塑料的组成与分类

12.1.1　塑料的组成与分类

1）塑料的组成

塑料是一种具有可塑性的材料。可塑性就是指经过加热或加压可制成各种形状制品的特性。广义上说，像石蜡、玻璃、铜、铝等材料都可算作“塑料”。但是现代意义的塑料一般是指以合成树脂为基本成分的高分子有机化合物，在一定温度和压力下制成的型材或制品，而且在常温下保持形状不变的材料。通常塑料未成型之前称为合成树脂，成型之后即称塑料制品或制件。塑料的主要成分如下：

（1）合成树脂　树脂有天然与合成之分。天然树脂如松树分泌的一种乳液、昆虫分泌的虫胶以及沥青等，但其数量十分有限。合成树脂是以煤、电石、天然气等为基本原料，从中得到有价值的乙烯、丙烯、丁二烯、乙炔、苯、甲苯等，再用这些原料进行化学合成，制成高分子的树脂状物质。它在常温常压下一般是固体颗粒或粉末。

合成树脂是塑料的主要成分，一般含量在40%～100%，它决定着塑料的类型、化学性质和物理性能。

（2）塑料助剂　助剂又称辅助剂或添加剂，是为了改善塑料性能，使其适应不同的成型方法、不同用途、不同使用条件而加入的不同种类和数量的辅助物质。塑料助剂在塑料中所占比例很小，但对塑料的成型加工和制品的质量水平有重要的影响。常用的有以下几种：

①增塑剂：是一种能降低塑料的流动温度，使其在成型时增大流动性，成型后增大弹性、柔软性和延伸性的一种物质。常见的增塑剂有邻苯二甲酸酯类、膦酸酯类及二元酸酯类等。

②稳定剂：又称防老化剂。塑料中加入稳定剂的目的，是防止或减缓塑料在加工、储存和使用过程中发生老化变质。常见的稳定剂有光稳定剂、热稳定剂和抗氧化剂三类。

③发泡剂：是一类可使高聚物在加工过程中产生微细孔或蜂窝状结构，从而增加塑料的弹性、减小比重、降低导热性的化合物。

④着色剂：据统计，80%以上的塑料制品是通过添加着色剂美化的。着色剂分为染料和颜料两大类。

⑤润滑剂：是一类能增加塑料加工过程中的流动性，使制品易于与模具分离，从而提高塑料制品的表面光洁度的物质。

⑥抗静电剂：是一种能消除或防止塑料表面静电的物质。大多数塑料具有良好的绝缘性，其表面摩擦产生的静电不易消除，极易吸附尘埃，以致影响塑料制品的外观和加速塑料老化，还可能引起放电而造成着火爆炸事故。

⑦交联剂和固化剂：能使塑料改性的一类物质称为交联剂，如有机过氧化物，能产生游离基，使大分子间产生交联，以提高聚合物的强度、耐油、耐热、耐压缩等性能，达到改性的目的。固化剂的作用是促使热固性塑料在成型时，能很快地完成树脂的交联反应而从线型结构转化为体型结构，如在酚醛模塑粉中加入固化剂六次甲基四胺等。

（3）增强材料和填料　塑料中一般含有相当量的填料，其作用是降低生产成本，改善树脂性能。例如：玻璃纤维就能增强玻璃钢的强度；木粉加入酚醛树脂能变其脆性为坚硬，加入云母可改善其电性能，而加入石棉则能提高其抗酸性和耐热性。通常把能提高塑料性能和扩大其应用范围的填料称为增强材料。

2）塑料的分类

塑料的分类方法很多，常见的可按塑料的用途、结构、可燃性、卫生性等进行分类。

（1）按塑料的用途分类

①通用塑料：指用途广、产量大、价格相对低的一类塑料。其一般占塑料总量的80%以上，多为民用，如聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚苯乙烯塑料等。

②工程塑料：指适用于工程构件、机械零部件、化工设备等方面的塑料。这类塑料要求有较好的机械强度和耐热性等，如聚酰胺塑料、聚甲醛塑料、ABS塑料等。

（2）按塑料的成型性能分类

①热固性塑料：是将线状高分子结构转变成网状高分子结构（体型）而固化制成的塑料。其成型前加热初期具有一定的可塑性，成型后由于网状交联的形成便会固化而失去塑性，再加热只能发生分解或炭化而不再软化变形，因此其废旧制品无回收再利用价值。常见的热固性塑料有酚醛塑料、脲醛塑料、密胺塑料等。

②热塑性塑料：是用线型高聚物制造的塑料。其特点是成型后受热能逐渐软化熔融，趁熔融状态又能塑成一定形状而冷却固结成型。加工过程中一般只有物理变化而保持化学本性，并且该过程可以反复进行多次。因此热塑性塑料的废旧制品可以回收再利用。常见的热塑性塑料有聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚氯乙烯塑料、聚苯乙烯塑料等。

（3）按构成塑料的树脂类型分类　主要有聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料、聚苯乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚甲醛塑料、聚酰胺塑料、硝酸纤维塑料、醋酸塑料、脲醛塑料和酚醛塑料等。此分类方法突出了塑料的主要成分，也反映了塑料的基本性质，是一种较常见的分类方法。

除了以上分类，还可按塑料的可燃性程度划分为易燃性塑料、可燃性塑料和难燃性塑料；按塑料的毒性可分为无毒塑料和有毒塑料等。

3）塑料制品的成型加工

塑料制品的成型加工，是指根据塑料的性能，利用可以实施的方法，将塑料制成具有一定形状而又适合某种用途产品的过程。一般分为成型、修饰和装配三个部分，其中以成型最为主要，是一切塑料生产所必经的步骤。

（1）成型工艺　塑料制品成型加工之前，一般需经过预加工和模具准备。然后根据不同的制品要求，通常有一步注射成型、挤压成型、压延成型和吹塑成型四种方法。

（2）修饰　修饰也称表面加工，通常采用镀金属、注塑模贴和表面喷涂三种方法。其目的是改善塑料表面性能，使塑料制品更加新颖美观，并提高塑料制品的使用价值。

（3）装配　它是将各个成型部件连接成完整的塑料制品的过程。如用两个半球粘合成一个空心球等。其主要方法有：

①热熔粘合法：是利用电热、气热或摩擦热将塑料粘合面加热熔融，然后以足够的压力使其粘合在一起的加工方法。

②溶剂粘合法：是利用一定的溶剂溶解塑料粘接部位，然后以一定的压力使其粘接在一起的加工方法。

③胶粘剂粘合法：是利用胶粘剂把两种不同的物件粘合在一起的方法。

以上三种方法，前两种多用于热塑性塑料的粘接，第三种多用于热固性塑料的粘接。