塑胶原料多少钱一吨有多少种

塑料有多少种?
塑料有多少种?
08-09-21 &
塑料种类很多,到目前为止世界上投入生产的塑料大约有三百多种。塑料的分类方法较多,常用的有两种: 1、根据塑料受热后的性质不同分为热塑性塑料和热固性塑料 热塑性塑料分子结构都是线型结构,在受热时发生软化或熔化,可塑制成一定的形状,冷却后又变硬。在受热到一定程度又重新软化,冷却后又变硬,这种过程能够反复进行多次。如聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等。热塑性塑料成型过程比较简单,能够连续化生产,并且具有相当高的机械强度,因此发展很快。 热固性塑料的分子结构是体型结构,在受热时也发生软化,可以塑制成一定的形状,但受热到一定的程度或加入少量固化剂后,就硬化定型,再加热也不会变软和改变形状了。热固性塑料加工成型后,受热不再软化,因此不能回收再用,如酚醛塑料、氨基塑料、环氧树脂等都属于此类塑料。热固性塑料成型工艺过程比较复杂,所以连续化生产有一定的困难,但其耐热性好、不容易变形,而且价格比较低廉。 2、根据塑料的用途不同分为通用塑料和工程塑料 通用塑料是指产量大、价格低、应用范围广的塑料,主要包括聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料五大品种。人们日常生活中使用的许多制品都是由这些通用塑料制成。 工程塑料是可作为工程结构材料和代替金属制造机器零部件等的塑料。例如聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS树脂、聚四氟乙烯、聚酯、聚砜、聚酰亚胺等。工程塑料具有密度小、化学稳定性高、机械性能良好、电绝缘性优越、加工成型容易等特点,广泛应用于汽车、电器、化工、机械、仪器、仪表等工业,也应用于宇宙航行、火箭、导弹等方面。
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A塑料的分类 塑料种类很多,到目前为止世界上投入生产的塑料大约有三百多种.塑料的分类方法较多,常用的有两种: 1,根据塑料受热后的性质不同分为热塑性塑料和热固性塑料 热塑性塑料分子结构都是线型结构,在受热时发生软化或熔化,可塑制成一定的形状,冷却后又变硬.在受热到一定程度又重新软化,冷却后又变硬,这种过程能够反复进行多次.如聚氯乙烯,聚乙烯,聚苯乙烯等.热塑性塑料成型过程比较简单,能够连续化生产,并且具有相当高的机械强度,因此发展很快. 热固性塑料的分子结构是体型结构,在受热时也发生软化,可以塑制成一定的形状,但受热到一定的程度或加入少量固化剂后,就硬化定型,再加热也不会变软和改变形状了.热固性塑料加工成型后,受热不再软化,因此不能回收再用,如酚醛塑料,氨基塑料,环氧树脂等都属于此类塑料.热固性塑料成型工艺过程比较复杂,所以连续化生产有一定的困难,但其耐热性好,不容易变形,而且价格比较低廉. 2,根据塑料的用途不同分为通用塑料和工程塑料 通用塑料是指产量大,价格低,应用范围广的塑料,主要包括聚烯烃,聚氯乙烯,聚苯乙烯,酚醛塑料和氨基塑料五大品种.人们日常生活中使用的许多制品都是由这些通用塑料制成. 工程塑料是可作为工程结构材料和代替金属制造机器零部件等的塑料.例如聚酰胺,聚碳酸酯,聚甲醛,ABS树脂,聚四氟乙烯,聚酯,聚砜,聚酰亚胺等.工程塑料具有密度小,化学稳定性高,机械性能良好,电绝缘性优越,加工成型容易等特点,广泛应用于汽车,电器,化工,机械,仪器,仪表等工业,也应用于宇宙航行,火箭,导弹等方面. B废塑料分类鉴别实用知识 废塑料品种很多,花样形式也很多,其来源于不同的行业。塑料按其结构、·性能可分为热塑性和热固性两大类。目前我国能回收利用的则大都是热塑性塑料, 因为它是可溶、可塑的。 废塑料的来源不同造成废塑料的利用程度不同,价格也不同。首先是颜色,颜色越浅(甚至无色透明), 则利用范围越广,如白色, 既可调成多种其它颜色,也可做回白色产品, 同样价也高。其次是因为产品的需要,在原料加入了各种成份。 目前从国内市场上看,主要是CaC03(石粉)含量决定废塑料的利用价值,CaC03含量越多、价越低。从肉眼上看,产品不鲜艳, 无光泽(亚光除外)则CaC03含量便多,从手感上也会感觉到重,用火烧,则烧的部分会发红熄后成灰。另外还要注意增强(指玻纤)产品, 目前能利用的增强产品仅PA、PBT、PP等几种,价格都不高。还有??种合金料, 目前国内有销路仅ABS+PC一种,其它的都不行。再根据原料的比重(密度)来判断该互混的料能否回用,目前问题最多的是ABS和PS互混,PC和PMMA互混,PVC片料(瓶料)和PEl'’片料互混,PE和PP各半互混,这几种料互混后, 因密度差不多, 很难用. 常用方法分离,所以,互混的料不能是粉碎料, 否则价格会很低,甚至无人要。 一般鉴别废塑料有以下几个步骤: 1、 看颜色; 2、 看光亮度(透明料此步可去掉); 3、 手感(感重量、感光滑度); 4、 点燃(观火焰颜色是否冒烟,是否含离火燃烧或根本不燃); 5、 闻气味(各种塑料味都不相同,包括阻燃剂等); 6、 拉丝 (CaC03多的拉丝肯定不好,增强的也拉不出丝)。 C料包装容器的种类很多,通常可按以下几种方法进行分类: (1)按化学组成 塑料容器可分为PE、PP、PS、PVC、PET、NY、PC、PF、UF容 器等。 (2)按成型方法 可将塑料容器分为吹塑、注射、挤出、模压、热成型、旋转、缠绕 成型容器等。 (3)按容器的形状和用途 塑料容器可分为箱盒类、瓶罐类、袋类、软管类等。
请登录后再发表评论!常见的塑料有几种?--《科学大众》1964年05期
常见的塑料有几种?
【摘要】:正 如今,塑料制品在生活中愈来愈常見了。塑料,按字面意义看来,是在一定的条件下具有很大可塑性的材料,但是塑料一詞的現代含义,指的是用化学方法合成的,除了合成橡胶、合成纖維以外的高分子有机化合物。塑料虽然种类极多,成份各異,但是基本成份不外是合成树脂、纤維素酯(醚)类。塑料由許多巨大的分子組成,分子量(該物质分子的质量比氧原子质量的1/16大的倍数)最少也有几千,最多达到几百万,而一般低分子化合物的分子量大都只有几十、几百。例如,
【关键词】:
【正文快照】:
如今,塑料制品在生活 中愈来愈常见了。塑料,按 字面意义看来,是在一一定的 条件下具有很大可塑性的材 料,但是塑料一祠的现代含 义,指的是用化学方法合成 的,除了合成像胶、合成辛敛推 以外的高分子有机化合物。 塑料虽然种类极多,成 份各黑,但是基本成份不外 是合成树脂漪
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京公网安备75号塑料在各行业中有哪些应用?
