下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
塑料的基础原料，最初是以农副产品为主，从20世纪20年代起转向以煤和煤焦油产品为主，从50年代起逐渐转向以石油和天然气为主。
塑料是以树脂为主要成分，有天然树脂和合成树脂之分。天然树脂是指自然界中存在着的一些来自植物或动物分泌的有机物，如松香、虫胶和琥珀等。它们在受热后无明显的熔点，能够逐渐变软，并具有可塑性。这些高分子有机物产量低，性能也不理想。为了寻求天然树脂的代用品，人们模仿它们的成分，用化学方法人工抽取各种树脂。
塑料的种类很多，按其受热后所表现的性能不同，可分为热固性塑料和热塑性塑料两大类。
（1）热固性塑料是指在初受热时变软，可以塑制成一定形状，但加热到一定时间后或加入固化剂后，就硬化定型，再加热则不熔解，形成体形（网状）结构的塑料，例如，酚醛塑料、环氧塑料、氨基塑料等。
（2）热塑性塑料是指在特定的温度范围内能反复加热和冷却硬化的塑料。这类树脂在成型过程中只发生物理变化而没有化学变化，所以受热后可多次成型。其废料可回收和重新利用。常用的热塑性塑料有聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、ABS、有机玻璃和尼龙等。
1．ABS——丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物
1）化学和物理特性
ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同的特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、低表面粗糙度及高强度性。从形态上看，ABS是非结晶性材料。
三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯—丙烯腈的连续相；另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如，从中等到高等的抗冲击性，从高到低的表面粗糙度和高温扭曲特性等。
ABS材料具有超强的易加工性、外观特性、低蠕变性和优异的尺寸稳定性及很高的抗冲击强度。
2）典型应用范围
用于汽车（仪表板、工具舱门、车轮盖、反光镜盒等），电冰箱，大强度工具（头发烘干机、搅拌器、食品加工机、割草机等），电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆，如高尔夫球手推车及喷气式雪撬车等。
2．PA——聚酰胺
1）化学和物理特性
聚酰胺（PA）的种类很多，有PA6、PA66、PA10和PA12等。PA66是最常见的，在尼龙强度中也是最高的，而PA6是加工性能最好的。它们的结构略有差异，性能也不尽相同，但都具有机械强度高、韧性好、耐疲劳、表面硬且光滑、摩擦系数小、耐磨、自润滑性、耐腐蚀、制件质量轻、易染色和易成型等特点。
2）典型应用范围
用于齿轮、齿条、联轴节、辊子、轴承等零件连接器，也用于仪器壳体、水表和其他商业设备等。
3．PE——聚乙烯
1）化学和物理特性
聚乙烯按聚合时所采用压力的不同，可以分为高压聚乙烯（HDPE）和低压聚乙烯（LDPE）两类，是世界上产量最大的塑料。其特点是软性、无毒、价廉、加工方便和流动性好，产品易收缩变形。
2）典型应用范围
HDPE：用于电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等，也用于制造塑料管、塑料板、塑料绳及承载力不高的零件，如齿轮、轴承等。
LDPE：日用品中用于制作塑料薄膜、软管、塑料瓶、碗、箱柜和管道连接器等。
4．PP——聚丙烯
1）化学和物理特性
PP是一种半结晶性材料，它比PE更坚硬且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0℃以上时非常脆，因此，许多商业的PP材料是加入1%～4%乙烯的无规则共聚物或更高比例乙烯含量的嵌段共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100℃）、低透明度、低光泽度、低刚性，但有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。
