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1、Introduction to Polymer ScienceThermoplastics热塑性聚合物热塑性聚合物Classification of PolymersnAccording to the resources：nNatural Polymer、 Semi-Synthetic Polymer 、Synthetic Polymer；nAccording to the molecular structure：nTopology：Linear、Branched、 Three-dimensional ；nAtoms in the backbone：Carbon chain、Hetero-ch
2、ain 、None carbon chain；nAccording to the application：nPlastic、Rubber、Fiber、Coating、Adhesive、Functional Polymer；nAccording to the processing methods：n热塑性高分子（热塑性高分子（Thermoplastic polymer）： is a polymer that turns to a liquid when heated and freezes to a very glassy state when cooled sufficiently ；n热固性
3、高分子（热固性高分子（Thermoset polymer）： is a polymer material that irreversibly cure when exposed to heat.Thermoplastic polymer热塑性聚合物（热塑性聚合物（热塑性聚合物（热塑性聚合物（Thermoplastics PolymerThermoplastics Polymer）：聚合物大分子之间以物理力聚而成，加热时可熔融，聚合物大分子之间以物理力聚而成，加热时可熔融，聚合物大分子之间以物理力聚而成，加热时可熔融，聚合物大分子之间以物理力聚而成，加热时可熔融，并能溶于适当溶剂中。热塑性聚合物
4、受热时可塑化，冷却并能溶于适当溶剂中。热塑性聚合物受热时可塑化，冷却并能溶于适当溶剂中。热塑性聚合物受热时可塑化，冷却并能溶于适当溶剂中。热塑性聚合物受热时可塑化，冷却时则固化成型，并且可以如此反复进行。时则固化成型，并且可以如此反复进行。时则固化成型，并且可以如此反复进行。时则固化成型，并且可以如此反复进行。 deformationTemperature (oC)viscous viscous statestateIIIIIIT Tf fviscoelastic viscoelastic transition transition T Td dIIIIT Tg ghigh elastic h
5、igh elastic statestateCommodity Thermoplasticsn n主要商用热塑性聚合物（主要商用热塑性聚合物（主要商用热塑性聚合物（主要商用热塑性聚合物（Commodity ThermoplasticsCommodity Thermoplastics）包括：）包括：）包括：）包括：n nPolyethylene Polyethylene 聚乙烯（聚乙烯（聚乙烯（聚乙烯（LDPELDPE、LLDPELLDPE、HDPEHDPE等）等）等）等）n nPolypropylene Polypropylene 聚丙烯（聚丙烯（聚丙烯（聚丙烯（PPPP）n nPolyvin
6、yl chloride and copolymer Polyvinyl chloride and copolymer 聚氯乙烯及共聚物（聚氯乙烯及共聚物（聚氯乙烯及共聚物（聚氯乙烯及共聚物（EVAEVA等）等）等）等）n nPolystyrene and copolymer Polystyrene and copolymer 聚苯乙烯及共聚物（聚苯乙烯及共聚物（聚苯乙烯及共聚物（聚苯乙烯及共聚物（SANSAN、ABSABS等）等）等）等）n nPolyamide Polyamide 聚酰胺聚酰胺聚酰胺聚酰胺 （Nylon Nylon 尼龙）尼龙）尼龙）尼龙）n nPolyester Polye
7、ster 聚酯（聚酯（聚酯（聚酯（PBTPBT、PETPET等）等）等）等）General purpose plasticsn n通用热塑性聚合物（通用热塑性聚合物（通用热塑性聚合物（通用热塑性聚合物（general purpose plasticsgeneral purpose plastics、通用塑料通用塑料通用塑料通用塑料）是指综）是指综）是指综）是指综合性能好、耐热温度在合性能好、耐热温度在合性能好、耐热温度在合性能好、耐热温度在 200 200 o oC C以下、力学性能一般、产量很大、以下、力学性能一般、产量很大、以下、力学性能一般、产量很大、以下、力学性能一般、产量很大、应用范
8、围广泛、价格很低的一类树脂。应用范围广泛、价格很低的一类树脂。应用范围广泛、价格很低的一类树脂。应用范围广泛、价格很低的一类树脂。n n通用塑料包括：通用塑料包括：通用塑料包括：通用塑料包括：n n聚乙烯聚乙烯聚乙烯聚乙烯 （polyethylenepolyethylene，PEPE）n n聚丙烯聚丙烯聚丙烯聚丙烯 （polypropylenepolypropylene，PPPP）n n聚氯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯 （polyvinyl chloridepolyvinyl chloride，PVCPVC）n n聚苯乙烯聚苯乙烯聚苯乙烯聚苯乙烯 （polystyrenepolystyrene