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农业中的应用
&&& 塑料品种繁多,在农业方面常用的材料有薄膜,管道,片板,绳索和纺织袋等,多数用聚氯乙烯(PVC),聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)经吹塑,挤压等成型工艺制造而成。
&&&&& 在塑料温室中,护根覆盖,人工控制小气候和土壤中水分的分布,病虫菌害的消灭以及水的积贮过程中,农作物,肥料和药物等的包装,贮运和保管,均使用大量薄膜,板片和纺织袋。
&&&&& 农田水利工程,供水灌溉与排水等水源的处置,燃气,热水,电线套管的公用管道以及在乳品及酒类等加工工厂中,很多选用塑料管,并取得效果,用量可观。
&&&&& 农舍建筑,畜牧保护,农业机械及器具,常采用塑料片,板或泡沫塑料作覆盖,绝缘,包装或结构材料使用。通过塑料加工工艺的配合,可适应农业的各种需要,制造模压,注塑等器件。除选用聚氯乙烯等通用塑料外,还选用聚甲醛(POM)聚酯等工程塑料。此外利用树脂,塑料的不同性能可用作粘合剂,绝缘材料等。
&&&&& 农业用塑料应用领域越来越广阔,已远远超出了狭隘意义上的农业,从北方到南方,从平原到丘陵和山区,从沿海到沙漠,农林牧副渔业中各种塑料制品无所不用。尤其值得一提的是为解决我国水资源贫乏的问题,近年来开发了一种以高吸水树脂为原料的节水材料,大量推广用于农田,食物保鲜保洁,园林,农产品运输时的防结露等。
&&&&& 在我国,农业以不足世界7%的土地养活了占世界22%的人口,而农业塑料在其中起到了至关重要的作用。
各种农用塑料制品在农林牧副渔中的应用,分别以薄膜,板片,管件,绳丝,纺织袋,容器,杂件等加以介绍。
建筑工业中的应用
&&& 化学建筑材料是继混凝土,钢材,木材之后发展最为迅速的第四大类新型建筑材料,由于它具有节能,自重轻,耐水,耐化学腐蚀,外观美艳,加工安装方便诸优点。广泛用于国民经济各部门。1994年,美国合成树脂用于建筑方面的占20。2%。德国合成树脂用于建筑的占21%,日本占10。1%。我国合成树脂用于建筑方面军的还不到7%。
&&&&& 在鉴于此,我国自80年代初就开始有领导,有组织,有计划地组织开发,生产和推广化学建材,年,在国家科委领导下,由原化工部,轻工部,建材部,建工总局和中国石化总公司共同组成了化学建材协调组,全面推动这项工作,主要是打好基础,制订科技发展规划,确定主攻方向,组织科技攻关,引进并建立生产装置,安排原材料配套,开展工程推广试点,总结应用技术。
&&& 1995年我国全国化学建材协调组印发《关于加强我国化学建材生产和推广应用的若干意见》,意见分五部分:
&&& 1 重视和支持化学建材的发展,
&&& 2 明确发展目标,确定发展重点
&&& 3 抓住应用环节,推动化学建材产品
&&& 4 狠抓产品质量管理,建立并推行质量监督制度
&&& 5 重视科技进步,促进产品开发和配套发展
&&& 6 开展行业协调,加强生产协作。
&&&&& 意见中明确:随着我国经济建设的持续,快速发展,城乡住宅建设,市政基础设施建设规模很大,每年工业和民用建筑不少于12&108 m 2这就大量消耗各类建筑材料。究竟黑守陈规采用传统的金属与非金属建筑材料,还是大胆革新全面采用化学建材,将决定建筑行业及相关行业和单位的经济效益和社会效益。
塑料建材不仅能大量代钢,代木,而且有许多优于钢材,铝 材,木材,以及传统材料的性能,可以显著节约能源,保护生态环境,改善居住环境和条件,提高建筑功能,有较好的防腐蚀性能,自重轻,施工方便,塑料是节能型材料,它既能节约生产能耗,更能节约使用能耗。以单位生产能耗计算,塑料仅分别为钢材和铝 材的四分之一,和八分之一,在采暖地区采用塑料窗代替普通金属窗,可节约暖能耗30%~50%,塑料给水管替代金属管水节能达50%,节能效益十分显著。
&&&&& 为此,意见中明确规定,根据市场发展趋势,要求实现建筑塑料用量在现有基础上增加2~4倍的目标,即要求塑料管材和塑料门窗在应用领域的全国平均市场占有率分别达到30%和15%;同时要求城镇永久性建筑采用新型防水材料市场占有率达到60%以上,室内排水管要逐步淘汰铸铁管。塑料管供应充分的地区,室内塑料排水管的用量应达到70%以上。要求到2000年,东北,西北和化北采暖地区塑料门窗应用量占门窗市场的50%以上;沿海地区建筑物应用塑料门窗比例不少于30%。有化学腐蚀性环境的建筑物要尽量采用塑料门窗。
此外,高分子材料具有优越的防水,耐大气老化,防晒,防淋,耐化学腐蚀性,个别材料更具有良好的粘接性能,可改变流体的稠度与流动性及流体固化速度,也有高倍率吸水功能,兼有缓释性能,还有絮凝作用等,凡此种种都在建筑工程领域中开辟了新颖优质的防水材料,建筑涂料,外加剂,粘结剂,絮凝剂,保水保湿剂,缓释剂等。
&&&&& 国内外已普遍使用的化学建材有:给水管系统,排水管系统,雨水管,槽系统,电气护套系统,热收缩管系统,塑料门窗系统,板材,壁纸,地板卷材,地板毡,堵水材料,装饰装修材料,卫生洁具,家具等。
建筑工业中的应用
&&&&& 化学建筑材料是继混凝土,钢材,木材之后发展最为迅速的第四大类新型建筑材料,由于它具有节能,自重轻,耐水,耐化学腐蚀,外观美艳, 加工安装方便诸优点。广泛用于国民经济各部门。1994年,美国合成树脂用于建筑方面的占20。2%。德国合成树脂用于建筑的占21%,日本占10。1%。我国合成树脂用于建筑方面军的还不到7%。
在鉴于此,我国自80年代初就开始有领导,有组织,有计划地组织开发,生产和推广化学建材,年,在国家科委领导下,由原化工部,轻工部,建材部,建工总局和中国石化总公司共同组成了化学建材协调组,全面推动这项工作,主要是打好基础,制订科技发展规划,确定主攻方向,组织科技攻关,引进并建立生产装置,安排原材料配套,开展工程推广试点,总结应用技术。
&&& 1995年我国全国化学建材协调组印发《关于加强我国化学建材生产和推广应用的若干意见》,意见分五部分:
&&& 1 重视和支持化学建材的发展,
&&& 2 明确发展目标,确定发展重点
&&& 3 抓住应用环节,推动化学建材产品
&&& 4 狠抓产品质量管理,建立并推行质量监督制度
&&& 5 重视科技进步,促进产品开发和配套发展
&&& 6 开展行业协调,加强生产协作。
&&&&&& 意见中明确:随着我国经济建设的持续,快速发展,城乡住宅建设,市政基础设施建设规模很大,每年工业和民用建筑不少于12&108 m 2这就大量消耗各类建筑材料。究竟黑守陈规采用传统的金属与非金属建筑材料,还是大胆革新全面采用化学建材,将决定建筑行业及相关行业和单位的经济效益和社会效益。
&&&&& 塑料建材不仅能大量代钢,代木,而且有许多优于钢材,铝 材,木材,以及传统材料的性能,可以显著节约能源,保护生态环境,改善居住环境和条件,提高建筑功能,有较好的防腐蚀性能,自重轻,施工方便,塑料是节能型材料,它既能节约生产能耗,更能节约使用能耗。以单位生产能耗计算,塑料仅分别为钢材和铝 材的四分之一,和八分之一,在采暖地区采用塑料窗代替普通金属窗,可节约暖能耗30%~50%,塑料给水管替代金属管水节能达50%,节能效益十分显著。
&&&&& 为此,意见中明确规定,根据市场发展趋势,要求实现建筑塑料用量在现有基础上增加2~4倍的目标,即要求塑料管材和塑料门窗在应用领域的全国平均市场占有率分别达到30%和15%;同时要求城镇永久性建筑采用新型防水材料市场占有率达到60%以上,室内排水管要逐步淘汰铸铁管。塑料管供应充分的地区,室内塑料排水管的用量应达到70%以上。要求到2000年,东北,西北和化北采暖地区塑料门窗应用量占门窗市场的50%以上;沿海地区建筑物应用塑料门窗比例不少于30%。有化学腐蚀性环境的建筑物要尽量采用塑料门窗。
