多种塑料的介绍与特性概述

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塑料，这一以单体为原料，经过加聚或缩聚反应合成的高分子化合物，其抗形变能力适中，介于纤维与橡胶之间。它由合成树脂为核心成分，同时加入填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂以及色料等添加剂进行调配。树脂，作为塑料的关键成分，是一种高分子化合物，其原始形态源自动植物分泌的脂质，如松香和虫胶。树脂在塑料中的占比可达到40%至100%，对塑料的基本性能产生决定性影响。当然，添加剂也在其中发挥着不可或缺的作用。有些塑料，如有机玻璃，几乎完全由合成树脂构成，添加剂含量较少或无，这进一步印证了树脂在塑料中的重要地位。此外，塑胶原料被定义为一种合成或天然的高分子聚合物，它能够随意塑形并保持形状不变，是一种重要的可塑材料。

应用：保鲜膜、背心式塑料袋、塑料食品袋、奶瓶、提桶、水壶等。

特性：PE质地较软，触感类似蜡质，相较于其他塑料更轻，并具有一定透明度，燃烧时火焰呈蓝色。

毒性：无毒，对人和动物无害。

市面上的高密度聚乙烯（HDPE）密度范围为0.9450.96克/立方厘米，熔点在125137摄氏度之间；线性低密度聚乙烯（LLDPE）密度为0.925克/立方厘米，熔点在120125摄氏度之间；而高压低密度聚乙烯（HP-LDPE）密度为0.918克/立方厘米，熔点则在105115摄氏度之间。

应用：微波炉餐具、盆、塑料桶、保温瓶外壳、编织袋等。

特性：PP具有出色的化学稳定性、卫生性能以及耐热性。特别适合用于微波炉餐具，消费者在选择时可以留意标有PP字样的塑料制品。

毒性：无毒，对人和动物无害。

市售聚丙烯产品主要以等规结构为主，熔点范围为164~170摄氏度。需要注意的是，PP材料容易氧化老化，但可以通过添加抗氧剂与紫外光吸收剂等方法进行改善。

应用：塑料饮料瓶、药瓶、化妆品瓶、油瓶以及各种瓶盖、保温盖。

特性：PET透明度极佳，不易破碎，且化学稳定性良好，非常适合用于包装多种液体或固体药品。此外，它还能有效遮蔽紫外线。

毒性：无毒。

应用：杯子、餐具、水壶、婴儿奶瓶和冷水瓶、微波炉容器、运动装备等。

特性：PC材质的瓶子透明且耐高温，同时可用腐蚀液洗涤，具有良好的可回收利用性。然而，需要注意的是，用该材料制成的餐具盛装热水及油类时，可能会释放酚甲烷，人体吸收后可能干扰内分泌。目前市场上大宗生产的是双酚A型聚碳酸酯，其熔点高达270摄氏度，密度为1.2克/立方厘米，能溶于二氯甲烷、二氯乙烷、氯苯等有机溶剂，但不溶于水和醇类。

应用：广泛用于工业领域，如保鲜膜、塑料鞋及革制品、薄膜、电缆和塑料袋等。

特性：聚氯乙稀是一种硬塑料，密度为1.4克/立方厘米，熔融温度范围在120~210摄氏度。它不溶于一般的有机溶剂，如烃类、醇与酯类等，但能溶于某些特定溶剂，如四氢呋喃、甲基乙基酮等。此外，聚氯乙稀还具有良好的耐酸碱性。

然而，当聚氯乙稀被制成保鲜膜或塑料袋等软塑料制品时，需要加入大量辅助材料，其中一些可能是有毒的。这些有害物质在使用时可能会释放出来，存在致癌风险。

应用：聚苯乙烯常用于制作一次性塑料餐具、梳子、盒子、圆珠笔杆、儿童玩具和塑料购物袋等。

特性：聚苯乙烯具有高透明度和表面光泽。其材料本身无毒，但在生产过程中可能会使用到一些违禁添加剂，如重金属等。这些添加剂在与食品中的水、醋、油等成分相互溶解后，可能进入人体，引发一系列健康问题，包括消化不良、局部疼痛和肝系统病变等。严重的情况下，还可能导致胆结石、重金属中毒甚至细胞癌变。

此外，如果一次性餐具中含有工业石蜡，那更是潜在的致癌风险。

应用：ABS是一种应用广泛的工程塑料，在家用电器、面板、面罩、组合件和配件等方面都有广泛应用，特别是洗衣机、空调、冰箱和电扇等家用电器。此外，在塑料改性方面也发挥着重要作用。

根据塑料的不同使用特性，通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三类。
①通用塑料
通用塑料是指那些产量大、用途广泛、成型性能优越且价格亲民的塑料种类。它们主要包括五大类：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）以及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）。这五大类塑料在塑料原料的使用中占据了绝大部分比例。而其他种类，如PPS、PPO、PA、PC、POM等，虽然也属于塑料范畴，但在日常生活中的使用量相对较少，更多地被应用于工程、国防科技等高端领域，例如汽车、航空航天、建筑以及通讯等。

