1.1高分子材料
高分子材料可分為無機高分子材料和有機高分子材料,有機高分子材料又分為天然與人工合成兩類,合成高分子材料包括合成橡膠、合成纖維、合成樹脂,即人們通常所說的三大合成材料。
1.2塑料的概念
凡人工合成的高分子聚合物(簡稱“聚合物”或“高聚物”)或其預(yù)聚體統(tǒng)稱為“合成樹脂”,簡稱為“樹脂”。塑料一般是指由合成樹脂為基本成分,并在其中加入填料、增塑劑、穩(wěn)定劑及其他助劑經(jīng)加工形成的塑性材料或固化交聯(lián)形成的剛性材料。
1.3塑料的分類
塑料有多種分類的方法,一般來說,可以從以下兩個方面分類。
1.3.1按塑料的用途分類:
通用塑料:又叫常用塑料,是指產(chǎn)量大、價格低、應(yīng)用范圍廣的塑料。目前,主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料等。
工程塑料:是指機械強度好,能做工程材料和代替金屬制造各種機械設(shè)備或零件的塑料。如聚酰胺(尼龍)、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚、和熱固性聚酯等。它們與通用塑料相比,產(chǎn)量較小,價格較高,但具有優(yōu)異的機械性能、電性能、化學性能,以及耐熱性、耐磨性、尺寸穩(wěn)定性等。
功能塑料:是指人們用于特種環(huán)境的具有特種功能的塑料。如醫(yī)用塑料、光敏塑料等。
1.3.2按受熱特征分類:可將塑料分為熱固性塑料和熱塑性塑料。
熱塑性塑料:是指在特定溫度范圍內(nèi),能反復(fù)加熱和冷卻硬化的塑料。這類塑料基本是以聚合反應(yīng)所得到的樹脂為基礎(chǔ)制成的,受熱時不產(chǎn)生化學交聯(lián),因而當它再一次受熱時仍具有可塑性。如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯等。
熱固性塑料:是指受熱后能成為不熔不溶性物質(zhì)的塑料。這類塑料基本以縮聚反應(yīng)所提到的樹脂為基礎(chǔ)制成的,受熱時發(fā)生化學變化使線型分子結(jié)構(gòu)的樹脂轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)的分子化合物。當它們再一次受熱時就不再具有可塑性,如酚醛塑料、氨基塑料等。
1.4塑料的用途
由于塑料原料來源豐富, 品種繁多,制造方便, 色澤鮮艷,加工成型簡單,具有許多獨特的優(yōu)良性能,因此, 在國民經(jīng)濟建設(shè)中,塑料已取代各種材料, 如木材、陶瓷、皮革以及金屬、玻璃等。此外,它還廣泛應(yīng)用于建筑、電器、紡織、化工、汽車、船舶、飛機和國防等工業(yè),用來代替有色金屬和黑色金屬。
2.1概述
主要由乙烯聚合而得的高聚物稱為聚乙烯。它是質(zhì)輕、 具有 良 好的絕緣性能、耐化學腐蝕性及耐低溫性能的熱塑性塑料。這種塑料很易于加工成各種形狀(管、桶、袋、盆等)的塑料制品。聚乙烯的生產(chǎn)過程不復(fù)雜、比較成熟,發(fā)展很快。它被廣泛的用于電氣工業(yè)、化學工業(yè)、食品工業(yè)、機械制造工業(yè)、農(nóng)業(yè)、油田和燃氣部門等。
2.2聚乙烯的分類:
聚乙烯可分為高密度聚乙烯(0.950~0.965g/mm3)、中密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、和低密度聚乙烯(0.915~0.930g/mm3)四種,其中前三種均為線性主鏈,在主鏈上有少量的支鏈,它們間的區(qū)別就在于支鏈的含量的多少;而低密度聚乙烯卻具有長支鏈,并且這些長支鏈自己也有支化現(xiàn)象。