9、，PSPS) )n n通用塑料的发展历史比较早，生产和加工的工艺均十分成熟，目通用塑料的发展历史比较早，生产和加工的工艺均十分成熟，目通用塑料的发展历史比较早，生产和加工的工艺均十分成熟，目通用塑料的发展历史比较早，生产和加工的工艺均十分成熟，目前主要应用于包装、农业、日用、绝缘和建筑等方面，是使用量前主要应用于包装、农业、日用、绝缘和建筑等方面，是使用量前主要应用于包装、农业、日用、绝缘和建筑等方面，是使用量前主要应用于包装、农业、日用、绝缘和建筑等方面，是使用量最大的聚合物。最大的聚合物。最大的聚合物。最大的聚合物。Polyethylenen nPEPE分子对称无极性、结构规整、易于结晶。
10、具有较高的冲击性和韧性；分子对称无极性、结构规整、易于结晶。具有较高的冲击性和韧性；耐低温性耐低温性好；好；电性能电性能十分优异，可用于高频绝缘十分优异，可用于高频绝缘 ；良好的；良好的化学稳定性，化学稳定性，在常温下可耐酸、在常温下可耐酸、碱和盐类的腐蚀。碱和盐类的腐蚀。PropertyLLDPELDPEHDPEPPSpecific gravity （比重）0.92-0.930.91-0.930.94-0.970.91Crystallinity （结晶度）%50-5550-7080-9535Melt temperature （熔点）oC115-12598-120127-135170Tensi
11、le strength （抗拉强度）MPa334.1-1621-3850Tensile Modulus （抗拉模量）GPa0.450.10-0.260.41-1.240.5Elongation-to-break （断裂伸长率）%40090-80020-130400Impact strength （冲击强度）Notched Izod, J m-1No breakNo break27-1068-Heat-deflection temperature （热变形温度）oC, at 455 kPa (66 psi)-38-4960-8880Polymerization of PolyethyleneCH
12、CH2 2=CH=CH2 2Oxygen or PeroxideOxygen or PeroxideLow-density polyethyleneLow-density polyethylene(LDPE, high-pressure polyethylene)(LDPE, high-pressure polyethylene)free radical free radical polymerizationpolymerizationZiegler-type catalystZiegler-type catalystcoordinate coordinate polymerizationpo
13、lymerizationHigh-density polyethyleneHigh-density polyethylene(HDPE, low-pressure polyethylene)(HDPE, low-pressure polyethylene)Philips-type catalystPhilips-type catalystHigh-density polyethyleneHigh-density polyethylene(HDPE, middle-pressure polyethylene)(HDPE, middle-pressure polyethylene)Metalloc
14、eneMetallocenepolyethylenepolyethylenemetallocene catalystmetallocene catalystLinear low Linear low density polyethylenedensity polyethylene(LLDPE)(LLDPE)Unipol processUnipol processGas phaseGas phasepolymerizationpolymerizationBranching of PE during the radical polymerizationBranching of PE during
15、the radical polymerizationCH2CH2CHHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CHCH2CH2CH2CH3链转移链转移CH2CH2CH2CH2CHCH2CH2CH2CH3CH2CH2分子内链转移分子内链转移Intramolecular Intramolecular chain transferchain transferCH2CH2RCH CH2RHR”+链转移链转移CH2CH3R+CH CH2RR”CH2CH2CH2CH3R+CH CH2RR”CH2CH2分子间链转移分子间链转移Intermolecular Intermolecular chain transfe
16、rchain transferPolymerization of PolyethyleneR = -(CH2)nCH3CH2CH2+ CH2CHRCH2CH2CH2CH()xyRTiClClClH3CClAlCH3CH3Vacant siteVacant siteCH2CH2TiClClClH3CClAlCH3CH3CH2CH2TiClClClH3CClAlCH3CH3CH2CH2TiClClClH2CClAlCH3CH3Vacant siteVacant siteCH2CH3CH2CH2MigrationMigrationZigler-Natta catalystZigler-Natta c
17、atalystHDPEHDPELLDPELLDPEInvention of PEn n乙烯（乙烯（ethyleneethylene）是无色无味的气体。乙烯存在于自然）是无色无味的气体。乙烯存在于自然界，在植物果实成熟过程中，植物会释放微量的乙烯气界，在植物果实成熟过程中，植物会释放微量的乙烯气体，作为果实的催熟剂。如果尚未成熟的果实暴露在有体，作为果实的催熟剂。如果尚未成熟的果实暴露在有微量乙烯的环境里，也会加速成熟。微量乙烯的环境里，也会加速成熟。n n碳氢气体（如天然气）在燃烧过程碳氢气体（如天然气）在燃烧过程 中，也会产生微量中，也会产生微量的乙烯。的乙烯。 E.W. FawcettE.
