(1)熱塑性塑料
熱塑性塑料(Thermo plastics ):指加熱后會熔化,可流動至模具冷卻后成型,再加熱后又會熔化的塑料;即可運(yùn)用加熱及冷卻,使其產(chǎn)生可逆變化(液態(tài)←→固態(tài)),是所謂的物理變化。通用的熱塑性塑料其連續(xù)的使用溫度在100℃以下,聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯并稱為四大通用塑料。熱塑料性塑料又分烴類、含極性基因的乙烯基類、工程類、纖維素類等多種類型。受熱時變軟,冷卻時變硬,能反復(fù)軟化和硬化并保持一定的形狀??扇苡谝欢ǖ娜軇?,具有可熔可溶的性質(zhì)。熱塑性塑料具有優(yōu)良的電絕緣性,特別是聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)都具有極低的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗,宜于作高頻和高電壓絕緣材料。熱塑性塑料易于成型加工,但耐熱性較低,易于蠕變,其蠕變程度隨承受負(fù)荷、環(huán)境溫度、溶劑、濕度而變化。為了克服熱塑性塑料的這些弱點(diǎn),滿足在空間技術(shù)、新能源開發(fā)等領(lǐng)域應(yīng)用的需要,各國都在開發(fā)可熔融成型的耐熱性樹脂,如聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜(PES)、聚芳砜(PASU)、聚苯硫醚(PPS)等。以它們作為基體樹脂的復(fù)合材料具有較高的力學(xué)性能和耐化學(xué)腐蝕性,能熱成型和焊接,層間剪切強(qiáng)度比環(huán)氧樹脂好。如用聚醚醚酮作為基體樹脂與碳纖維制成復(fù)合材料,耐疲勞性超過環(huán)氧/碳纖維。它的耐沖擊性好,在室溫下具有良好的耐蠕變性,加工性好,可在240~270℃連續(xù)使用,是一種非常理想的耐高溫絕緣材料。用聚醚砜作為基體樹脂與碳纖維制成的復(fù)合材料在 200℃具有較高的強(qiáng)度和硬度,在-100℃尚能保持良好的耐沖擊性;無毒,不燃,發(fā)煙較少,耐輻射性好,預(yù)期可用它作航天飛船的關(guān)鍵部件,還可模塑加工成雷達(dá)天線罩等。
熱固性塑料
熱固性塑料是指在受熱或其他條件下能固化或具有不溶(熔)特性的塑料,如酚醛塑料、環(huán)氧塑料等。熱固性塑料又分甲醛交聯(lián)型和其他交聯(lián)型兩種類型。熱加工成型后形成具有不熔不溶的固化物,其樹脂分子由線型結(jié)構(gòu)交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。再加強(qiáng)熱則會分解破壞。典型的熱固性塑料有酚醛、環(huán)氧、氨基、不飽和聚酯、呋喃、聚硅醚等材料,還有較新的聚苯二甲酸二丙烯酯塑料等。它們具有耐熱性高、受熱不易變形等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度一般不高,但可以通過添加填料,制成層壓材料或模壓材料來提高其機(jī)械強(qiáng)度。
以酚醛樹脂為主要原料制成的熱固性塑料,如酚醛模壓塑料(俗稱電木),具有堅(jiān)固耐用、尺寸穩(wěn)定、耐除強(qiáng)堿外的其他化學(xué)物質(zhì)作用等特點(diǎn)??筛鶕?jù)不同用途和要求,加入各種填料和添加劑。如要求高絕緣性能的品種,可采用云母或玻璃纖維為填料;如要耐熱的品種,可采用石棉或其他耐熱填料;如要求抗震的品種,可采用各種適當(dāng)?shù)睦w維或橡膠為填料及一些增韌劑以制成高韌性材料。此外還可以采用苯胺、環(huán)氧、聚氯乙烯、聚酰胺、聚乙烯醇縮醛等改性的酚醛樹脂以滿足不同用途的要求。用酚醛樹脂還可以制成酚醛層壓板,其特點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度高,電性能良好,耐腐蝕,易于加工,廣泛應(yīng)用于低壓電工設(shè)備。