PP的软化温度为150℃。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。
PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率（MFR）范围为1～40。低MFR的PP材料抗冲击特性较好，但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。
由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.8%～2.5%。并且收缩率的方向均匀性比PEHD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。
均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（如四氯化碳）溶剂等没有抵抗力，PP也不像PE那样在高温下仍具有抗氧化性。
2）典型应用范围
用于汽车工业（主要使用含金属添加剂的PP有挡泥板、通风管、风扇等），器械（洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架、机盖及电冰箱门衬垫等），日用消费品（草坪和园艺设备，如剪草机和喷水器等）。
5．PVC——聚氯乙烯
1）化学和物理特性
刚性PVC是使用最广泛的塑料材料之一，PVC材料是一种非结晶性材料，PVC材料在实际使用中经常加入稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其他添加剂。
PVC材料具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性及优良的几何稳定性，对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力，然而它能够被浓氧化酸（如浓硫酸、浓硝酸）所腐蚀，并且也不适于与芳香烃、氯化烃接触的场合。
2）典型应用范围
用于供水管道、家用管道、房屋墙板、商用机器壳体、电子产品包装、医疗器械和食品包装等。
6．PS——聚苯乙烯
1）化学和物理特性
大多数商业用的PS都是透明的、非晶体材料。PS具有非常好的几何稳定性、热稳定性、光学透过特性、电绝缘特性及很微小的吸湿倾向。它能够抵抗水、稀释的无机酸，但能够被强氧化酸（如浓硫酸）所腐蚀，并且能够在一些有机溶剂中膨胀变形。
2）典型应用范围
用于产品包装，仪表外壳，家庭用品（如餐具、托盘等），电气（如透明容器、光源散射器、绝缘薄膜等）。
7．PC——聚碳酸酯
1）化学和物理特性
PC是一种非晶体工程材料，具有特别好的抗冲击强度、热稳定性、光泽度、抑制细菌特性、阻燃特性及抗污染性。PC的缺口非常高，并且收缩率很低，一般为0.1%～0.2%。
PC有很好的力学性能，但流动特性较差，因而这种材料的注塑过程较困难。在考虑选用何种品质的PC材料时，要以产品的最终期望为基准。如果塑件要求有较高的抗冲击性，那么就使用低流动率的PC材料；反之，可以使用高流动率的PC材料，这样可以优化注塑过程。
2）典型应用范围
用于电气和商业设备（如计算机元件、连接器等），器具（如食品加工机、电冰箱抽屉等），交通运输行业（如车辆的前后灯、仪表板等）。
8．POM——聚甲醛
1）化学和物理特性
POM是一种坚韧有弹性的材料，即使在低温下仍有很好的抗蠕变特性、几何稳定性和抗冲击特性。POM既有均聚物材料也有共聚物材料，均聚物材料具有很好的延展强度、抗疲劳强度，但不易于加工。共聚物材料有很好的热稳定性、化学稳定性并且易于加工。无论均聚物材料还是共聚物材料，都是结晶性材料，并且不易吸收水分。
POM的高结晶程度导致它有相当高的收缩率，可高达2%～3.5%。对于各种不同的增强型材料有不同的收缩率。
2）典型应用范围
