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管件培训.ppt
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1、塑料基础知识培训时间:2014年1月6日培训人:李德胜塑料的定义 塑料是以树脂为主要成分,在一定温度和压力下塑造成一定形状,并在常温下能保持既定形状的高分子有机材料。树脂是指受热时通常有转化或熔融范围,转化时受外力作用具有流动性,常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物,它是塑料最基本的,也是最重要的成分。广义地讲,在塑料工业中作为塑料基本材料的任何聚合物都可称为树脂。高分子材料概述高分子材料有天然的和人工合成的两大类,天然的有纤维素、淀粉、蛋白质等,人工合成的有热固性塑料和热塑性塑料和弹性体三大类。热固性塑料具有立体网状结构,经过一次热软化成型后,其后不能再进行加热软化,强热只能使其分解破坏,
2、不能反复塑制。热塑性塑料一般具有立体链状线性结构,受热软化,可以反复塑制。弹性体是具有高弹性的橡胶,包括天然橡胶和合成橡胶。塑料的分类 按塑料用途分通用塑料:一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。工程塑料:-般指能承受一定的外力作用,并有良好的机械性能和尺寸稳定性,在高、低温下仍能保持其优良性能,可以作为工程结构件的塑料。如ABS、尼龙、聚矾等。特种塑料:-般指具有特种功能(如耐热、自润滑等),应用于特殊要求的塑料。如氟塑料、有机硅等。塑料的分类按塑料的物理化学性能分 热塑性塑料:在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。如聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料。热
3、固性塑料:因受热或其它条件能固化成不熔不溶性物料的塑料。如酚醛塑料、环氧塑料等。塑料基本性能质量轻、强度高优异的电绝缘性能 优良的化学稳定性能 减摩、耐磨性能好 透光及防护性能 透光及防护性能 塑料助剂 热稳定剂 如果不加说明,热稳定剂专指聚氯乙烯及氯乙烯共聚物加工所使用的稳定剂。聚氯乙烯及氯乙烯共聚物属热敏性树脂,它们在受热加工时极易释放氯化氢,进而引发热老化降解反应。热稳定剂一般通过吸收氯化氢,取代活泼氯和双键加成等方式达到热稳定化的目的。工业上广泛应用的热稳定剂品种大致包括盐基性铅盐类、金属皂类、有机锡类、有机锑类等主稳定剂和环氧化合物类、亚磷酸酯类、多元醇类、个二酮类等有机辅助稳定剂。
4、塑料助剂 分散剂 塑料制品实际上是基础树脂与各种颜料、填料和助剂的混合体,颜料、填料和助剂在树脂中的分散程度对塑料制品性能的优劣至关重要。分散剂是一种促进各种辅助材料在树脂中均匀分散的助剂,多用于母料、着色制品和高填充制品。包括烃类(石蜡油、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡等)、脂肪酸皂类、脂肪散酯类和脂肪酰胺类等。塑料助剂润滑剂和脱模剂 润滑剂是配合在聚合物树脂中,旨在降低树脂粒子、树脂熔体与加工设备之间以及树脂熔体内分子间摩擦,改善其成型时的流动性和脱模性的加工改性助剂,多用于热塑性塑料的加工成型过程,包括烃类(如聚乙烯蜡、石蜡等)、脂肪酸类、脂肪醇类、脂肪酸皂类、脂肪酸酯类和脂肪酰胺类等。脱模剂可
5、涂敷于模具或加工机械的表面,亦可添加于基础树脂中,使模型制品易于脱模,并改善其表面光洁性卧前者称为涂敷型脱模剂,是脱模剂的主体,后者为内脱模剂,具有操作简便等特点。硅油类物质是工业上应用最为广泛的脱模剂类型。塑料助剂 阻燃剂 阻燃剂实际上是阻燃作用和抑烟功能助剂的总称。准确地讲,阻燃剂称作难燃剂更为恰当 阻燃剂依其使用方式可以分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。按照化学组成的不同,阻燃剂还可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。无机阻燃剂包括氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锑、硼酸锌和赤磷等,有机阻燃剂多为卤代烃、有机溴化物、有机氯化物、磷酸酯、卤代磷酸酯、氮系阻燃剂和氮磷膨胀型阻燃剂等。聚乙烯聚乙烯PE分子式:C
6、H2=CH2+CH2=CH2+CH2CH2CH2CH2简写:nCH2=CH2聚合压力大小聚合压力大小:高压、中压、低压;聚合实施方法聚合实施方法:淤浆法、溶液法、气相法;产品密度大小产品密度大小:高密度、中密度、低密度、线性低密度;产品分子量产品分子量:低分子量、普通分子量、超高分子量。聚乙烯聚乙烯PELDPE:低密度聚乙烯(又称高压聚乙烯)LLDPE:线形低密度聚乙烯 MDPE:中密度聚乙烯 HDPE:高密度聚乙烯(又称低压聚乙烯)UHMWPE:超高分子量聚乙烯 改性聚乙烯:氯化聚乙烯(CPE)、交联聚乙烯(PEX)乙烯共聚物:乙烯-丙烯共聚物(塑料)、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它烯
