第二章 通用塑料 1.聚苯乙烯 2.丙烯酸酯类树脂 3.酚醛树脂 4.氨基树脂.

Presentation on theme: "第二章 通用塑料 1.聚苯乙烯 2.丙烯酸酯类树脂 3.酚醛树脂 4.氨基树脂."— Presentation transcript:

1 第二章 通用塑料 1.聚苯乙烯 2.丙烯酸酯类树脂 3.酚醛树脂 4.氨基树脂

2 1. 苯乙烯系树脂 一、聚苯乙烯 PS (Polystyrene)
聚苯乙烯外壳路灯        聚苯乙烯塑料壳电话       

3 1.1 聚苯乙烯的制备 工业上制备苯乙烯的方法： 苯＋乙烯 乙苯 脱氢 采用自由基聚合机理，可以本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合或乳液聚合。
由n个苯乙烯分子在一定的反应条件下经聚合可得到聚苯乙烯分子，反应可表示如下： 工业上制备苯乙烯的方法： 苯＋乙烯 乙苯 脱氢 采用自由基聚合机理，可以本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合或乳液聚合。

4 1.2 聚苯乙烯的结构特点 GPPS是高相对分子质量的线性聚合物，5万～10万，侧苯基交替连接。
（1）分子链刚硬，苯基体积大，位阻效应强，旋转困难； （2）无定形存在，以无规异构体为主，存在少量支链； （3）耐化学性不及聚乙烯和聚丙烯，氯化，加氢，硝化，磺化； （4）易老化降解，α氢的存在； （5）耐溶剂性差，无定形聚合物； （6）优异的介电、电绝缘性，聚苯乙烯无明显极性； （7）耐辐射性高，共轭体系，辐射能均匀分配。

5 1.3 聚苯乙烯的性能 PS的相对密度介于 之间， 尺寸稳定性好，收缩率低(约为0.45％)吸湿性低(约0.02％) 纯净的PS透明度达88％-92％ 折光率为1.59～1.60，较大，良好的光泽 PS极易着色

6 （1）力学性能 PS的力学性能与合成方法、分子质量大小以及杂质含量等有关，当相对分子质量为4.5万～6.5万时，PS的主要力学性能数据为：
拉伸强度/MPa >60 断裂伸长率/％ 弯曲强度/MPa ～80 冲击强度/(J/m2) ～157(无缺口) 典型的硬而脆的材料，拉伸、弯曲等常规力学性能高于聚烯烃，但韧性较低，拉伸无屈服。

7 （2）热性质 PS的热变形温度约为70--98℃， Tg为74--105℃， 制品最高使用温度为60-80℃。

8 （3）电性能 PS是纯烃类结构的高聚物，使用中也很少加入填料和助剂，因此具有良好的介电性能和绝缘性，其介电性能与频率无关。
由于表面电阻和体积电阻均较大，也不吸水，因此很易产生静电，使用时应加入抗静电剂。 超过300℃会放出单体苯乙烯，可防止表面碳化，具有良好的耐电弧性。 聚苯乙烯电容

9 （4）化学性能 PS可耐各种碱、盐酸、磷酸、硼酸及各种有机酸，但不耐氧化性酸，如硝酸。不溶于非极性的烷烃中，能很好地溶于苯、甲苯、苯乙烯、二甲苯、氯仿中。 聚苯乙烯耐辐射，大量辐射会导致交联，在甲苯中不溶解。

10 1.4 苯乙烯的加工 （1）吸湿率低，不需要干燥； （2）成型温度宽； （3）制品性能与成型温度和成型压力有明显关系；
（4）收缩率低，制品尺寸较高，尺寸稳定； （5）聚苯乙烯制品容易产生内应力。 常用工艺：注塑，挤出，发泡

11 二、抗冲性聚苯乙烯 HIPS 苯乙烯的缺点：质脆 共混法和接枝共聚法
丁苯橡胶或顺丁橡胶改性效果最好（混容性好），冲击韧性大幅度提高，耐化学和溶剂性有一定改善，制品连接性能有很大改善。 影响因素：橡胶用量，橡胶粒径，橡胶的凝胶含量和溶胀指数。 加工性能良好 适于制造各种家用电器壳体或部件、空调设备零件、仪表零件、冰箱内衬、洗衣机缸体，吸尘器，容器、食品包装及一次性用具等。

12 三、可发性聚苯乙烯 苯乙烯单体在一定条件下经悬浮聚合制得的珠状产品。发泡剂可在聚合过程中加入，直接制得可发性聚苯乙烯(EPS)珠粒，也可在成型时加入，经加热加压，使发泡剂渗人PS珠粒中并使其溶胀而制得EPS珠粒。常用的发泡剂是戊烷。 EPS质轻，导热系数低，吸水性小，介电性能优良，并能抗震和抗冲击，广泛用于建筑、运输、冷藏和冷冻，及化工设备的保温、隔热和防震材料，以及仪器仪表的包装。

