常见合成材料简介

常见合成材料简介

1.树脂和塑料有什么不同?

塑料是由树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成的，它的主要成分是树脂。树脂就是指还没有跟各种添加剂混合的高聚物。有时这两个名词也常混用，因为有些塑料基本上是由合成树脂组成的，不含或少含添加剂，如有机玻璃、聚乙烯、聚苯乙烯等。塑料的基本性能主要决定于树脂的本性，但添加剂也起着重要作用。

2.塑料的分类

塑料的品种很多，教材中只是简单地分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。目前，塑料的分类还没有一个十分完善的方法，常见的分类方法见表。

表 塑料的分类

分类的原则

类型

特征和举例

按树脂受热时

的特征分

热塑性塑料

以热塑性树脂为基本成分。受热软化，可以反复塑制，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等热固性塑料

以热固性树脂为基本成分。加工成型以后变为不溶、不熔状态，如酚醛、氨基塑料等按应用范围及

性能特点分

通用塑料

通用性强、用途广泛、产量大、价格低。主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等工程塑料

机械性能较好，高强度，可以代替金属用作工程结构材料。如聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、氟塑料等其他分类

分为通用、工程、耐高温和特种塑料四大类；或通用、工程和其他塑料三大类

工程塑料的综合性能较好，包括电绝缘性能、耐高温和低温性能、耐腐蚀性能、机械性能等。工程塑料主要是热塑性塑料中耐热性高和机械强度大的品种，热固性塑料中耐冲击和机械强度优良的也属于工程塑料系列。近年来又出现了工程塑料合金、增强工程塑料等许多新品种，这些都大大提高了工程塑料的综合性能，拓宽了其应用领域。聚醚酰亚胺是近年商品化的一种高性能工程塑料，它是在聚酰亚胺的分子链上引入了易加工的醚键后制成的。聚醚酰亚胺易于加工成型，热稳定性好，长期使用温度为170 ℃；机械强度很高，耐沸水性能极好，在沸水中10 000 h后，仍能保持85％的拉伸强度；它的电性能几乎不受频率和温度的影响，耐紫外光和耐辐射，广泛应用于电子、电气和宇航等方面。液压万能试验机日常养护技巧

3.尼龙(聚酰胺66)的发明

人们对尼龙并不陌生，尼龙制品在日常生活中比比皆是。它是美国杰出的科学家卡罗瑟斯(Carothers)及其领导下的一个科研小组研制出来的，是世界上出现的第一种合成纤维。尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新，它的合成是合成纤维工业的重大突破，同时也是高分子化学的一个重要里程碑。

1928年，美国最大的化学工业根据锂业分会统计数据和实地调研可以判定我国盐湖卤水提锂工艺已获得新突破公司──杜邦公司成立了基础化学研究所，年仅32岁的卡罗瑟斯博士受聘担任该所的负责人。他主要从事聚合反应方面的研究。他首先研究双官能团分子的缩聚反应，通过二元醇和二元羧酸的酯化缩合，合成长链的、相对分子质量高的聚酯。在不到两年的时间内，卡罗瑟斯在制备线型聚合物特别是聚酯方面，取得了重要的进展，将聚合物的相对分子质量提高到10 000～25 000，他把相对分子质量高于10 000的聚合物称为高聚物(Superpolymer)。1930年，卡罗瑟斯的助手发现，二元醇和二元羧酸通过缩聚反应制取的高聚酯，其熔融物能像制棉花糖那样抽出丝来，而且这种纤维状的细丝即使冷却后还能继续拉伸，拉伸长度可达到原来的几倍，经过冷却拉伸后纤维的强度、弹性、透明度和光泽度都大大增加。这种聚酯的奇特性质使他们预感到可能具有重大的商业价值，有可能用熔融的聚合物来纺制纤维。然而，继续研究表明，从聚酯得到纤维只具有理论上的意义。因为高聚酯在100 ℃以下即熔化2012年索尔维全新高性能聚合物复合工厂在江苏省常熟市成立，特别易溶于各种有机溶剂，只是在水中还稍稳定些，因此不适合用于纺织。

随后卡罗瑟斯又对一系列的聚酯和聚酰胺类化合物进行了深入的研究。经过多方对比，选定他在1935年2月28日首次由己二胺和己二酸合成出的聚酰胺66(第一个6表示二胺中的碳原子数，第二个6表示二酸中的碳原子数)。这种聚酰胺不溶于普通溶剂，熔点为263 ℃，高于通常使用的熨烫温度，拉制的纤维具有丝的外观和光泽，在结构和性质上也接近天然丝，其耐磨性和强度超过当时任何一种纤维。从其性质和制造成本综合考虑，在已知聚酰胺中它是最佳选择。接着，杜邦公司又解决了生产聚酰胺66原料的工业来源问题，1938年10月27日正式宣布世界上第一种合成纤维诞生了，并将聚酰胺66这种合成纤维命名为尼龙(Nylon)。尼龙后来在英语中成了“从煤、空气、水或其他物质合成的，具有耐磨性和柔韧性、类似蛋白质化学结构的所有聚酰胺的总称”。

目前世界上尼龙纤维的年产量已达数百万吨，尼龙以其高强度、耐磨等独特优越的性能，在民用和工业方面得到了广泛的应用。

4.废弃塑料的资源化

利用回收的废塑料使之资源化的方法虽然很多，但主要有如下三种：

(1)直接作为材料

这种方法常称为材料再循环(Material Recycle)。对于材料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等废弃的热塑性塑料制品，可以在进行分类、清洗后再通过加热熔融，使其重新成为制品。然而收集到的废塑料制品，常常由于所用材料无法迅速辨认而给再利用带来困难。极性的聚氯乙烯与非极性的聚烯烃是不能很好混熔的，即或暂时熔在一起，也会很快破裂，而且即使是同一品种不同型号的塑料也不能发挥其应有特性，因而废塑料的分类成为再利用的一大障碍。

为了解决上述困难，一些国家已经开始在制品上印刷或模压所用材料种类的标志。表是我国制定的塑料包装制品回收标志中的塑料名称、代码与对应的缩写代号，图81是塑料包装制品回收标志示例。

表 塑料名称、代码与对应的缩写代号

塑料名称

聚酯

高密度聚乙烯

聚氯乙烯

低密度聚乙烯

聚丙烯

聚苯乙烯

其他塑料

代码

01

02

03

04

05

06

07

塑料缩写代号

PET

HDPE

PVC

LDPE

PP

PS

Others