18、W. FawcettR.O. GibsonR.O. Gibson n n19331933年年 3 3月月 2424日，英国帝国化学公司的日，英国帝国化学公司的E.W. E.W. FawcettFawcett 和和 R.O. GibsonR.O. Gibson 研究乙烯气体和苯甲研究乙烯气体和苯甲醛在压力醛在压力170170个大气压，温度是个大气压，温度是170170度下的反度下的反应时意外发现容器底部有一些白色的蜡状粉应时意外发现容器底部有一些白色的蜡状粉末。测试表明，这是乙烯的聚合物，反应和末。测试表明，这是乙烯的聚合物，反应和苯甲醛没有关系。苯甲醛没有关系。n n第二次乙烯聚合要到第二次乙
19、烯聚合要到19351935年才实现，科学家年才实现，科学家们发现聚乙烯具有极好的化学稳定性，防水，们发现聚乙烯具有极好的化学稳定性，防水，无异味，耐酸碱，尤其出色的是绝缘性。无异味，耐酸碱，尤其出色的是绝缘性。 Application of PEn n薄膜类制品薄膜类制品薄膜类制品薄膜类制品 (film) (film) ： 薄膜类制品是薄膜类制品是 PE PE 的最主要用途。可用于食品、日用、蔬菜、的最主要用途。可用于食品、日用、蔬菜、收缩、自粘、垃圾袋等轻质包装袋及地膜、棚膜、保险膜等。收缩、自粘、垃圾袋等轻质包装袋及地膜、棚膜、保险膜等。n n注塑制品注塑制品注塑制品注塑制品 (injec
20、tion molding) (injection molding) ：PE PE 具有良好的加工性能而被广泛应用于注塑制品具有良好的加工性能而被广泛应用于注塑制品如盆、桶、篓、盒、瓶等容器，周转箱、瓦楞箱、暖瓶壳、杯、台灯罩、玩具等日如盆、桶、篓、盒、瓶等容器，周转箱、瓦楞箱、暖瓶壳、杯、台灯罩、玩具等日用品。用品。n n中空制品中空制品中空制品中空制品 (hollow article)(hollow article)： PE PE 具有耐应力开裂性好、耐油性好、耐低温冲击性好具有耐应力开裂性好、耐油性好、耐低温冲击性好等优点，可用于食品油、酒类、汽油、化学试剂等液体以及化妆品、鞋油、牙膏等等
21、优点，可用于食品油、酒类、汽油、化学试剂等液体以及化妆品、鞋油、牙膏等膏状精细化工产品的包装。膏状精细化工产品的包装。n n管材类制品管材类制品管材类制品管材类制品 (pipe) (pipe) ： PE PE 管材主要用于生活给水、煤气输送、农业灌溉、穿线波纹管材主要用于生活给水、煤气输送、农业灌溉、穿线波纹管、液体吸管及圆珠笔芯等。管、液体吸管及圆珠笔芯等。n n纤维制品纤维制品纤维制品纤维制品 (fiber)(fiber)：主要用于渔网、缆绳、工业滤网及纱窗、编织带、撕裂膜等。：主要用于渔网、缆绳、工业滤网及纱窗、编织带、撕裂膜等。n n电缆制品电缆制品电缆制品电缆制品 (jacket a
22、nd insulation)(jacket and insulation)： PE PE 具有优良的电性能，可用于光电缆的绝缘和具有优良的电性能，可用于光电缆的绝缘和护套材料。护套材料。Application of PEUHMWPEn nUHMWPEUHMWPE：Ultra High Molecular Weight PolyethyleneUltra High Molecular Weight Polyethylene， 分子量高达分子量高达100100400400万万n n与普通与普通PEPE相比，具有很高的耐磨性、相比，具有很高的耐磨性、抗冲击性高、自润滑性好、生理相容抗冲击性高、自润滑
