塑膠原料按受熱效能可分為哪幾種

塑膠的分類(億之聖尼龍提供資料)

　　塑膠的種類很多，有多種分類方法，常按其受熱後的效能變化，分為熱塑性塑膠和熱固性塑膠兩大類。

　　a．熱塑性塑膠

　　(a)聚氯乙烯(PVC)

　　是應用最廣的塑膠品種。聚氯乙烯樹脂是由聚氯乙烯單體聚合而成的。按照其增塑劑用量的不同，分為硬聚氯乙烯和軟聚氯乙烯，前者在100份重的樹脂中所加增塑劑5份；後者所加增塑劑達30～70份。

　　物理效能：硬聚氯乙烯的相對密度1．35～1．60，是碳鋼的 1／5；軟聚氯乙烯的相對密度為1．2～1．4。

　　硬聚氯乙烯的吸水率很低，長期浸於水中的吸水率0．5％；浸水24h，吸水率為0．05％。聚氯乙烯的透氣率很低。

　　聚氯乙烯的玻璃態溫度為80～85℃，粘流態溫度180℃，分解溫度240～260℃(含穩定劑)，脆化溫度為-50～-60℃。

　　硬聚氯乙烯的建議使用溫度範圍，原則上在脆化溫度和玻璃態溫度之間，可保持其使用效能。如果在50℃以上使用，應採取必要的措施。

　　不加穩定劑的純聚氯乙烯，在150℃時開始分解，放出氯化氫，並進一步加速自身的分解；超過180℃分解更快。加穩定劑的聚氯乙烯，分解溫度升高到240～260℃，但是如果在220℃長期使用，也會分解出氯化氫，材料的顏色由深灰色變為黃棕色，甚至黑色。因此，在焊接時，應儘量避免此種現象的產生硬聚氯乙烯的線膨脹係數為(5～6)X10-5／℃，比碳鋼大5-6倍。因此，架設聚氯乙烯管道時，應安裝膨脹節或加強支撐，以防止變形。在用聚氯乙烯做襯裡，或與其他材料粘接時，應考慮受熱時可能產生的剝離現象。

　　聚氯乙烯在壓制成型過程中，殘存內應力。因此，在受熱時的收縮率比較大，縱向約為1％～6％，橫向為、1％～2％，在下料時應該考慮到。

　　化學效能聚氯乙烯的分子鏈上不含活性基團，因此有較高的化學穩定性。

　　硬聚氯乙烯在50℃以下；除了強氧化劑(如發煙硫酸；質量分數50％的硝酸)以外，能耐大多數酸、鹼、鹽的腐蝕。50℃以上的濃硫酸和硝酸，使聚氯乙烯首先形成羧基；進而氧化裂解形成羰基或醛基，而受到破壞。

　　(b)聚乙烯(PE)

　　是乙烯單體的聚合體。按其聚合條件的不同，可以分為高壓聚乙烯、中壓聚乙烯和低壓聚乙烯。

　　高壓聚乙烯分子內有較多的支鏈，相對密度較小，故又稱為低密度聚乙烯；低壓聚乙烯分子內的支鏈較少，相對密度較大，所以又稱為高密度聚乙烯。由中壓法也可以製得高密度聚乙烯。

　　物理機械效能

　　聚乙烯的物理機械效能受其結晶度的影響較大。它屬於非極性高分子化合物，分子問作用力較小，因此其抗拉強度只有硬聚氯乙烯的20％～65％，彈性模量只有硬聚氯乙烯的 5％～25％。其玻璃化溫度較低(-68℃)，因此它的抗衝擊性能和韌性比聚氯乙烯強。在無載荷和短期內，高密度聚乙烯可耐100℃，低密度聚乙烯可耐75℃；在高溫和載荷作用下，產生變形，長期使用不可超過65℃。耐寒性較好，最低使用溫度為—70℃。

　　化學效能

　　耐蝕性優良，對非氧化性酸(鹽酸、稀硫酸、氫氟酸等)，稀硝酸、鹼和鹽溶液具有良好耐腐蝕性。

　　在常溫下，脂肪烴、芳香烴和鹵代烴等有機溶劑能使其溶脹。它可以耐受60℃以下的其他大多數溶劑。但是，當有內外應力時，有些揮發性溶劑和它的蒸汽以及某些表面活性劑會使聚乙烯發生環境應力開裂。空氣中的氧會使聚乙烯緩慢降解、褪色甚至變脆、開裂，熱、紫外線、高能輻射會加速這種變化。含質量分數2％的炭黑的聚乙烯的抗紫外線能力較強。

