对于塑料而言，大多是在玻璃态使用的，Tg就是耐热 的温度，此时Tg越高越好，因为高于这个温度，高聚 物会丧失机械强度。
对于高聚物的加工成型来说，Tf越低越好，对于耐热性 来说，Tf越高越好。
化学稳定性
许多高分子化合物可以制成耐酸碱，耐化学腐蚀的优 良材料。其中含氟高聚物是已知高聚物中化学稳定性 最高的高分子化合物。所以高聚物中引入含氟的基团 能大大改善它的化学稳定性
• 高分子链的柔顺性使高聚物呈现弹性
线型聚乙烯，有弹性
高分子化合物的力学状态
大多数合成树脂和合成橡胶都属于非晶体。 线型的非晶态高聚物在不同的温度下可呈现三种不同的
力学状态，即玻璃态，高弹态和粘流态
1.玻璃态 处于玻璃态的高分子化合物，整个分子链的 热运动受到限制，而且链段内旋也处于被“冻结”状 态，此时表现为坚硬而缺少弹性。
• 缩聚反应所得的高聚物可以是线型 的，可以是体型的(三度空间许多分子交 联)。建筑塑料常用的缩聚树脂有酚醛树 脂(PF)、脲醛树脂(DF)、环氧树脂(EP) 及聚酯树脂等。
填充料
• 填充料按其化学组成不同分有机填 充料(如木粉、棉布、纸屑)和无机填充料 (如石棉、云母、滑石粉、石墨、玻璃纤 维)。按形状可分粉状和纤维状。
• 不同填料不仅可以提高塑料强度和 硬度，增加化学稳定性，而且由于填充 料价格低于合成树脂，因而可以节约树 脂、降低成本。
• 一般填充料掺量可达20%~50%。
其他添加剂
• (1)增塑剂
• 增塑剂能增加塑料的可塑性，减少 脆性，使其便于加工，并能使制品 具有柔软性。
• 对增塑剂的要求是：应能与合成树 脂均匀混合在一起，并具有足够的 耐光、耐大气、耐水稳定性。 常用的增塑剂有邻苯二甲酸酯 类、磷酸酯类、樟脑和二苯甲酮等。
• (2)稳定剂
•
稳定剂可以增强塑料的抗老化能力。稳定
剂应能耐水、耐油、耐化学药品并与树脂相溶。
常用的稳定剂有硬脂酸盐、铅化合物、环氧化
合物
• (3)润滑剂
•
塑料在加工成型时，加入润滑剂，可以防
止粘模，并使塑料制品光滑。
•
常用的润滑剂有油酸、硬脂酸、硬脂酸的
钙盐和镁盐。塑料中润滑剂一般用量为
0.5%~1.5%
• 加聚反应所得的高聚物一般为线型 分子。建筑塑料常用的加聚合成树脂有 聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯 (PS)、聚丙烯(PP)、聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)
• (2)缩聚合成树脂 • 在一定反应条件下，由两种或两种
以上单体，通过缩合反应形成高分子化 合物。如缩聚酚醛树脂是由苯酚和甲醛
玻璃态与高弹态之间的转变温度称为玻璃化温度,Tg 表示。
高弹态与粘流态之间转化的温度称为粘流化温度,Tf表 示。习惯于把玻璃化温度高于室温的高聚物称为塑料。 低于室温的称为橡胶。
对于橡胶而言，Tg是保持高度弹性的温度下限，也是 耐寒的标志，低于此温度，橡胶变硬变脆，失去弹性， 应选取Tg低，Tf高的高分子化合物，这样橡胶高弹态 的温度区间较宽。
度更高的大分子链
更高的大分子链
2. 形成的高聚物分子量高，而浓 2.形成的高聚物分子量不太高，
度较低
而浓度较大
3. 聚合过程中，单体消耗速率较 3. 聚合过程中，单体消耗速率大，
低，而分子量增加很快
但分子量增幅小
4. 每步反应几乎不可逆，总聚合 4. 每步反应都为可逆，总聚合速
速率很快
率较慢
5. 反应一旦开始，聚合物分子量 随聚合过程不断加大，而聚合物 浓度几乎不再增加
n H2N(CH2)6NH2 + n HOOC(CH2)4COOH heat
己二胺
己二酸
O
C (CH2)5 NH + n H2O
尼龙6
n
O
O
NH(CH2)6NHC(CH2)4C + n H2O
尼 龙 66
n
HH
HH
NC O H
NC O H
OC
H
OC
H
NH
NH
H
聚氨酯的缩聚反应 H
O HO C
对苯二甲酸
高密度聚乙烯
低密度聚乙烯支化， 成无定形，熔点低
用于制造薄膜、电线 绝缘层等非结构材料
低密度聚乙烯
• 内旋转——高分子链中的单键都能按一定的角度旋转 • 内旋转使得高分子链具有柔顺性 • 内旋转使高分子链不呈直线状，而呈卷曲缠绕
• 内旋转使高分子化合物形成各种内旋转异构体 • 高分子链愈长，柔顺性愈好
• 重复单元也称链节 • 重复单元的数量 或链节数n又称聚合度 • 聚合度是衡量高分子化合物相对分子量的重要指标
HH
单体 C C
HH
HH
CC
重复单元
n
HH
