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聚乙烯塑料

（一）簡介

聚乙烯塑料（Polyethylene）是乙烯單體的聚合物。生產原料是石油、焦爐氣或酒精。工業生產聚乙烯一般由乙醇脫水、乙炔催化加氫或高溫裂解制得。它的商品名稱簡稱為“乙塑”；英文縮寫為PE。由于聚乙烯密度大小不同，分為低密度聚乙烯．[PE(L)]、中密度聚乙烯[PE(M)]和高密度聚乙烯[PE (H)]。

聚乙烯的分子結構式為：（—CH2一CH2—） n。它是線型的幾何形狀，從理論上講沒有支鏈,容易產生結晶。通常聚乙烯大分子是由晶區和處于高彈態的無定形區交錯構成；晶區賦予聚乙烯塑料較高的硬度、強度、化學穩定性等；無定型區賦予聚乙烯塑料較高的柔軟性、韌性、透明度等。實際上，聚乙烯大分子不是絕對沒有支鏈的。其結晶度不同，密度也不同，物理機械性能也有差異。

（二）聚合方法

1． 低密度聚乙烯

又稱“高壓軟塑料”。它是由乙烯單體用微量氧作引發劑，在1200一2000大氣壓、溫度為100一300℃條件下，用氧、有機過氧化物或偶氮化合物為引發劑進行聚合而成。

2．中密度聚乙烯

在30—70大氣壓、溫度為l00—250℃條件下，用氧化鉻或氧化鉬作催化劑合成中密度聚乙烯。實踐中帶采用以下方法制得：

①將低密度聚乙烯與高密度聚乙烯按一定比例摻合制得；

②采用泥漿法或溶液法，由乙烯與丙烯、丁烯等第二單體共聚制得；

③采用高壓法生產，由乙烯與醋酸乙烯、丙烯酸酯等第二單體共聚制得，或使乙烯轉化率控制在相當低的條件下制得；

④采用氣相法制得。

3．高密度聚乙烯

它是在常壓10個大氣壓和60—80℃條件下，用烷基鋁和四氯化鈦為主的催化劑聚合而成的。

（三）性能

物理機械性能

PE為乳白色臘狀半透明體材料，比水輕、無嗅無味無毒；HDPE柔軟、LDPE剛硬；透氣性隨密度的增大而減小，對N2、O2、CO2的透氣性與其他薄膜相比，HDPE較大，但相對地對水蒸氣的透氣性卻很小；PE耐低溫性能是通用塑料中最好的，脆裂溫度-70℃，但不耐高溫；HDPE的強度、硬度較好，但沖擊強度、彈性較差、透明度低；而LDPE則相反。

MDPE的性能介于二者之間

耐化學腐蝕性

PE常溫下能耐一般酸、堿、鹽，但不耐濃的H2SO4、HNO3，在60℃以下能耐絕大多數有機溶劑，在脂肪烴、芳香烴和氯代烴中溶脹。

耐老化性能

PE在空氣中O2作用下緩慢降解；受熱、紫外線、高能輻射的作用，降解加速。

絕緣性能

介電常數小。

粘結、印刷、著色性差。

（四）燃燒特征

易燃，離火后繼續燃燒，并放出與石蠟燃燒時相同的氣味；燃燒時，火焰尖部呈黃色，底部呈藍色；煙少；燃燒時邊熔、邊燃、邊滴落。

（五）用途

低密度聚乙烯的用途非常廣泛，用擠出吹塑法可以生產薄膜、中空容器，用擠出法可以生產管材，用擠出壓延法、以牛皮紙為底基可以生產復合薄膜，用注射法可以生產各種日用品，如奶瓶、皂盒、玩具、杯子、塑料花等。