從外觀上看,線性低密度聚乙烯較為透明,而其余三種呈半透明、霧狀。
在生產(chǎn)低密度聚乙烯時,其聚合壓力大于1000個大氣壓,而生產(chǎn)高密度聚乙烯時的壓力只有20~30個大氣壓,因此人們有時稱低密度聚乙烯為高壓聚乙烯,稱高密度聚乙烯為低壓聚乙烯。
2.3主要物理化學性能
2.3.1外觀:為膠質(zhì)狀固體,類似高級石蠟,是無臭、無味、 為柔而韌的半透明材料。易燃,著火時燃燒緩慢,滴下膠質(zhì)不發(fā)煙,火焰上端呈黃色下端呈蘭色,發(fā)出石蠟燃燒的氣味。
2.3.2電性能:聚乙烯主要由亞甲基構(gòu)成,成長鏈對稱排列,沒有極性。具有優(yōu)良的電絕緣性能。其電絕緣性能與密度關(guān)系不大;介電損耗隨著溫度和頻率以及氧化度的增加而增加。
2.3.3化學性能:聚乙烯具有烷烴的化學結(jié)構(gòu),為惰性的穩(wěn)定化合物;它在常溫下能耐稀硫酸、稀硝酸以及任何濃度的鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨、過氧化氫、氫氧化鈉(或鉀)和各種鹽溶液等。但不耐強氧化劑(發(fā)煙硫酸、濃硝酸、鉻酸和硫酸的混合液)。氣態(tài)氯與氟對聚乙烯的作用很慢,但隨著溫度的升高而升高,作用的程度加大。常溫下聚乙烯不溶于任何溶劑,脂肪烴芳烴鹵烴等與聚乙烯長時間作用時能使其溶脹。聚乙烯化學上的惰性及表面的非極性,使它難以粘結(jié)和印刷,必須要經(jīng)過氧化劑、火焰處理、放電處理后才有良好的粘結(jié)性和印刷性。
2.3.4熱性能:聚乙烯的玻璃化溫度(Tg),隨結(jié)晶度的大小而變化,可以低到-130℃,也可以高到-20℃。但重要的是熔點,不同密度的聚乙烯是不同的,低密度聚乙烯熔點為110~115℃,高密度聚乙烯的熔點在125~131℃范圍。
2.3.5機械性能:由于聚乙烯大分子鏈較柔順,分子間作用力不大,所以聚乙烯的強度主要由結(jié)晶時分子緊密堆砌的程度所提供。分子量的大小對其性能有很大的影響。機械性能在很大程度上取決于聚乙烯的分子量和支化度。
2.4加工成型過程應(yīng)注意的問題
塑料的成型加工是力求保持或改進原材料原有性能的條件下,將組成和物理形態(tài)各不相同的物料轉(zhuǎn)變成制品。聚乙烯作為塑料的一種,同其它塑料一樣,通常有三種力學狀態(tài),即玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)。這是聚乙烯在不同溫度下的不同狀態(tài)。當溫度底于熔點Tm時,聚乙烯處于固態(tài);當溫度高于熔點Tm時,聚乙烯處于粘流態(tài),成為熔體,具有流動性,這正是聚乙烯成型加工的依據(jù)。我公司產(chǎn)品-鋼骨架塑料復(fù)合管的成型加工就是在聚乙烯的粘流態(tài)下進行的。
聚乙烯加工過程中應(yīng)注意的幾個問題:
2.4.1確保加工溫度高于聚乙烯的熔點,否則原料不能塑化或因扭 矩過大損壞設(shè)備;
2.4.2加工溫度不宜太高,停留時間不能太長,否則原料會氧化降解,影響產(chǎn)品的性能;
2.4.3因聚乙烯原料傳熱慢且收縮率大,壓注成型時要有足夠的保壓及冷卻時間,否則制品收縮變形大;
2.4.4原料中切忌混入金屬雜質(zhì),否則易損傷擠出機螺桿
2.4.5嚴格按照給定的工藝參數(shù)進行加工生產(chǎn),以確保產(chǎn)品質(zhì)量。