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類型概述
塑膠原料定義為是一種以合成的或天然的
高分子聚合物,可任意捏成各種形狀最後能保持形狀不變的材料或可塑材料產品。
學名 | 簡稱 | 中文學名 | 俗稱 | 回收 標識 | 用途 |
Polyethylene | PE | | | | 食品包裝袋、餐具 |
Polypropylene | PP | | 百折膠,塑膠 | 05 | 微波爐餐盒 |
High Density Polyethylene | HDPE | | 硬性軟膠 | 02 | 清潔用品、沐浴產品 |
Low Density Polyethylene | LDPE | | | 04 | 保鮮膜、塑膠膜等 |
Linear Low Density Polyethylene | LLDPE | | | | |
Polyvinyl Chloride | PVC | 聚氯乙烯 | 搪膠 | 03 | 很少用於食品包裝 |
General Purpose Polystyrene | GPPS | | 硬膠 | | |
Expansible Polystyrene | | 聚苯乙烯泡沫 | 發泡膠 | | |
High Impact Polystyrene | HIPS | 耐衝擊性聚苯乙烯 | 耐衝擊硬膠 | | |
Styrene-Acrylonitrile Copolymers | AS,SAN | 苯乙烯─丙烯腈共聚物 | 透明大力膠 | | |
Acrylonitrile-Butadiene-Styrene Copolymers | ABS | 丙烯腈─丁二烯─苯乙烯共聚合物 | 超不碎膠 | | |
Polymethyl Methacrylate | PMMA | | 亞克力 有機玻璃 | | |
Ethylene-Vinyl AcetateCopolymers | | 乙烯─醋酸乙烯酯共聚合物 | 橡皮膠 | | |
Polyethylene Terephthalate | | | 聚酯 | 01 | 寶特瓶、碳酸飲料瓶 |
Polybutylene Terephthalate | | 聚對苯二甲酸丁酯 | | | |
Polyamide(Nylon 6.66) | | | 尼龍 | | |
Polycarbonates | | 聚碳酸樹酯 | 防彈膠 | 07 | 水壺、水杯、奶瓶 |
Polyacetal | | 聚甲醛樹酯 | 賽鋼、奪鋼 | | |
Polyphenyleneoxide | | | Noryl | | |
Polyphenylenesulfide | | 聚亞苯基硫醚 | 聚苯硫醚 | | |
Polyurethanes | PU | 聚氨基甲酸乙酯 | 聚氨酯 | | |
Polystyrene | PS | | | 06 | 碗裝泡麵盒、快餐盒 |
塑膠是重要的有機合成
高分子材料,套用非常廣泛。但是廢棄塑膠帶來的“白色污染”也越來越嚴重,如果我們能詳細了解塑膠的組成及分類,不僅能幫助我們科學地使用塑膠製品,也有利於塑膠的分類回收,並有效控制和減少“白色污染”。
主要特性
耐衝擊性好;
具有較好的透明性和耐磨耗性;
絕緣性好,導熱性低;
一般成型性、著色性好,加工成本低;
尺寸穩定性差,容易變形;
多數塑膠耐低溫性差,低溫���變脆,容易老化;
某些塑膠易溶於溶劑。
塑膠可區分為
熱固性與
熱塑性二類,前者無法重新塑造使用,後者可以再重複生產。熱可塑性其物理延伸率較大,一般在50%~500%。在不同延伸率下力不完全成線性變化。
塑膠不同性能決定了其在生活在工業中的用途,隨著技術的進步,對
塑膠改性一直沒有停止過研究。希望不遠的將來,塑膠通過改性後的可以有更廣泛的套用,甚至可代替鋼鐵等材料並對環境不再污染。
分子結構
基本有兩種類型:第一種是
線型結構,具有這種結構的高分子化合物稱為線型
高分子化合物;第二種是體型結構,具有這種結構的高分子化合稱為體型高分子化合物。有些高分子帶有支鏈,稱為支鏈高分子,屬於線型結構。有些高分子雖然分子間有交聯,但交聯較少,稱為網狀結構,屬於體型結構。
兩種不同的結構,表現出兩種相反的性能。線型結構,加熱能熔融,硬度和脆性較小的特點。體型結構硬度和脆性較大。塑膠則兩種結構的高分子都有,由線型高分子製成的是
熱塑性塑膠,由體型高分子製成的是熱固性塑膠。
材料特性
〈1〉 耐化學侵蝕
〈2〉 具光澤,部份透明或半透明
〈3〉 大部分為良好絕緣體
〈4〉 質量輕且堅固
〈5〉 加工容易可大量生產,價格便宜
〈6〉 用途廣泛、效用多、容易著色、部分耐高溫
優點
1.大部分塑膠的抗腐蝕能力強,不與酸、鹼反應。
2.塑膠製造成本低。
3.耐用、防水、質輕。
4.容易被塑製成不同形狀。
5.是良好的絕緣體。
6.塑膠可以用於製備
燃料油和燃料氣,這樣可以降低
原油消耗。
缺點
1.回收利用廢棄塑膠時,分類十分困難,而且經濟上不合算。
2.塑膠容易燃燒,燃燒時產生
有毒氣體。例如
聚苯乙烯燃燒時產生
甲苯,這種物質少量會導致失明,吸入有嘔吐等症狀,
PVC燃燒也會產生
氯化氫有毒氣體,除了燃燒,就是高溫環境,會導致塑膠分解出有毒成分,例如
苯等。
3.塑膠是由石油煉製的產品製成的,石油資源是有限的。
4.塑膠埋在地底下幾百年、幾千年甚至幾萬年也不會腐爛。
5.塑膠的耐熱性能等較差,易於老化。
6.由於塑膠的無法自然降解性,它已成為人類的第一號敵人,也已經導致許多動物死亡的悲劇。比如動物園的
猴子,
鵜鶘,
海豚等動物,都會誤吞遊客隨手丟的1號塑膠瓶,最後由於不消化而痛苦地死去;望去美麗純淨的海面上,走近了看,其實飄滿了各種各樣的無法為海洋所容納的
塑膠垃圾,在多隻死去海鳥樣本的腸子裡,發現了各種各樣的無法被消化的塑膠。
生物降解
“塑膠在黃粉蟲腸道快速生物降解,揭示了丟棄在環境中塑膠廢物的新命運。”北京航空航天大學楊軍教授說。
塑膠在環境中難以自然降解,而聚苯乙烯又是其中之最,由於高分子量和高穩定性,普遍認為微生物無法降解聚苯乙烯類塑膠。2015年北京航空航天大學楊軍教授研究組、深圳華大基因公司趙姣博士等在環境學科領域的權威期刊《EnvironmentalScience&Technology》上合作發表了兩篇姊妹研究論文,證明了
黃粉蟲(
麵包蟲)的幼蟲可降解聚苯乙烯這類最難降解的塑膠。
該研究顯示,以聚苯乙烯泡沫塑膠作為唯一食源,黃粉蟲幼蟲可存活1個月以上,最後發育成成蟲,其所齧食的聚苯乙烯被完全