13 主要用于建筑墙体,屋面保温，复合板保温，冷库、空调、车辆、船舶的保温隔热，地板采暖，装潢雕刻等用途非常广泛
天津市三兴阳光保温建材制造有限公司 主要用于建筑墙体,屋面保温，复合板保温，冷库、空调、车辆、船舶的保温隔热，地板采暖，装潢雕刻等用途非常广泛

14 四、ABS树脂 ABS树脂是丙烯腈一丁二烯一苯乙烯的三元共聚物(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene)。

15 ABS树脂中的三种组成表现出很好的协同性，
丙烯腈使聚合物具有很好的耐化学腐蚀性、 高的表面硬度和热稳定性； 丁二烯使聚合物具有韧性和高的冲击强度； 苯乙烯则赋予聚合物良好的刚性和可加工性。 ABS树脂中单体含量的范围为：丙烯腈20％-30％，丁二烯6％-30％，苯乙烯45％-70％。

16 ABS的性能 ABS是无定形高分子材料，外观呈浅象牙色，不透明，无毒无味，相对密度为1.05左右。 突出的力学性能是冲击强度高，较高的冲击强度来源于ABS中橡胶组分对外界冲击能的吸收和对银纹发展的抑制。 良好的电绝缘性，温度、湿度和频率变化对ABS电性能的影响不显著。 耐候性较差，在紫外线和热、氧作用下易发生氧化降解，使制品变硬发脆。

17 易于吸湿，吸水率为0.3％左右。 ABS熔体粘度较高(与HIPS相似)，熔体具有较好的热稳定性，优良的成型加工性。 成型收缩率为0.4％～0.8％,可以制得尺寸精度较高的制品,表面经抛光后具有很好光泽。 很好的电镀性能,是极好的非金属电镀材料。

18 ABS 应 用 在汽车工业上的应用发展更快，已有很多零件采用ABS，如挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器等。
在机械工业中可用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、仪表盘、冰箱外壳、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里、贮槽内衬等。 在汽车工业上的应用发展更快，已有很多零件采用ABS，如挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器等。 ABS还用来制造水表壳、纺织器材、电器零件以及文教体育用具、家具等。也可用作PVC等聚合物的增韧改性剂。

19 五、其它苯乙烯系树脂 为了克服PS脆性大、耐热性差的缺点，开发了一系列改性PS。除了ABS树脂外，还有AS（SAN）、ACS、AAS、BS、MBS等。

20 2.丙烯酸树脂 丙烯酸树脂(Acrylic resin)是丙烯酸类单体的均聚物、共聚物和共混物的总称。丙烯酸类单体主要有丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、2-氯代丙烯酸甲酯和2-氰基丙烯酸甲酯等，其通式为： 由这些单体聚合而得到的多数是无色透明聚合物。

21 聚甲基丙烯酸甲酯 简称PMMA(Polymethyl Methdcrylate)，俗称有机玻璃。PMMA是高度透明、无毒无味的无定形热塑性树脂。结构式为：

22 性 能 （1）优异的光学性能，它在所有塑料中透光性最好，可见光透过率达92％，比无机硅酸盐玻璃还高。对光线吸收率小，可作为光线全反射装置。
性 能 （1）优异的光学性能，它在所有塑料中透光性最好，可见光透过率达92％，比无机硅酸盐玻璃还高。对光线吸收率小，可作为光线全反射装置。 （2）力学性能中等，室温拉伸、弯曲和压缩强度优良，冲击强度不高，碎裂后所生成的碎片不像无机玻璃那样锋利。表面硬度较低，易被硬物划伤，抗银纹的能力比较低。 （3）良好的介电和电绝缘性能，很好的抗电弧性能，介电常数大，可做高频绝缘材料。 （4）耐热性不高，60～80℃，易燃。 （5）耐溶剂性能一般，有酯基存在。 （6）具有很好的耐气候老化性。

23 用 途 PMMA的应用与它的优异光学性能和力学性能有关，在飞机、汽车中作窗玻璃、罩盖和车灯；在建筑工业中作采光天窗、防震玻璃；电子仪器的表盘零部件；医学上可作镶牙、牙托和假肢等材料；而在日用品中，各种灯具、钮扣、玩具、笔和许多装饰品都用PMMA制作。

24 聚羟乙基丙烯酸甲酯简称Poly-HEMA，结构式为：
也称为Poly-HEMA水凝胶，它具有很高的氧透过率，该树脂能高度吸水，因而变得十分柔软，目前普遍用作软质隐形眼镜(其中含水约70％)，也有的采用乙烯基吡咯酮和 Poly-HEMA或者PMMA的共聚物。 CH3