此外,高分子材料具有优越的防水,耐大气老化,防晒,防淋,耐化学腐蚀性,个别材料更具有良好的粘接性能,可改变流体的稠度与流动性及流体固化速度,也有高倍率吸水功能,兼有缓释性能,还有絮凝作用等,凡此种种都在建筑工程领域中开辟了新颖优质的防水材料,建筑涂料,外加剂,粘结剂,絮凝剂,保水保湿剂,缓释剂等。
&&&&& 国内外已普遍使用的化学建材有:给水管系统,排水管系统,雨水管,槽系统,电气护套系统,热收缩管系统,塑料门窗系统,板材,壁纸,地板卷材,地板毡,堵水材料,装饰装修材料,卫生洁具,家具等。
包装工业中的应用
&&& 一、塑料包装材料在国民经济中的地位
塑料是塑料,橡胶,合成纤维三大合成高分子材料中应用量最大,应用面最广的一种材料,其应用面已深入到国民经济的各个领域,现在世界塑料年产量已逾1。6亿吨,然而,在各个不同领域中,对塑料制品的消费量,还存在着较大的差异,目前塑料制品应用最多的领域是包装行业与建筑行业,其中包装塑料制品雄居首位,占塑料制品总量的30%,比塑料建材总量高出近十个百分点,较其他方面的应用更占有明显的优势。就包装材料而论,塑料包装材料已远远超过玻璃,金属,木材等传统的包装材料,仅次于纸制品而居第二位,就发展速度而论,塑料包装材料业已超过其他各种包装材料而居首位。不言而喻,塑料包装材料在整个国民经济中,具有十分重要的地位。然而塑料和其他传统的包装材料相比,毕竟还是一个应用于时间很短的后起之秀,它的许许多多潜在的优点尚待开发利用。作为一种新型材料,它在性能上的许多不足与局限,亦有待人们很好的认识,以便在使用中予以避免。因此,需要我们在从事塑料科研,生产与应用的同时,客观地对塑料包装材料进行介绍与评价,从而推动塑料包装材料的进一步发展。
&&& 二、塑料包装材料的主要品种
各种商品所使用的包装材料,通常多半均为一次性使用,当商品从生产单位流通到消费者手中或者到商品开封使用后,包装材料即完成了它的使命,作为废弃材料回收或者处置。因此,对于包装材料,一是要求其性能要好,要能适应保护,宣传商品的需要,二是要求其成本要尽可能地低,在当今塑料中的所谓通用塑料,如聚乙烯与聚丙烯,它们具有性能优良,生产量大,价格低廉等共同特点,是塑料包装材料的首选物料;其次是生产规模较大,性能更佳,但价格较高的通用型工程塑料,如热塑性聚酯。至于价格昂贵的特种工程塑料,虽然在某些性能上具有独到的优点,但由于经济上的原因,一般不作包装材料用。
&&& &1& 通用塑料
&&&&& 通用塑料中的热塑性塑料具有性能均衡,成型加工方便,回料及废弃物料回炉方便,制品价格较低等优点,大量用于塑料包装材料。主要品种如:聚乙烯及乙烯共聚物,这类塑料包括高密度聚乙烯,低密度聚乙烯,线型低密度聚乙烯,乙烯,乙酸乙烯共聚物等。
聚乙烯类塑料是典型的聚烯烃类化合物,无毒,无臭,无味,卫生性能可靠,耐酸,碱,盐及多种化学物质, 性能稳定;物理及力学性能均衡,防湿防潮性突出,其成型加工性能特伏,可方便地制成板材,薄膜,容器,扁丝等各种包装用塑料制品,而且价格低廉,因此在
包装中的应用极为广泛,作为包装材料,其主要缺点是阻氧性较差。
&&&&& 在几种聚乙烯中,高密度聚乙烯是聚乙烯中力学强度最好的品种,对水蒸气的阻隔能力是各种塑料中最好的一种,但在几种聚乙烯中,它是柔软性和透明性最差的品种,当需要柔软及透明性佳的制品时,则应选用低密度聚乙烯,线型低密度聚乙烯的力学强度介于高密度聚乙烯与低密度聚乙烯之间,其最大优点是抗穿刺强度高,抗撕裂传播强度高,耐应力开裂性能也十分突出;此外,它的热封合性能亦优于高密度度聚乙烯和普通低密度聚乙烯,因此,它是薄膜用的一种良好的基材,其主要缺点之一是成型加工性能稍逊。
乙烯-乙酸乙烯共聚物也是包装中应用较多的一种乙烯类聚合物,其价格略高于聚乙烯,但在塑料中仍属比较便宜的品种,随着乙酸乙烯含量的增加,其耐寒性,柔软性,热封合性改善,透明性提高,但当乙酸乙烯含量超过10%时,则可能呈现酸味,不宜直接接触食品。
&&& 2. 聚丙烯及丙烯共聚物,聚丙烯和聚乙烯一样,是典型的聚烯烃类高聚物,因而有很多相似的性能,如化学稳定性好,无毒,无臭,无味,卫生性能可靠等,和聚乙烯相比,聚丙烯的主要优点是耐热性好,使用温度可达120度,因而以降丙烯为热封层的复合袋用于蒸煮灭菌。此外,聚丙烯的强度明显高于聚乙烯,聚丙烯性能上的最大缺陷之一是耐低温性能差,聚丙烯均聚物在0度已表面出较大的脆性,丙烯与少量乙烯的共聚物可以明显地改善聚丙烯的耐寒性,但耐热性亦相应下降。
&&&& 作为包装材料使用,和聚乙烯十分相似,聚丙烯有良好的防湿,防潮性,但对氧气,二氧化碳,氮气等非极性气体的阻隔性较差,当商品需要隔氧贮存时,需采用所谓阻隔性包装材料包装,或者采用聚丙烯(聚乙烯)与阻隔性包装材料的复合制品为包装材料。
&&& 3.聚氯乙烯,它也是一种综合性能好,价格低的通用塑料,而且它的助剂多,可以通过对配方的调节,较大幅度也改变制品的性能,例如可以少加或不加增长塑剂,制得硬质聚氯乙烯制品。硬聚氯乙烯制品有良好的刚性并兼有较好的抗水防潮性能和阻隔氧气,二氧化碳以及氮气透过性能。其耐油性,透明性亦明显优于聚烯烃类塑料。但用于包装后的废弃物回收利用及焚绕处理均较为困难,回炉应用加工过程中比较容易分解,焚烧处理时,会产生危害环境的氯化氢之类的物质,且要消耗能量,因此,聚氯乙烯在包装方面的应用受到一定限制,且随着人们环保意识的不断提高,它在包装方面的应用,有逐步为其他塑料代替的趋势。
&&& 4.聚苯乙烯,聚苯乙烯具有易成型,高透明,易着色等优点,价格亦相当低廉,聚苯乙烯性脆的缺点一定程度上限制了它在包装领域中的应用,然而经化学大幅度提高其冲击强度,可制成性能优良的片材供热成型容器使用,聚苯乙烯经双向拉伸加工制得的膜片,可明显改善抗冲击性能。而保有高泡加工的特点,可制备成发泡聚苯乙烯片材,是快餐食品容器的良好基材,聚苯乙烯发泡模塑制品,是包装领域最常用的防震缓冲材料。
&&& &2&工程塑料
&&&&& 在包装领域中,应用较多的工程塑料是热塑性聚酯与聚酰胺。这二种塑料有许多相似之处,最初它们均是合成纤维的原料而被研究和开发后,后来因强度高,易成型而步入塑料领域,成为工程塑料的主要品种之一,然后逐步用于包装基材。
热塑性聚酯与聚酰胺性能上的主要特点是耐油,耐高低温,阻隔氧气,二氧化碳及氮气等性能良好,无毒卫生性能也好,因此是阻隔性薄膜的常用基材,用它们制成的复合薄膜可用于蒸煮包装,真空包装,除氧包装等。作为复合薄膜基材,除上面的特性之外,尼龙的主要特点是抗穿刺性能特别突出,用于带骨食品等包装十分有利,但它比较容易受空气中水分的影响,在潮湿环境中,阻氧性下降。
特别值昨一提的是近来来随着热塑性酯生产技术的提高,生产规模的扩大,其价格有了明显的下降,同时由于人们环保意识的增强,废弃物容易通过物理或化学方法再循环,的热塑性聚酯制品,身价倍增,在中空容器以及薄膜制品方面,得到了飞速的发展。
在包装中应用的工作塑料除热塑性聚酯与聚酰胺之外,还有聚碳酸酯。聚碳酸酯的主要特点是耐高温,高透明度,高强度,特别适用于可回收利用(重复灌装)的中空容器。目前实用化的产品主要是奶瓶及25L的净化水用桶。由于价位较高 ,其他应用尚不多见。
&&& &3&其他较常见的包装用塑料
