中的「四綸」(錦綸、滌綸、腈綸和維綸),橡膠中的「四膠」(丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠和乙丙橡膠)都是用途很廣的高分子材料,為通用高分子。
工程塑料是指具有特種性能(如耐高溫、耐輻射等)的高分子材料。如聚甲醛、聚碳酸酯、聚硯、聚醯亞胺、聚芳醚、聚芳醯胺和含氟高分子、含硼高分子等都是較成熟的品種,已廣泛用作工程材料。
離子交換樹脂、感光性高分子、高分子試劑和高分子催化劑等都屬功能高分子。
醫用高分子、葯用高分子在醫葯上和生理衛生上都有特殊要求,也可以看作是功能同分子。
4、按高分子主鏈結構分類 可分為碳鏈高分子、元素有機高分子和無機高分子四大類。
碳鏈高分子的主鏈是由碳原子聯結而成的。如
雜鏈高分子的主鏈除碳原子外,還含有氧、氮、硫等其他元素。如:
元素有機高分子主鏈上不一定含有碳原子,而是由硅、氧、鋁、鈦、硼等元素構成,但側基是有機基團。如:
無機高分子是主鏈和側鏈基團均由無機元素或基團構成的。如:
高分子化合物的系統命名比較復雜,實際上很少使用,習慣上天然高分子常用俗名。合成高分子則通常按制備方法及原料名稱來命名,如用加聚反應製得的高聚物,往往是在原料名稱前面加個「聚」字來命名。例如,氯乙烯的聚合物稱為聚氯乙烯,苯乙烯的聚合物稱為聚苯乙烯等。如用縮聚反應製得的高聚物,則大多數是在簡化後的原料名稱後面加上「樹脂」二字來命名。例如,酚醛樹脂、環氧樹脂等。加聚物在未製成製品前也常有「樹脂」來稱呼。例如,聚氯乙烯樹脂,聚乙烯權脂等。此外,在商業上常給高分子物質以商品名稱。例如,聚己內醯胺纖維稱為尼龍—6,聚對苯二甲酸乙二酯纖維稱為的確良,聚丙烯腈纖維稱為腈綸等。
第二節 高分子的結構和性能的關系
高分子化合物分子的大小對化學性質影響很小,一個官能團,不管它在小分子中或大分子中,都會起反應。大分子與小分子的不同,主要在於它的物理性質,而高分子之所以能用作材料,也正是由於這些物理性質。下面簡要討論高分子的結構與物理性能的關系。
一、 高分子的兩種基本結構及其性能特點
高分子的分子結構可以分為兩種基本類型:第一種是線型結構,具有這種結構的高分子化合物稱為線型高分子化合物。第二種是體型結構,具有這種結構的高分子化合物稱為體型高分子化合物。此外,有些高分子是帶有支鏈的,稱為支鏈高分子,也屬於線型結構范疇。有些高分子雖然分子鏈間有交聯,但交聯較少,這種結構稱為網狀結構,屬體型結構范疇。
在線型結構(包括帶有支鏈的)高分子物質中有獨立的大分子存在,這類高聚物的溶劑中或在加熱熔融狀態下,大分子可以彼此分離開來。而在體形結構(分子鏈間大量交聯的)的高分子物質中則沒有獨立的大分子存在,因而也沒有相對分子質量的意義,只有交聯度的意義。交聯很少的網狀結構高分子物質也可能被分離的大分子存在(猶如一張張「魚網」仍可以分開一樣)。
應該指出,上述兩種基本結構實際上是對高分子的分子模型的直觀模擬,而分子的真實精細結構除了少數(如定向聚合物)外,一般並不清楚。