23、性好、生理相容性好、耐腐蚀性好性好、耐腐蚀性好Metallocene PolyethyleneMetallocene PolyethyleneMetallocene Polyethylene（m-PEm-PE）n n采用茂金属催化剂为主催化剂催化采用茂金属催化剂为主催化剂催化 PE PE 聚合，聚合，产物具有分子量高且分布窄、支链短而少、密产物具有分子量高且分布窄、支链短而少、密度低、纯度高、高透明性、高拉伸强度、高冲度低、纯度高、高透明性、高拉伸强度、高冲击性。击性。n n催化剂绿色环保，对环境污染较少。催化剂绿色环保，对环境污染较少。Ethylene-Vinyl Acetate copol
24、ymern n乙烯与乙酸酯共聚物：乙烯与乙酸酯共聚物：Ethylene-Vinyl Acetate Ethylene-Vinyl Acetate copolymercopolymer，简称，简称 EVAEVA，在，在 PE PE 大分子链结构大分子链结构中引入了乙酸乙烯酯链段，从而增大了中引入了乙酸乙烯酯链段，从而增大了 PE PE 的的冲击强度、印刷性、弹性、柔软性和透明性。冲击强度、印刷性、弹性、柔软性和透明性。Polypropylenen n聚丙烯（聚丙烯（PPPP）的分子结构的分子结构n n聚丙烯为线性结构，具有较聚丙烯为线性结构，具有较低低的吸水性和气体透过率；具有的吸水性和气体透过
25、率；具有较好的力学性能，突出的抗弯较好的力学性能，突出的抗弯曲疲劳性能和耐蠕变性能；耐曲疲劳性能和耐蠕变性能；耐热性能良好；耐电弧性好；耐热性能良好；耐电弧性好；耐化学腐蚀性和耐应力开裂性较化学腐蚀性和耐应力开裂性较好，但耐候性不好。好，但耐候性不好。n n聚丙烯结构单元中含有一个甲聚丙烯结构单元中含有一个甲基侧基，因而与基侧基，因而与PEPE相比主链刚相比主链刚性都有所提高，表现出较高的性都有所提高，表现出较高的机械强度。机械强度。Molecular structure of PPn nPPPP大分子链上的甲基的空间位置有三大分子链上的甲基的空间位置有三种排列：等规、无规和间规，性能也种排列
26、：等规、无规和间规，性能也有所不同。有所不同。n n等规等规 PP PP 的结构规整性好，具有高度结的结构规整性好，具有高度结晶性，熔点高，硬度和刚性大，力学晶性，熔点高，硬度和刚性大，力学性能好；无规性能好；无规PPPP为无定形，强度低无为无定形，强度低无法用作塑料；间规法用作塑料；间规PPPP则介于二者之间则介于二者之间Isotactic PP Isotactic PP ( (等规聚丙烯等规聚丙烯) ) SyndiotacticSyndiotactic PP PP ( (间规聚丙烯间规聚丙烯) ) Random PP Random PP ( (无规聚丙烯无规聚丙烯) ) Invention
27、 of PEn在美国，Philips Petroleum公司的 P. Hogan和 Robert Banks 用高辛烷的汽油进行试验，于1952年发现了高熔融的结晶 PP。n直到60年代的早期，Philip并没有开始PP 的商业化生产。美国首家进行商业化 PP 生产的公司是Hercules Powder Co. 在1958年进行的。他们采用 PP 生产的呼啦圈很快风靡全球。J. Paul Hogan Robert Banks Giulio Natta n1953年，在意大利Montecatini公司财政支持下，Giulio Natta 教授对德国 Karl Ziegler教授同一年的研究突破进
28、行了进一步的扩展，开发出了等规聚丙烯 ；nMontecatini 公司是首家工业规模生产聚丙烯的公司，该公司于1957年在其Ferrara工厂开始了PP的生产。Invention of PEn n现代科学中，发明一项东西可能在不同地点的人在同一时期发明出来。聚丙烯就现代科学中，发明一项东西可能在不同地点的人在同一时期发明出来。聚丙烯就是这样一个极端的例子，被独立发明了大约九次。讼争至到是这样一个极端的例子，被独立发明了大约九次。讼争至到19891989年才告结束。年才告结束。n n聚丙烯一直试图延续这场法律连续剧，聚丙烯一直试图延续这场法律连续剧， Paul Hogan Paul Hogan