&&&& & 值得一提的包装用塑料还有聚偏二氯乙烯(PVDC),乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH),高丙烯腈树脂(PAN)以及聚乙烯醇(PVA)等,这些塑料均以对氧,二氧化碳以及氮气等非极性气体的高阻隔性而著称。此外,它们的另一特性是耐油性比较突出。
除上述特点之外,聚偏二氯乙烯还具有高度防湿防潮性,是一种食品类商品的极为理想的包装材料,而且可以采用聚偏二氯乙烯的溶液或者乳液,在薄膜(或中空容器表面)形成极薄的防护层,即能发挥明显的阻氧防潮效果。困此,尽管聚偏二氯乙烯有价格较贵,成型加工比较困难,废弃物焚烧处理会产生氯化氢等有害物质缺点,但目前聚偏二氯乙烯在包装方面的应用仍相当普遍。
&&& 乙烯-乙烯醇共聚物是阻隔性最佳的塑料之一,而且还是高阻隔性塑料中,成型最好的品种,加之,废弃物焚烧时不会产生危害环境的有毒物质,因此,被普遍认为是颇具发展前景的优良的塑料包装材料。但因价格昂贵,应用受到较大的限制。目前仅用于高档的复合瓶,多层复合薄膜及复合片材的阻隔层。
&&&&& 高丙烯腈树脂及聚乙烯醇均因为成型加工困难,推广应用受到限制,使用不多,高丙烯腈树脂可用于制造阻隔性能良好的双向拉伸瓶,而聚乙烯醇则主要用于制造薄膜类塑料包装材料。聚乙烯醇双向拉伸薄膜主要用于高阻隔性复合薄膜的基材;非拉伸聚乙烯醇薄膜则主要用于单膜制袋,作服装的高级包装袋使用,可提供高透明性,高光泽性以及鲜明而牢固的印刷图案,此外,它还具有优良的抗静电性,没有普通塑料薄膜袋因静电而吸尘的通病,使得所包装的商品具有极佳的展示效果。
&&& 三、塑料包装材料的主要形态
&&& 1. 塑料薄膜
&&& 塑料薄膜通常指厚度0。25mm以下的平整而柔软的塑料制品。
&&& 塑料薄膜是塑料包装材料中使用最为广泛的一个品种,其品种繁多,除普通塑料包装袋用的塑料薄膜之外,还有许多专用品种,如液体包装薄膜,收缩薄膜,缠绕膜,冰箱保鲜膜,果蔬保鲜膜,表面保护膜,扭结膜等,塑料薄膜主要用于制备各种包装袋。此外,比较常见的还有缠绕包装,扭结包装,表面保护等一些包装形式。
&&& 2.塑料容器
&&& 容器是可以与塑料薄膜相提并论的广泛应用的另一大类塑料包装材料。塑料容器中空容器,周转箱,杯,盘等
&&& (1) 中空容器,它主要用于包装液态物质,有时也用于包装一些固态物质,其中,典型的代表性产品是吹塑容器与滚塑容器,最小的塑料中空容器的容积仅几ml。而特大型滚塑容器可达几十M3,使用最多的塑料中空容器是容量为几百毫升的塑料瓶。
&&& (2) 周转箱,是用于商品或生产过程中的零部件贮运,周转的箱式容器,与一般塑料包装材料不同。周转箱一般均多次重复使用,而百一次性使用。
&&& (3) 热成型杯盘之类的容器。这类小型容器由片材经热成型而制得,其特点是厚度比较均匀,制造方便,成本低廉,是食品常用的包装材料。
&&& 3.纺织袋
&&& 塑料纺织袋是塑料包装材料中的中一重要品种,起初它是作为麻袋的代用品而开发应用的,现在其应用范围已远超出了麻袋的代用品,纺织袋主要用于包装固态商品,如水泥,粮品,盐以及多种化工原料。
&&&&& 塑料纺织袋常带有塑料涂布层或者与内衬袋配合使用,以获得良好的防潮效果。塑料纺织袋最常的规格是10~25kg容量的中,小型包装袋。此外还有可容纳500~1000kg物料的集装袋。这种大型集装袋已在化工物资及羊毛等商品的包装中得到广泛应用。
塑料纺织袋主要采用聚珍烯制得,此外也有采用高密度聚乙烯或线型低密度聚乙烯为原料的产品。过去塑料纺织袋所固有的易光老化及堆码时易打滑的两大缺点,已可通过配入紫外线吸收剂以及与纸线复合而得到克服,使用效果明显改善。
&&& 4.泡沫塑料及其他塑料包装材料
&&& 泡沫塑料制品是塑料制品的一个重要分支,其性能上的主要特点是减震,防震与隔热保温的效果十分显著,泡沫塑料制品在包装方面的应用除上述发泡周转达箱之外,还应用于各种家电电器,电工仪表以及化学试剂等商品的防震包装,制品的形态有箱,盒,衬垫块,等。
塑料包装材料的品种繁多,真可谓不胜枚举,比较重要的还可以举出塑料打包带,结扎绳,塑料网等,
&&& 四、塑料包装材料与其他包装材料间的抗争
塑料包装材料以其他传统包装材料无可以拟的速度不断向前发展,主要有如下几个方面原由:&&&
&&& (1)塑料包装材料性能优越,品种繁多,可很好地适应商品包装上的多种需求,如肉类食品,要使用阻隔氧气性能优越的包装材料,以防止大气中的氧气与之接触,从而防止其氧化变质并抑制微生物的繁殖,延长保质期。选用阻隔性塑料薄膜袋或容器作为包装材料,可满足此要求,新鲜的果蔬类商品,在贮运及销售过程中,处于新陈代谢状态,可根据果蔬的具体情况,选择所需要的有适度透气性的塑料薄膜袋来进行包装。
&&& (2)塑料成型性能优良,可以通过多种成型方法制成各式各样的,适合于特定包装使用的塑料制品,供各行各业的厂家以及水产,农业,畜牧业,等有关部门的选用。
&&& (3)塑料包装用的各种塑料,绝大多数均能大规模工业化生产,因而供应充足,成本亦较为低廉。
&&& (4)塑料包装材料用塑料,基本上全部为热塑性塑料,由于具热塑性,使用后的废弃包装物可以回炉使用,有利于节约物资资源,降低包装成本关适应环保要求
&&& (5)在用树脂制成塑料制品的生产过程中,对环境的污染较小,或者对环境完全没有污染,并且在生产中,耗费的能量亦较小,这也是它的一个明显的优点。
&&&& 由于塑料的包装材料的从多优点的存在,促进了塑料包装材料的开发应用,从而也为生产的发展及人们生活水平面的提高起到了极大的促进作用。然而,塑料包装材料的大量应用也纵们带来了一个始料未及的问题,那就是塑料性能相当稳定,其废弃不易在自然界中自选分解而回归自然。由于在一个相当长的时期内,人们环境意识还比较薄弱,使得大量废弃塑料包装材料流入自然中,日积月累,形成了对环境的沉重负担,对环境保护工作,产生了严重的负面影响,因而带来了一些对塑料包装材料的责难,甚至提出了限用禁用等主张,在一段时间里,一个:以纸代塑,的呼声尤为突出。实际上,这种讲法是十分片面的,也是行不通的。首先是性能上的不可取代性,纸品有刚性好,避光性强,卫生性好,等,但防潮性差,对油及气体的阻隔气体的透过的性能差,而塑料包装材料具有优良的防潮,耐油性,较好的阻隔气体的功能,不易分解,因此,二种材料配合使用的场合颇多。且纸以木材为主要原料,无限制的发展纸质包装材料,大量砍代森林,会造成对自然环境的严重破坏,影响生态平衡,因此以纸代塑是完全站不住脚的。综上所述,我们认为,作为现代科技成果的一种新型材料,塑料包装材料是一种性能优越,成型,使用方便,成本低廉的优质包装材料,它具有其他传统包装材料所不具备的许多优点,在使用中的一些问题,将随着人们认识程度的深化及科学技术的不断发展而不断得以克服,从而在新的高度上得到更大的发展。在塑料包装材料和传统的包装材料之间,在一些具体应用中,可能会有相互转换,相互替代的情况,在一个相当长的时期内,还会存在一个相互并存,互为补充的局面。
&&& 五、塑料包装材料的发展趋势
&&& 塑料包装的材料的发展趋势大体上可归纳为提高使用功能,降低生产成本以及适应环境保护要求等几个方面
&&& 1. 提高塑料包装材料的使用功能
&&& 在提高塑料包装材料的使用功能方面,人们做了大量工作,其中包括提高通用包装材料的性能和开发功能性包装材料等工作,并取得了可喜的成果,这些成果的推广应用,不仅改善对商品的保护性,而且对于降低包装成本,或者改善塑料包装材料对环境保护的适应性往往亦将产生积极的效果。