7、烃(如辛烯POE、环烯烃)的共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物(EAA、EMAA、EEA、EMA、EMMA、EMAH)。分子量达到300万-600万的聚乙烯称为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。超高分子量聚乙烯的强度非常高,可以用来做防弹衣。生产方法分为高压法、低压法、中压法三种。高压法用来生产低密度聚乙烯,这种方法开发得早,用此法生产的聚乙烯至今约占聚乙烯总产量的2/3,但随着生产技术和催化剂的发展,其增长速度已大大落后于低压法。低压法就其实施方法来说,有淤浆法、溶液法和气相法。淤浆法主要用于生产高密度聚乙烯,而溶液法和气相法不仅可以生产高密度聚乙烯,还可通过加共聚单体,生产中、低密度聚乙烯,也称
8、为线型低密度聚乙烯。近年来,各种低压法工艺发展很快。中压法仅菲利浦公司至今仍在采用,生产的主要是高密度聚乙烯。聚乙烯性能HDPE:高密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的白色颗粒,熔点约为130,相对密度为0.9410.960。它具有良好的耐热性和耐寒性,化学稳定性好,还具有较高的刚性和韧性,机械强度好。介电性能,耐环境应力开裂性亦较好。熔化温度220260C。对于分子较大的材料,建议熔化温度范围在200250C之间。MDPE:MDPE的相对密度为0926-0953,结晶度为70-80,平均分子量为20万,拉伸强度为8-24兆帕,断裂伸长率为50-60,熔融温度126-135,熔体流动速率为01-35
9、克10分钟,热变形温度(046兆帕)49-74。LDPE:低密度聚乙烯为乳白色圆珠形颗粒。无毒、无味、无臭,表面无光泽。密度为0.9160.925g/cm3。性质较柔软,具有良好的延伸性、电绝缘性、化学稳定性、加工性能和耐低温性(可耐-70),但机械强度、隔湿性、隔气性和耐溶剂性较差。分子结构不够规整,结晶度(55%65%)低,结晶熔点(108126)也较低。聚乙烯生产方法聚乙烯生产方法:聚乙烯按聚合压力可以分为高压法、中压法、低压法;按介质来分可以分为淤浆法、溶液法、气相法。低压法:分淤浆法、溶液法和气相法三种,除溶液法外,聚合压力都在2MPa以下。一般步骤有催化剂的配制、乙烯聚合、聚合物的
10、分离和造粒等。中压法:用负载于硅胶上的铬系催化剂,在环管反应器中,使乙烯在中压下聚合,生产高密度聚乙烯。低压法生产聚乙烯淤浆法:生成的聚乙烯不溶于溶剂而呈淤浆状。淤浆法聚合条件温和,易于操作,常用烷基铝作活化剂,氢气作分子量调节剂,多采用釜式反应器。由聚合釜出来的聚合物淤浆经闪蒸釜、气液分离器到粉料干燥机,然后去造粒(图4)。生产过程中还包括溶剂回收、溶剂精制等步骤。采用不同的聚合釜串联或并联的组合方式,可以得到不同分子量分布的产品。溶液法:聚合在溶剂中进行,但乙烯和聚乙烯均溶于溶剂中,反应体系为均相溶液。反应温度(140)、压力(45MPa)较高。特点是聚合时间短,生产强度大,可兼产高、中、
11、低三种密度的聚乙烯,能较好地控制产品的性质;但溶液法所得聚合物分子量较低,分子量分布窄,固体物含量较低。气相法:乙烯在气态下聚合,一般采用流化床反应器。催化剂有铬系和钛系两种,由贮罐定量加入到床层内,用高速乙烯循环以维持床层流态化,并排除聚合反应热。生成的聚乙烯从反应器底部出料(图5)。反应器的压力约2MPa,温度85100。气相法是生产线型低密度聚乙烯最主要的方法,气相法省去了溶剂回收和聚合物干燥等工序,且比溶液法节省投资15和操作成本10。为传统高压法投资的30,操作费的1/6。因而得到了迅速发展。但气相法在产品质量及品种上有待进一步改进。塑料的热力学三态塑料的热力学三态(玻璃态、高弹态、
12、粘流态)(玻璃态、高弹态、粘流态)玻璃态:相当于无机物的固态,处于玻璃态的塑料分子链段基本上处于玻璃态:相当于无机物的固态,处于玻璃态的塑料分子链段基本上处于停止的状态,分子只在自身的位置上振动。在这种形态下,塑料件可以停止的状态,分子只在自身的位置上振动。在这种形态下,塑料件可以进行削、切、刨等机械加工。大多数进行削、切、刨等机械加工。大多数 塑料常温下都处在玻璃态形态下,塑料常温下都处在玻璃态形态下,如:如:POM、PC、PBT、ABS等等。等等。高弹态:处于高弹态下的塑料分子,动能增加,分子的运动维持在小链高弹态:处于高弹态下的塑料分子,动能增加,分子的运动维持在小链段的旋转,链与链之间
13、不会发生位移。在这种形态下,当塑料件受到外段的旋转,链与链之间不会发生位移。在这种形态下,当塑料件受到外力的作用时会发生缓慢形变,外力除去后又慢慢恢复原来的形状。大多力的作用时会发生缓慢形变,外力除去后又慢慢恢复原来的形状。大多数塑料只有在热加工过程中出现塑料的高弹态,在常温下处于高弹态的数塑料只有在热加工过程中出现塑料的高弹态,在常温下处于高弹态的塑料有塑料有TPE、TPU等弹性体塑料。等弹性体塑料。粘流态粘流态:所有塑料只有在热加工过程中才会出现粘流态。处于粘流态:所有塑料只有在热加工过程中才会出现粘流态。处于粘流态的塑料分子,网状结构已解体,大分子链与链之间、链段与链段之间都的塑料分子,
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