降解礦化為
CO2或同化為蟲體脂肪。這種發現為解決全球性的塑膠污染問題提供了思路。
世界難題
石油化工生產的塑膠廢物污染是世界環境難題。大部分塑膠一次性消費使用後即被丟棄。迄今為止學術界認為,塑膠產品由於物理化學結構穩定、在自然環境中可能數十至數百年不會被分解。
楊軍教授介紹,2013年全球消費2.99億噸塑膠,其中聚苯乙烯類塑膠占7%,每年消耗約2100萬噸,常見的塑膠飯盒、咖啡杯等可承受開水溫度的材料即為聚苯乙烯。權威的調查已經表明,聚苯乙烯這種塑膠在土壤、污泥、腐爛垃圾,或糞肥微生物群落里,4個月僅降解0.01%-3%的範圍。
每年全世界有4000萬噸的廢棄塑膠在環境中積累,中國每年約有200萬噸廢棄塑膠丟在環境裡。以農田用農膜為例,��國農膜年產量達百萬噸,且以每年10%的速度遞增,無論覆蓋何種作物,所有覆膜土壤都有殘膜。據統計,我國農膜年殘留量高達35萬噸,殘膜率達42%,大量殘膜遺留在農田0-30厘米的耕作層。也就是說,有近一半的農膜殘留在土壤中,食品安全方面是一個極大隱患。
“塑膠在土壤中完全被微生物同化,降解成CO2和水實現無機礦化,可能需要200-400年時間,從而造成在環境中的積累。”楊軍教授告訴羊城晚報記者。
蟲子幫忙
2005年起,楊軍團隊開始研究塑膠生物降解。主攻最難降解的聚苯乙烯等塑膠降解。
科學家此前使用幾種土壤無脊椎動物實驗,如蚯蚓、千足蟲、蛞蝓、蝸牛等看看其能否吃掉塑膠。在飼餵14C標記的塑膠如聚氯乙烯(
PVC)、聚乙烯(
PE)和聚丙烯(PP),結果顯示無法降解。
楊軍認為,生物降解塑膠的思路要開拓,不能只局限於微生物,可以考慮鱗翅目昆蟲、白蟻等,海洋中的蛀船蟲和鑽孔蚌能侵蝕聚乙烯和海底電纜,也可考慮從這些生物中分離並克隆能產生活性基團的關鍵酶及其基因。
楊軍團隊的2014年研究發現,蠟蟲(印度谷螟幼蟲)能夠咀嚼和進食聚乙烯PE薄膜,幼蟲腸道分離出能夠降解PE薄膜的兩種菌株,即腸桿菌屬YT1和芽孢桿菌YP1。隨後研究團隊發現,黃粉蟲幼蟲是一種吃掉塑膠更為厲害的動物,其尺寸比蠟蟲更大(通常長35毫米,寬度3毫米),其可以將泡沫塑膠作為唯一食品。黃粉蟲有4個生活階段:卵、幼蟲、蛹和成蟲。
黃粉蟲又叫麵包蟲,在昆蟲分類學上隸屬於鞘翅目,擬步行蟲科,粉甲蟲屬(擬步行蟲屬)。原產北美洲,50年代從前蘇聯引進中國飼養,黃粉蟲被譽為“蛋白質飼料庫”。其乾品含脂肪30%,含蛋白質高達50%以上,此外還含有磷、鉀、鐵等多種元素。乾燥的黃粉蟲幼蟲含蛋白質40%左右、蛹含57%、成蟲含60%。
在中國國內,黃粉蟲實際上類似蠶,人類可以直接食用,炒著吃,也可以用來做飼料,黃粉蟲作飼料餵養的蠍子、蜈蚣、蛤蚧、蛇、熱帶魚和金魚,不僅生長快、成活率高,而且抗病力強,繁殖力也大大提高。養殖黃粉蟲十分容易,養殖戶可用新鮮燕麥、小麥糠、蘋果養殖。
蟲子吃掉塑膠
楊軍教授的團隊從中石化燕山分公司購買了聚苯乙烯塑膠原料,這些原料中沒有添加劑和催化劑。而α-13C、β-13C標記的聚苯乙烯塑膠樣品則從美國購買。黃粉蟲從北京大興、河北秦皇島等昆蟲養殖場購買,用穀物飼養,這些蟲子位於3-4蟲齡(即褪了3-4次皮)。
這些黃粉蟲被放置在一個有泡沫塑膠塊的聚丙烯塑膠容器里。實驗人員定期測量被黃粉蟲吃掉的泡沫塑膠塊重量,對照組是常規麥麩飼養的黃粉蟲,實驗中500個
黃粉蟲以5.8克的泡沫為唯一食物,在控制條件的溫室中單獨飼養(25±1°C,80±2%濕度,和16:8光/暗周期)。在孵化過程中,死亡的黃粉蟲立即去除。
楊軍等人在實驗中,以泡沫塑膠為單一食源餵養黃粉蟲幼蟲。對比正常飼養(餵食麩皮)和停食的幼蟲,結果發現,在16天實驗期內,幼蟲乾重儘管並未如正常飼養的幼蟲顯著增加(+33.6%),僅小量增加了0.2%(這是由於相比麩皮,泡沫塑膠的水含量和營養價值較低),但也未像停食的幼蟲乾重明顯降低(-24.9%),並且對比餵食塑膠和麩皮兩組的幼蟲存活率,並無明顯差異。
100隻黃粉蟲每天可以吃掉34-39毫克的泡沫塑膠。在16天的試驗期,蟲子攝入泡沫塑膠中47.7%轉化為CO2。而殘留(約49.2%)被轉化為類似兔糞便的生物降解顆粒被排泄出體外。試驗用α-13C或β-13C標記的聚苯乙烯塑膠證實其被礦化為碳13標記二氧化碳和脂類。幼蟲腸道內聚苯乙烯泡沫停留時間不超過24小時就降解。
用聚苯乙烯泡沫塑膠作為唯一食物的幼蟲,與那些餵以正常食物(麥麩)的蟲子過了1個月後,健康情況一樣,最後發育成甲殼成蟲。黃粉蟲在泡沫上吃出了一個一個洞。通過蟲子的腸道後,攝入的泡沫塑膠的化學結構和組成發生變化。通過採用凝膠滲透色譜(GPC)、碳13的核磁共振光譜,熱重傅立葉變換紅外光譜,證實了幼蟲腸道中聚苯乙烯長鏈分子斷裂形成蟲子代謝產物隨著糞便排出。
實驗還進一步在幼蟲腸道中成功分離出可以利用聚苯乙烯為唯一碳源進行生長的聚苯乙烯降解細菌——微小桿菌YT2(Exiguobacteriumsp.YT2)。該菌株已保存在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心和國家基因庫,是國際上報導的第一株保存在菌種中心的
聚苯乙烯降解細菌。
能吃所有塑膠
研究團隊給出了黃粉幼蟲齧食降解聚苯乙烯機理:第一步,泡沫塑膠首先被黃粉幼蟲嚼噬成細小碎片並攝入腸道中;第二步,嚼噬作用增加了聚苯乙烯泡沫與微生物和胞外酶的接觸面積,所攝食的碎片在腸道微生物所分泌的胞外酶作用下,進一步解聚成小分子產物;第三步,這些小分子產物在多種酶菌和黃粉幼蟲自身酶的作用下,進一步降解並同化形成幼蟲自身組織;第四步殘留的泡沫碎片與部分降解中間產物,混合部分腸道微生物,以蟲糞的形態排泄出體內,在蟲糞中泡沫塑膠可能還會進一步繼續降解。
成分
成分簡介
我們通常所用的塑膠並不是一種單一成分,它是由許多材料配製而成的。其中
高分子聚合物(或稱合成樹脂)是塑膠的主要成分,此外,為了改進塑膠的性能,還要在高分子化合物中添加各種輔助材料,如填料、增塑劑、潤滑劑、穩定劑、
著色劑、抗靜電劑等,才能成為性能良好的塑膠。
塑膠助劑又叫
塑膠添加劑,是聚合物(合成樹脂)進行成型加工時為改善其加工性能或為改善樹脂本身性能所不足而必須添加的一些化合物。例如,為了降低聚氯乙烯樹脂的成型溫度,使製品柔軟而添加的增塑劑;又如為了製備質量輕、抗振、隔熱、隔音的泡沫塑膠而要添加發泡劑;有些塑膠的熱分解溫度與成型加工溫度非常接近,不加入熱穩定劑就無法成型。因而,塑膠助劑在
塑膠成型加工中占有特別重要的地位。