&&& 在提高通用塑料性能方面,采用茂金属化合物类催化剂,可以大幅度提高聚乙烯的强度,从而可以将聚乙烯薄膜做得更薄,并达到原来较厚的聚乙烯薄膜的使用效果,从而节约聚乙烯物料的耗用量,起到降低包装成本,减少废弃塑料包装材料量,减轻环保压力的多重功效,在塑料制品生产技术方面也做了许多工作,其中PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)瓶通过成型工艺的改进,大大提高了耐热性,使最高灌温度由不超过60度提高到85度左右,提高了PET瓶的应用领域。
&&&& 在改善通用塑料包装材料使用功能的同时,一批具有新型功能的塑料包装材料也已崭露头角。如英国CMB公司开发了一种除氧容器,当氧进入容器壁中时,容光焕发器与氧发生化学反应而将氧消耗掉,防止氧与容器物接触,而保护它名受氧的作用。
无独有偶,PharmaCal公司也开了一种反应型塑料包装材料,他们将酶加入到塑料中,据称可除去牛奶中的胆固醇,还能除去液态食品中的氧。
具有一系列优异特性的含氧化硅涂层的塑料薄膜更是倍受人们的关注,这种薄膜的主要特点是具有高透明性和对水蒸气及氧气的高阻隔性,透微波,所包装的物质可直接进微波炉中加热;使用后的废弃物易回收处理,不会对环境造成负担等。因此,尽管该产品尚处于开发应用初始阶段,还存在着价格昂贵以及涂层性脆,运输过程中阻隔性损失较大等问题,但目前众多公司十分看好这一领域,纷纷加盟含氧化硅涂层的塑料包装材料的研究。
&&&& 美国Flex产品公司使用电子束积附技术,将氧化硅涂布鞋到PET,OPP薄膜上,涂布厚度为0.1&m.,该公司的氧化硅涂布鞋薄膜称为Transpak,除具有高度透明性之外,还能透过微波,并且对水蒸气及氧化均有高度的阻隔性。
美国的Eastapac公司,采用等离子增强化学蒸气积附工艺,将氧化硅涂布到PET薄膜及瓶上,商品名为QLF,瓶上涂膜层厚为0。02~0。03&m.阻氧性较变通PET瓶可提高4倍。
&&&&& 日本东京凸版印刷公司采用真空积附法,生产涂布鞋氧化硅涂层的PET薄膜。日本的东洋油墨公司也采用真空积附法生产含氧化硅涂布层的薄膜类产品。
如果在降低成本方面取得重大突破,估计在塑料薄膜及塑料瓶上涂布氧化硅的产品将在包装中得到广泛的应用。
&&& 2.降低塑料包装材料的生产成本
&&& 降低塑料包装材料的生产成本,是提高其竞争能力的重要措施,主要途径:1采用优质材料。在确保使用功能的前提下,减少原料单耗;2提高塑料包装材料的生产技术水平,降低生产费用。
&&&&& 在应用优质新型材料方面,采用强度高的LLDPE代替LDPE生产塑料包装薄膜。曾在塑料界引起一次较大的变革。预期近期内,将掀起一次以茂金属催化剂生产的新型聚乙烯和聚丙烯,代替传统聚乙烯,聚丙烯生产塑料包装材料的热潮,并给塑料制品生产厂及应用单位带来经济上的实惠。
&&&&& 在提高塑料包装材料生产技术,降低生产费用方面,开发与应用,为大规模生产装置的投产奠定了坚实的基础,塑料制品生产装置的大型化,无论对于降低产品能耗或劳动力耗用量均创造了十分有利的条件,因此,塑料薄膜,片材等生产装置的大型化已成为一种十分明显的趋。近年来,中国国内已相继建立了一些万吨级BOPP生产线,估计生产装置大型化的这种趋势将进一步扩大。
3,适应环境保护要求
塑料包装材料的广泛应用,在促进工农业生产,满足人民生活需要上均起到了积极的作用。然而由于过去人们环境意识不强,废弃塑料包装被乱抛乱扔,大量菜布于自然界中,一直被认为是塑料一大优点的稳定性好的特性却成了欲使塑料迅速分解,回归自然的一大障碍,大量塑料包装材料积存于自然界中,严重影响生态平衡,给人类生存环境造成极大危害之后,引起了各国广泛重视,对此,工业发达国家提出了适应环境保护的所谓&三R-D&的主张,值得我们在今后发展塑料包装材料中作为借鉴。
&&& 1.减少塑料包装材料的单耗,以减少废弃塑料包装材料的数量,减少可能进入自然界的污染源。例如塑料瓶的轻量化,塑料薄膜厚度薄型化以及改瓶装为袋装等,当然,减少单耗是在不降低包装的使用功能的前提下进行的。
&&& 2.重视塑料包装材料的重复使用工作,回收多次灌装使用的塑料瓶已成为人们开发研究的热点之一,例如可口可乐公司已开发成功并在乌拉圭开始使用可多次回收灌装用的PEN瓶。
&&& 3.做好塑料包装材料的回收利用,其中包括经物理处置,将废弃塑料包装材料经化学降解制造单体或其他化学产品的原料;或者通过焚烧处理回收能量等,达到化废为宝的目的。
&&& &一D&即开发人们经常提到的降解型塑料,这类塑料在一定的条件下可以较快地降解而回归自然,而且在使用中仍能保持良好的物理及力学性能和化学稳定性,对商品起到良好的保护作用。从降解机理看,有生物型降解塑料和光降解型分解塑料。从制造方法分,有完全依靠生物产品加工制得的,有完全通过人工方法合成的新型高分子化合物,还有以现有塑料为基础,掺混降解型添加剂而成的渗混型降解塑料;其中以用微生物产品为原料的降解型塑料分解效果最好。例如英国ICI公司的BIOPOL已有300t/a的规模,可完全为微生物降解。该产品已实用化,但价格昂贵,应用上受到限制,仅用于香水包装某特殊领域。掺混型降解塑料,特别是生物降解型塑料,开发研究有较大的反复。80年代末和90年代初,在聚乙烯中加入淀粉类物质的生物降解型塑料曾名噪一时,后因降解效果欠佳而一度倍数受冷落。近年来仍有一些单位继续进行这方面的开发研究工作。中国国内不少单位亦取得了较大的进展,比较有代表性的有天津大学和四川联合大学的淀粉改性聚乙烯类生物降解型塑料,上海三林降解树脂公司开发的淀粉改性聚苯乙烯生物降解型塑料,中科院上海有机化学研究所研究的光降解塑料以及沧州塑料二厂开发研究的聚苯乙烯物生,光双降解型降解塑料等,并有商品进入塑料包装材料的市场,如果经过应用实践的考验能完全达到预期效果,对于塑料包装对环境的适应性,将起到积极的推动作用。
&&&&& 必须指出,塑料包装材料的可降解性,是提高塑料包装材料对环境保护的适应性的一条重要途径,但绝非唯一的途径。至少在一个相当长的历史时期,要开发出完全满足现有塑料包装材料各种性能上的要求的可降解塑料是不现实的,非降解型塑料包装材料的应用是长期的,甚至不可避免的。因此,在重视开发与推广应用可降解型塑料包装材料这一工作的同时,必须高度重视如何用好非降解型塑料的问题,可根据各种塑料包装材料的特点,通过减量化,反复多次使用以及回收利用等办法,把流入自然环境中的废弃塑料包装材料的数量减少到最低限度,这样才能在发展生产的同时,保护好人类的生存环境,造福于子孙后代。
汽车工业中的应用
&&& 汽车塑料化前景
&&& 汽车是陆上主要的灵活交通运输工具,汽车工业是国民经济中极为重要的基础工业之一,1996年世界小汽车产量高达3741万辆。
&&& 中国汽车工业起步较晚,但前景不可限量。
&&& 随着汽车的大量生产,由之产生了如何节能省油,提高质量,提高功能,节约用材,简化生产工序,降低成本等问题。
&&& 汽车塑料化是众志所向,它是基于三个主要理由,一是节能,二是提高功能,三是简化制造工序与工艺。
&&& 由此看出;汽车行业中消费的能量占总消耗的82%,这是绝对大头,抓住大头,节能在望。
&&& 当今世界汽车制造业从三方面改进燃料效率,也即汽车节能大头。
&&& 减轻汽车重量 缩小汽车尺寸(小轻化)
&&& 提高 (轻量化) 转向轻质材料(轻量化)
&&& 燃料 提高发动机 改进汽油发动机(采用电子技术)
&&& 效率 效率 开发柴油,酒精及电气等发动机
&&& 减少汽车行驶时的阻力(从空气动力学上变革)
&&& 世界各国考核汽车行车时节能指票是MPG或KMPL,即每加仑汽油行车英里数或每公升汽油行车公里数。