POM具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性，特别适合制作齿轮和轴承。由于它还具有耐高温特性，因此，还用于管道器件（如管道阀门、泵壳体），草坪设备等。
9．PMMA——聚甲基丙烯酸甲酯
1）化学和物理特性
PMMA具有优良的光学特性及耐气候变化特性，白光的穿透性高达92%。PMMA制品具有很低的双折射，特别适合制作影碟等。
PMMA具有室温蠕变特性，随着负荷加大、时间增长，可导致应力开裂现象。PMMA具有较好的抗冲击特性。
2）典型应用范围
用于汽车工业（如信号灯设备、仪表盘等），医药行业（如储血容器等），工业应用（如影碟、灯光散射器），日用消费品（如饮料杯、文具等）。
10．SA——苯乙烯—丙烯腈共聚物
1）化学和物理特性
SA是一种坚硬、透明的材料。苯乙烯成分使SA坚硬、透明并易于加工；丙烯腈成分使SA具有化学稳定性和热稳定性。
SA具有很强的承受载荷的能力、抗化学反应能力、抗热变形特性和几何稳定性。SA中加入玻璃纤维添加剂可以增加强度和抗热变形能力，减小热膨胀系数。
2）典型应用范围
用于电气（如插座、壳体等），日用商品（如厨房器械、冰箱装置、电视机底座、卡带盒等），汽车工业（如车头灯盒、反光境、仪表盘等），家庭用品（如餐具、食品刀具等），化装品包装等。
11．PBT——聚对苯二甲酸丁二醇酯
1）化学和物理特性
PBT是最坚韧的工程热塑材料之一，它是半结晶材料，有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘特性和热稳定性。这些材料在很广的环境条件下都有很好的稳定性，PBT吸湿特性很弱。
2）典型应用范围
用于家用器具（如食品加工刀片、真空吸尘器元件、电风扇、头发干燥机壳体、咖啡器皿等），电气元件（如开关、电机壳、熔断器盒、计算机键盘按键等），汽车工业（如散热器格窗、车身嵌板、车轮盖、门窗部件等）。
12．PC+ABS——聚碳酸酯和丙烯腈—烯—苯乙烯共聚物和混合物
1）化学和物理特性
PC+ABS具有PC和ABS两者的综合特性。例如，ABS的易加工特性和PC的优良力学性能和热稳定性，二者的比率将影响PC+ABS材料的热稳定性。PC+ABS这种混合材料还显示了优异的流动特性。
2）典型应用范围
用于计算机和商业机器的壳体，电气设备，草坪和园艺机器，汽车零件（如仪表板、内部装修及车轮盖）。
13．PC+PBT——聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯的混合物
1）化学和物理特性
PC+PBT具有PC和PBT二者的综合特性，例如，PC的高韧性和几何稳定性，以及PBT的化学稳定性、热稳定性和润滑特性等。
2）典型应用范围
用于齿轮箱、汽车保险杠，以及要求具有抗化学反应和耐腐蚀性、热稳定性、抗冲击性及几何稳定性的产品。
14．PET——聚对苯二甲酸乙二醇酯
1）化学和物理特性
PET的玻璃化转化温度在165℃左右，材料结晶温度范围是120～220℃，在高温下有很强的吸湿性。对于玻璃纤维增强型的PET材料来说，在高温下还非常容易发生弯曲形变，可以通过添加结晶增强剂来提高材料的结晶程度。用PET加工的透明制品具有光泽度和热扭曲温度，可以向PET中添加云母等特殊添加剂使弯曲变形减小到最小。如果使用较低的模具温度，那么使用非填充的PET材料也可获得透明制品。
2）典型应用范围
用于汽车工业（结构器件如反光镜盒，电气部件如车头灯反光镜等），电气元件（如电动机壳体、电气连接器、继电器、开关、微波炉内部器件等），工业应用（如泵壳体、手工器械等）。
15．PPE——聚丙乙烯
1）化学和物理特性
通常商业上提供的PPE或PPO材料一般都混入了其他热塑性材料，例如，PS、PA等，这些混合材料一般称为PPE或PPO。混合型的PPE或PPO比纯净的材料有好得多的加工特性，特性的变化依赖于混合物，如PPO和PS的比率。混入了PA66的混合材料在高温下具有更强的化学稳定性，这种材料的吸湿性很小，其制品具有优良的几何稳定性。
