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刘述梅 副教授 华南理工大学材料学院 liusm@scut.edu.cn 13611400566 塑料及其改性研究进展 刘述梅 副教授 华南理工大学材料学院 liusm@scut.edu.cn 13611400566.

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1 刘述梅 副教授 华南理工大学材料学院 liusm@scut.edu.cn 13611400566
塑料及其改性研究进展 刘述梅 副教授 华南理工大学材料学院

2 塑料的种类 PA PC POM PPO PET/PBT 五大 工程塑料 一 五大 通用塑料 特种 工程塑料 PPS PSF PEEK PIM
PVC ABS 五大 通用塑料 特种 工程塑料 PPS 聚苯硫醚 PSF 聚砜 PEEK 聚醚醚酮 PIM 聚酰亚胺 LCP 液晶聚合物

3 一、聚烯烃-最主要的通用塑料 高性价比, 优良的力学性能、热性能、加工性能 就世界范围而言,两者的产量约占合成树脂总量的35%。 聚烯烃
聚乙烯(PE) 聚丙烯(PP) 其它烯烃类聚合物(PS、PVC) 高性价比, 优良的力学性能、热性能、加工性能 就世界范围而言,两者的产量约占合成树脂总量的35%。

4 PE 单体组成、聚合引发(催化)体系、聚合工艺条件
低密度聚乙烯(LDPE):高温(180~ 200℃)高压(150~300MPa),分子 链上支链多,结晶度低(50~70%), 熔点(105~110℃)加工性能良好, 薄膜制品透明度高,柔韧性好。 高密度聚乙烯(HDPE):低温(60~ 90℃)低压(0.2~1.5MPa),高结晶 度(90%)、高熔点(125~135℃) 较高的刚性, 薄膜、吹塑、管材等。

5 PE 线型低密度聚乙烯(LLDPE):乙烯与少量 的a- 烯烃(C4~C8)的共聚物,生产薄膜 和板材。
茂金属聚乙烯:茂金属催化具有超高的催 化活性和单一的活性中心,mPE分子量分 布窄且共聚单体分布均匀。 双峰高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)。

6 PP PP的一些力学性能可与工程塑料媲美,是 当今最具发展前途的热塑性塑料之一。
均聚PP:由丙烯分子单体聚合而成 ,按CH3在 空间的排列方式,形成了三种不同立体结构的丙 烯均聚物:等规、间规、无规 共聚PP 无规共聚 丙烯和乙烯单体 聚合而成的共聚物 嵌段共聚

7 二、尼龙-最主要的工程塑料 PA6 and PA66 尼龙的燃烧性为UL94V-2级, 氧指数为22-26%
电子电气:电子接插件、电动工具外壳、高低压开关。 Plastic and fiber 汽车工业:汽车发动机进气歧管、耐高温发动机罩盖。 尼龙的燃烧性为UL94V-2级, 氧指数为22-26% 在449~499℃时会发生自燃。

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9 三、聚酰亚胺 (PI)---特种工程塑料 物理性能: a、密度:1.36~1.43g/cm3; b、无毒、无臭、无味、黄白色粉末或颗粒
分子中具有十分稳定的芳杂环结构, 耐高温和低温性优异。长期使用温度:-200~300℃(第一代)、~371℃(第二代)、~426℃(第三代);    物理性能: a、密度:1.36~1.43g/cm3; b、无毒、无臭、无味、黄白色粉末或颗粒

10   PI的不足之处:加工性能较差,价格太高,在耐高温塑料中属于高价位。

11 四、塑料改性 改性目的 I、降低塑料制品的成本(原材料价格昂贵 不牺牲产品的性能为代价)
II、提高或改善塑料材料某些方面的性能(强度和模量、冲击韧性、阻燃性、耐热性、阻隔性、表面光泽、粘接性、亲水性……) III、增加塑料材料的功能性(如导电、导热、抗静电、发光……)

12 塑料改性的发展趋势 (1)通用塑料工程塑料化 (2)工程塑料高性能化 (3)特种工程塑料低成本化、易加工化 (4)纳米复合技术
(5)加强环保意识 (6)新型高效助剂的应用

13 五、改性设备--双螺杆挤出机 SHJ-36 螺杆直径:35.5mm 长径比:L/D=40 螺杆转速:600rpm 主电机功率:15KW 螺杆扭矩:115N.m 生产能力:5~40kg/h 1.玻璃纤维 2. 无机粉体 3. 阻燃油状物 4. 弹性体

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15 共混工艺流程 独立喂料 PP树脂 填料 其它助剂 高速搅拌机 双螺杆挤出机 熔融 称量 预处理 拉条 包装 造粒机 水冷 除水

16 粒 料

17 六、 塑料注射成型 注射成型机 注射成型工作原理:塑料在机筒里熔化。 随着螺杆的转动,熔体聚集在螺杆头部,产生压力使螺杆在机筒里后移。
当聚集了所需要量的熔体时,螺杆停止旋转,螺杆再以机械方式或液压为动力向前迅速移动,将熔体由喷嘴挤出通过流道注入模具。 当制品冷却到能够保持其形状不变时,模具沿着分模线打开,顶出制品。 注射机在结构上很像塑料挤出机, 但注射机要求螺杆能在机筒里前后移动

18 注射成型 生产形状复杂的制品,例如周转箱、各种盖子以及其它容器。

19 七、塑料的贡献与白色污染 随着塑料产量不断增大,成本越来越低,用过的大量农用薄膜、包装用的塑料袋和一次性塑料餐具在使用后被抛弃在环境中,给景观和环境带来很大破坏。 由于塑料包装物大多呈白色,它们造成的环境污染被称为白色污染。 一些国家大力开展3R运动:即要求做到废塑料的减量化(Reduce)、再利用(Reuse)、再循环(Recycle)。 回收废塑料并使之资源化是解决白色污染的根本途径。


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