高分子材料加工基础
2. 聚丙烯的结构
项目
全同PP
密度（g/cm3)
0.92
结晶度（%）
60
熔点（℃）
在正庚烷中的 溶解情况
176 不溶
间同PP
无规PP
0.91
0.85
50-70
无定形
148-150
75
微溶
溶解
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3
3. 聚丙烯的性能
1）力学性能 PP的力学性能一般，强度较大，耐折性能较 高；但脆性大，耐低温性差。
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2
5. 聚乙烯的应用
1）挤出或压延成型各种薄膜:农用薄膜、包装薄膜、出版物的塑 膜封皮
2）中空吹塑成各种容器:油桶、涂料桶、饮料瓶、奶瓶、药品包 装瓶
3）挤出成各种型材（管材、板材、片材、棒材）、单丝（绳 索、渔网、纱窗）。
4）注塑成各种工业用品及日常用品:如水桶、盆、碗、灯罩、瓶 壳、茶盘、梳子、淘米箩、玩具、文具、娱乐用品等。
第二节 塑料原材料
主要内容及学习要求
Ø 主要内容：
1）塑料材料的结构及性能特点； 2）塑料材料的分类方法； 3）主要塑料原材料的结构、性能及加工特性；
Ø 学习要求：
1）掌握有关的基本概念； 2）掌握主要塑料原材料的结构、性能及加工特性； 3）了解常用的塑料分类方法。
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一. 塑料的定义及其发展历史
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聚乙烯的应用
Ø LDPE主要用于制造农用膜、地膜，另外少部分用于各种轻、重包装膜， 如食品袋、货物袋、工业重包装袋、复合薄膜或编织内衬、涂层、各种管 材、电线绝缘层等。
Ø HDPE大大开拓了聚乙烯的用途，不仅用于薄膜和包装，还用于中空吹塑 和注塑容器、鱼网丝、管材、机械零件、代木产品等。
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5. 改性聚苯乙烯
为了克服聚苯乙烯脆性大、耐热性低的缺点， 开发了一系列改性聚苯乙烯，其中主要有ABS、 MBS（甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯）、ACS （丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯）、AS、HIPS等。
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1） 高抗冲聚苯乙烯（HIPS）
Ø 在苯乙烯单体中加入合成橡胶，以自由基引发聚合可制 得HIPS。如将苯乙烯和聚丁二烯共聚或共混，能得到一种 冲击强度十分优良的聚苯乙烯，。
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（三）聚苯乙烯（polystyrene, PS）
聚苯乙烯自于20世纪30年代后期开始工业化生产以来，一直是热 塑性塑料的主要品种。
聚苯乙烯是以苯乙烯为单 体的聚合物，其分子链上连接 着侧苯基，苯基体积较大，有 较大的位阻效应，使PS分子链 变得刚硬，其Tg远远高于PP、 PE的，大约在90-100℃之间。 但PS很难结晶。
成型加工方法：挤出、注射、压 延、吹塑及模压等。热塑性塑料 可反复成型。
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三. 塑料材料的特性及其应用
1）比重轻，比强度高 (汽车、飞机、军事、日常用品） 2）电气绝缘性好 （电线电缆的绝缘套管、电器的绝缘外壳） 3）隔热性能好（薄膜、泡沫、电器壳体等） 4）耐腐蚀性和化学稳定性好（各种容器、管道等） 5）光学性质好 （胶卷、光盘、光纤、灯罩） 6）减震、消音作用好（泡沫塑料） 7）耐磨、自润滑性能好（轴承、活塞环、齿轮等） 8）成型加工性好 不足：如耐热性差、热膨胀系数大、不易成型尺寸精密的制品、老
世界塑料制品产量早已超过1亿吨，2000年已达约 1.2亿吨，并且随着应用领域的不断拓展，其需求量将逐 年增长。
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二.塑料与橡胶的比较
项目
分子结构
分子量及 分子量分布 使用温度区间 性能特点
加工性能
橡胶
塑料
多为非极性高聚物，分子链柔顺 分子链柔顺性较橡胶分子差，能
性高，且分子间作用力小，不能 够结晶且结晶度较高，分子间作
改变成型压力来降低其粘度； 4）PE结晶能力高，成型工艺参数对制品性能影响较大； 5）PE的收缩率很大，应合理设计模具尺寸； 6）PE易氧化，成型加工中应尽量避免与氧接触； 7）PE的品级、牌号极多，应按熔融指数大小选取适当的成型工艺。
聚乙烯可采用多种成型工艺，可以注塑、挤出、中空吹塑、薄膜吹 塑等，中、高密度聚乙烯还可以热成型。
5）环境与老化性能 PP对氧的作用比PE敏感，耐紫外线的 能力也比PE差，必须加抗氧剂或紫外线吸收剂。
6）燃烧性能 PP极易燃烧。
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4. 聚丙烯的加工特性