中密度聚乙烯主要用于制作各種瓶類制品、中空制品、電纜用制品以及高速自動包裝用薄膜。

高密度聚乙烯塑料強度高、耐磨性好，所以主要用于制造繩索、打包帶等，還可制作盒、桶、保溫瓶殼等。

聚丙烯塑料

（一）簡介

聚丙烯塑料（Polypropylene）是由丙烯在甲烷基鋁和三氯化鈦催化劑作用下，在20個大氣壓和50℃的條件下，以汽油為溶劑進行聚合而制得的。它的商品名稱簡稱“丙塑”，英文縮寫為：PP。

（二）識別特征

未著色時為乳白色半透明體，質軟；相對密度小于水，能浮于水平面上；沸水中軟化不顯著，不變型，軟化溫度110℃；手摸潤滑，但無油膩感，質地挺硬有韌性。取條樣拉伸時，發生脆性斷裂。

（三）燃燒特征

易燃，離火后可繼續燃燒，有特殊氣味逸出；火焰尖部呈黃色，煙少，邊燃燒、邊熔化、邊滴落。

（四）結構與性能

CH3

聚丙烯的結構式為：[—CH2—CH—] n ，屬于線型大分子，但聚丙烯的甲基側鏈有三種不同的排列方式，使其具有較高的結晶度。由于甲基側鏈的影響，使聚丙烯與聚乙烯塑料的性質有所區別，主要表現再以下幾個方面：

1． 化學穩定性較聚乙烯好

除發煙硝酸和發煙硫酸以外，耐其它化學腐蝕性很好，實驗室中80%硫酸和濃鹽酸可達100℃而不破壞聚丙烯。

2． 耐熱性突出

可在100一120℃的長期使用；但低溫時抗沖擊強度急劇降低，0℃時的抗沖擊強度是20℃時的一半。

3．透氣性和透水性低于聚乙烯。

4．剛性、拉伸強度比聚乙烯好。

5．定向拉伸

拉伸方向強度提高，抗彎曲性好，柔韌性增大，對折彎曲100萬次被彎處不變白。

6． 耐老化性較聚乙烯差

聚丙烯長鏈有甲基叔碳原子，不穩定，使用中嚴防與銅長期接觸產生“銅害”。

（五）改性

聚丙烯塑料的使用性能存在一定的缺點，如耐寒性差、抗沖擊強度低、耐老化性差等。為了克服這些缺點，常常采用改性措施。

1． 共聚改性

與氯乙烯、丙烯酸等單體共聚，可改進聚丙烯的耐寒性、易燃性、成型流動性等。

2． 共混改性

和其它熱塑性塑料、彈性體共混，制備共混物，可改進聚丙烯的耐寒性。

3． 填充——增強改性

添加填充材料和增強材料，提高聚丙烯在高溫時的剛性，并降低成型收縮率。

4． 拉伸改性

通過拉伸使分子定向，提高機械強度，如聚丙烯經雙軸拉伸后，強度可以提高3倍。

5． 交聯改性

聚丙烯的線型結構交聯成網狀結構，可提高耐熱性、機械強度。

（六）用途

聚丙烯塑料主要用于薄膜、管材、瓶類制品等。由于受熱軟化點較高，可用于制作餐具，如碗、盆、口杯等；醫療器械的殺菌容器；日用品如水桶、熱水瓶殼等；還可制作文具盒、儀器盒等；也可制作電器絕緣材料及代替木材的低發泡板材等。它還適于制作各種繩索和包裝繩。

中國對聚丙烯的需求量將很快超過美國，成為世界第一大消費國。中國聚丙烯的需求僅為美 國聚丙烯需求量的60%，這個指標已增至95%。該報告指出，今后5年中國聚丙烯需求增長速度將是美國的2倍，到2007年時，中國的聚丙烯需求量將比美國的需求量高出20%。

據業內人士分析，中石化和中石油現已進入世界最大聚丙烯生產商行列，中石化的聚丙烯生產能力位居世界第二位，中石油公司排第十三位。中石油現已與Basell公司簽訂授權協議，到2007年將實現產能翻番。

