我們通常使用的塑料不是純物質(zhì),它是由多種材料配制而成的。聚合物,也稱為合成樹(shù)脂,是塑料的主要成分。此外,為了提高塑料的性能,需要在聚合物中添加各種輔助材料,如填料、增塑劑、潤(rùn)滑劑、穩(wěn)定劑、著色劑等,才能成為高性能塑料。
1.合成樹(shù)脂
合成樹(shù)脂是塑料的主要成分,含量一般在40%至之間。由于樹(shù)脂含量高,而且樹(shù)脂的性能往往決定著塑料的性能,樹(shù)脂通常被視為塑料的同義詞。例如,將聚氯乙烯樹(shù)脂與聚氯乙烯塑料混合,將酚醛樹(shù)脂與酚醛塑料混合。事實(shí)上,樹(shù)脂和塑料是兩個(gè)不同的概念。樹(shù)脂是一種未經(jīng)加工的原始聚合物,不僅用于制造塑料,還可用于涂料、粘合劑和合成纖維的原材料。除了極少數(shù)含有樹(shù)脂外,絕大多數(shù)塑料除了主要成分樹(shù)脂外,還需要添加其他物質(zhì)。
2.填料
填料,也稱為填料,可以提高塑料的強(qiáng)度和耐熱性,并降低成本。例如,在酚醛樹(shù)脂中加入木粉可以大大降低成本,使酚醛塑料成為更便宜的塑料之一,同時(shí)也顯著提高了機(jī)械強(qiáng)度。填料可分為兩類:有機(jī)填料和無(wú)機(jī)填料。前者包括木粉、抹布、紙張和各種紡織纖維,后者包括玻璃纖維、硅藻土、石棉、炭黑等。
3.增塑劑
增塑劑可以增加塑料的可塑性和柔軟性,降低脆性,使塑料易于加工和成型。增塑劑通常是與樹(shù)脂混溶的高沸點(diǎn)有機(jī)化合物,無(wú)毒、無(wú)臭、光和熱穩(wěn)定,常用的是鄰苯二甲酸酯。例如,在生產(chǎn)聚氯乙烯塑料時(shí),如果添加大量的增塑劑,可以獲得柔軟的聚氯乙烯塑料。如果不添加或添加更少的增塑劑(用量<10%),可以獲得硬質(zhì)聚氯乙烯塑料。
4.穩(wěn)定器
為了防止合成樹(shù)脂在加工和使用過(guò)程中被光和熱分解和損壞,并延長(zhǎng)其使用壽命,應(yīng)在塑料中添加穩(wěn)定劑。常用的包括硬脂酸酯、環(huán)氧樹(shù)脂等。
5.著色劑
著色劑可以賦予塑料各種明亮美麗的顏色。有機(jī)染料和無(wú)機(jī)顏料通常用作著色劑。
6.潤(rùn)滑劑
潤(rùn)滑劑的作用是防止塑料在成型過(guò)程中粘在金屬模具上,同時(shí)使塑料表面光滑美觀。常用的潤(rùn)滑劑包括硬脂酸及其鈣鎂鹽。
除了上述添加劑外,還可以在塑料中添加阻燃劑、發(fā)泡劑、抗靜電劑等,以滿足不同的使用要求。
塑料的特性
1.塑料有可塑性
顧名思義,塑料是一種可以成形的材料。所謂塑料的塑性,是指將固體塑料加熱使其變軟,然后將軟化的塑料放入模具中,使其冷卻并再次固化為具有一定形狀的固體的過(guò)程。塑料的這種性質(zhì)也有一定的缺陷,即暴露在高溫下容易軟化變形,有些塑料甚至在用高溫水加熱時(shí)會(huì)變形。因此,塑料制品通常不適合與沸水接觸。
2.塑料有彈性
有些塑料,如合成纖維,具有一定的彈性。當(dāng)它被外力拉伸時(shí),卷曲的分子由于其柔韌性而變直。然而,一旦張力被取消,它就會(huì)恢復(fù)到原來(lái)的卷曲狀態(tài),使塑料具有彈性,如聚乙烯和聚氯乙烯薄膜產(chǎn)品。但是有些塑料沒(méi)有彈性。
3.塑料強(qiáng)度高
盡管塑料沒(méi)有金屬那么硬,但與玻璃、陶瓷、木材等相比,它仍然具有相對(duì)較高的強(qiáng)度和耐磨性。塑料可以制成堅(jiān)固的齒輪和機(jī)器上的軸承。
4.塑料具有耐腐蝕性
塑料在潮濕的空氣中不會(huì)像金屬一樣生銹,在潮濕的環(huán)境中也不會(huì)像木材一樣腐爛或受到微生物的攻擊。此外,塑料耐酸堿腐蝕。因此,塑料經(jīng)常被用作化工廠的供水和輸液管道,以及建筑物的門(mén)窗。
5.塑料具有絕緣性能
塑料的分子鏈由具有共價(jià)鍵的原子結(jié)合在一起。分子既不能電離也不能轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)中的電子,因此塑料具有絕緣性。塑料可用于制造電線護(hù)套、電氣插座和電氣外殼。
6.塑料制造工藝
絕大多數(shù)汽車塑料配件是通過(guò)首先生產(chǎn)合成樹(shù)脂(通過(guò)單體聚合獲得),然后根據(jù)需要將樹(shù)脂(有時(shí)添加一定量的添加劑)進(jìn)一步加工成塑料產(chǎn)品來(lái)制造的。有少數(shù)品種(如有機(jī)玻璃)的樹(shù)脂合成和塑料成型同時(shí)進(jìn)行。
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