29、和和Robert Banks Robert Banks 现在被认为是现在被认为是这一材料的这一材料的“ “官方官方” ”发明者。发明者。 George OberfellGeorge Oberfell (Phillip 石油公司的技术指导) 建立的世界第一所烃化合物研究所Application of PPApplication of PPn n纤维品：纤维品：PPPP的纤维制品商品名为丙纶，单丝密度小、韧性好、耐磨性高、拉伸的纤维制品商品名为丙纶，单丝密度小、韧性好、耐磨性高、拉伸强度高。强度高。Polystyrenen n聚苯乙烯的分子结构聚苯乙烯的分子结构n n由于与主链相连的大体积侧基由于
30、与主链相连的大体积侧基苯基的空间位阻效应抑制了聚合物链段的自由运动苯基的空间位阻效应抑制了聚合物链段的自由运动能力，主链刚性明显增加，显得硬而脆。与之相关的是能力，主链刚性明显增加，显得硬而脆。与之相关的是 PS PS 还具有相对较高的玻璃还具有相对较高的玻璃化转变温度（化转变温度（ T Tg g 约为约为100 100 o oC C）。由于结晶度很低，）。由于结晶度很低，PSPS宏观上是透明的。宏观上是透明的。n n普通聚苯乙烯普通聚苯乙烯普通聚苯乙烯普通聚苯乙烯 (GPPS)(GPPS) ：为无色、无臭、无味且有光泽的透明的珠状或粒状的固体。：为无色、无臭、无味且有光泽的透明的珠状或粒状的
31、固体。不耐冲击，容易龟裂加工时容易发生毛边，耐热性差、耐旋光性差，易燃。流动性、不耐冲击，容易龟裂加工时容易发生毛边，耐热性差、耐旋光性差，易燃。流动性、成型性差。成型性差。 n n可发性聚苯乙烯可发性聚苯乙烯可发性聚苯乙烯可发性聚苯乙烯 (EPS)(EPS)：是发泡材料，主要用于包装电器外壳：是发泡材料，主要用于包装电器外壳 n n高抗冲聚苯乙烯高抗冲聚苯乙烯高抗冲聚苯乙烯高抗冲聚苯乙烯 (HIPS)(HIPS)：白色不透明或珠状热塑性树脂，特点是耐冲击，其冲击：白色不透明或珠状热塑性树脂，特点是耐冲击，其冲击强度为强度为 GPPSGPPS的的 7 7倍以上；有优良的着色性与成型加工性，但其
32、拉伸强度、硬度、倍以上；有优良的着色性与成型加工性，但其拉伸强度、硬度、透光率、耐旋光性、耐侯性及热稳定性较透光率、耐旋光性、耐侯性及热稳定性较GPPSGPPS差。差。 n n茂金属聚苯乙烯茂金属聚苯乙烯茂金属聚苯乙烯茂金属聚苯乙烯 (SPS)(SPS)：间同立构的聚苯乙烯，产品具有熔点高、耐水解、耐热、：间同立构的聚苯乙烯，产品具有熔点高、耐水解、耐热、耐化学腐蚀、收缩小及尺寸稳定性好。耐化学腐蚀、收缩小及尺寸稳定性好。General purpose polystyrenen n普通聚苯乙烯（普通聚苯乙烯（GPPSGPPS） GPPSGPPS的侧苯基的空间排列为无规结构，即无规聚苯乙烯，使得
33、材料具有很高的侧苯基的空间排列为无规结构，即无规聚苯乙烯，使得材料具有很高的透明性。的透明性。High-impact polystyrenen n高抗冲聚苯乙烯（高抗冲聚苯乙烯（HIPSHIPS） HIPSHIPS实质为实质为PSPS的改性品种，制备方法是通过将的改性品种，制备方法是通过将polybutadienepolybutadiene橡胶小颗粒分散到橡胶小颗粒分散到苯乙烯单体中，再通过聚合反应将其包裹到苯乙烯单体中，再通过聚合反应将其包裹到PSPS基体中。其中部分基体中。其中部分polybutadienepolybutadiene可以可以通过化学键连接到通过化学键连接到PSPS主链上形成