雖然中國聚丙烯的生產能力較強，但每年聚丙烯需求缺口仍高達250 萬噸，韓國、中東地區及印度作為潛在的聚丙烯出口國將對此予以補充。

2002年全球聚丙烯需求量達到3400萬噸，較2001年增加了7%，凈增220萬噸。據預測，世界聚丙烯總需求量將以6.6%/年的速度增長，到2007年，世界聚丙烯需求量將達到4700萬噸以上。

聚苯乙烯塑料

（一）簡介

聚苯乙烯是由苯乙烯單體聚合而成的線型結構的塑料。它的商業名稱簡稱“苯塑”，英文縮寫為PS。聚苯乙烯的合成常采用塊狀聚合法與乳液聚合法。

1． 塊狀聚合法

將苯乙烯在惰性氣體中，溫度控制在60—90℃范圍內，用過氧化二苯甲酰為催化劑進行聚合，可得到透明塊狀樹脂。該種樹脂純度較高，透明度與光澤較好。

2． 乳液法

在催化劑作用下，將苯乙烯單體的水乳液溫度控制在80—95℃條件進行聚合，然后將聚合物從母液中分出，經處理后獲粉狀樹脂。成品耐熱性略高于塊狀聚合樹脂，但電絕緣性及透明度略差。

（二）識別特征

表面硬而光滑，透明度好，著色力強，色澤鮮艷；質地發脆、沖擊強度低、易磨劃、易破碎；敲擊時，聲音清脆，拗折時容易碎裂；相對密度大于1，略沉于水中。

（三）燃燒現象

燃燒性能好，易燃，離火后繼續燃燒，并有苯乙烯臭味放出。火焰呈黃色、冒黑煙；燃燒時軟化、起泡。

（四）性能

聚苯乙烯的結構式屬線型結構， 但分子鏈碳原子上有連續間隔的龐大苯基基團，這種結構決定了聚苯乙烯的特殊性能。

1．質地剛硬，抗沖擊強度較低；無規構型的聚苯乙烯光澤好、透光率大、著色性好。

2．軟化溫度為80℃，在80℃以下它是硬如玻璃的固體，在80℃以上則變成較軟的物體，有類似橡膠的性質，應避免高溫下使用。

3．成型性能好，在使用溫度范圍內，成品收縮變形性小，尺寸穩定；耐水性好，化學穩定性隨溫度的升高而降低；對一定濃度的無機酸、有機酸、鹽類溶液及堿類、醇類、植物油類等都有較好的抵抗性，在日光下長期放置會逐漸變黃，失透并發生裂紋現象。

4．接觸油類、防蟲藥劑常出現開裂、變色和發粘溶化現象，在光、氧、熱的作用下易老化、發黃。

5．易溶于氯仿、二氯甲烷、甲苯、醋丁酯等有機溶劑中，保管中切忌與上述溶劑接觸。

（五）改性

聚苯乙烯因有脆性大、軟化溫度低、易產生龜裂等缺點，嚴重影響了它的使用。為消除它的缺點，出現了改性聚苯乙烯；途徑是將苯乙烯單體與其它單位進行共聚合，或將聚苯乙烯與其它聚合體、共聚體混溶。其改性品種主要有以下幾種：

1． 韌性聚苯乙烯

為了改進聚苯乙烯質脆易碎的缺點，采取與橡膠(丁苯或丁腈)等彈性體共混的辦法，制成韌質改性聚苯乙烯，提高了聚苯乙烯的抗沖擊強度，但降低了產品的透明度和電性能。

2． 氯化苯乙烯

在苯乙烯結構上引入兩個氯原子，制成二氯苯乙烯單體，然后聚合成二氯苯乙烯合成樹脂。這種改性的聚苯乙烯仍是透明物體，耐熱性能提高很大，抗沖擊強度也有所提高。

3． 苯乙烯與丙烯猜共聚物(AS)