&&& 日本是汽车小型化的先驱者,日本主要汽车制造厂家如丰田,日产,东洋,本田,三菱,铃木,等所产小汽车重量者在1t 以下,而且70年代以来更向微型化推进。
&&& 西欧和美国在汽车小型化方面也做了大量工作,进展很快,上海大众的san-tana小汽车即是其中之一,自重只有991kg德国大从的Golf的Jetta小汽车则体积更小,质量更轻。
汽车节能的第二个措施是选材转向轻质材料,即汽车轻量化,轻质材料有:塑料,铝合金和高强度钢,其中以&塑料&和&高强度钢&进展很快,而尤以塑料最为被汽车制造业所吸引。
美国在汽车塑料化工作中处于世界领先地位。塑料材料比例中由1980年的6。1%上升到1990年的12%,日本则由1979年的5.3%上升到1990年的10%。
&&& 汽车塑料化当前的趋势是由作为普通的装饰件和软垫转向结构件和功能件,换言之,由汽车内部装饰扩展到汽车外部结构,因而由单一塑料转向塑料合金,纤维增强复合材料将登上汽车工业的宝座,展望未来,全塑料的汽车将为您服务。
&&& 美国Franklin Associated Ltd对汽车上16种配件由金属改用塑料后减轻质量对比(见表)
&&& 上述16种配件实现塑料化后即可减轻质量344kg/辆,轻量化率为47.7%。
据报道,美国小汽车每辆使用塑料1979年为83kg,1985年上升到90 kg,1990年
达到116kg,各种塑料量见表
&&& 西欧每辆小汽车使用塑料1983年为60~70kg,1985年为90~100kg,1990年达100~130kg,各种塑料用量见表
&&& 汽车塑料化带来了汽车轻量化,汽车轻量化则带来了节约能源,所以,塑料&&轻量化&&节能 三者关系何等密切。据美国统计,汽车的质量每减轻425kg,每升汽油就可多跑1km路程,1977年美国用于汽车上的塑料,使每辆汽车的质量减轻125kg,按照全美在路上行驶的所有汽车数量估算,一年可以节能4。85&1012kj,相当于节约原油1400万桶。折300万吨,美国1977年每辆汽车平均使用塑料还不到70kg,而到1990年已达116kg,美国现在的节油量比1977年大得多
&&& 汽车节能的第二方面是提高发动机效率
&&& 汽车节能的第三方面是着眼于减少汽车行驶的阻力即从空气动力学上变革。车辆在高速行驶中,空气对它产生了很大的阻力,使车速减慢多耗了燃料。为了减少空气阻力,近年来研究出了新办法,关于载重车行驶时空气对货箱之间产生了很大阻力,因而设计在货箱左右两侧装上玻纤增强塑料导风板,载重车高速行驶时藉以减少空气阻力,节约了油耗。据美国统计可以节约10%燃料,早在1977年美国已有13%车队装有导风板,现在估计已有80%以上都装置了,如在车队总数仍按1976年计算,节约原油400万吨,此数字非常可观。日本近年来也在这方面急起直追,1980年日本自动车输送技术协会做了一系列实车行驶试验,得出结果:大型载重车玻纤增强导风板后,平均时速在70km时可节油4%~7%,80km时可节油4。5%~8%甚至可高至9.67%
至于小汽车,为了行车时空气阻力,除车身设计流线型,车头改扁往下倾斜外,近年来设计在车身后部尾门边缘横向装上泡沫塑料车尾导流板,它不仅能有效地控制车后的气流,而且在其他措施的共同协同下,还可以减少空气的磨擦,从而降低了油耗。
&&& 根据专家预测:到2000攫,全国汽车保有量为万辆,汽油需求量为万吨,然而预测到2000年我国汽油五笔型产量只有4000吨,换句话说汽油产量的80%~95%和柴油产量36%~45%都消耗在汽车跑路上。到2010年,汽油生产量的93%和柴油产量的58%都将消耗在汽车上
&&& 从以下数据看出,随着汽车产量的上升,全国汽车保有量的直线上升,随之而来的燃料油的需求量急剧上升。因此,汽车节能将会提到最高议事日程,要使汽车节能,就要使汽车轻量化,而汽车轻量化最有效的途径是汽车塑料化。
&&& 2. 提高汽车配件功能
&&& 塑料配件节能功能已于前节作了全面叙述。对每一种塑料件而言,还有它独特的功能,例如:塑料燃油箱与金属燃油箱相比具有:1改善了长期使用性能;2安全性能良好;3低导热率,即万一失火时,迟发生危险;4改善了设计自由度;5可充分有效利用汽车车身与底盘间的不规则空间,从而增大了燃油箱容积;6质量减轻;7燃油箱里外均耐化学腐蚀;8减少燃料油在油箱中晃动声;9生产过程中产生的废边料可回收利用;10成本降低。
再如塑料复合结构仪表板与金属仪表板相比当一旦撞车事故发生时,对驾驶员和前座客人冲撞碰伤程序可大大降低,而且对仪表的防震也有改善。
再如塑料保险杠特别是TPE保险杠,当一旦发生撞车时,对吸收冲击能大有改善,使冲撞引起的伤害与损失降低到低限度。
&&& 3简化制造工序
&&& 以燃油箱为例,金属板冲压成型的燃油箱制造工序不下20道以上,而塑料燃油箱只须一次吹塑成型,大大简化了生产制造工序,其他汽车塑料配件不胜枚举。
&&& 我国汽车工业起步晚产量小,预测2000年国产汽车对塑料的需求量见表
&&& 1995年根据发展情况,我国汽车用塑料需求预测见表
&&& 4汽车塑料件成型
&&& 汽车塑料件(一辆小汽车大约装配一二百件塑料件)的成型加工方法多种多样,即便是一种塑料件也可由几种成型方法制得,下面列举汽车塑料件的成型方法:
&&& 片材挤出压延成型(软,硬塑料)
&&& 异型材挤出成型,复合挤出成型
&&& 注塑成型
&&& 反应注射成型(RIM)
&&& 增强反应注射成型(RRIM)
&&& 中空吹塑成型
&&& 多层中空吹塑成型
&&& 结构吹塑成型
&&& 模压成型(包括片状模塑料,块状模塑料的模压成型)
&&& 回转成型
&&& 热成型(真空吸塑)
&&& 其他成型加工(发泡,刻花,印刷,喷漆)例如,前后保险杠根据其材质不同,可采用注塑成型,或RIM,或RRIM,或模压(SMC)又如燃油箱可采用吹塑成型,或多层共挤吹塑成型,或板材热成型(真空吸塑)两哈夫再焊接,或注塑成型两哈夫再焊接,或结构吹塑成型。
化学工业中的应用
&&& 环境和资源是当今世界最引人注目的话题,科学合理地利用有限的资源是环境保护的根本。
&&&&& 全世界因材料腐蚀,消耗了大量的资源,给人类造成了巨大损失,阻碍了生产力的发展,并进一步导致了全球环境状况的恶化。据一些工业国家统计,由于腐蚀造成的直接损失达到国民生产总值(GNP)的2%~4%,最发达的美国高达4%以上。中国每年因腐蚀造成的直接经济损失至少有200亿元。
&&&& 塑料作为一类新兴材料,有比较优异的化学惰性及其他良好的综合性能,已在防腐蚀领域得到大量应用。塑料防腐是一门边缘学科,研究和掌握塑料防腐原理及应用,对进一步推动和扩大塑料在防腐领域的应用,节约社会财富和资源有非常积极的意义。
&&& 1.塑料腐蚀的定义
&&& 所谓腐蚀是一种物质由于与环境作用而引起的破坏和变质的现象,塑料在化学介质环境的作用下,其外观,及力学性能劣化致破坏的现象,称之为塑料的腐蚀或化学老化。化学老化是塑料老化的形式之一。
&&& 2.塑料的腐蚀类型
&&& 塑料随种类,化学介质和环境条件的不同,可出现不同形式,不同程度的化学老化和侵蚀现象。如:外观(消光,变色,起皱)变化,及力学性能(光学性能,电性能,重量)变化以及化学结构和性能的变化等,研究掌握塑料化学老化的规律,可以更科学,更合理地使用塑料,更好的利用塑料来解决防腐问题。
&&& 塑料腐蚀的基本原因,是由于化学介质向塑料内部渗透,扩散产生溶胀,溶解,开裂或介质与塑料发生化学反应,导致了各种腐蚀现象的发生。
&&& 塑料腐蚀大体可分了:聚合物大分子内主价键的破坏,大分子间次价键的破坏。不过通常以这两类的复合破坏及大分子间次价键的破坏为多。