• 碳链高分子化合物——主链全部由碳原子组成的高分子化合物 • 加聚物一般都是碳链高分子化合物
example 聚乙烯 聚苯乙烯
monomer
CH2 CH2 CH2 CH
弹性和塑性
热固性和热塑性塑料
塑料的组成
合成树脂
• 合成树脂是有机高分子化合物，它 是由低分子量的有机化合物(又称单体)经 加聚反应或缩聚反应而制得。
• 合成树脂在塑料中起胶粘作用，通 过它把其他成分牢牢胶结在一起，使其 具有加工成型性能。
• (1) • 许多烯类及其衍生物单体在一定反
应条件下，其中不饱和键(如双键)有一个
• (4)着色剂
• 为使塑料具有各种颜色，可掺 有机染料或无机染料。
• 对着色剂的要求是：色泽鲜明、 着色力强、分散性好、与塑料结合 牢靠、不起化学反应、不变色。
• 常用的颜料有酞菁蓝、联苯胺 黄、甲苯胺红和苯胺黑等。
• (5)其他添加剂
• 为了满足塑料某些特殊要求还需加 入的各种助剂。
• 如加入异氰酸酯发泡剂，可制成泡沫塑 料；
•
硬质PVC表观密度为1.38~1.43g/cm3，
机械强度高，介电性能优良，耐酸碱性
特强，化学稳定性、耐油性及抗老化性
也较好。
•
• 缺点是抗冲击性较差，使用温度低(60℃以 下)，线膨胀系数大，成型加工性不好。
• 制造给排水管道、塑料门窗、电线配管、装饰 饰面板、楼梯扶手等。
• (2)软质聚氯乙烯塑料(软PVC)
2 聚乙烯塑料（PE）
• 按其聚合方法不同，可分高压、中压、 低压三种。
• 聚乙烯塑料表观密度较小，有良好的 耐低温性(-70℃)和耐化学腐蚀性，有突出 的电绝缘性和耐辐射性，同时耐磨性、耐 水性均较好。
– 合成高分子化合物：
• 聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚四氟乙烯(PFE)、尼龙 (nylon)、涤纶(terylene)等
与具有相同组成和结构的小分子化合物相比较，高分子 化合物具有高熔点，高强度高弹性及其溶液和熔体具有 高粘度等特殊的物理性质。
• 聚合物(polymer)由许多小分子结合而成 • 小分子化合物被称为单体(monoers)
H2N R COOH
O
O
O
O
H HN R C NH R C OH + H HN R C NH R C OH
m
n
O
O
H HN R C NH R C OH
m+n
连锁聚合反应
逐步聚合反应
1. 单体分子持续不断地加成至数 1. 单体分子、低聚物分子与高聚
量有限的高聚物链端，形成聚合 物分子间互相作用，形成聚合度
R +
苯乙烯
POLYSTYRENE
R
聚苯乙烯
n
• 缩聚反应——两个或两个以上单体缩合而成，伴有小分子 物质的失去
• 单体的一侧须有官能团，如酰胺、羟基、羧基或醛基等 (Amide, Hydroxyl, Carboxylic Acid, or Aldehyde)
O
heat
n HO C (CH2)5 NH2 氨 基 己 酸
• 加入适量的银、铜等金属微粒，可得导 电塑料；在组分中加进一些磁铁末，可 制成磁性塑料；
• 加入阻燃剂三水合氧化铝可降低塑料制 品的燃烧速度，并具有自熄性。
常用塑料
热塑性塑料
1 聚氯乙烯塑料（PVC）
• PVC是聚氯乙烯树脂加某些增塑剂、 润滑剂、填料、着色剂等塑制或压铸而
• (1)硬质聚氯乙烯塑料(硬PVC)
聚合物
Monomer Monomer Monomer Monomer Monomer Monomer Monomer
Monomer
Monomer
Monomer Monomer Monomer Monomer Monomer
Monomer
HH
CC
HH
HH
CCHHຫໍສະໝຸດ HHCCHH
HH
CC
HH
• 重复单元——化学组成和结构可重复的最小单位
Random A A B A B A A A B A
Graft
A A A A A AA A
B
B
B
B
B
B
• 交替共聚物比无规共聚物较易结晶。结 晶时，链的排列也较规正
交替共聚物 乙烯-聚苯乙烯共聚物
无规共聚物 氯乙烯-四氟乙烯共聚物
• 加聚反应——单体进行连续、多步的加成反应， 形成高聚物
R
引发剂 +
5. 反应开始后，单体迅速耗尽， 但生成的聚合物聚合度不高，此 后聚合过程中，主要是低聚物间 的缩聚，使高聚物的链不断增长
• 高聚物按链形状不同，可分为
– 线形高分子 – 体形高分子
柔性线型
支链型
还有星型高分子等…
交联型 还有刚性线型高分子
体型
• 高密度聚乙烯部分结晶，熔点高 • 用于注塑成瓶、管等容器