合成樹脂
合成樹脂是塑膠的最主要成分,其在塑膠中的含量一般在40%~100%。由於含量大,而且樹脂的性質常常決定了塑膠的性質,所以人們常把樹脂看成是塑膠的同義詞。例如把
聚氯乙烯樹脂與聚氯乙烯塑膠、
酚醛樹脂與酚醛塑膠混為一談。其實樹脂與塑膠是兩個不同的概念。樹脂是一種未加工的原始高分子化合物,它不僅用於製造塑膠,而且還是塗料、
膠粘劑以及合成纖維的原料。而塑膠除了極少一部分含100%的樹脂外,絕大多數的塑膠,除了主要
組分樹脂外,還需要加入其他物質。
填料
填料又叫
填充劑,它可以提高塑膠的強度和耐熱性能,並降低成本。例如
酚醛樹脂中加入木粉後可大大降低成本,使酚醛塑膠成為最廉價的塑膠之一,同時還能顯著提高
機械強度。填料可分為有機填料和無機填料兩類,前者如木粉、碎布、紙張和各種織物纖維等,後者如
玻璃纖維、
硅藻土、石棉、
炭黑等。填充劑在塑膠中的含量一般控制在40% 以下。
增塑劑
增塑劑,或稱
塑化劑可增加塑膠的可塑性和柔軟性,降低脆性,使塑膠易於加工成型。增塑劑(塑化劑) 一般是能與樹脂混溶,無毒、無臭,對光、熱穩定的高沸點有機化合物,最常用的是
鄰苯二甲酸酯類。例如生產聚氯乙烯塑膠時,若加入較多的增塑劑便可得到軟質
聚氯乙烯塑膠,若不加或少加
增塑劑(用量<10%),則得硬質聚氯乙烯塑膠。
穩定劑
穩定劑主要是指保持高聚物塑膠、
橡膠、
合成纖維等穩定,防止其分解、老化的試劑。為了防止合成樹脂在加工和使用過程中受光和熱的作用分解和破壞,延長使用壽命,要在塑膠中加入穩定劑。常用的有
硬脂酸鹽、環氧樹脂等。穩定劑的用量一般為塑膠的0.3~0.5%。
著色劑
著色劑可使塑膠具有各種鮮艷、美觀的顏色。常用有機染料和
無機顏料作為著色劑。合成樹脂的本色大都是白色半透明或無色透明的。在工業生產中常利用著色劑來增加塑膠製品的色彩。
潤滑劑
潤滑劑的作用是防止塑膠在成型時粘在金屬模具上,同時可使塑膠的表面光滑美觀。常用的潤滑劑有硬脂酸及其鈣鎂鹽等。
抗氧劑
防止塑膠在加熱成型或在高溫使用過程中受熱氧化,而使塑膠變黃,發裂等。
抗靜電劑
塑膠是卓越的絕緣體,所以很容易帶靜電,而抗靜電劑可以賦予塑膠以輕度 至中等的電導性,從而可防止製品上靜電荷的積聚。
分類
用途分類
根據各種塑膠不同的使用特性,通常將塑膠分為通用塑膠、
工程塑膠和
特種塑膠三種類型。
①通用塑膠
一般是指產量大、用途廣、成型性好、價格便宜的塑膠。通用塑膠有五大品種,即
聚乙烯(PE)、
聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、
聚苯乙烯(PS)及丙烯腈─
丁二烯─苯乙烯共聚合物(ABS)。這五大類塑膠占據了塑膠原料使用的絕大多數,其餘的基本可以歸入特殊塑膠品種,如:PPS、PPO、PA、PC、POM等,它們在日用生活產品中的用量很少,主要套用在工程產業、國防科技等高端的領域,如汽車、航天、建築、通訊等領域。塑膠根據其可塑性分類,可分為熱塑性塑膠和熱固性塑膠。通常情況下,熱塑性塑膠的產品可再回收利用,而熱固性塑膠則不能,根據塑膠的光學性能來分,可分為透明、半透明及不透明原料,如PS、PMMA、AS、PC等屬於透明塑膠,而其它大多數塑膠都為不透明塑膠。
顆粒常用塑膠品種性能及用途
1.
聚乙烯:常用聚乙烯可分為低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和���性低密度聚乙烯(LLDPE)。三者當中,HDPE有較好的熱性能、電性能和機械性能,而LDPE和LLDPE有較好的柔韌性、衝擊性能、成膜性等。LDPE和LLDPE主要用於包裝用薄膜、農用薄膜、塑膠改性等,而HDPE 的用途比較廣泛,薄膜、管材、注射日用品等多個領域。
特種塑膠
2.聚丙烯:相對來說,聚丙烯的品種更多,用途也比較複雜,領域繁多,品種主要有均聚聚丙烯(homopp),嵌段共聚聚丙烯(copp)和無規共聚聚丙烯(rapp),根據用途的不同,均聚主要用在拉絲、纖維、注射、BOPP膜等領域,共聚聚丙烯主要套用於家用電器注射件,改性原料,日用注射產品、管材等,
無規聚丙烯主要用於透明製品、高性能產品、高性能管材等。
3.聚氯乙烯:由於其成本低廉,產品具有自阻燃的特性,故在建築領域裡用途廣泛,尤其是下水道管材、塑鋼門窗、板材、人造皮革等用途最為廣泛。
4.聚苯乙烯:作為一種透明的原材料,在有透明需求的情況下,用途廣泛,如汽車燈罩、日用透明件、透明杯、罐等。
5.ABS:是一種用途廣泛的工程塑膠,具有傑出的物理機械和熱性能,廣泛套用於家用電器、面板、面罩、組合件、配件等,尤其是家用電器,如洗衣機、空調、冰櫃、電扇等,用量十分龐大,另外在塑膠改性方面,用途也很廣。
②工程塑膠
一般指能承受一定外力作用,具有良好的
機械性能和耐高、
低溫性能,尺寸穩定性較好,可以用作工程結構的塑膠,如
聚醯胺、聚碸等。在工程塑膠中又將其分為通用工程塑膠和
特種工程塑膠兩大類。工程塑膠在機械性能、耐久性、耐腐蝕性、耐熱性等方面能達到更高的要求,而且加工更方便並可替代金屬材料。工程塑膠被廣泛套用於電子電氣、汽車、建築、辦公設備、機械、航空航天等行業,以塑代鋼、以塑代木已成為國際流行趨勢。
特種工程塑膠又有交聯型的非交聯型之分。交聯型的有:聚氨基雙
馬來醯胺、聚三嗪、交聯
聚醯亞胺、耐熱環氧樹指等。非交聯型的有:聚碸、
聚醚碸、聚苯硫醚、聚醯亞胺、聚醚醚酮(PEEK)等。
③特種塑膠
一般是指具有特種功能,可用於航空、航天等特殊套用領域的塑膠。如氟塑膠和
有機矽具有突出的耐高溫、自潤滑等特殊功用,
增強塑膠和泡沫塑膠具有高強度、高緩衝性等特殊性能,這些塑膠都屬於特種塑膠的範疇。
a.增強塑膠:
增強塑膠原料在外形上可分為粒狀(如鈣塑增強塑膠)、纖維狀(如玻璃纖維或
玻璃布增強塑膠)、片狀(如雲母增強塑膠)三種。按材質可分為布基增強塑膠(如碎布增強或石棉增強塑膠)、無機礦物填充塑膠(如
石英或雲母填充塑膠)、纖維增強塑膠(如
碳纖維增強塑膠)三種。
b.泡沫塑膠:
泡沫塑膠可以分為硬質、半硬質和軟質泡沫塑膠三種。硬質泡沫塑膠沒有柔韌性,壓縮硬度很大,只有達到一定應力值才產生變形,應力解除後不能恢復原狀;軟質泡沫塑膠富有柔韌性,壓縮硬度很小,很容易變形,應力解除後能恢復原狀,
殘餘變形較小;半硬質泡沫塑膠的柔韌性和其他性能介於硬質與軟質泡沫塑膠之間。
理化分類
(1)熱塑性塑膠