　　(c)聚丙烯(PP)

　　是丙烯單體的聚合物，是一種結晶聚合物。共結晶結構比較複雜；在不同條件下會生成不同形態的結晶。而不同結晶度、結晶形態和晶球大小，對其效能有很大影響。結晶度高的，球晶大，材料的熔點高，強度大，剛性強，但是脆性大，衝擊強度小；反之，強度小，剛性弱，但是韌性大，衝擊強度大。

　　物理機械效能

　　聚丙烯的相對密度0．9～0．91，是商品塑膠中最輕的一種。相對密度輕，比強度大。

　　聚丙烯是非極性的材料，分子間作用力較小，抗拉強度比聚氯乙烯低得多；但是因其結晶度較高，仍有一定強度。其彈性模量較低，在外力作用下容易變形。在高溫條件下使用，應加以改性，或採取外部增強措施。

　　聚丙烯的表面光滑，不易結垢；無毒；吸水性小，表面的非極性致使其粘結性和印刷性不良，須進行化學或物理處理。

　　聚丙烯的結晶性影響其耐熱性。聚丙烯從其玻璃化溫度-10℃至熔點175℃以下，都有良好的結晶結構和一定的強度。因此，如果無外力，許可使用的最高溫度是120℃。其高溫效能比聚氯乙烯好，但是低溫效能不及聚氯乙烯。耐寒性較差，溫度低於0℃，接近-10℃時，聚丙烯變脆抗衝擊強度明顯下降。

　　聚丙烯的熱分解溫度約400℃，但是在高溫環境和光的照射下，會發生氧化分解，因此熱穩定性較差。當與銅和黃銅等金屬接觸時，會促進其熱氧老化，使熱分解溫度降低，在應用中應儘量避免與這些金屬接觸。

　　聚丙烯的熱膨脹係數很大，是碳鋼的5～10倍，是聚氯乙烯的兩倍。在使用時應加以注意。

　　聚丙烯的導熱效能和它的相對密度有關，其相對密度比低密度聚乙烯還低，導熱性小於聚乙烯。其導熱係數為8．7923 X 10-5W／m?K，是良好的絕熱保溫材料。

　　化學效能

　　聚丙烯的耐化學品效能優良，在80℃以下，能耐許多酸、鹼、鹽溶液和有機溶劑。例如，100℃以下的濃磷酸，質量分數40％的以下的硫酸，除濃醋酸和丙烯酸以外：的羧酸、醇、醛、酚、酮等極性溶劑等。但是，即使在常溫下；也不能在發煙硫濃硝酸和氯磺酸等強氧化性；酸的介質中使用心常；溫下的氯代烴、芳香烴會引起聚丙烯的溶脹，當溫，度提高薊80℃以上，甚至會溶解。

　　聚丙烯耐環境應力開裂的效能優於聚乙烯於在許多溶劑、去汙洗滌劑中不發生應力開裂，但是，乙三醇、蓖麻油和某些非離子表面活性劑卻可能引起應力開裂，在清洗中應加以注意。

　　(d)氯化聚醚(CPE)

　　又稱為聚氯醚，是一種非極性、結晶型的高分子材料。

　　物理機械效能

　　耐溫變性、抗蠕變性、抗衝擊性、耐磨性和尺寸穩定性良好。加工成型效能良好，可以使用注塑、擠出、模壓、壓延、熱焊接、粘接和溶劑溶接等方法加工成型。成型中幾乎不產生內應力，製件很少發生開裂現象。在沸水中浸泡24h，尺寸無變化。在一般的情況下，成型收縮率約0．6％左右。吸水率一般小於 0．01％。使用溫度範圍為-30～120℃。

　　化學效能

　　抗潮溼，即使在潮溼的情況下，也能保持良好的機械效能。耐腐蝕性僅次於聚四氟乙烯，除了濃硫酸、濃硝酸等強氧化性酸外，耐各種酸、鹼、鹽和大多數有機溶劑的侵蝕。但是，氯化聚醚不耐氟、氯、溴的腐蝕，會溶解於高溫的吡啶、四氫呋喃中。

　　(e)聚苯硫醚(PPS)