&&& 3.聚合物腐蚀化学反应的影响因素及对聚合物性能的影响
聚合物的化学反应主要由环境,介质和大分子链上所含基因决定,但反应还将受邻近基团效应,几率效应,聚集态,链构象以及介质扩散等其他因素的影响。
&&&&& 聚烯烃的分子链上不含水解性基团,故不易发生水解反应,耐酸,碱性也较好, 聚酯和聚酰胺等塑料,其大分子主链上含有杂原子,易发生酸性和碱性水解反应,水解的结果使材料变软,拉伸强度大辐度下降。 氯化聚醚的大分子链,由易水解的醚键组成,但因有规则地排列在主链两侧叔丁基上的氯甲基对侵蚀造成的空间障碍,且氯甲基极性导致高结晶性,阻碍了介质的渗透,所以形成了氯化聚醚耐水解性较好的现象。
普通不饱和聚酯树脂中酯基含量高,容易水解,耐腐蚀性能较差,但当其由邻位系改变为间位系,双酚系时,耐腐蚀能力明显增加,如双酚A型不饱和聚酯。 聚丙烯腈纤维的水解反应发生在侧基上,对主链影响不大,所以其性能变化较小
&&& 随温度升高,聚合物大分子能量增加,运动加剧,分子间隙增大,化学介质渗透扩散加快,吸附增加,同时,反应速度加快,腐蚀加剧。
&&& 有时温度稍高,反而有助于内应力的松弛,减少应力集中,温度变化过大过频,将产生热冲击。使装置寿命下降甚至损坏。 热和应力对塑料的破坏也可产生协同作用,如湿尼龙在70度下使用两个月即变脆,而干燥的尼龙在相同的温度下使用两年后,其性能仍很稳定,这是因为前者在发生氧化反应的同时,还发生了主链水解反应。这是热和水介质共同作用的结果。 通常大多数塑料的耐热温度都不太高,当塑料在介质中以接近临界温度使用时,必须注意热,应力,环境介质三重协同作用可能对塑料产生的破坏。
&&& 塑料是高分子粘弹性材料,在应力作用下,大分子链会沿受力方向产生运动。这将加快化学介质对塑料渗透,扩散的作用,另如在张应力下,键长增加,分子间隔变大,介质吸附量增大,这些都将导致塑料耐化学口性能下降。在应力场中,聚合物的活化能会发生变化,随应力增加,活化能降低,导致化学反应速度加快,称为&应力活化&。另一方面,当应力分布不均,特别 是冲击能量集中在个别链段上时(在支化聚合物中的分支点,网络中的横链,在主链含有杂原子的地方以及季碳原子附近的刚性链节等处易产生应力集中)一旦超出临界应力,使化学键断裂,并产生活性的自由基和离子自由基。因此,在塑料防腐工程中,对交变应力,应力集中等情况应多加注意。
国防工业中的应用
&&& 塑料特别是其中的树脂基复合材料,工程塑料,功能塑料等,以其优越的耐化学性,耐腐蚀性,轻量化,可变的力学性能等在兵器中获得了广泛的应用。已成为实现兵器轻量化,快速反应,高威力,大射程精确打击,高生存力的关键材料,国外发达国家均把塑料其及复合材料列入重点发展计划。
&&&&& 美国国防部今后5年主要强化科学技术上投资,并将材料与工艺列入7大需求牵引力量之一,属先进地面战最优先发展技术。在投资方面仅复合材料经费列在关键技术21项中的第5位,从1992年经费为2。21亿美元,占全部新材料经费的20%,足以见其重视程序。据国外预测在今后10~20年世界军用材料将发生重大变革,塑料及其复合材料成为新材料研究及其应用的重点和优先发展的新材料,其用量将会在取代金属制品的应用中发挥愈来愈大的作用。就美国而言,年间用量总价值为20亿美元,占美国全部塑料用量的4%。1990年军用特种复合材料制品的增长是非军事应用量的两倍,平均年增长率为7。5%,到2000年或2010年塑料及其复合材料可占军用结构材料的78%,而钢铁仅占预示着到2000年之后塑料及其复合材料将进入全面应用的成熟时期。军用材料也从钢铁时代和轻质铝合金时代进入塑料及其复合材料时代。
&&& 塑料及其复合材料的综合性能也适合于高新兵器的发展需求。玻璃钢早已用于兵器,先进塑料及其复合材料已开始由战略武器向常规兵器应用推广,对兵器的轻量化,抗弹药,隐身,耐热和军用电子技术的发展均起到重要的作用。
&&&&& 自80年代初美国提出地空战战略以来,采用塑料及其复合材料,工程塑料等轻质材料以促进兵器轻量化的工作一直在进行之中,在战车,枪炮,弹药,战术火箭导弹上均取得重大进展,现已出现3 kg以下的机枪,1人发射的战术火箭导弹,正在研制3t以下的155mm牵引榴弹炮,全塑料战车,美国MI和MIAI 主战坦克拟采用塑料及其复合材料造49部件进行现役装备改造。其中22个部件如炮塔平台,裙板,扭力杆及保护套,炮架管,弹药架,贮箱等要投入使用,其他如履带板块,负重轮,复合炮管等预计在2000年实用化。这样预计50t坦克可减重10%以上,还研制全塑手枪,轻型军用直升机等,适合于立体战争,尤其是快速反应部队的需要。
&&&&& 现代地面战场上,坦克,装甲车占地面目标的70%,因而装甲与反装甲始终是陆战攻防课题之一。关键计划中列有尚未公开的专门报告。由于塑料及其复合材料具有优异的动态力学性能,对抗特种弹有明显效果。海湾战争,美国MLAI坦克使用了由贫轴单晶晶须嵌入芳轮纤维纺织网状塑料及其复合材料作复合装甲的中间夹层。实践证明,这种夹层装甲有很高的抗弹性,为了对付高性能装甲,反装甲技术正迅速研制发展中,国外在研制具有高穿透性的钨丝增强铀复合材料弹芯穿甲弹。据对关键技术计划所列有关技术和材料研究分析,反装甲的新武器电磁炮可望于2007年研制成功。
&&&&& 现代光电探测技术的发展,使隐身与反隐身构成了战争中新的攻防课题。美国鉴于隐身技术在海弯战争中的巨大成功,正加速隐身坦克的研究,预计2000年装备使用。由于塑料及其复合材料能够吸收 红外波,因此采用塑料及其复合材料是坦克隐身的有效方法之一,塑料及其复合材料的折射率与大地接近,这易于使坦克隐身于山野丛林,这些材料有:铁氧体树脂复合材料,铁氧体橡胶,碳纤维复合材料,铁氧体/碳纤维/聚醚醚酮等。关键技术规定的目标是2001年研制出进一步减少雷达和红外信号特征的高级隐身复合材料。
&&&&& 高温聚合物基,金属基,金属间化合物基,陶瓷基,碳基等耐高温复合材料的出,对解决发动机,枪炮管,火简明导弹热防护等高温部件的技术难题,提供了新的有效途径,它的应用可使发动机提高50%以上,且减少40%的燃料消耗。关键计划规定目标是,2001年燃气涡
轮发动机推重比提高到17:1,2006年达20:1。现代战争需要高膛压,高射频,高初速的火炮武器。要求炮管材料具有耐烧蚀性,寿命问题愈益突出。塑料及其复合材料与复合结构炮管能消除由于猛烈火力造成火炮应力和结构损伤。美国在研制 a-碳化硅增强陶瓷作火炮内衬,试验显示可经受1000次滑膛炮弹单发射击。还研制了碳/碳,陶瓷复合材料作枪,炮管或内衬试验。在此领域内,耐高温塑料及其复合材料极具潜力。
高热导率金属基复合材料在电子元器件上的应用,可使芯片和散热片之间的热阻降低15度,从而使可靠性提高50%,关键技术计划规定目标是于1992年进行演示验证。
&&&&& 目前塑料及其复合材料等新材料技术日趋国际化,美国在设计和有效使用上居全面领先地位,但在应用于生产过程方面落后于其他国家。日本在高温复合材料,法国在陶瓷复合材料,英国和日本在碳纤维技术及应用。瑞典在高温等静压技术方面居领先地位。许多新兴工业国,尤其是环太平洋的国家,将把研究成果用于武器系统,以建立强大基础生产军用塑料及其复合材料。
&&&&& 塑料及其复合材料本身就是一项高技术,对工业基础具有很好大潜在效益。2000年预计销售额达50~200亿美元。预计2000年全部新材料的产值约占美国新兴技术产值的43%,即达到1500亿美元,在世界范围内占新兴技术产值的40%,即达到4000亿美元,因而加强塑料及其复合材料在武器系统中的应用研究和预测工作十分重要。