熱塑性塑膠(Thermo plastics ):指加熱後會熔化,可流動至模具冷卻後成型,再加熱後又會熔化的塑膠;即可運用加熱及冷卻,使其產生可逆變化(液態←→固態),是所謂的物理變化。通用的熱塑性塑膠其連續的使用溫度在100℃以下,聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯並稱為四大通用塑膠。熱塑膠性塑膠又分烴類、含極性基因的
乙烯基類、工程類、纖維素類等多種類型。受熱時變軟,冷卻時變硬,能反覆軟化和硬化並保持一定的形狀。可溶於一定的溶劑,具有可熔可溶的性質。熱塑性塑膠具有優良的電絕緣性,特別是
聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚
丙烯(PP)都具有極低的
介電常數和介質損耗,宜於作高頻和高電壓
絕緣材料。熱塑性塑膠易於成型加工,但耐熱性較低,易於蠕變,其蠕變程度隨承受負荷、環境溫度、溶劑、濕度而變化。為了克服熱塑性塑膠的這些弱點,滿足在空間技術、新能源開發等領域套用的需要,各國都在開發可熔融成型的耐熱性樹脂,如聚醚醚酮(PEEK)、聚醚碸(PES)、聚芳碸(PASU)、聚苯硫醚(PPS)等。以它們作為基體樹脂的
複合材料具有較高的
力學性能和耐化學腐蝕性,能熱成型和焊接,層間
剪下強度比環氧樹脂好。如用聚醚醚酮作為基體樹脂與碳纖維製成複合材料,耐疲勞性超過環氧/碳纖維。它的耐衝擊性好,在室溫下具有良好的耐蠕變性,加工性好,可在240~270℃連續使用,是一種非常理想的耐高溫絕緣材料。用聚醚碸作為基體樹脂與碳纖維製成的複合材料在 200℃具有較高的強度和硬度,在-100℃尚能保持良好的耐衝擊性;無毒,不燃,發煙最少,耐輻射性好,預期可用它作航天飛船的
關鍵部件,還可模塑加工成
雷達天線罩等。
甲醛交聯型塑膠包括酚醛塑膠、氨基塑膠(如脲-甲醛-
三聚氰胺-甲醛等)。其他交聯型塑膠包括
不飽和聚酯、環氧樹脂、鄰苯二甲二烯丙酯樹脂等。
塑膠薄膜(2)熱固性塑膠
熱固性塑膠是指在受熱或其他條件下能固化或具有不溶(熔)特性的塑膠,如酚醛塑膠、
環氧塑膠等。熱固性塑膠又分甲醛交聯型和其他交聯型兩種類型。熱加工成型後形成具有不熔不溶的固化物,其樹脂分子由線型結構交聯成網狀結構。再加強熱則會分解破壞。典型的熱固性塑膠有酚醛、環氧、氨基、不飽和聚酯、呋喃、聚矽醚等材料,還有較新的聚苯二甲酸二丙烯酯塑膠等。它們具有耐熱性高、受熱不易變形等優點。缺點是機械強度一般不高,但可以通過添加填料,製成層壓材料或
模壓材料來提高其機械強度。
以酚醛樹脂為主要原料製成的熱固性塑膠,如酚醛模壓塑膠(俗稱
電木),具有堅固耐用、尺寸穩定、耐除強鹼外的其他化學物質作用等特點。可根據不同用途和要求,加入各種填料和添加劑。如要求高絕緣性能的品種,可採用雲母或玻璃纖維為填料;如要耐熱的品種,可採用石棉或其他耐熱填料;如要求抗震的品種,可採用各種適當的纖維或橡膠為填料及一些
增韌劑以製成高韌性材料。此外還可以採用苯胺、環氧、聚氯乙烯、聚醯胺、
聚乙烯醇縮醛等改性的酚醛樹脂以滿足不同用途的要求。用酚醛樹脂還可以製成酚醛
層壓板,其特點是機械強度高,電性能良好,耐腐蝕,易於加工,廣泛套用於低壓電工設備。
氨基塑膠有
脲甲醛、三聚氰胺甲醛、脲素三聚氰胺甲醛等。它們具有質地堅硬、耐刮痕、無色、半透明等優點,加入色料可製成彩色鮮艷的製品,俗稱電玉。由於它耐油,不受弱鹼和
有機溶劑的影響(但不耐酸),可在70℃下長期使用,短期可耐110~120℃,可用於電工製品。三聚氰胺甲醛塑膠比脲甲醛塑膠硬度高,有更好的耐水、耐熱、
耐電弧性,可作耐電弧絕緣材料。
以環氧樹脂為主要原料製成的熱固性塑膠品種很多,其中以
雙酚A型環氧樹脂為
基材的約占90%。它具有優良的粘接性、電絕緣性、耐熱性和
化學穩定性,收縮率和吸水率小,機械強度好等特點。
不飽和聚酯和環氧樹脂都可以製成
玻璃鋼,具有優異的機械強度。如不飽和聚酯的玻璃鋼,其機械性能良好,密度小(只有鋼的1/5至1/4,鋁的1/2),易於加工成各種電器零件。以苯二甲酸二
丙烯酯樹脂製成的塑膠的電性能和機械性能均���於酚醛和氨基熱固性塑膠。它吸濕性小,製品尺寸穩定,成型性能好,耐酸鹼及沸水和一些有機溶劑。
模塑膠適於製造結構複雜的、既耐溫又有高絕緣性的零件。一般可在-60~180℃的溫度範圍長期使用,耐熱等級可達F級到H級,比酚醛和氨基塑膠的耐熱性都高。
聚矽醚結構形式的
有機矽塑膠在電子、電工技術中的套用較多。有機矽
層壓塑膠多以玻璃布為
補強材料;有機矽模壓塑膠多以玻璃纖維和石棉為填料,用以製造耐高溫、高頻或
潛水電機、電器、電子設備的零部件等。這類塑膠的特點是介電常數和tgδ值較小,受頻率影響小,用於電工和
電子工業中耐電暈和電弧,即使放電引起分解,產物是
二氧化矽而不是能導電的
碳黑。這類材料有突出的耐熱性,可以在250℃連續使用。聚矽醚的主要缺點是機械強度低,膠粘性小,
耐油性差。已開發出許多改性
有機矽聚合物,例如聚酯改性有機矽塑膠等在電工技術上得到套用。有的塑膠既是熱塑性又是熱固性的塑膠。例如聚氯乙烯,一般為熱塑性塑膠,日本已研製出一種新型液態聚氯乙烯是熱固性的,
模塑溫度為60~140℃;美國一種叫倫德克斯的塑膠,既有熱塑性加工的特徵,又有熱固性塑膠的
物理性能。
①
烴類塑膠。屬非極性塑膠,具有結晶性和非結晶性之分,結晶性烴類塑膠包括聚乙烯、聚丙烯等,非結晶性烴類塑膠包括聚苯乙等。
②含極性基因的乙烯基類塑膠。除氟塑膠外,大多數是非結晶型的透明體,包括聚氯乙烯、聚四氟乙烯、
聚醋酸乙烯酯等。乙烯基類單體大多數可以採用游離基型催化劑進行聚合。
③熱塑性工程塑膠。主要包括聚甲醛、聚醯胺、聚碳酸酯、ABS、聚苯醚、
聚對苯二甲酸乙二酯、聚碸、聚醚碸、聚醯亞胺、聚苯硫醚等。聚四氟乙烯。改性聚丙烯等也包括在這個範圍內。
④熱塑性纖維素類塑膠。主要包括醋酸纖維素、醋酸丁酸纖維素、
塞璐珞、
玻璃紙等。
加工方法分類
根據各種塑膠不同的成型方法,可以分為膜壓、層壓、注射、擠出、吹塑、澆鑄塑膠和反應注射塑膠等多種類型。
膜壓塑膠多為物性的加工性能與一般固性塑膠相類似的塑膠;層壓塑膠是指浸有樹脂的纖維織物,經疊合、熱壓而結合成為整體的材料;注射、擠出和吹塑多為物性和加工性能與一般熱塑性塑膠相類似的塑膠;澆鑄塑膠是指能在無壓或稍加壓力的情況下,傾注於模具中能硬化成一定形狀製品的液態樹脂混合料,如
MC尼龍等;反應注射塑膠是用液態原材料,加壓注入膜腔內,使其反應固化成一定形狀製品的塑膠,如
聚氨酯等。
發展
時代開始