混入了PS的材料是非结晶性的，而混入了PA的材料是结晶性的。加入玻璃纤维添加剂可以使收缩率减小到0.2%，这种材料还具有优良的电绝缘特性和很低的热膨胀系数。其黏性取决于材料中混合物的比率，PPO的比率增大将导致黏性增加。
2）典型应用范围
用于家庭用品（如洗碗机、洗衣机等），电气设备（如控制器壳体、光纤连接器等）。
16．PETG——乙二醇改性—聚对苯二甲酸乙二醇酯
1）化学和物理特性
PETG是透明的、非晶体材料，玻璃化转化温度为88℃。PETG的注塑工艺条件的允许范围比PET要广一些，并具有透明、高强度、高韧性的综合特性。
2）典型应用范围
用于医药设备（如试管、试剂瓶等），玩具，显示器，光源外罩，防护面罩，电冰箱保鲜盘等。
塑料分子的结构和成分很复杂，特别是共聚、共混合及改性材料和含有各种添加剂（如填料、稳定剂、增塑剂、阻燃剂、混合材料等）的塑料，常常不能用简单的方法鉴别出来，需要借助化学试验、测试仪器等手段才能鉴别出来。塑料鉴别方法有很多种，其中最常用的方法有三种，分别是外观鉴别法、密度鉴别法和燃烧特性鉴别法。
1．外观鉴别法
PE、PP、PA等有不同的可弯折性。手触有硬蜡样滑腻感，敲击时有软性角质类的声音，与此相比，PS、ABS、PC、PMMA等塑料则无延展性，手触有刚性感，敲击时声音清脆。
PP与PE特性相似，但PE硬度稍低，鉴定PP时应该与PE仔细地区分开来。PS与改性PS和ABS的区别，前者性脆，后两者性韧；弯折时前者易脆裂，后两者难断裂，并且多次弯折后会发出不同的气味。
PP呈乳白色、半透明、蜡状物。纯PS是一种硬而脆的无色透明塑料。高压PE未加色粉呈乳白色、半透明状、质软而韧；低压PE未加色粉呈乳白色，但不透明、质硬、不延伸。SAN（AS）是PS改性后的一种微蓝色透明塑料。ABS是一种通用的工程材料，呈象牙色的不透明塑料。POM是一种不透明的塑料。PC是一种综合性能优良的工程塑料，呈微黄透明状。PA是一种浅黄色、半透明的塑料，外观比较粗糙。PVC是一种热稳定性较差的材料，种类较多，分为软质、半硬质和硬质三种。PVC大多为白色粉末或片料，透明性最好，与PC相比，其韧性和硬度都较低，易被硬物划伤。
2．密度鉴别法
PP是最轻的一种塑料，密度为0.89～0.91g/cm 3 ，比水轻，在水中能浮于水面。PE密度为0.91～0.95g/cm 3 ，密度比PP稍大，能浮于水。
纯PA密度为1.01～1.03g/cm 3 ，接近于水的密度，在水中近悬浮状。
其他大部分塑料密度都比水大，沉于水。密度鉴别液体，见表1-1。
表1-1 密度鉴别液体
3．燃烧特性鉴别法
热塑性塑料和热固性塑料的判别：所有的热固性塑料，受热或燃烧时都无发软熔融过程，只会变脆和焦化；所有的热塑性塑料，受热或燃烧时都先经历发软熔融的过程，但不同塑料燃烧现象不同。
PP燃烧时速度慢，火焰上端呈黄色，中间带蓝，有燃滴滴落的现象，熄灭火焰后，有一股石蜡气味。
SAN燃烧时速度慢，火焰闪光、黄亮、冒黑烟，熄灭时有一股似PS的刺激性气味。
POM可燃性中等，离火后继续燃烧，火焰纯蓝色，无炭末飞逸，塑料熔化变黑，有非常刺鼻的甲醛味。
PMMA易燃，离火后不会自灭。火焰顶端黄色，底端蓝色，有轻微炭末飞逸，燃烧时塑料熔化起泡。
PA燃烧较缓慢，离火后自行熄灭，火焰蓝色，燃烧时有熔胶滴落及起泡，火熄后有燃焦羊毛或指甲的气味。
PS、HIPS和ABS都易燃，离火后继续燃烧，火焰黄色，有浓烟。PS和HIPS燃烧时表面会起泡，但ABS不会呈焦化状。PS、HIPS有幽幽的花香味，ABS有一种特别的臭味。
PC燃烧缓慢，离火后慢慢熄灭，火焰黄色带烟，燃烧时塑料软化、起泡、带黑炭，发出轻微的花果臭味。
原色PMMA与PS都透光，染色后透光效果也相同，但燃烧时PMMA没有炭末飞逸，PMMA燃烧时火焰浅蓝色，顶端白色，燃烧时易出现起泡现象，离火后能继续燃烧。
PVC燃烧慢，火焰上黄下绿，冒黑烟，离火后能自灭，有一股刺激性含糊气味。检查塑料中是否含有氯元素，常用铜丝在酒精灯上加热至无色红热状态，再取少量待测塑料，置于铜丝上加热，火焰呈现蓝绿色，则认为塑料含有氯元素。
PE易燃，离火后继续燃烧，火焰上端微黄，下端呈蓝色，烟少，近火焰处有熔胶滴落，火灭后有石蜡燃烧气味。