塑料成型加工工艺与设备
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1.2 高分子材料的分类

高分子材料是一门古老而年轻的学科。古老,指的是使用方面,从远古时期开始,人类就已经学会使用天然高分子材料,如存在于自然界的树脂、橡胶、皮毛、蚕丝、棉花、纤维素、木材等;年轻,指的是从科学和工程的意义上研究高分子材料,从半合成和合成高分子材料出现至今,才不过一个半世纪。

高分子材料是一定配合的高分子化合物(由主要成分树脂或橡胶和次要成分添加剂组成)在成型设备中,受一定温度和压力的作用熔融塑化,然后通过模塑制成一定形状,冷却后在常温下能保持既定形状的材料制品。因此,适宜的材料组成、正确的成型加工方法和合理的成型机械及模具是制备性能良好的高分子材料及制品的三个关键因素,它们的关系如图1-2所示。

图1-2 制造高分子材料的三个关键因素

高分子材料通常指塑料、橡胶、化学纤维、涂料、黏合剂等。它们是分子很大、相对分子质量很高且具有多分散性的高分子化合物,目前主要以人工合成为主。塑料和橡胶制品的差别主要在于它们的玻璃化温度。前者的玻璃化温度高于室温,在室温下通常处于玻璃态,呈现塑性;后者的玻璃化温度低于室温,在室温下通常处于高弹态,呈现弹性。

塑料的分类方法很多。如可按聚合方法分为加聚物、缩聚物、逐步加成物;按化学结构和是否具有多次重复加工性,可以分为热塑性塑料和热固性塑料,如图1-3所示。

图1-3 按生产方法、反应和结构对塑料的分类

必须指出,热塑性塑料加工成型中产生的边角料、次品经过一定的处理后,可返回掺入原料中重复使用,其回收的废弃物也可再利用。而热固性塑料没有反复加工性,不能重复塑化,最多粉碎后做填料,其区别见表1-1。

表1-1 热塑性塑料和热固性塑料的区别

按用途和性能,又可将塑料分为通用塑料和工程塑料。工程塑料是指拉伸强度大于50MPa、冲击强度大于6kJ/m2,长期耐热温度超过100℃的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀好的、可替代金属用做结构件的塑料(见表1-2)。但这种分类并不十分严格,随着通用塑料工程化(亦称高性能化)技术的进展,通过改性或合金化的通用塑料,已可在某些应用领域替代工程塑料。

表1-2 通用塑料和工程塑料