第一種完全合成的塑膠出自美籍比利時人列奧·亨德里克·
貝克蘭,1907年7月14日,他註冊了酚醛塑膠的專利。
title貝克蘭是鞋匠和女僕的兒子,1863年生於比利時
根特。1884年,21歲的貝克蘭獲得
根特大學博士學位,24歲時就成為比利時布魯日高等師範學院的物理和化學教授。1889年,剛剛娶了大學導師的女兒,貝克蘭又獲得一筆旅行獎學金,到美國從事化學研究。
在
哥倫比亞大學的查爾斯
·錢德勒教授鼓勵下,貝克蘭留在美國,為紐約一家攝影供應商工作。這使他幾年後發明了Velox照相紙,這種相紙可以在燈光下而不是必須在陽光下才能顯影。1893年,貝克蘭辭職創辦了Nepera化學公司。
在新產品衝擊下,攝影器材商伊士曼·柯達吃不消了。1898年,經過兩次談判,柯達方以75萬美元(相當於2013年1500萬美元)的價格購得Velox照相紙的專利權。不過柯達很快發現配方不靈,貝克蘭的回答是:這很正常,發明家在專利檔案里都會省略一兩步,以防被侵權使用。柯達被告知:他們買的是專利,但不是全部知識。又付了10萬美元,柯達方知秘密在一種溶液里。
掘得第一桶金,貝克蘭買下了紐約附近
揚克斯的一座俯瞰
哈德遜河的豪宅,將一個穀倉改成設備齊全的私人實驗室,還與人合作在布魯克林建起試驗工廠。當時剛剛萌芽的電力工業蘊藏著絕緣材料的巨大市場。貝克蘭嗅到的第一個誘惑是天然的絕緣材料蟲膠價格的飛漲,幾個世紀以來,這種材料一直依靠南亞的家庭手工業生產。經過考察,貝克蘭把尋找蟲膠的替代品作為第一個商業目標。當時,化學家已經開始認識到很多可用作塗料、黏合劑和織物的天然樹脂和纖維都是聚合物,即結構重複的大分子,開始尋找能合成聚合物的成分和方法。
不同的是,
賽璐珞來自
化學處理過的膠棉以及其他含纖維素的植物材料,而酚醛塑膠是世界第一種完全合成的塑膠。貝克蘭將它用自己的名字命名為“貝克萊特”(Bakelite)。他很幸運,英國同行詹姆斯
·斯溫伯恩爵士只比他晚一天提交專利申請,否則英文裡酚醛塑膠可能要叫“斯溫伯萊特”。1909年2月8日,貝克蘭在美國化學協會紐約分會的一次會議上公開了這種塑膠。
假冒酚醛塑膠的出現還使貝克蘭很早就在產品上採用了類似今天“Intel Inside”的真品標籤。1926年專利保護到期,大批同類產品湧入市場。經過談判,貝克蘭與對手合併,擁有了一個真正的酚醛塑膠帝國。
作為科學家,貝克蘭可謂
名利雙收,他擁有超過100項專利,榮譽職位數不勝數,死後也位居科學和商界兩類名人堂。他身上既有科學家少有的商業精明,又有科學家太多的生活遲鈍。除了電影和汽車,他最大的愛好是穿著襯衫、短褲流連於遊艇“離子號”上。不過據說他只有一套正裝,而且總是穿一雙舊
運動鞋。為了讓他換套行頭,身為藝術家的妻子在服裝店挑了一件125美元的英國藍斜紋嗶嘰套裝,預付了店主100美元,要他把這套衣服陳列在櫥窗里,掛上一個25美元的標籤。當晚,貝克蘭從妻子口中獲悉這等價廉物美的好事,第二天就買了下來。回家路上碰到鄰居、律師薩繆爾
·昂特邁耶,貝克蘭的新衣服立刻被對方以75美元買走,成為他向妻子顯示精明的得意事例。
1939年,貝克蘭退休時,兒子喬治
·華盛頓
·貝克蘭無意從商,公司以1650萬美元(相當於今天2億美元)出售給
聯合碳化物公司。1945年,貝克蘭死後一年,美國的塑膠年產量就超過40萬噸,1979年又超過了工業時代的代表――鋼。在
倫敦科學博物館的展覽上,貝克蘭的曾孫休
·卡拉克一手執一個30年代的尿素甲醛塑膠電話,一手展示著一個用生物可降解塑膠製成的手機。
塑膠的套用及發展
塑膠工業的迅猛發展,也帶來了廢棄塑膠及垃圾廢塑膠引起的一系列社會問題。塑膠製品的套用已深入到社會的每個角落,從工業生產到衣食住行,塑膠製品無處不在。人們開始發現,塑膠垃圾已經悄悄地向我們湧來,嚴重影響著我們的身體健康和生活環境,如一些農用土地���廢棄地膜的影響而開始減產,廢塑膠引發的“白色污染”開始讓人們頭痛,不腐爛不分解的餐盒無法有效回收,生活用塑膠垃圾無從下手處理。塑膠廢棄物劇增及由此引起的社會和環境問題擺在了人們面前,擺在了全世界人們生活生存的地方。
塑膠對於機械的發展
塑膠的龐大市場為塑膠機械行業的發展起到了推動作用。塑膠機械行業套用範圍十分廣泛包括包裝、農業、建築、汽車等多個領域。隨著,國內石油化學工業的不斷發展,我國塑膠機械工業逐漸形成了一個獨立的工業部門,並且初具規模。我國塑膠機械工業發展十分快速,基本上實現了跨越式的發展,產業規模也在不斷的擴大。
我國塑膠機械行業發展潛力十分巨大,後勁十足,尤其是那些科技含量高、性能好、價格相對比較適中的機型。尤其是特大型、精密、專用注塑機,
低溫、大功率型單螺桿擠出機,用於生產高阻滲性和耐熱性包裝材料等的多層共擠吹塑機,生產工業製件(汽車配件等)吹塑機械等,都具有很好的發展前景。
現如今市場對塑膠產品的需求及消費發生了很大的變化,但塑膠機械依然各大廠家和廣大消費者目前最為關注的。目前我國塑膠機械行業自主創新能力比較薄弱,高檔與個性化專用品種的產品種類很少,行業集中度還比較低。但塑膠加工行業擁有良好的發展前景,這為我國塑膠機械製造工業高速發展起到了很大的推動作用,我國塑膠機械行業發展潛力後勁十足。
行業發展
中國塑膠工業經過長期的奮鬥和面向全球的開放,已形成門類較齊全的工業體系,成為與鋼材、
水泥、木材並駕齊驅的基礎材料產業,作為一種新型材料,其使用領域已遠遠超越上述三種材料進入21世紀以來,中國塑膠工業取得了令世人矚目的成就,實現了歷史性的跨越。作為輕工行業支柱產業之一的塑膠行業,近幾年增長速度一直保持在10%以上,在保持較快發展速度的同時,經濟效益也有新的提高。塑膠製品行業
規模以上企業產值總額在輕工19個主要行業中位居第三,實現產品銷售率97.8%,高於輕工行業平均水平。從合成樹脂、
塑膠機械和塑膠製品生產來看,都顯示了中國塑膠工業強勁的發展勢頭。
2007年1-12月,中國塑膠製品企業實現累計工業總產值801815657千元,比上年同期增長27.06%;2008年1-10月,中國塑膠製品企業實現累計工業總產值788006448千元,比上年同期增長22.16%。
中國是個塑膠原料生產大國,更是個巨大的塑膠製品消費國。據行業權威數據統計顯示,截止2013年國內塑膠製品上一��規模的企業有13699個。全國塑膠產品產量6188.66萬噸,同比增長8.02%。其中,塑膠薄膜製品產量為1089.3萬噸;塑膠日用品產量為471.6萬噸;塑膠人造革、合成革製品產量為347萬噸;纖維強化塑膠產品產量259.86萬噸;泡沫塑膠產品產量為146.5萬噸。