34、主链上形成Graft copolymerGraft copolymer，改善两组分之间的相容性，使得，改善两组分之间的相容性，使得橡胶小颗粒获得更好的分散，进而改善材料的性能。橡胶小颗粒获得更好的分散，进而改善材料的性能。Expanded polystyrene foam n n将将GPPSGPPS珠粒在加温加压条件下，在物理发泡剂的作用下溶胀为珠粒在加温加压条件下，在物理发泡剂的作用下溶胀为EPSEPS。Copolymers of polystyrene 随着苯乙烯改性的研究开展，基随着苯乙烯改性的研究开展，基于苯乙烯与其他烯类单体的共聚已经于苯乙烯与其他烯类单体的共聚已经成为现代热塑性塑料
35、中的一个大家族。成为现代热塑性塑料中的一个大家族。通过共聚反应可以结合不同结构单元通过共聚反应可以结合不同结构单元的优点，获得综合性能优异的新材料，的优点，获得综合性能优异的新材料，通过对改变组分和分子结构，还可以通过对改变组分和分子结构，还可以对共聚物的性能加以调节，从而应用对共聚物的性能加以调节，从而应用到不同的领域。到不同的领域。Styrene-Butadiene RubberStyrene-Butadiene RubberSBRSBRStyrene-Acrylonitrile CopolymerStyrene-Acrylonitrile CopolymerSANSANAcrylonit
36、rile-Butadiene-StyreneAcrylonitrile-Butadiene-StyreneCopolymerCopolymerABSABSHIPSSBRABSn nABSABS为丙烯腈（为丙烯腈（23234141）、丁二烯（）、丁二烯（10103030）和苯乙烯（）和苯乙烯（29296060）三种）三种单体共聚而成的聚合物。英文全称为单体共聚而成的聚合物。英文全称为 Acrylonitrile-Butadiene-StyreneAcrylonitrile-Butadiene-Styrene。n nABS ABS 最初是在最初是在 PS PS 改性基础上发展起来的，由于其具有韧、
37、刚、硬的优点，用量与改性基础上发展起来的，由于其具有韧、刚、硬的优点，用量与 PS PS 相当，而应用范围已远远超过相当，而应用范围已远远超过PSPS，成为一种独立的塑料品种。，成为一种独立的塑料品种。n nABSABS大分子主链由三种结构单元重复连接而成，大分子主链由三种结构单元重复连接而成，n n丙烯腈结构单元赋予丙烯腈结构单元赋予ABSABS良好的耐化学腐蚀性和高表面硬度；良好的耐化学腐蚀性和高表面硬度；n n丁二烯结构单元赋予丁二烯结构单元赋予ABSABS良好的韧性；良好的韧性；n n苯乙烯结构单元赋予材料良好透明性和着色性、电绝缘性和加工性。苯乙烯结构单元赋予材料良好透明性和着色性、
38、电绝缘性和加工性。n nABSABS具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，散热性。抗化学药品性、染色性，散热性。Application of ABSPolyvinyl Chloriden n聚氯乙烯的分子结构：聚氯乙烯的分子结构：n nPVCPVC分子链中含有强极性的氯原子，分子间力大，具有很高的刚性和硬度，并赋予分子链中含有强极性的氯原子，分子间力大，具有很高的刚性和硬度，并赋予了优异的难燃性能。了优异的难燃性能。PVCPVC的性能：的性能：n nPVCPVC树脂为白色或淡
39、黄色粉末，吸水率和透气性都很小。树脂为白色或淡黄色粉末，吸水率和透气性都很小。n nPVCPVC具有较高的硬度和力学性能，但耐磨性一般。具有较高的硬度和力学性能，但耐磨性一般。n nPVCPVC的热稳定性很差，线膨胀系数小，具有难燃性的热稳定性很差，线膨胀系数小，具有难燃性n nPVCPVC的电性能较好，但由于本身结构单元具有较高极性其绝缘性不如的电性能较好，但由于本身结构单元具有较高极性其绝缘性不如PEPE和和PPPP，只，只适用于低频绝缘材料。适用于低频绝缘材料。n nPVCPVC耐大多数酸碱和有机溶剂，但不耐光、热。耐大多数酸碱和有机溶剂，但不耐光、热。n nPVC PVC 的加工稳定性
