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塑料的性能?根据组分、热表现、使用领域的不同分类
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2025-1-11 10:08:27
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塑料具有质轻、比强度高、电绝缘、耐化学腐蚀、容易成型加工等特点。塑料的密度范围大致为0.9~2.3g/cm3,仅为钢铁的1/8~1/4、铝的1/2左右,密度的大小主要由使用的填料决定。各种泡沫塑料的密度更低,约为0.01~0.5g/cm3。按单位质量计算的强度称为比强度。有些增强塑料的比强度接近甚至超过钢材。几乎所有的塑料都具有优异的电绝缘性能,表面电阻约为109~1018Ω,因而广泛用作电绝缘材料。塑料中加入导电的填料,如金属粉、石墨等,或经特殊处理,可制成具有一定电导率(conductivity)的导体或半导体以供特殊需要。塑料也常用作绝热材料。许多塑料的摩擦系数很低,可用于制造轴承、轴瓦、齿轮等部件,且可用水作润滑剂,如聚酰胺(polyamide)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)等。同时,有些塑料的摩擦系数较高,如芳香族聚酯,可用于制作制动装置的摩擦零件,如刹车片等。
塑料的缺点主要是,力学性能比金属材料差,表面硬度也较低,大多数品种易燃,耐热性较差。在外加载荷作用下,塑料会缓慢地产生塑性流动或变形,即蠕变(creep)现象。此外,塑料易受大气和阳光中的氧气、水分、紫外光、臭氧等因素影响,发生老化。
根据组分数目,塑料可分为单组分塑料和多组分塑料。塑料中聚合物的含量一般为40%~100%。单组分的塑料基本上是由聚合物组成的,不加任何添加剂,如聚四氟乙烯;或只加少量添加剂,如聚乙烯(polyethylene)、聚丙烯(polypropylene)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)等。大多数塑料品种如酚醛塑料(phenolic plastic)和聚氯乙烯(polyvinyl chloride)是一个多组分体系,除基本组分聚合物之外,还包含各种各样的添加剂。
根据对热的表现不同,塑料可分为热塑性塑料(thermoplastic plastics)和热固性塑料(thermoseting plastics)两大类。热塑性塑料是指在特定温度下能反复加热软化和冷却硬化的塑料。热塑性塑料占塑料总产量的80%以上,主要品种有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯(polystyrene)、聚酰胺等以及由这些塑料并用组成的共混物或塑料合金。热固性塑料是指在一定条件(如加热、加压)下,能通过化学反应固化成不熔不溶性的塑料。热固性塑料由单体直接形成网状聚合物或通过交联线形预聚物而形成;一旦形成交联聚合物,受热后不能再回复到可塑状态,固化与成型过程同时完成。热固性塑料的主要品种有酚醛树脂、氨基树脂(amino resin)、不饱和聚酯(unsaturated polyester)、环氧树脂(epoxy resin)、呋喃树脂(furan resin)等及其改性树脂为基体制成的塑料。
按塑料的使用领域分类,又可分为通用塑料(general-purpose plastics)和工程塑料(engineering plastics)两大类。通用塑料是指产量大、用途广、价格较低、力学性能一般、主要作非结构材料使用的塑料,主要包括六大品种,即聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛树脂和氨基树脂,其产量占塑料总产量的80%以上,构成了塑料工业的主体。工程塑料是指能承受一定的外力,具有良好的力学性能和尺寸稳定性,在高、低温下能保持其优良性能,可用作工程结构制件的塑料。这类塑料机械强度高或具备耐高温、耐腐蚀、耐辐射等特殊性能,因而可替代金属作某些机械构件或作其他特殊用途。主要品种有聚酰胺、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚甲醛(polyoxymethylene,polyformaldehyde)、聚醚醚酮(polyether ether ketone)等十几种。近年来随着科学技术的迅速发展,对高分子材料性能的要求越来越高,工程塑料的应用领域不断拓展,产量逐年增大,使得工程塑料与通用塑料之间的界限变得模糊,难以截然划分。如聚丙烯经过改性后也可作工程塑料,而ABS随着其价格降低也可用作通用塑料。
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