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，到工作學習時用的文具、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)塑料受熱后的性質不同分為熱塑性塑料和熱固性塑料 熱塑性塑料分子結構都是線型結構，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，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構是體型結構，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雜，所以連續(xù)化生產有一定的困難，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 通用塑料是指產量大、價格低、應用范圍廣的塑料，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。人們日常生活中使用的許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構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，廣泛應用于汽車、電器、化工、機械、儀器、儀表等工業(yè)，也應用于宇宙航行、火箭、導彈等方面。
     二、塑料的成分 我們通常所用的塑料并不是一種純物質，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，而且樹脂的性質常常決定了塑料的性質，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。
     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。例如生產聚氯乙烯塑料時，若加入較多的增塑劑便可得到軟質聚氯乙烯塑料，若不加或少加增塑劑(用量<10％)，則得硬質聚氯乙烯塑料。
     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合起來的，分子既不能電離，也不能在結構中傳遞電子，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（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。