兩種不同的結構,表現出相反的性能。線型結構(包括支鏈結構)高聚物由於有獨立的分子存在,故具有彈性、可塑性,在溶劑中能溶解,加熱能熔融,硬度和脆性較小的特點。體型結構高聚物由於沒有獨立大分子存在,故沒有彈性和可塑性,不能溶解和熔融,只能溶脹,硬度和脆性較大。因此從結構上看,橡膠只能是線型結構或交聯很少的網狀結構的高分子,纖維也只能是線型的高分子,而塑料則兩種結構的高分子都有。
二、 高分子化合物的聚集狀態
高聚物的性能不僅與高分子的相對分子質量和分子結構有關,也和分子間的互相關系,即聚集狀態有關。同屬線型結構的高聚物,有的具有高彈性(如天然橡膠),有的則表現出很堅硬(如聚苯乙烯),就是由於它們的聚集狀態不同的緣故。即使是同一種高聚物由於聚集狀態不同,性能也會有很大的差別,例如,化學纖維在製造過程中必須經過拉伸,就是為了改變聚物內部分子的聚集狀態,使其分子鏈排列得整齊一些,從而提高分子間的吸引力,使製品強度更好。所以研究高聚物的聚集狀態是了解高聚物結構與性能關系的又一個重要方面。
1、 晶相高聚物和非晶相高聚物 從結晶狀態來看,線型結構的高聚物有晶相的和非晶相的。晶相高聚和的由於其內部分子排列很有規律,分子間的作用力較大,故其耐熱性和機械強度都比非晶相的高,熔限較窄。非晶相高聚物沒有一定的熔點,耐熱性能和機械強度都比晶相的低,由於高分子的分子鏈很長,要使分子鏈間的每一部分都作有序排列是很困難的,因此,高聚物都屬於非晶相或部分結晶的。部分結晶高聚物的結晶性區域稱為微晶;微晶的多少稱為結晶度。例如,常見的聚氯乙烯、天然橡膠、聚酯纖維等高聚物都是屬於線型非晶相的高聚物。只有少數是定向聚合得到的,如聚乙烯、聚苯乙烯等是部分晶相的。部分晶相的高聚物是由晶相的微晶部分鑲嵌於無定形部分中而成的。纖維的拉伸目的就是使高聚物的無定形部分排列得更規整一些,或使原來方向不一的微晶順著纖維方向伸直排列。分子一旦較規整地排列後,就增強了分子間的吸引力,使其不能恢復到原來的無序狀態。如果分子間的吸引力不夠大,拉伸後仍能恢復到無定形狀態,那就是彈性體(如橡膠)。主要的合成纖維如聚醯胺(尼龍)其分子鏈是由氫鍵拉在一起的;聚丙烯腈(腈綸)和聚酯的分子間有強烈的偶極-偶極吸引。這就是說,作為纖維,其分子間必須有較強的吸引力。由於晶相高聚物,具有熔點高、強度大的性能,給我們指出了提高合成材料機械強度的一個重要方向。
體型結構的高聚物,例如,酚醛塑料、環氧樹脂等,由於分子鏈間有大量的交聯,分子鏈不可能產生有序排列,因而都是非晶相的,對於少量交聯的網狀高聚物,因其交聯少,鏈段間也可能產生局部的有序排列,但這種局部的有序排列,其分子間的吸引力不足以保持在這種狀態,而容易恢復到原來的無序狀態。所以橡膠硫化(少量交聯)後,仍能保持良好彈性。
2、 線型非晶相高聚物的聚集狀態 線型非晶相高聚物具有三種不同的物理狀態:玻璃態、高彈態和粘流態。猶如低分子物質具有三態(固態、液態和氣態)一樣,但是高聚物的三態和低分子的三態本質是不同的。橡膠和聚氯乙烯等塑料都是線型非晶相高聚物,但橡膠具有很好的彈性,而塑料則表現良好的硬度,其原因就是由於它們在室溫下所處的狀態不同的緣故。塑料所處的狀態是玻璃態,橡膠所處的狀態是高彈態,把高聚物加熱到熔融時所處的狀態就是粘流態。玻璃態的特徵是形變很困難,硬度大;高彈態的特徵是形變很容易,具有高彈性;粘流態的特徵是形變能任意發生,具有流動性。這三種物理狀態,隨著溫度的變化可互相轉化:
這就是說,隨著溫度的變化,材料所處的狀態和性能也會發生改變。塑料加熱到一定溫度時,就會從玻璃態過渡到高彈態,失去塑料原有的性能,而出現橡膠高彈性能。溫度繼續升高到一定程度時,又會從高彈態進一步過渡到粘流態,對橡膠來說,如果把溫度降低到足夠低時,它就會從高彈態過渡到玻璃態,失去橡膠的彈性,而變得象塑料一樣堅硬。這就告訴我們,應用三大合成材料時,必須注意其使用溫度范圍,否則,便不能發揮材料本身應有的性能。例如,聚氯乙烯塑料只能在溫度75℃以下使用。因為高於此溫度時便會失去其應有的強度,而表現出柔軟而富有彈性,溫度再高時(175℃)便熔融了。又如天然橡膠要在—73℃至122℃的溫度范圍內才有高彈性也是這個道理,因為低於—73℃時,失去彈性變得象塑料一樣堅硬,高於122℃時便熔融了。
從聚集狀態的研究可知線型結構的塑料、纖維橡膠之間並沒有絕對的界限,溫度改變,三態可以相互轉化。線型結構的塑料與纖維之間更沒有本質上的區別。例如,尼龍—6加工成板材或管材等結構材料就是塑料,拉成絲就是纖維。注意,這里所說的三態的相互轉變並不是「相變」。
體型結構的高聚物,因分子鏈間有大量交聯,因此只有一種聚集狀態——玻璃態,加熱到足夠高溫時,便發生分解。
綜上所述,要了解高聚物的基本性能(高彈性、可塑性和機械強度、硬度等),必須從高聚物的組成、相對分子質量、分子結構和聚集狀態幾個方面去分析。塑料之所以形變困難,有較好的機械強度,是因為它是線型或體型結構的高聚物,並且在室溫下分子鏈和鏈段都不能發生運動的緣故。橡膠之所以有很好的彈性,是因為它是線型或交聯很少的高聚物,並且在室溫下分子鏈不能運動,而鏈段運動容易發生的緣故。
第三節 高分子的合成
合成高分子化合物最基本的反應有兩類:一類叫縮合聚合反應(簡稱縮聚反應),另一類叫加成聚合反應(簡稱加聚反應)。這兩類合成反應的單體結構、聚合機理和具體實施方法都不同。
一、 加聚反應
加聚反應是指由一種或兩種以上單體化合成高聚物的反應,在反應過程中沒有低分子物質生成,生成的高聚物與原料物質具有相同的化學組成,其相對分子質量為原料相對分子質量的整改數倍,僅由一種單體發生的加聚反應稱為均聚反應。例如,氯乙烯合成聚氯乙烯:
由兩種以上單體共同聚合稱為共聚反應。例如,苯乙烯與甲基丙烯酸甲酯共聚:
共聚產物稱為共聚物,其性能往往優於均聚物。因此,通過共聚方法可以改善產品性能。
加聚反應具有如下兩個特點:
(1) 加聚反應所用的單體是帶有雙鍵或叄鍵的不飽和鍵和化合物。例如,乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯等,者是常用的重要單體,加聚反應發生在不飽和鍵上。
(2) 加聚反應是通過一連串的單體分子間的互相加成反應來完成的:
而且反應一旦發生,便以連鎖反應方式很快進行下去得到高分子化合物(通常稱為加聚物)。相對分子質量增長幾乎與時間無關,但單體轉化率則隨同時間而增大。
上述兩個特點就是加聚反應和縮聚反應最基本的區別。
加聚反應根據反應活性中心的不同可以分為自由基加聚反應和離子型加聚反應兩大類。