由于丙烯腈單體的引入，可提高材料的化學抗蝕性、耐熱性、機械強度，并不產生裂紋，是一種較理想的材料。

4． 苯乙烯與丁二烯、丙烯腈共聚物(ABS)

丁二烯是良好的彈性體，各種單體在共聚物中發揮了各自優良性能。所以，ABS塑料的綜合性能好，是一種理想的工程塑料。

（六）用途

聚苯乙烯塑料廣泛應用于光學儀器、化工部門及日用品方面，用來制作茶盤、糖缸、皂盒、煙盒、學生尺、梳子等。由于具有一定的透氣性，當制成薄膜制品時，又可做良好的食品包裝材料。

聚氯乙烯塑料

（一）簡介

聚氯乙烯塑料是由氯乙烯單體聚合而成的，是常用的熱塑性塑料之一。它的商品名稱簡稱為“氯塑”，英文縮寫為PVC。

純聚氯乙烯樹脂是堅硬的熱塑性物質，其分解溫度與塑化溫度極為接近，而且機械強度較差。因此，無法用聚氯乙烯樹脂來塑制產品，必須加入增塑劑、穩定劑、填料等以改善性能，制成聚氯乙烯塑料，然后再加工成各類產品。聚氯乙烯，根據加入增塑劑量的多少分為硬質聚氯乙烯和軟質聚氯乙烯。

（二）識別特征

聚氯乙烯薄膜透明度比聚乙烯高，制品色澤鮮艷，手摸光滑，無蠟狀感，常可嗅到特殊氣味；遇冷后明顯變硬，使用溫度60℃；相對密度大于1，能沉于水下，這是區別聚氯乙烯的顯著特點；硬制品堅硬光滑，敲擊時聲音發悶；軟制品柔軟、富有彈性。

（三）燃燒性能

聚氯乙烯的燃燒性能不好，離火即滅，屬于難燃性塑料；燃燒時，有刺激性的氯化氫臭味放出，燃燒時軟化。

（四）性能

1．軟質聚氯乙烯一般含增塑劑30—50%。由于質地柔軟，強度較高；具有良好的氣密性和不透水性。

2．硬質聚氯乙烯只加少量的增塑劑制成。其特點是質地堅硬，機械強度高，耐化學腐蝕性能好。 ．

3．聚氯乙烯塑料耐熱性差，強度受溫度影響較大，-20℃時比20℃時的強度下降80%。因此，薄膜制品不易在低溫下保管使用；軟制品使用溫度不超過45℃，硬制品不超過60℃， 長期光照時會老化變脆。