農業套用
塑膠消費突飛猛進
中國是一個農業大國。農用塑膠製品已是現代農業發展不可缺少資料,是抗禦自然災害,實現農作物穩產、高產、優質、高效的一項不可替代的技術措施,已經廣泛地套用於中國農、林、牧、漁各業,農業已成為僅次於包裝行業的第二大塑膠製品消費領域。
包裝
塑膠消費之首
塑膠包裝材料主要包括塑膠
軟包裝、編織袋、中空容器、周轉箱等,是塑膠製品套用中的最大領域之一。2005年塑膠包裝超過700萬噸,約占
包裝材料總產量的1/3,居各種包裝材料之首。各種礦產品、化工產品、合成樹脂、原鹽、糧食、糖、棉花和羊毛等包裝已大量採用
塑膠編織袋和重包裝袋;還有飲料、洗滌用品、化妝品、化工產品等等在中國迅速發展,必不可少的複合膜、
包裝膜、容器、周轉箱等塑膠包裝材料有很大的需求。而食品和藥品是國計民生大宗重要物資,相應的包裝需求十分旺盛。中國藥用包裝的增長速度位居世界八大藥物生產國榜首。
進入21世紀,中國加入WTO和全球經濟發展,進一步促進了中國內需和對外貿易的發展,將拉動BOPP(雙向拉伸聚丙烯膜)及塑膠軟包裝製品進入新一輪市場需求的高增長期。據業內人士估計,2005年中國BOPP薄膜市場達到100萬噸,年均增長在20%以上。軟包裝行業的發展為BOPP行業發展提供了良好的市場機遇。
引進技術
中國塑膠製品工業發展總趨勢是:農用塑膠(包括農地膜、節水農業器械和
土工合成材料)仍占著重要的地位,將得到更進一步發展;包裝材料和塑膠建材將是
塑膠工業快速增長的主要領域;高科技、高附加值的工程塑膠製品及複合材料,生產與套用領域將隨著市場經濟的發展,不斷擴展;
管材、異型材、壓延製品、雙向拉伸材料、薄膜等的生產將逐步向經濟規模方向發展;為保護臭氧層,泡沫塑膠生產將進行無氟技術改造;為減少
環境污染,將加強廢棄
塑膠回收利用及降解塑膠的研製開發;為發展塑膠製品的���種和提高檔次,塑膠機械和模具的開發和生產將得到重視。
加工工藝
成型定義
塑膠的成型加工是指由合成樹脂製造廠製造的聚合物製成最終
塑膠製品的過程。加工方法(通常稱為塑膠的一次加工)包括壓塑(
模壓成型)、擠塑(擠出成型)、注塑(
注射成型)、吹塑(中空成型)、壓延等。
吸塑
用吸塑機將片材加熱到一定溫度後,通過
真空泵產生負壓將塑膠片材吸附到模型表面上,經冷卻定型而轉變成不同形狀的泡罩或泡殼。
壓塑
壓塑也稱模壓成型或壓製成型,壓塑主要用於酚醛樹脂、
脲醛樹脂、不飽和聚酯樹脂等熱固性塑膠的成型。
擠塑
擠塑又稱擠出成型,是使用擠塑機(
擠出機)將加熱的樹脂連續通過模具,擠出所需形狀的製品的方法。擠塑有時也有於熱固性塑膠的成型,並可用於泡沫塑膠的成型。擠塑的優點是可擠出各種形狀的製品,生產效率高,可自動化、連續化生產;缺點是熱固性塑膠不能廣泛採用此法加工,製品尺寸容易產生偏差。
注塑
注塑又稱注射成型。注塑是使用注塑機(或稱
注射機)將熱塑性塑膠熔體在高壓下注入到模具內經冷卻、固化獲得產品的方法。注塑也能用於熱固性塑膠及泡沫塑膠的成型。注塑的優點是生產速度快、效率高,操作可自動化,能成型形狀複雜的零件,特別適合大量生產。缺點是設備及模具成本高,注塑機清理較困難等。
吹塑
吹塑又稱中空吹塑或中空成型。吹塑是藉助壓縮空氣的壓力使閉合在模具中的熱的樹脂
型坯吹脹為空心製品的一種方法,吹塑包括吹塑薄膜及吹塑中空製品兩種方法。用吹塑法可生產薄膜製品、各種瓶、
桶、壺類容器及兒童玩具等。
壓延
壓延是將樹脂和各種添加劑經預期處理(捏合、過濾等)後通過
壓延機的兩個或多個轉向相反的壓延輥的間隙加工成薄膜或片材,隨後從壓延機輥筒上剝離下來, 再經冷卻定型的一種成型方法。壓延是主要用於聚氯乙烯樹脂的成型方法,能製造薄膜、片材、
板材、
人造革、地板磚等製品。
發泡成型
發泡材料(PVC,PE和PS等)中加入適當的發泡劑,使塑膠產生微孔結構的過程。幾乎所有的熱固性和熱塑性塑膠都能製成泡沫塑膠。按泡孔結構分為
開孔泡沫塑膠(覺大多數氣孔互相連通)和
閉孔泡沫塑膠(絕大多數氣孔是互相分隔的),這主要是由製造方法(分為化學發泡,物理髮泡和機械發泡)決定的。
塑膠演變
塑膠技術的發展日新月異,針對全新套用的新材料開發,針對已有材料���場的性能完善,以及針對特殊套用的性能提高可謂新材料開發與套用創新的幾個重要方向。
新型高熱傳導率生物塑膠
日本電氣公司新開發出以植物為原料的生物塑膠,其熱傳導率與不鏽鋼不相上下。該公司在以玉米為原料的
聚乳酸樹脂中混入長數毫米、直徑0.01mm的碳纖維和特殊的
粘合劑,製得新型高熱傳導率的生物塑膠。如果混入10%的碳纖維,生物塑膠的熱傳導率與不鏽鋼不相上下;加入30%的碳纖維時,生物塑膠的熱傳導率為不鏽鋼的2倍,密度只有不鏽鋼的1/5。
這種生物塑膠除導熱性能好外,還具有質量輕、易成型、對環境污染小等優點,可用於生產輕薄型的電腦、手機等電子產品的外框。
可變色塑膠薄膜
英國
南安普照敦大學和德國達姆施塔特塑膠研究所共同開發出一種可變色塑膠薄膜。這種薄膜把天然光學效果和人造光學效果結合在一起,實際上是讓物體精確改變顏色的一種新途徑。這種可變色塑膠薄膜為塑膠蛋白石薄膜,是由在
三維空間疊起來的塑膠小球組成的,在塑膠小球中間還包含微小的碳
納米粒子,從而光不只是在塑膠小球和周圍物質之間的邊緣區反射,而且也在填在這些塑膠小球之間的碳納米粒子表面反射。這就大大加深了薄膜的顏色。只要控制塑膠小球的體積,就能產生只散射某些光譜頻率的光物質。
塑膠血液
英國
謝菲爾德大學的研究人員開發出一種人造“塑膠血”,外形就像濃稠的糨糊,只要將其溶於水後就可以給病人輸血,可作為急救過程中的血液替代品。這種新型人造血由塑膠分子構成,一塊人造血中有數百萬個塑膠分子,這些分子的大小和形狀都與
血紅蛋白分子類似,還可攜帶鐵
原子,像血紅蛋白那樣把
氧輸送到全身。由於製造原料是塑膠,因此這種人造血輕便易帶,不需要冷藏保存,使用有效期長、工作效率比真正的人造血還高,而且造價較低。
新型防彈塑膠
墨西哥的一個科研小組2013年研製出一種新型防彈塑膠,它可用來製作
防彈玻璃和防彈服,質量只有傳統材料的1/5至1/7。這是一種經過特殊加工的塑膠物質,與正常結構的塑膠相比,具有超強的防彈性。試驗表明,這種
新型塑膠可以抵禦直徑22mm的子彈。通常的防彈材料在被子彈擊中後會出現受損變形,無法繼續使用。這種新型材料受到子彈衝擊後,雖然暫時也會變形,但很快就會恢復原狀並可繼續使用。此外,這種新材料可以將子彈的衝擊力平均分配,從而減少對人體的傷害。