40、不好，其熔融温度（的加工稳定性不好，其熔融温度（160 160 o oC C）高于分解温度（）高于分解温度（140 140 o oC C），不进行），不进行改性就难以用熔融塑化的方法加工。添加剂类别包括：改性就难以用熔融塑化的方法加工。添加剂类别包括：n n稳定剂：提高分解温度，包括铅盐、有机锡、金属皂类和稀土类。稳定剂：提高分解温度，包括铅盐、有机锡、金属皂类和稀土类。n n增塑剂：降低熔融温度，包括邻苯二甲酸酯类、油脂类等。增塑剂：降低熔融温度，包括邻苯二甲酸酯类、油脂类等。Polyvinyl Chloriden nPVCPVC本身不具有毒性，本身不具有毒性，PVC PVC 制品中的有害物
41、质主要来源于残留的氯乙烯单体、以制品中的有害物质主要来源于残留的氯乙烯单体、以及加工过程中加入的对人体有害的加工助剂，如：及加工过程中加入的对人体有害的加工助剂，如：已二酸二异辛酯已二酸二异辛酯等。n n从聚氯乙稀塑料的原料、生产、使用、焚化等，在它的整个生命周期中都存在着潜从聚氯乙稀塑料的原料、生产、使用、焚化等，在它的整个生命周期中都存在着潜在的环境污染。在的环境污染。n nPVCPVC传统处理方法包括填埋和焚烧，但这些方法对环境带来严重污染。如聚氯乙烯传统处理方法包括填埋和焚烧，但这些方法对环境带来严重污染。如聚氯乙烯单体（单体（VCMVCM）和有毒废物的产生，特别是二氯乙烯（）和有毒废
42、物的产生，特别是二氯乙烯（EDCEDC）焦油。焦油废料包含）焦油。焦油废料包含大量的二恶英，然后其被烧弃、倾倒，会将二恶英散布到空气中。大量的二恶英，然后其被烧弃、倾倒，会将二恶英散布到空气中。 二恶英二恶英 （TCDDTCDD）是二氧（杂）芑家族中最致）是二氧（杂）芑家族中最致命的物质，是一种众所周知的致癌和有害物质。命的物质，是一种众所周知的致癌和有害物质。Invention of PVCn n19121912年，德国化学家年，德国化学家Fritz Klatte Fritz Klatte 将乙炔与盐酸反应将乙炔与盐酸反应得到了氯乙烯。他把得到的氯乙烯放在实验室的架得到了氯乙烯。他把得到的氯
43、乙烯放在实验室的架子上，过了一段时间后意外发现氯乙烯已经聚合。子上，过了一段时间后意外发现氯乙烯已经聚合。n n他所在的公司他所在的公司 (Greisheim Electron) (Greisheim Electron) 将聚氯乙烯这将聚氯乙烯这种材料在德国申请了专利种材料在德国申请了专利 ，但直到，但直到19251925年专利过年专利过期期 ，也没有想出聚氯乙烯有什么用途。，也没有想出聚氯乙烯有什么用途。 Der Pionier Fritz KlatteDer Pionier Fritz KlatteWaldo SemonWaldo Semonn n19261926年，美国化学家，年，美国化
44、学家， Waldo Waldo SemonSemon，又一次独立地，又一次独立地发明了聚氯乙烯，而且发现这种材料具有优良隔水性发明了聚氯乙烯，而且发现这种材料具有优良隔水性能，非常适合做浴帘。能，非常适合做浴帘。n n于是，于是，SemonSemon和他所在的和他所在的 B.F. Goodrich B.F. Goodrich 公司将聚氯乙公司将聚氯乙烯在美国申请了专利，就这样烯在美国申请了专利，就这样PVCPVC开始被大量生产应开始被大量生产应用。用。 Application of PVCn n硬质硬质PVCPVC（增塑剂含量较少）（增塑剂含量较少）n n管材：上下水管、输气管、穿线管及阀门等