氨基塑料有脲甲醛、三聚氰胺甲醛、脲素三聚氰胺甲醛等。它們具有質(zhì)地堅(jiān)硬、耐刮痕、無色、半透明等優(yōu)點(diǎn),加入色料可制成彩色鮮艷的制品,俗稱電玉。由于它耐油,不受弱堿和有機(jī)溶劑的影響(但不耐酸),可在70℃下長期使用,短期可耐110~120℃,可用于電工制品。三聚氰胺甲醛塑料比脲甲醛塑料硬度高,有更好的耐水、耐熱、耐電弧性,可作耐電弧絕緣材料。
以環(huán)氧樹脂為主要原料制成的熱固性塑料品種很多,其中以雙酚A型環(huán)氧樹脂為基材的約占90%。它具有優(yōu)良的粘接性、電絕緣性、耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性,收縮率和吸水率小,機(jī)械強(qiáng)度好等特點(diǎn)。
不飽和聚酯和環(huán)氧樹脂都可以制成玻璃鋼,具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度。如不飽和聚酯的玻璃鋼,其機(jī)械性能良好,密度?。ㄖ挥袖摰?/5至1/4,鋁的1/2),易于加工成各種電器零件。以苯二甲酸二丙烯酯樹脂制成的塑料的電性能和機(jī)械性能均優(yōu)于酚醛和氨基熱固性塑料。它吸濕性小,制品尺寸穩(wěn)定,成型性能好,耐酸堿及沸水和一些有機(jī)溶劑。模塑料適于制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的、既耐溫又有高絕緣性的零件。一般可在-60~180℃的溫度范圍長期使用,耐熱等級可達(dá)F級到H級,比酚醛和氨基塑料的耐熱性都高。
聚硅醚結(jié)構(gòu)形式的有機(jī)硅塑料在電子、電工技術(shù)中的應(yīng)用較多。有機(jī)硅層壓塑料多以玻璃布為補(bǔ)強(qiáng)材料;有機(jī)硅模壓塑料多以玻璃纖維和石棉為填料,用以制造耐高溫、高頻或潛水電機(jī)、電器、電子設(shè)備的零部件等。這類塑料的特點(diǎn)是介電常數(shù)和tgδ值較小,受頻率影響小,用于電工和電子工業(yè)中耐電暈和電弧,即使放電引起分解,產(chǎn)物是二氧化硅而不是能導(dǎo)電的碳黑。這類材料有突出的耐熱性,可以在250℃連續(xù)使用。聚硅醚的主要缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度低,膠粘性小,耐油性差。已開發(fā)出許多改性有機(jī)硅聚合物,例如聚酯改性有機(jī)硅塑料等在電工技術(shù)上得到應(yīng)用。有的塑料既是熱塑性又是熱固性的塑料。例如聚氯乙烯,一般為熱塑性塑料,日本已研制出一種新型液態(tài)聚氯乙烯是熱固性的,模塑溫度為60~140℃;美國一種叫倫德克斯的塑料,既有熱塑性加工的特征,又有熱固性塑料的物理性能。
①烴類塑料。屬非極性塑料,具有結(jié)晶性和非結(jié)晶性之分,結(jié)晶性烴類塑料包括聚乙烯、聚丙烯等,非結(jié)晶性烴類塑料包括聚苯乙等。
②含極性基因的乙烯基類塑料。除氟塑料外,大多數(shù)是非結(jié)晶型的透明體,包括聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯等。乙烯基類單體大多數(shù)可以采用游離基型催化劑進(jìn)行聚合。
③熱塑性工程塑料。主要包括聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、ABS、聚苯醚、聚對苯二甲酸乙二酯、聚砜、聚醚砜、聚酰亞胺、聚苯硫醚等。聚四氟乙烯。改性聚丙烯等也包括在這個范圍內(nèi)。
④熱塑性纖維素類塑料。主要包括醋酸纖維素、醋酸丁酸纖維素、塞璐珞、玻璃紙等。