25 3. 酚醛树脂 其中主要是苯酚一甲醛缩聚物，简称PF(Phenol Formaldehyde)。 酚醛树脂
凡是酚类与醛类化合物经缩聚反应而得的树脂统称为酚醛树脂(Phenolic)。常见的酚类化合物有苯酚、甲酚和二甲酚等；醛类化合物有甲醛、糠醛等。 其中主要是苯酚一甲醛缩聚物，简称PF(Phenol Formaldehyde)。 酚醛树脂

26 酚醛树脂于1909年即开始工业生产，历史最为悠久，由于它原料易得，合成简便，价格低廉，制成的酚醛塑料具有良好的电性能、力学性能、耐热性能和化学稳定性，在塑料生产中至今仍占有相当重要的地位。当前酚醛树脂世界总产量占合成聚合物的4％～6％，居第六位。

27 当使用催化剂的酸碱性以及苯酚/甲醛比例不同时,可以生成热塑性或热固性酚醛树脂。
(1)热塑性： 酸（HCl）为催化剂，酚与醛比例大于1，松香状，性脆，可溶，可熔； (2)热固性：以碱为催化剂(例如NH3 、 Ba(0H)2 、NaOH等),且甲醛过量时(甲醛/苯酚=7／6)。 甲阶 二元或三元羟甲基苯酚 乙阶 中间 丙阶 体型

28 与其它热固性树脂相比，酚醛树脂有如下特点：
①密度低，强度较高，具有很高的热强度，但质脆，抗冲击性能较差，在高温下长期暴露所保持的强度百分数较高； ②价格低廉，固化时不需加入其它助剂，但由于固化时有挥发物，成型加工需较大的压力； ③工艺性能好，从热模中取出时变形倾向很小，由于有甲、乙、丙三个阶段，生产的调节和控制较方便； ④耐火焰性好，耐有机溶剂和弱酸弱碱； ⑤有较好的电性能，介电损耗与频率关系不大，但不适用于高频电场，潮湿敏感性大。

29 主要用途 ： ① 电绝缘材料。早期电工级绝缘材料中80％是用酚醛模塑料，可像木材一样进行二次加工，故有“电木”之称；
② 制造各种管材材料和某些机械零件； ③ 用作隔热和耐高温材料，制造刹车用片材，玻璃布的模压料可在200℃长期使用； ④ 制造发泡蜂窝材料，用于飞机、 造船和建筑中；

30 ⑤可作为木材加工工业或其它工业用的胶粘剂。
近年来酚醛树脂和塑料有了新品种，如用热塑性弹性体或丁腈橡胶改性的或以玻纤增强的高强度品种，以玻璃纤维为填料的耐燃耐热品种，具有特殊功能性(如高耐磨性、导电性、电磁屏蔽性、高尺寸稳定性、无毒增强型)酚醛塑料等。从而使酚醛塑料这一古老品种至今仍保持生机勃勃。

31 4. 氨基树脂 氨基类树脂(Amino resins)是由氨基化合物和醛类化合物缩聚的产物。工业上生产的氨基类树脂主要有脲甲醛树脂UF(Urea Formaldehyde resin)和三聚氰胺树脂或称密胺树脂 MF(Melamine Formaldehyde resin)。

32 脲甲醛树脂 脲甲醛树脂是由脲(尿素)与甲醛缩聚制得的一种氨基树脂，具有耐燃、耐电弧、易着色、表面硬度高、耐溶剂以及无毒、无臭、无味，本身呈透明状等特点，可制成表面光洁、色彩鲜明的玉状制品。多用于食具、钮扣、把手、壳体、装饰品，也可用于电器、仪表等工业配件(被称为“电玉”)。它的缺点是耐湿性差、易受潮气和水的影响而发生变形或裂纹，而且耐热性较差，长期使用温度在70℃以下。也可用作粘合剂和涂料。

33 三聚氰胺甲醛树脂 三聚氰胺一甲醛树脂是由三聚氰胺和甲醛缩聚而成的热固性树脂，以MF为基材，加入固化剂、填料、着色剂和润滑剂等可制得MF塑料，简称密胺塑料。它不但具有UF塑料类似的优点，而且具有更高的耐热性、耐湿性，吸水率低，可在沸水条件下长期使用，有时使用温度可达 ℃。MF塑料制品表面硬度较高，耐污染，能像陶瓷那样方便地去除茶渍等污物，因而广泛地用作餐具、医疗器具以及耐电弧制品。

34 用a-纤维素填充的MF或UF混合料可用于模塑餐具、洗脸盆、用具手柄、电器开关等。这种混合料还在军事和民用部门获得广泛的关注，它们可制成规定大小的模塑颗粒作为喷磨介质，清除金属表面(主要是飞机上)的油漆,这种方法在节省时间方面是非常有效的。