45、管材：上下水管、输气管、穿线管及阀门等n n型材、板材及片材：门窗、装饰、木线、家具及楼梯扶手等型材、板材及片材：门窗、装饰、木线、家具及楼梯扶手等n n注塑制品：办公用品、日用品、玩具、外包装材料注塑制品：办公用品、日用品、玩具、外包装材料Application of PVCn n软质软质PVCPVC（增塑剂含量较多）（增塑剂含量较多）n n薄膜、电缆护套、人造革、鞋等薄膜、电缆护套、人造革、鞋等Polymethyl methacrylaten1927年，德国罗姆赫斯公司成功合成第一种有机玻璃PMMA。也被称为“Acrylic”（亚克力）。nPMMA的透光率达到92%，对紫外光的透过率也达到
46、75%。具有韧性好，耐候性、耐水性好，染色性好，不易破损，修复性强等特点。CH2CRC OOR”CH2CRC OOR”()nFree radical polymerizationn通过丙烯酸（酯）及其衍生物的自由基聚合得到的一类聚合物称为丙烯酸树脂（Acrylic resin）R, R” = H: poly(acrylic acid)R, R” = CH3: poly(methyl methacrylate)R = H, R” = CH3: polymethacrylateR = CH3, R” = CH2CH2OH: poly(methyl hydroxylethylacrylate)Pol
47、yvinyl acetaten聚醋酸乙烯酯（Polyvinyl acetate, PVAc）以商品名 Elvacet 和 Gelva于1920年开始了商业化生产，因为它的软化温度较低，因而通常不用作塑料而是用作粘合剂和防水材料。nPVAc的应用虽然不广泛，但因为其是合成其它一些聚合物的重要原料，因而也具有较高的产量。nPVAc很大一部分通过水解（醇解）来生产水溶性的聚合物聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol, PVA）。由于 PVA 具有独特的亲水性和强力粘接性，常用作胶水、表面活性剂、增稠剂、分散剂等用途，PVA经缩醛处理后具有耐水性，因此可以用作纤维原料（维尼纶）。Polymer
48、processing 聚合物的加工过程可以定义为将聚合物原材料转变为具有目标形状和性能的产品的过程。 热塑性聚合物常用的加工方法包括：n浇铸（流延）“Casting”n吹塑“Blow molding”n注模“Injection molding”n压塑“Compression molding”n挤出“Extrusion” 整个热塑性加工过程能分为三个部分：预成型、成型和成型后处理。预成型阶段的目的是在于使材料在加热和加压下等条件下能够被塑造形状，主要包括以下几点：n各组分材料的混合、压缩、填充等n通过加热和/或加压使材料软化n添加剂的添加、混合和分散n通过加热、加压或者其它辅助流动工艺使树脂进入
49、模具成型n去除不想要的溶剂、未反应的单体、副产物和杂质等Polymer processingCastingBlow moldingInjection moldingExtrusionSummaryn n热塑性高分子（塑料）的定义与简介热塑性高分子（塑料）的定义与简介热塑性高分子（塑料）的定义与简介热塑性高分子（塑料）的定义与简介 n n聚乙烯（聚乙烯（聚乙烯（聚乙烯（PEPE）n n聚丙烯（聚丙烯（聚丙烯（聚丙烯（PPPP）n n聚氯乙烯（聚氯乙烯（聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVCPVC）n n聚苯乙烯（聚苯乙烯（聚苯乙烯（聚苯乙烯（PCPC）n n其它常用热塑性聚合物其它常用热塑性聚合物其它常用热塑性聚合物其它常用热塑性聚合物n n热塑性聚合物的加工方法热塑性聚合物的加工方法热塑性聚合物的加工方法热塑性聚合物的加工方法