4．聚氯乙烯薄膜在加工時，為防止加熱分解，需加入熱穩定劑，由于熱穩定劑含有鉛鹽等，使聚氯乙烯塑料有毒性，故不能用作食品包裝物。

5．聚氯乙烯塑料與有機溶劑和萘等防蟲藥劑接觸，會產生發粘、溶化現象，并且容易吸收異味；由于增塑劑揮發性較強，故不宜貯藏過久。

（五）用途

軟質聚+氯乙烯可制成較好的農用薄膜，常用來制作雨衣、臺布、窗簾、票夾、手提袋等，還被廣泛用于制造塑料鞋及人造革。

硬質聚氯乙烯能制成透明、半透明及各種顏色的珠光制品。常用來制作皂盒、梳子、洗衣板、文具盒、各種管材等。

它的特性如下：

質輕，搬運裝卸便利：

PVC管材質很輕，搬運、裝卸、施工便利，節省人工。

耐化學藥品性能優良：

PVC管具有優異的耐酸、耐堿、耐腐蝕性，對于化學工業之用途甚為適用。

流動阻力小：

PVC管之壁面光滑，流體阻力小，其粗糙系數僅0.009，較其他管材為低，在相同的流量下，管徑可縮小。

機械強度大：

PVC管的耐水壓強度、耐外壓強度、耐沖擊強度等都非常高，適用于各種條件下的配管工程。

電氣絕緣性佳：

PVC管具有優異的電氣絕緣性能，適用于電線、電纜的保護套管。

不影響水質：

PVC管及管件經溶解實驗證實不影響水質，為現 在自來水配管的最佳管材。

PVC容聲冰箱的管材

酚醛塑料

（一）簡介

酚醛塑料商業名稱為“膠木”、“電木”，用PF表示。它是以酚和醛為原料，在酸或堿性催化劑的作用下縮聚成酚醛樹脂，加入木粉填充劑可制成塑料。

（二）識別特征

酚醛塑料外觀呈黑色、棕色、不透明體；表面光滑、堅硬；質脆易碎，斷面結構松散，敲擊時有木板聲。難燃，離火即滅，屬難燃性塑料，燃燒時有苯酚味放出，火焰呈黃色，比重為1.34一1.45，沉于水中。

（三）性能

1．耐熱性能好，不易傳熱，沸水中不變軟，制品的形狀不受溫度的變化影響。

2．電絕緣性能好，表面硬度大，有較好的機械強度，抗壓強度和抗彎強度較高，但抗沖擊強度較小。

3．化學穩定性能好，耐各種溶劑和油類的浸漬，在強酸和各種有機溶劑中均比較穩定，但在堿性溶液中能發生溶解現象。

4．制品較硬脆，易破碎，制品韌性差，色澤不鮮艷，表面光澤不如其它塑料，樹脂本身呈棕色、黑色。

5．因用木粉作填充劑，故制品吸水性較大，保管中需防潮，防敲擊。由于固化程度不一，容易析出游離苯酚和甲醛，故不宜用做飲食用具。

（四）用途

酚醛塑料廣泛用于電訊、電器、儀表等方面，也用于制造日用品，如鈕扣、皂盒等。

脲醛塑料

（一）簡介

脲醛樹脂是由脲素和甲醛合成的，加入紙漿可制成脲醛塑料。它的商業名稱為“電玉”，簡寫的英文名稱UF。

（二）識別特征

脲醛塑料制品的外觀多為淺色、半透明體，比電木制品光亮，色澤鮮艷；表面堅硬、質脆易碎，斷面結構緊密；沸水浸泡不變軟，相對密度1.47一1.52，難燃，離火時熄滅， 并有脲臭味逸出，火焰尖部呈淺綠色，與火焰接觸部位發白開裂。

（三）性能

1．脲醛塑料的顏色較淺，可制成淡色制品。

2．制品表面堅硬、光滑、耐油浸、不發霉。

3．耐熱性能好，耐熱溫度100℃以上。但當制品成型時的溫度、時間不足時，所獲得的制品若放在沸水中煮10一15分鐘，表面會變成白色，煮后迅速干燥，表面會出現裂紋現象。

（四）用途

脲醛塑料主要制作鈕扣、餐具、皂盒、瓶蓋等，也用于工業和民用的電器元件和外殼等。

有機玻璃

（一）簡介

有機玻璃是聚甲基丙烯酸甲酯的俗稱，它是由甲基丙烯酸甲酯單體聚合而成的線型樹脂，其英文縮寫為PMMA。

（二）識別特征

制品透明度高，表面光滑、堅韌，色澤淡黃，外觀似水晶制品；敲擊時無清脆聲，拗折時有韌性，不易折斷；用柔軟物磨擦制品時，能產生芳香的水果味；燃燒時發出響聲，無膠質滴落。

（三）性能

1．光學性能好， 透光率達92%，能使光線沿著彎曲的體形前進。

2．染色性能好，加入合成的魚鱗粉后，能生成五光十色的珠光有機玻璃。

3．低溫使用性能好，在一40℃條件下仍能保持較高的抗沖擊強度。

4．衛生性能好、質輕，易二次加工成型，并可拉伸定向。

（四）用途

有機玻璃主要用于航空、輪船、車輛、儀表的透明護罩及安全防護罩等，也被大量用于光學工業透鏡和醫用導光管等；還用于制作文具、日用品，如筆桿、丁字尺、三角尺、煙盒、傘柄等。

