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
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
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%。
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。
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）。
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
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。
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
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。
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……)
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
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
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
粒 料
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
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。
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。