1）吸湿性小，成型前不需要进行干燥； 2）受热易氧化降解，应尽量减少受热时间，并避免受热时与氧接触。 3）熔体粘度小，易成型出薄壁长流程制品，成型压力低； 4）熔体具有较明显的非牛顿性，粘度对剪切速率和温度都比较敏感； 5）具有较明显的后收缩性，应合理控制工艺参数； 6）熔体弹性大，冷却凝固速度快，制品易产生内应力；
1.1 塑料（Plastics）的定义
以树脂为主要成分，在一定温度和压力下，可 以制成一定形状并在常温下能保持现定形状的材 料。
塑料又称为合成树脂，是因为最初制取的塑料--酚醛树脂类似松脂的缘故。
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1.2 塑料的发展历史
塑料的发展历史可分为三个阶段：
1）第一阶段：从酚醛树脂的工业化生产到1920年为止，是塑料制品的仿
线型，短支链，支化 0.94-0.96 度低(10/1000）
线性低密度聚乙烯 (LLDPE)
甚低密度聚乙烯 (VLDPE)
线型，短支链, (10-35/1000） 线型，无长支链
0.91-0.92 0.86-0.90
结晶度 45-65%
80-90%
介于LDPE和 HDPE之间
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3. 聚乙烯的性能
Ø LLDPE主要用于吹塑薄膜、编织袋、管材、中空制品、复合薄膜及交联 发泡制品，还可与一些橡胶或其他塑料（如LDPE、HDPE、PP等）进行 掺混。
Ø VLDPE目前可以代替热塑性聚氨酯、EVA做管、瓶、桶内衬、密封件、 垫圈、电缆、玩具等；还可代替聚氯乙烯作医用软管、热收缩膜、拉伸包 装膜等。也可以作为抗冲击改性剂，提高其他材料的抗冲击、耐穿刺和柔 韧性。
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1. 聚乙烯的外观
LDPE
HDPE
聚乙烯为高分子量的 直链烷烃，外观为白色 蜡状固体，微显角质 状，无臭无味无毒.
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2.聚乙烯的结构及分类
分子结构
密度g/cm3
低密度乙烯( LDPE) 有较多长、短支链， 0.91-0.925 支化度高，如树枝状
高密度聚乙烯 （HDPE）
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15 15:29
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1. 聚丙烯的外观
PP
PP为白色、无毒颗粒，光滑度不如PE.
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（二）聚丙烯（polypropylene, PP）
聚丙烯是以丙烯为单体制得的聚合物。1954年，纳塔 在实验室首次合成了等规聚丙烯，并于1957年在意大利投 产。
目前聚丙烯成为发展速度快、产量大、牌号多和用 途广泛的塑料品种之一。据统计，2000年世界聚丙烯的生 产能力已达到3500万吨。
料（不耐沸水）；
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五. 通用塑料材料
（一）聚乙烯（polyethylene，PE）
聚乙烯是以乙烯为聚合单体的聚合物，单体来源丰 富、价格低、发展速度非常快，是世界上产量最大的塑料 品种，约占世界塑料总产量的四分之一；其应用面也最 广，可制成板材、管、薄膜、贮槽和容器，用于工业、农 业及日常生活用品。
外，还可以将制品置入60～80℃的热水浴中或烘箱中退火处理1～ 3小时。
PS可采用注塑、挤出、热成型、旋转模塑、吹塑、发泡等多种 成型工艺，其中注塑、挤出、发泡是最常采用的工艺方法。
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4. 聚苯乙烯的应用
PS具有价格低廉、模塑性能好、透明、容易着色、刚度高、吸湿 性低、易印刷等优点，其世界产量仅次于PE和PVC而位居第三，应用 广泛： 1）制备装饰、照明制品、仪器仪表壳罩、仪表板、汽车灯罩等； 2）一般电绝缘用品、高频电容器、高频绝缘用品及传输器件、光导纤 维； 3）绝热保温材料、冷藏冷冻装置绝热层、建筑用绝热构件； 4）防震、抗冲击的泡沫包装垫层； 5）日用杂品、玩具、一次性餐具（快餐盒）、透明模型等。
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PS
PS是无色、无臭、无味的透明性刚硬固体， 制品掷地有金属般响鸣。PS透光率不低于88%， 具有特殊光亮性。
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2. 聚苯乙烯的性能
1）力学性能 PS在热塑性塑料中是典型的硬而脆的塑料，拉伸、弯曲 等常规力学性能皆高于聚烯烃，但韧性较差，拉伸时无屈服现象；
1）力学性能（软而韧，强度较低，与密度、结晶度 和分子量有关）
2）热性能（低温性能好，热变形温度低） 3）电性能（优异的电绝缘性） 4）耐化学试剂及耐溶剂性（优良） 5）环境和老化性能（应力开裂现象明显） 6）燃烧性能（极易燃烧）