硝酸纖維素塑料

（一）簡介

硝酸纖維素塑料是棉短絨或其它草類、木材等天然纖維素經硝酸酯化成硝酸纖維素，再加入20—30%的增塑劑樟腦而制成的塑料。它的商業名稱為賽璐珞，英文縮寫為CN。

（二）識別特征

本色為半透明體，摩擦時有樟腦味；沸水中浸泡易軟化變型，當溫度l00℃時分解，170℃的燃燒；遇明火時，劇烈燃燒，屬于易燃性塑料；燃燒的火焰呈黃色，并有樟腦味放出，燃燒后殘灰少。

（三）性能

1．染色鮮艷，可加入顏料制成不透明制品。

2．軟化溫度較低，加熱80℃時，可任意加工，成型尺寸比較穩定。

3．對油類穩定，易溶于許多有機溶劑中，但在5%的乙醇、四氯化碳和汽油中不受影響。

4．在稀酸、稀堿溶液中，可改變表面顏色，在較濃的酸、堿溶液中易分解。

5．在光和熱的長期作用下，樟腦會逐漸升華，使其重新恢復硝酸纖維素固有的硬脆性質，使制品易破裂。

（四）用途

賽璐珞主要用于制作文教用品，如三角尺、筆桿、樂器外殼等，還可制作眼鏡框、傘柄等；還常用作玩具、梳子、皂盒等。由于質輕、彈性好，故是制作乒乓球的好原料。

應用塑料

（一）泡沫塑料

1．概念：泡沫塑料是一種內部具有無數微小氣孔的塑料，具有質軟、隔熱、吸音、緩沖等性質。

2．分類：根據軟硬程度的不同分為軟、半硬質和硬質泡沫塑料三種；根據氣泡結構又可分為開孔泡沫塑料和閉孔泡沫塑料。開孔泡沫塑料是指泡孔相互聯通、互相通氣的；它的特點是有良好的吸音性能和緩沖性能；閉孔塑料是指泡孔互不貫通、互不相干的； 它的特點是有較低的導熱性，吸水性較小，有漂浮性。

3．用途：泡沫塑料廣泛用于隔音、絕熱、保溫、絕緣、防震、過濾、包裝等材料。如聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等低發泡泡沫塑料可用作木材的代替品；聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯泡沫紙可印制特種文件、地圖或制成紙板，用于包裝及天花板等建筑材料。另外，泡沫塑料與纖維的復合材料，如泡沫人造革、合成革等，手感柔軟、豐滿，可代替皮革制成鞋、帽、箱、包、手套等。

（二）人造革

人造革是用纖維與塑料結合在一起的復合材料。常見的人造革，主要是聚氯乙烯人造革。

人造革具有質地柔軟、富有彈性、機械強度高、耐酸堿、不易燃燒、易洗滌、色澤鮮艷、花紋圖案多樣的特點，故應用特別廣泛。常用來制作服裝、帽子、手套、鞋、沙發、椅子等覆蓋用材料。

（三）合成革

合成革的表面是聚氨酯樹脂。它是在復合纖維針織布上或無紡布上涂復聚氨酯微孔彈性體形成的復合材料。

合成革具有抗氧化、耐磨、耐油等特點，機械強度、耐磨性、彈性都好于人造革；透氣性和透濕汽性接近于天然皮革；表面硬度高，不易蟲蛀、霉變、耐水、耐油性能好；制品尺寸穩定，不易變形，低溫下質地同樣柔軟；制品外觀光亮、美觀、保養方便、堅固耐用。因此，用途極為廣泛，可以代替天然皮革制作箱、包、衣、帽等多種皮革制品，而且大量用作制鞋原料。