　　又稱為聚苯撐硫，是一種線形結晶高聚物，有優良的耐高溫、耐腐蝕效能。

　　物理機械效能

　　有較高的機械強度，在260℃以下，仍有良好的剛性和抗拉強度。其線膨脹係數小，體積穩定性優良，吸水率為0.008％，模塑收縮率為0.12％。使用溫度範圍為-148～250℃。對玻璃、陶瓷、鋼鐵、鉛、銀、鍍鉻與鍍鎳製件有良好的粘接力，可以作為高溫粘接劑。可用熱塑性塑膠加工方法進行加工成型。可製成耐熱、抗腐蝕的塗層。單純的線型熱固性聚苯硫醚，脆而硬；如果新增一定的填料，如玻璃纖維，製成玻璃鋼，可以得到改善。

　　化學效能

　　聚苯硫醚有優良的耐腐蝕效能，除了硝酸、鉻酸、氯磺酸等強氧化性酸以外，對其他酸鹼有優良的耐蝕性。甚至沸騰的氫氧化鈉和鹽酸對它也不起作用。在175℃以下，不溶於所有的有機溶劑。在300℃以下，不溶於烴、醇、酮等大部分溶劑。但是，在較高溫度下，能部分溶解於二苯醚、氯化萘、聯苯、氯化聯苯和某些脂肪族的醯胺類化合物中。

　　(f)聚四氟乙烯(PTFE)

　　含氟的塑膠統稱氟塑膠。常用的有聚四氟乙烯(簡稱F-4)、聚三氟氯乙烯(簡稱F-3)、聚全氟乙丙烯(簡稱F-46)等。

聚四氟乙烯是非極性線型結晶態高聚物。

　　物理機械效能

　　分子間的作用力較小，因此強度中等，彈性模量較低，斷裂延伸率較高，其製品在長時間連續載荷下會發生可塑性形變。在高溫或低溫下，其機械效能比一般塑膠優越。與金屬一樣，在反覆應力作用下，存在一定的應力極限，可在此極限內長期反覆使用，不產生斷裂。??? 聚四氟乙烯的熱效能優良，耐高溫和低溫的效能優於其他塑膠。可在260～280℃下，長期連續工作。在無載荷的條件下，即使到250℃，尺寸仍可保持穩定；如果有載荷，則發生蠕變。在 300℃時，空氣的氧化使其輕微變脆。在-70～-80℃範圍時，可保持柔軟，在—250℃也不變脆。因此，一般推薦使用的溫度是-200～ 260℃。其熱穩定性極好，熔點327℃，而只有到400℃以上，才有明顯的分解。

當溫度高於其熔點時，它的晶體熔化，整個高聚物變為無定形體，溫度升高到400℃時，它不會由高彈態變為粘流態，而於400℃開始分解。這是聚四氟乙烯難於加工的原因所在。

　　由於聚四氟乙烯大分子鏈呈螺旋形，比較僵硬 熔體的粘度很大，在高慍下施加很大作用力也不容易使其流動，因此，不能用一般的熱塑性塑膠的加工成型的方法對其進行加工。只能按要求先把聚四氟乙烯的粉末冷壓成型為一定的形狀，再把坯料在晶體熔點以上的溫度(一般為300℃)下燒結，將粉末粘結在一起而成為製品。

　　化學效能

　　聚四氟乙烯有優良的化學穩定性。因為，C—F鍵能很高，不易斷裂，即使高達500℃的溫度，也不會使它破壞。此外，氟原子的電負性大，包圍在C—C主鏈上；對主鏈起遮蔽作用，使其他活潑的原子幾乎無法鑽進去。因此，聚四氟乙烯可以抗拒強腐蝕性和強氧化性介質的作用。它耐發煙硫酸、濃硝酸、濃鹽酸、氫氟酸、沸騰氫氧化鈉、過氧化氫、氯氣甚至王水的腐蝕。耐醇、醛、酮等有機溶劑的侵蝕。其耐候性極好，能抗氧和紫外線時作用。因此，它具有“塑膠王”之稱。

　　但是，聚四氟乙烯不耐熔融狀態的鋰、鈉、鉀等鹼金屬，氟及其化合物，全氟烷烴以及全氟氯烷烴等的腐蝕。表面性能由於聚四氟乙烯分子無極性，分子間作用力小，表面能低，所以其表面有不粘結性和自潤滑性等特性。

