一文带你了解塑料分类及应用

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塑料的定义和发展简史

“塑料”一词应用极为广泛而又难以准确定义。广义地讲，蜡烛、松香、虫胶、粘土、铁、铜、铝等有可塑性的材料，都可称为塑料。因为它们加热后，或在压力条件下，可以塑造成各种形状的物体。天然树脂，如虫胶、琥珀、沥青、松香等，因为成分和结构复杂，杂质很多，一般不用作塑料。

图1 塑料颗粒

通常的理解为：主要由高相对分子质量的聚合物组成，成品状态为非弹性体的柔韧性或刚性固体，在制造或成型加工过程中有一阶段能流动成型、或由原位聚合固化定型而得到的聚合物。

具体说来，塑料就是以树脂（主要是合成树脂）为基体，添加一些具有特定作用的助剂，将基体与助剂混合、分散，再通过塑炼加工，并在加工过程中显示塑性且能流动成型的材料。

简而言之，塑料 = 树脂 + 助剂

树脂：是硬而脆的、固体或半固体、无定形、易熔融、易燃的物质。包括天然树脂、合成树脂。

二、

塑料的分类

图2 塑料瓶

1. 按树脂的化学成分分类：

（1）元素聚合物为基础：氟聚合物、有机硅聚合物。

（2）无机聚合物为基础：聚硫酸铁、聚氯化磷腈。

（3）有机树脂为基础：PE、PP、PVC等。

2. 按塑料的产量和耐热等级分类：

（1）通用塑料：指一般用途的塑料。

特点：成本低、产量大、用途广泛、性能变化大、制品多样，但机械性能和耐热性不高。耐热温度小于100℃。

（2）工程塑料：指适于作工程机构件和化工设备等工业用途的塑料，与通用塑料无严格的区分。

特点：强度、刚性、硬度等均比通用塑料高、耐高、低温性能好，但产量相对小，成本较高。耐热温度大于100℃

（3）特种工程塑料：耐热等级更高，价格更贵，产量更小。主要品种包括聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚酰亚胺等。

图3 通用塑料与工程塑料的性能比较

3. 按化学结构及热行为分类：

（1）热塑性塑料

以热塑性树脂为基础，其树脂的结构一般为直链型或带有少量支链的线性结构，多数为碳-碳为主链的聚合物。分子链之间主要以次价力或氢键相吸引而显示一定强度，同时表现出弹性和塑性。

在适当的溶剂中能溶解；在加热状态下能熔化，其间只经历物理过程，不发生化学变化。即所谓的“可溶、可熔”的特性。

（2）热固性塑料

其初始状态一般是分子量不高的预聚物或齐聚物，在适当的溶剂中可以溶解或溶胀；受热也可以熔化。

热固性树脂具有一定的反应活性，在熔化和继续受热过程中，反应性官能团会发生化学反应，形成新的化学键，即所谓的“固化反应”。

同时树脂由线性结构变为三维体型（网状）结构，塑料不能溶于溶剂，受热也不会熔化。即“不溶、不熔”。

图4 塑料的分类

三、

塑料的应用

图5 塑料袋

1. 结构材料：电视机壳体、冰箱壳体、轴承、机械零件

2. 绝缘材料：电缆、绝缘版、电器零件

3. 建筑材料：贴面板、地贴、塑料门窗、上下水管

4. 包装材料：塑料袋、薄膜、泡沫塑料

5. 日用：衣架/椅子/盆类/书架/玩具/文具/办公用品/家具

6. 交通运输：道路交通设施、车辆部件

7. 农用薄膜

图6 塑料家具

四、

塑料工业发展现状

塑料工业保持着稳定的增长态势，随着产业结构的转型升级，高档产品比重逐步加大；同时，塑料工业正朝着技术创新、产品质量提升和产业区域转移的方向发展。

图7 2020-2022年中国塑料制品行业产量统计

经过短短七十余年的发展，高分子材料已深入到人类社会活动的每一个领域，现在高分子材料已进入更新的阶段：

图8

五、

塑料的性能

图9 塑料玩具

密度：塑料的密度通常较低，介于0.8 g/cm³至2.3 g/cm³之间，这使得塑料成为一种轻质材料。

力学性能：是指其在受到外力作用时的响应特性，包括拉伸强度、弹性模量、冲击强度、硬度、断裂伸长率等，这些性能决定了塑料制品的结构强度和耐用性。

热性能：是指其在不同温度下的行为特性，包括熔点、热稳定性、热膨胀系数等，这些性能决定了塑料的耐热性和使用温度范围。

电性能：是指其作为电绝缘体的能力，包括电阻率、介电常数、介电损耗等因素，这些性能决定了塑料在电子和电气应用中的适用性。

光学性能：是指其对光的传输和反射特性，包括透明度、雾度、折射率等，这些性能决定了塑料在光学应用中的透明度和视觉效果。

燃烧性：是指其在接触火源时的反应特性，包括燃烧速率、烟雾生成量等，这些性能决定了塑料的安全性和防火等级。

耐化学溶剂性：是指材料抵抗化学品（如溶剂、酸、碱等）侵蚀而不改变其物理或化学性质的能力。

耐磨性：材料抵抗因摩擦而导致的表面磨损的能力。

阻隔性：材料阻止气体、液体或气味透过的能力。