航空宇航工业中的应用
&&& 由于塑料的特殊功能,在航空及宇航工业中得到了广泛应用,而且越来越显示出它在这一领域中不可替代的地位,甚至有些金属材料都望尘莫及而被它们所取代。
电气工业中的应用
&&& 塑料在电工领域的应用极其广泛,其作用主要有两个方面,一是作为电气绝缘材料,二为机械结构材料。这些材料应用的电工领域,主要是电机,电器工业和电线电缆工业。
&&&&& 电气绝缘材料是使器件在电气上绝缘的,具有一定的机械强度的材料通常具有106~1019&O.cm的电阻率。它们在电工技术中的功用如下:
1使导电体与其他部分相互绝缘; 2将不同电位的导体分隔开来 3提供电容器储能的条件 4改善高压电场中的电位梯度。
&&&&& 随着电工技术向高压,高温,大容量,小体积发展,对绝缘材料也提出了更高的性能要求。
&&& 1. 电介质电绝缘性能的基本概念
相当一部分塑料用作绝缘材料,又称电介质。电介质在外电场作用下,会发生电导,极化,损耗,击穿等过程,这是电介质的基本特性。在长期使用条件下,电介质还会老化
&&& (1) 电介质的电导,它有不导电的能力,但实际上绝缘材料在电场作用下都会有一很小的电流通过,这一电流,称为漏泄电流。电工上常用体积电阻率和表面电阻率来表征材料内部和表面的绝缘特性。它们的数值越大,材料的绝缘性能愈好。
&&& (2) 电介质的击穿,当施加于电介质两端的外电场强度高于某一临界值后,其电流突然上升,电介质失去绝缘性能,到嫠是暂时地丧失,这种现象称为击穿。此临界电场强度称为介电强度或电气强度,即材料能承受而不致遭到破坏的最高电场强度,其值为:在规定的试验条件下发生击穿的电压除以施加电压的两电极间的距离所得的商。
&&& (3) 电介质的损耗,电介质从时变场中吸收,以热的形式耗散的功率。常用损耗角正切来表示。
&&& (4) 相对介电常数(简称介电常数)当在一个电容器两极之间的周围全部只由所指明的电介质充满时的电容值与同样电极形式的真空电容值的比。
&&& 2. 用作电工机械结构材料
&&& 这是指用作部分支撑,固定及保护等用途的材料,其主要功能为承受机械应力,除了机械强度外,材料或部件的耐挠曲性和尺寸稳定性也十分重要,用作结构材料的塑料,往往也有绝缘作用于,但不是主要功能。&
电子工业中的应用
&&& 制造电子,电气设备各种元器件的材料除了机械强度,耐温,易成型等基本要求外,对电性能的要求因用途不同而差异很大。电子工业中大量的塑料用作绝缘材料,希望在高温,高频下的绝缘电阻高而介电性能稳定,对有电磁波发射的电子设备既要不让电磁波射向周围环境,又要阻隔外界电磁波对电子设备正常工作的干扰,所以需要一种有一定导电性的塑料来传导和屏蔽电磁波,塑料的一大优点是质量轻,易加工,但因是高分子化合物均有不导电性,但若能从组成或分子结构上作改进赋予良好的导电性则对电子设备的轻巧和功能的延伸是一种新颖材料;有一定磁场强度的磁性塑料能代替天然的磁铁,也是电子工业所追求的新材料。因此把具有绝缘,屏蔽,导电,导磁功能的塑料在电子工业中的应用进行罗列和分析,对材料的生产者是一种促进,对材料的使用者是一种互通和借鉴。
通讯工程中的应用
&&& 属于高科技领域的现代通讯产业缺少不了轻质,透明,坚韧,又绝缘的塑料,可以说新型的绝缘线缆,通讯电缆和光缆,光盘等光记录材料以及诸如移动电话,传真机,复印机,电脑打印机等通讯用办公设备的迅速发展,是在近年来各国对通用塑料,工程塑料及其合金塑料进行了大量深入的研究,开发出一系列能满足不同通讯器材上所要求的特殊性能之塑料之后才实现的。
家用电器工业中的应用
&&& 家用电器是耐用消费品的主要领域,中国的家电用器还将与世界家用电器一道,进一步向着多功能,高档次,智能化,无污染,节能化,的方向发展。
家用电器品种繁多,按大小可分为:
&&& 1大(型)家电:电冰箱,冰柜,洗衣机
&&& 2小(型)家电:咖啡机,电吹风,电熨斗,电热毯
&&& 按原理可分为:
&&& 电子产品:彩色电视机,黑白电视机,录像机,摄像机
&&& 音响产品:收音机,录音机,立体声音响设备,电话机
&&& 电器产品:冰箱,洗衣机,空调器,电风扇,吸尘器,电热毯
&&& 按用途可分为:
&&& 厨房机械:电冰箱,冰柜,电饭锅,微波炉,电烤箱,电炊具,食品干燥机,果汗压榨机,豆浆机,绞肉机,烤面包机
&&& 家务机械:洗涤机,吸尘器,电熨斗
&&& 视听设备:彩色电视机,黑白电视机,录像机,摄像机,录像磁盘,收音机,录音机,立体声音响设备。
&&& 空调设备:电风扇,空调机,加湿器,抽油烟机,排气扇
医疗卫生事业中的应用
&&& 医用塑料是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。它涉及到物理学,化学,生物化学,病理学,输血学等多种边缘科学。自1949年美国首例用聚甲基丙烯酸甲酯作为人的头盖骨和关节的临床应用以来,医用塑料的应用已遍及整个医学领域,取得了瞩目的成果。医用塑料的用量也持续稳定增长。
&&&&& 医用塑料根据实际应用,大致分为制作人工脏器,修复人体缺陷和制作医疗器械三大类材料:
&&& 一类,植入体内,永久性替代使用的人工脏器或部位。例如人工血管,人工心脏瓣膜,人工食道,人工气管,人工胆管,此外,在手术过程中,用于体外团体暂时替代使用的人工脏器有人工肾脏,人工心脏,人工肮,人工肚脏等。
&&& 二类修复人体某部分缺陷的人工材料。如人工皮肤,人工骨,人工关节,人工鼻
&&& 三类,用作医疗器械的塑料材料,如医用容器有输液瓶,输血袋,腹膜透析液袋,一次性医疗用品有注射器,输液器,各种插管,检验用具,病人用具,绷带等。
&&&&& 医用塑料材料需长期与生物肌体,血液,体液等接触,有的甚至永久性植入体内。因此,这类具有优良的生物体替代性和生物体相容性。一般来说,要求医用塑料材料具有稳定的化学和物理性,无毒害,不过敏,不致癌,可灭菌消毒,易成型加工和抗血栓性。在诸多的性能要求中,抗血栓性至为重要。因为人体具有防止出血的自然凝血功能,当塑料材料在治疗使用或植入人体后,因肌体的排异反应立即产生血栓,引起组织坏死手术失败。经研究认为,血栓形成的最直接原因 是血小板粘附所致。而血小板的粘附与材料的表面性质有关。如材料的临界表面张,材料表面的亲水,疏水平衡,材料表面的光滑度以及材料表面的电荷性质等。
&&&&& 现在,已有很多方法对材料表面进行改性,如下图,通过材料表面的改性,可以阻止对导致血栓形成的血纤蛋白,球蛋白的吸附,和与具有生理活性的肝素,血清蛋白形成结合,由此获得的抗血栓性材料,已广泛在临床使用,取得了很大的成功
其他方面应用
&&& 近年来随着树脂品级的提高和加工工艺的创新,赋予了塑料新的功能,拓展出许多新的用途,通过不同的途径使塑料内含有大量的微孔就能赋予它分离,吸水,吸油的功能,大量的微孔还使这类制品成为塑料与空气的复合物,在绝缘,隔热,透气,阻水,低介电等性能方面开拓出新的应用领域,成为国民经济发展中不可缺少的新材料。
塑料粉末的应用
&&& 由于塑料磨成粉末后,非但保持塑料原有的力学性能,热性能,电性能,与化学性能,而且增加或增强了可塑可成型性,可熔性,可溶性,导热性,流平性,固体流态化,燃烧完全性等。因而大大扩大了它的应用领域,塑料粉末广泛用于粉末涂料与涂装,服装行业和鞋帽服饰行业的热熔粘合衬辅料,迥转成型用原料,粘合剂用原料,配制粉料混合物,有色金属表面喷&砂&用原料,高能量粉末燃料等。

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