　　其表面光滑，粘結性差，幾乎所有固體物料均不能粘附其上；只有表面能和它相近的液體(例如，石油醚、乙醚、己烷等)才能潤溼它的表面。因此，聚四氟乙烯難於和其他材料粘接，除非經過特殊的表面處理。例如，用鈉—萘溶液、鈉-氨溶液作化學處理，或經過輻射接枝。藉助鈉破壞聚四氟乙烯表面的C—F鍵，使氟分離出來；發生碳化。碳化的表面的粘結性得到改善；可以用環氧樹脂等粘接劑粘接。

聚四氟乙烯的摩擦係數很低，接近於冰塊之間的摩擦係數，靜摩擦係數是塑膠中最小的，具有良好的自潤滑性，適用於作為密封和摩擦零部件。

　　(g)聚三氟氯乙烯(PCTPE，F-3)

　　是線型、帶極性的結晶型高聚物；由於分子中有氯原子，對其效能產生重要的影響。

　　物理機械效能

　　其物理機械效能受其結晶度的影響很大。結晶度低的，柔軟堅韌，彈性好，抗衝擊強度高；結晶度高的硬而脆，抗衝擊強度低。抗拉強度比F-4高。???

　　聚三氟氯乙烯在熔點以上有一定的流動性，可以採用擠壓、注射或模塑等方法加工，成型的收縮率為1％～1．5％；也可以用有機溶劑配製成懸浮液作塗層。

　　化學效能

　　聚三氟氯乙烯的耐化學品效能優良，能耐各種強酸、強鹼、強氧化劑的侵蝕，包括室溫的濃硝酸、王水等。但是它不耐高溫的發煙硫酸、濃硝酸、濃鹽酸、氫氟酸的破壞。在室溫下，能經受大多數有機溶劑的侵蝕。但是，在含鹵素和氧的一些溶劑中；例如在乙醚、乙酸乙酯、四氯化碳、三氯乙烯，以及在苯、二甲苯中，發生溶脹，甚至於溶解。

　　在高溫下，聚三氟氯乙烯會分解，產生劇毒物。

　　(h)聚全氟乙丙烯(FEP，簡稱F-46)

　　具有F4的優點，克服了F-4的某些缺點。

　　物理機械效能

　　耐熱性比聚四氟乙烯低，可在200℃下長期工作，有極好的抗衝擊性能和耐低溫效能，即使在-250℃下也不變脆。應用溫度範圍是-260～204℃。

　　在熔融狀態下，F-46能很好粘接金屬和F-4。可以用熱塑性塑膠的加工方法進行加工，這是F-46比F-4的突出優點。

　　化學效能

　　其耐蝕效能和聚四氟乙烯相近，有極好的化學穩定性。除了發煙硝酸、氫氟酸、熔融鹼金屬以外，幾乎能耐包括濃硝酸和王水在內的所有化學介質的侵蝕。

　　b．熱固性塑膠

　　以熱固性樹脂為基本成分，一般具有網狀的體型結構，受熱時軟化或塑化，發生化學變化，並固化定型，固化定型後如再次受熱，不再熔化，受強熱會分解，不可反覆塑制。

　　熱固性樹脂有環氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯、呋喃樹脂等，常常用作玻璃鋼的粘接料。常用的熱固性塑膠有酚醛塑膠、氨基塑膠等。

　　(a)酚醛塑膠

　　是世界上最早合成的熱塑性塑膠，是最重要的熱固性塑膠的一類。一般又分為非層壓酚醛塑膠和層壓酚醛塑膠兩類。

　　非層壓酚醛塑膠又分為鑄塑酚醛塑膠和壓制酚醛塑膠。還有主要用作耐酸材料的石棉酚醛塑膠、隔音和隔熱用的酚醛泡沫塑膠與蜂窩塑膠等。

　　(b)氨基塑膠

　　是以氨基樹脂為基本成分的熱固性塑膠。包括脲-醛塑膠、三聚氰胺-甲醛塑膠和苯胺-甲醛塑膠等。

　　脲-醛塑膠製作電工材料和生活日用品。

　　三聚氰胺—甲醛塑膠有較好的耐水性和耐電弧性，適於做電絕緣材料。

　　苯胺-甲醛塑膠有良好的耐水性、耐油性和較高的介電效能，也適於做絕緣材料。

　　此外，還有一些其他的工程塑膠。

　　在制定有關塑膠裝置與製品的清洗工藝路線時，應瞭解相關塑膠的物理機械效能和耐化學品效能。