此外，根据塑料的可塑性，我们可以将其分为热塑性塑料和热固性塑料。热塑性塑料的产品通常可以回收再利用，而热固性塑料则不具备这一特性。另一方面，根据塑料的光学性能，它们又可以分为透明、半透明及不透明原料。例如，PS、PMMA、AS和PC等就属于透明塑料，而其他大多数塑料则被归类为不透明塑料。
②工程塑料

工程塑料是指那些能够承受一定外力作用，展现出优良的机械性能，同时具备耐高低温的特性，尺寸稳定性强的塑料材料。这类塑料常被用于制造工程结构，例如聚酰胺和聚砜等。它们不仅在机械性能、耐久性、耐腐蚀性和耐热性方面表现卓越，而且加工便捷，能够替代金属材料。正因如此，工程塑料在电子电气、汽车、建筑、办公设备、机械以及航空航天等多个领域都得到了广泛应用，以塑代钢、以塑代木的理念已成为国际发展的新潮流。

通用工程塑料涵盖聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、热塑性聚酯、超高分子量聚乙烯等。而特种工程塑料则包括交联型和非交联型两大类。交联型如聚氨基双马来酰胺、聚三嗪、交联聚酰亚胺和耐热环氧树脂等，而非交联型则有聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚酰亚胺以及聚醚醚酮（PEEK）等。
③特种塑料

特种塑料是一类具备特殊功能的塑料，常被用于航空、航天等高要求领域。例如，氟塑料和有机硅以其卓越的耐高温和自润滑特性脱颖而出，而增强塑料和泡沫塑料则以其高强度和高缓冲性等独特性能受到青睐。这些塑料材料在各自的领域内发挥着不可或缺的作用。

a. 增强塑料：

增强塑料的形态各异，包括粒状如钙塑增强塑料、纤维状如玻璃纤维增强塑料以及片状如云母增强塑料等。此外，它们还可以根据材质进行分类，如布基增强塑料、无机矿物填充塑料和纤维增强塑料等。这些增强塑料通过添加增强材料，显著提高了塑料的力学性能。

b. 泡沫塑料：

泡沫塑料可分为硬质、半硬质和软质三种类型。硬质泡沫塑料坚硬且不易变形，而软质泡沫塑料则柔软且易恢复原状。半硬质泡沫塑料的性能则介于两者之间。这些泡沫塑料具有轻质、隔音、隔热等优点，在包装、保温等领域得到广泛应用。

理化分类：

塑料可以根据其不同的理化特性进行分类，其中热固性塑料和热塑性塑料是两大主要类型。接下来，我们将详细探讨这两种塑料的特性及应用。
热塑性塑料（Thermo plastics）是一种在加热时会熔化，冷却后能重新成型的塑料。这种塑料具有可逆性，即通过加热和冷却可以在固态和液态之间自由转换，这属于物理变化。常见的热塑性塑料连续使用温度一般不超过100℃，其中聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯被称为四大通用塑料。

热塑性塑料可进一步分为烃类、含极性基因的乙烯基类、工程类、纤维素类等多种类型。这些塑料在受热时变软，冷却时变硬，并具有反复软化和硬化的特性，同时还能保持一定的形状。此外，它们还可溶于某些溶剂，展现出可熔可溶的特性。

热塑性塑料具有良好的电绝缘性，特别是聚四氟乙烯（PTFE）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）等，这些材料具有极低的介电常数和介质损耗，非常适合用于高频和高电压绝缘材料。然而，热塑性塑料的耐热性相对较低，容易发生蠕变，其蠕变程度会受到负荷、环境温度、溶剂和湿度的影响。

为了克服这些弱点并满足空间技术、新能源开发等领域的需要，科学家们正在开发可熔融成型的耐热性树脂，如聚醚醚酮（PEEK）、聚醚砜（PES）、聚芳砜（PASU）和聚苯硫醚（PPS）等。这些树脂作为基体树脂的复合材料不仅具有优异的力学性能和耐化学腐蚀性，还具备热成型和焊接的能力，其层间剪切强度优于环氧树脂。例如，使用聚醚醚酮作为基体树脂与碳纤维复合制成的材料，其耐疲劳性超越了环氧/碳纤维复合材料。此外，该材料在室温下展现出良好的耐蠕变性、出色的加工性以及240～270℃的连续使用温度，使其成为理想的耐高温绝缘材料。同样地，以聚醚砜为基体树脂与碳纤维复合制成的材料在200℃时保持高强度和硬度，同时在-100℃时仍具有良好的耐冲击性。此外，它还具有无毒、不燃、发烟量少以及耐辐射性好等特点，预计可用于航天飞船的关键部件制造，并可通过模塑加工成雷达天线罩等复杂形状部件。