可降低汽車噪音的塑膠
美國聚合物集團公司(PGI)採用可再生的聚丙烯和
聚對苯二甲酸乙二醇酯造成一種新型基礎材料,套用於可模塑汽車零部件,可降低噪音。該種材料主要套用於車身和輪艙襯墊,產生一個屏障層,能吸收汽車車廂內的聲音並且減少噪音,減少幅度為25%~30%,PGI公司開發了一種特殊的一步法生產工藝,將再生材料和沒有經過處理的材料有機結合在一起,通過層疊法和針刺法使得兩種材料成為一個整體。
一、收縮率
熱塑性塑膠成型收縮的形式及計算如前所述,影響熱塑性塑膠成型收縮的因素如下:
1.1塑膠品種熱塑性塑膠成型過程中由於還存在結晶化形起的體積變化,內應力強,凍結在塑件內的殘餘應力 大,分子取向性強等因素,因此與熱固性塑膠相比則收縮率較大,收縮率範圍寬、方向性明顯,另外成型後 的收縮、退火或調濕處理後的收縮率一般也都比熱固性塑膠大。
1.2塑件特性成型時熔融料與型腔表面接觸外層立即冷卻形成低密度的固態外殼。由於塑膠的導熱性差,使塑 件內層緩慢冷卻而形成收縮大的高密度固態層。所以壁厚、冷卻慢、高密度層厚的則收縮大。另外,有無嵌 件及嵌件布局、數量都直接影響料流方向,密度分布及收縮阻力大小等,所以塑件的特性對收縮大小、方向 性影響較大。
1.3進料口形式、尺寸、分布這些因素直接影響料流方向、密度分布、保壓補縮作用及成型時間。直接進料口 、進料口截面大(尤其截面較厚的)則收縮小但方向性大,進料口寬及長度短的則方向性小。距進料口近的 或與料流方向平行的則收縮大。
1.4成型條件模具溫度高,熔融料冷卻慢、密度高、收縮大,尤其對結晶料則因結晶度高,體積變化大,故收 縮更大。模溫分布與塑件內外冷卻及密度均勻性也有關,直接影 響到各部分收縮量大小及方向性。另外,保 持壓力及時間對收縮也影響較大,壓力大、時間長的則收縮小但方向性大。注塑壓力高,熔融料粘度差小, 層間剪下應力小,脫模後彈性 回跳大,故收縮也可適量的減小,料溫高、收縮大,但方向性小。因此在成型 時調整模溫、壓力、注塑速度及冷卻時間等諸因素也可適當改變塑件收縮情況。
模具設計時根據各種塑膠的收縮範圍,塑件壁厚、形狀,進料口形式尺寸及分布情況,按經驗確定塑件各部 位的收縮率,再來計算型腔尺寸。對高精度塑件及難以掌握收縮率時,一般宜用如下方法設計模具:
①對塑件外逕取較小收縮率,內逕取較大收縮率,以留有試模後修正的餘地。
②試模確定澆注系統形式、尺寸及成型條件。
③要後處理的塑件經後處理確定尺寸變化情況(測量時必須在脫模後24小時以後)。
④按實際收縮情況修正模具。
⑤再試模並可適當地改變工藝條件略微修正收縮值以滿足塑件要求。
熱塑軟化
塑膠品種 | 軟化或熔融範圍/°c | 塑膠品種 | 軟化或熔融範圍/°c |
聚醋酸乙烯 | 35~ 85 | 聚氧化甲烯 | 165~185 |
聚苯乙烯 | 70~115 | 聚丙烯 | 160~170 |
聚氯乙烯 | 75~90 | 尼龍12 | 170~180 |
聚乙烯(密度0.92g/cm^3) | 110 | 尼龍11 | 180~190 |
聚乙烯(密度0.94g/ cm^3) | 約120 | | 200~220 |
聚乙烯(密度0.96g/ cm^3) | 約130 | 尼龍610 | 210~ 220 |
| 125~ 135 | 尼龍6 | 215~225 |
| 115~ 140(軟化) | 聚碳酸酯 | 220~ 230 |
有機玻璃 | 126~ 160 | 聚-4-甲基戊烯-1 | 240 |
醋酸纖維素 | 125~175 | | 250~260 |
聚丙烯腈 | 130~ 150(軟化) | 聚對苯二甲酸乙二醇酯 | 250~260 |
三角標
簡介
每個塑膠的器皿,在底部都有一個數字(它是一個帶箭頭的三角形, 三角形裡面有一個數字)。
PET
聚對苯二甲酸乙二醇脂(聚酯)
“1號”PET常用於:寶特瓶、
碳酸飲料瓶等。
塑膠品可循環使用表示使用:耐熱至65℃,耐冷至-20℃,只適合裝暖飲或凍飲,裝高溫液體、或加熱則易變形,有對人體有害的物質融出。並且,科學家發現,1號塑膠品用了10個月後,可能釋放出
致癌物DEHP,對睪丸具有毒性。
因此,飲料瓶等用完了就丟掉,不要再用來做為
水杯,或者用來做儲物容器乘裝其他物品,以免引發健康問題得不償失。
注意:飲料瓶別循環使用裝熱水。不能放在汽車內曬太陽;不要裝酒、油等物質。
HDPE
高密度聚乙烯
“2號”HDPE常用於:清潔用品、沐浴產品的包裝。
使用:可在小心清潔後重複使用,但這些容器通常不好清洗,殘留原有的清潔用品,變成細菌的溫床,你最好不要循環使用。不要再用來做為水杯,或者用來做儲物容器裝其他物品。
注意:很難徹底清潔,建議不要循環使用
PVC
聚氯乙烯
“3號”PVC常用於:常見雨衣、建材、塑膠膜、塑膠盒等。很少用於食品包裝。
使用:這種材質可塑性��良,價錢便宜,故使用很普遍。只能耐熱80 ℃,高溫時容易產生有害物質,甚至連製造的過程中都會釋放有毒物。若隨食物進入人體,可能引起乳癌、新生兒先天缺陷等疾病。這種材料的容器已經較少用於包裝食品。如果使用,千萬不要讓它受熱。難清洗易殘留,不要循環使用。若裝飲品不要購買。
注意: 不可用於食品的包裝。
LDPE
低密度聚乙烯
“4號”LDPE常用於:保鮮膜、塑膠膜等。
使用:耐熱性不強,通常,合格的PE保鮮膜在遇溫度超過110 ℃時會出現熱熔現象,會留下一些人體無法分解的塑膠製劑。食物中的油脂也很容易將保鮮膜中的有害物質溶解出來。因此,食物放入微波爐,先要取下包裹著的保鮮膜。高溫時產生有害物質,有毒物隨食物進入人體後,可能引起乳腺癌、新生兒先天缺陷等疾病。
注意:用微波爐加熱,別用保鮮膜包裹食物。
PP
聚丙烯
“5號”PP常用於:豆漿瓶、
優酪乳瓶、
果汁飲料瓶、微波爐餐盒。
使用:常見熔點高達167 ℃,是唯一可以安全放進微波爐的塑膠盒,可在小心清潔後重複使用。需要特別注意,一些微波爐餐盒,盒體的確以5號PP製造(微波爐專用PP耐高溫120℃,耐低溫-20℃),但因造價成本高,蓋子一般不使用專用PP卻以1號PET製造,由於PET不能抵受高溫,故不能與盒體一併放進微波爐。為保險起見,容器放入微波爐前,先把蓋子取下。
注意:放入微波爐時,把蓋子取下。
PS
聚苯乙烯
“6號”PS常用於:碗裝泡麵盒、快餐盒。
別用微波爐煮碗裝速食麵
使用:又耐熱又抗寒,但不能放進微波爐中,以免因溫度過高而釋出化學物(耐溫70℃時即釋放出)。並且不能用於盛裝強酸(如柳橙汁)、強