塑料薄膜

甲醛交联型塑料包括酚醛塑料、氨基塑料（如脲－甲醛－三聚氰胺－甲醛等）。其他交联型塑料则涵盖不饱和聚酯、环氧树脂、邻苯二甲二烯丙酯树脂等。

(2) 热固性塑料

热固性塑料，顾名思义，是在受热或其他条件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料，例如酚醛塑料和环氧塑料。这类塑料又进一步细分为甲醛交联型和其他交联型。在热加工成型后，它们会形成具有不熔不溶固化物的网状结构，且再加强热会导致分解破坏。典型的热固性塑料材料包括酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯、呋喃、聚硅醚等，以及较新的聚苯二甲酸二丙烯酯塑料。它们不仅耐热性高、受热不易变形，而且可以通过添加填料来提升机械强度，如制成层压材料或模压材料。

以酚醛树脂为主要成分的热固性塑料，例如酚醛模压塑料（常称电木），因其坚固耐用、尺寸稳定以及耐除强碱外的其他化学物质而受到青睐。通过加入不同的填料和添加剂，可以满足各种用途和性能要求。例如，需要高绝缘性能的产品可以采用云母或玻璃纤维为填料；要求耐热的则选用石棉或其他耐热填料；而需要抗震的则加入纤维或橡胶增韧剂。此外，酚醛树脂还可以与其他树脂如苯胺、环氧等进行改性，以适应不同的应用需求。酚醛层压板是另一种重要的酚醛树脂制品，它结合了机械强度高、电性能良好、耐腐蚀和易于加工等优点，在低压电工设备中有着广泛的应用。

氨基塑料，如脲甲醛、三聚氰胺甲醛和脲素三聚氰胺甲醛等，以其坚硬质地、耐刮痕、无色透明等特点受到欢迎。加入色料后，可以制成色彩鲜艳的制品，俗称电玉。这类塑料耐油、不受弱碱和有机溶剂影响（但不耐酸），可在70℃下长期使用，短期可耐110～120℃，非常适合制作电工制品。其中，三聚氰胺甲醛塑料相较于脲甲醛塑料具有更高的硬度、耐水、耐热和耐电弧性，因此常被用作耐电弧绝缘材料。
以环氧树脂为主要原料制成的热固性塑料种类繁多，其中双酚A型环氧树脂占据主流，占比高达90%。这类塑料不仅具备出色的粘接性、电绝缘性、耐热性和化学稳定性，还展现出低收缩率、低吸水率和优良的机械强度等特点。此外，不饱和聚酯与环氧树脂均可用于制造玻璃钢，这种材料同样拥有卓越的机械强度。例如，不饱和聚酯玻璃钢不仅机械性能良好，而且密度低，易于加工成各类电器零件。

另一方面，苯二甲酸二丙烯酯树脂制成的塑料在电性能和机械性能方面均表现出色，其吸湿性低、尺寸稳定、成型性能优异，并能耐酸碱、沸水和多种有机溶剂。这使得它在制造结构复杂、耐温且高绝缘性的零件方面具有显著优势。

此外，聚硅醚结构的有机硅塑料在电子和电工领域的应用也日益广泛。这类塑料以玻璃布为补强材料，或以玻璃纤维和石棉为填料，常用于制造耐高温、高频或潜水电机、电器及电子设备的零部件。其介电常数和tgδ值较小，受频率影响小，特别适用于电工和电子工业中的耐电晕和电弧环境。尽管聚硅醚的机械强度和胶粘性有待提高，但其突出的耐热性仍使其在250℃下能连续使用。近年来，通过改性有机硅聚合物如聚酯改性有机硅塑料等的开发，进一步拓宽了其在电工技术上的应用范围。

值得注意的是，某些塑料兼具热塑性和热固性特点。例如，聚氯乙烯通常被归类为热塑性塑料，然而日本已研发出一种新型液态聚氯乙烯，其模塑温度在60～140℃之间，显示出热固性特征。同样地，美国的一种称为伦德克斯的塑料也兼具这两种加工特性。这些新型塑料的发展无疑为塑料工业带来了更多的创新和可能性。
①烃类塑料，包括结晶性烃类塑料如聚乙烯、聚丙烯，以及非结晶性烃类塑料如聚苯乙等，属于非极性塑料。
②含极性基因的乙烯基类塑料，如聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯等，大多数为非结晶型透明体，除氟塑料外。这类塑料的乙烯基单体常采用游离基型催化剂进行聚合。
③热塑性工程塑料，涵盖聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、ABS等多种类型，以及聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二酯等。此外，聚四氟乙烯、改性聚丙烯等也属于此类。
④热塑性纤维素类塑料，包括醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、塞璐珞、玻璃纸等。