鹼性物質,因為���分解出對人體不好的聚苯乙烯,容易致癌。因此,您要儘量避免用快餐盒打包滾燙的食物。
注意:別用微波爐煮碗裝速食麵。
PC
其他塑膠
“7號”PC其它類常用於:水壺、水杯、奶瓶。
使用:被大量使用的一種材料,尤其多用於奶瓶中,因為含有雙酚A而備受爭議。
香港城市大學生物及化學系副教授
林漢華稱,理論上,只要在製作PC的過程中,雙酚A百分百轉化成塑膠結構,便表示製品完全沒有雙酚A,更談不上釋出。只是,若有小量雙酚A沒有轉化成PC的塑膠結構,則可能會釋出而進入食物或飲品中。因此,小心為上,在使用此
塑膠容器時要格外注意。
塑膠分類對付雙酚A的清潔措施
PC中殘留的雙酚A,溫度愈高,釋放愈多,速度也愈快。因此,不應以PC水瓶盛熱水,以免增加雙酚A(萬一有的話)釋放的速度及濃度。如果你的水壺有編號為7,下列方法可降低風險:
●使用時勿加熱。
●不讓水壺在陽光下直射。
●第一次使用前,用
小蘇打粉加溫水清洗,在室溫中自然烘乾。因為雙酚A會在第一次使用與長期使用時釋出較多。
●如果容器有任何摔傷或破損,建議停止使用,因為塑膠製品表面如果有細微的坑紋,容易藏細菌。
● 避免反覆使用已經老化的塑膠器具。
鑑別鑑定
在採用各種塑膠再生方法對廢舊塑膠進行再利用前,大多需要將塑膠分揀。由於塑膠消費渠道多而複雜,有些消費後的塑膠又難於通過外觀簡單將其區分,因此,最好能在塑膠製品上標明材料品種。中國參照美國塑膠協會(SPE)提出並實施的材料品種標記制定了GB/T16288—2008“塑膠包裝製品
回收標誌”, 雖可利用上述標記的方法以方便分揀,但由於中國尚有許多無標記的塑膠製品,給分揀帶來困難,為將不同品種的塑膠分別,以便分類回收,首先要掌握鑑別不同塑膠的知識,下面介紹塑膠簡易鑑別法:
外觀鑑別
通過觀察塑膠的外觀,可初步鑑別出塑膠製品所屬大類:熱塑性塑膠,熱固性塑膠或
彈性體。
一般熱塑性塑膠有結晶和無定形兩類。結晶性塑膠外觀呈半透明,乳濁狀或不透明,只有在薄膜狀態呈透明狀,硬度從柔軟到角質。無定形一般為無色,在不加添加劑時為全透明,硬度從硬於角質橡膠狀(此時常加有增塑劑等添加劑)。熱固性塑膠通常含有填料且不透明,如不含填料時為透明。彈性體具橡膠狀手感,有一定的拉伸率。
簡單鑑別
首先是看,因為深顏色的色料一般毒性很大,所以一般來說顏色越深的塑膠毒性越大。給塑膠染色還有一個很重要的原因就是原料是廢塑膠,為了掩蓋原來的顏色。
第二是聞,只要塑膠有異味,不管怎么樣絕對不能裝食品,異味一般都是在制品中添加助劑,色料等其他附料或殘餘單體的味道。
第三是摸,裝食物的塑膠一般摸起來光滑且有光澤,如果手感不光滑,尤其是發粘的一定不能裝食物,因為這裡面助劑太多了,多的你都無法想像,可能會占五成以上。
接下來簡單說一些材料,包裝食品一般用PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)的,這兩個比較安全,超市的保鮮膜一般是PP的,還有家裡得熱水管也是PP,因為要保證無毒。一般能裝熱水的塑膠杯子用PC(聚碳酸酯),但光碟也用這個,小心廢料回爐。下水管一般用PVC沒大礙。
鑑定方法
1、密度法:通過考查各種塑膠的密度,用液體做介質看其沉浮現象,可粗略辨別塑膠所屬大類,假設塑膠放在水中可浮於水面,那么可判定原料不是PVC。
2、燃燒法:通過燃燒塑膠觀其火焰顏色以及燃燒時發出的氣味和煙霧,通常聚烯烴類原料燃燒火焰多為藍色或淡藍色,氣味比較溫和及淡、煙霧呈白色,而多數帶苯或氯的原料燃燒後易冒黑煙,且氣味濃烈,ABS就是了。另外,如PE、PP有滴燃現象,而PVC等則無滴燃,但有自熄現象。
3、光學法:通過觀察原料透明性進行鑑別,一般常用透明原料為:PS、PC、PMMA、AS;半透明原料為:PE、無規共聚PP、均聚PP、軟質PVC、透明ABS等,其它的原料基本不透明。
4、色辨法:一般來講,不加助劑的原料,如果本身含有雙鍵,則顏色會顯略黃,如ABS,因有丁二烯共聚,聚合後聚合物中仍含有雙鍵,因此會顯略黃。
鑑別總結
1、聚四氟乙烯(PTFE)
外觀:半透明至不透明,易彎曲,有彈性。
燃燒性:不燃。在熾熱狀況下有刺激性氣味(HF)。
2、聚醯胺(PA)
外觀:半透明至不透明。
燃燒性:難燃,離開火焰後立即熄滅。當在火焰中燃燒時有藍煙,上端呈桔紅色;有融熔、滴落、起泡現象;可以聞到羊毛燒焦氣味。
3、聚碳酸酯(PC)
外觀:透明至不透明,質硬。
燃燒性:難燃。在火焰中燃燒黑煙多、明亮,有炭化、起泡現象;可聞到酚的氣味。
4、酚醛樹脂(PF)
外觀:(通常含有填充料)呈深色調。
燃燒性:難燃。在火焰中燃燒可見明亮的黃色火焰,黑煙多,有開裂和顏色加深現象。
5、聚氯乙烯(PVC)
外觀:(同聚碳酸酯)
燃燒性:難燃。在火焰中燃燒呈黃色,火苗邊緣呈綠色,白煙;有軟化現象。可聞到糊焦味。
6、氨基樹脂(UF脲/甲醛;MF三聚氰胺/甲醛)
外觀:(含填料)質硬。
燃燒性:難燃。在火焰中燃燒呈鮮黃色;有炭化、膨脹、開裂現象。可聞到氨、甲醛、魚腥味。
7、聚乙烯(PE)
外觀:半透明至不透明,質硬;透明薄膜。
燃燒性:在火焰中可燃,離開火焰後緩緩熄滅或繼續燃燒。燃燒時火焰上端呈黃色,下端呈藍色;有融熔、滴落現象。可聞到石蠟味。
8、聚丙烯(PP)
(外觀和燃燒性同聚乙烯)
���它
健康危害
塑膠包裝材料具有重量輕、強度大、抗衝擊性好、透明、防潮、美觀、化學性能穩定、韌性好且防腐蝕等優點,在包裝領域廣泛取代了金屬、木材、紙張、玻璃、皮革等,因此,塑膠包裝對減輕我國的資源、能源壓力起到了不可替代的作用。但是,塑膠包裝材料有一個致命的弱點,即其自然降解時間長,有的長達100年以上。塑膠的不易降解性,導致其廢棄物長期存在下去。而且,往往消費一次即被丟棄,故塑膠包裝廢棄物成為一個越來越突出的環境問題,形成了所謂的“
白色污染”,對人類生存環境造成很大壓力,因此,對塑膠包裝廢棄物的回收利用就迫在眉睫。
健康小知識
塑膠杯子相對於紙杯來說更安全一些
代號為5的塑膠製品耐溫達130度,可裝熱水、用
微波加熱顏色越深的吸管越不安全
title喝熱飲不宜用塑膠吸管
塑膠碗與仿瓷碗應減少使用
不要使用深顏色的塑膠碗
仿瓷餐具不能盛酸性物
寶特瓶、純淨水桶代號“1”
塑膠瓶可以儲放乾性物品
代號為5的水瓶耐高溫,可重複使用
合格的塑膠餐盒標有“5”pp,並盒蓋上有個透氣小孔 由於塑膠都會添加某些添加劑,塑膠的顏色越深,說明添加的添加劑越深,或者說殘留的有害物質越多,不安全,而pp代表聚丙烯,不適合做塑膠餐盒,主要不環保。