第2章-5-热固性塑料分析
- 格式:ppt
- 大小:962.00 KB
- 文档页数:33
热固性塑料简介热固性塑料(Thermosetting plastics),也被称为固化塑料或热固塑料,是一种在加热过程中经历化学变化而形成三维固化结构的塑料。
与热塑性塑料不同,热固性塑料一旦固化就无法再被加热变形。
热固性塑料具有许多优点,例如耐热性、耐化学药品、机械强度高等,因此在诸多领域应用广泛。
本文将对热固性塑料的性质、制造工艺、应用领域进行详细介绍。
性质热固性塑料具有以下主要性质:1.耐热性:热固性塑料在高温下能保持其形状和强度,通常可耐受高达200°C以上的温度。
2.机械强度高:与热塑性塑料相比,热固性塑料的机械强度更高,能够承受更大的力和压力。
3.耐化学药品:热固性塑料对化学药品具有较好的抵抗能力,不易被腐蚀。
4.难燃性:热固性塑料在点燃后不易燃烧,能够自行熄灭火源。
制造工艺热固性塑料的制造工艺与热塑性塑料有所不同。
热固性塑料在加热过程中通过交联反应形成固化结构,无法再通过加热融化变形。
热固性塑料的制造主要包括以下步骤:1.原材料准备:选择适合的树脂材料作为基础,通常采用液态或固态树脂将其与填料、助剂等混合。
2.成型工艺:热固性塑料可以通过注塑、挤出、压缩成型等多种工艺进行成型。
其中,压缩成型是最常用的方法,通过将热塑性塑料放入加热的金属模具中,在高温和高压的条件下形成固化结构。
3.固化反应:成型后的热固性塑料需要进行固化反应。
固化反应可以通过热固化剂的添加或者外部加热来实现。
在固化过程中,树脂分子间发生交联反应,形成耐热的固体结构。
4.后续处理:固化完成后的热固性塑料需要进行后续处理。
这包括修整表面、去除残留的固化剂、进行表面涂层等。
应用领域热固性塑料由于其耐热性、机械强度高等特性,在许多领域被广泛应用。
下面是一些常见的热固性塑料的应用领域:1.电子电气:热固性塑料具有良好的绝缘性能,因此在电子电气行业中被广泛应用于绝缘材料、电路板等制造。
2.汽车工业:热固性塑料的高耐热性和机械性能使其成为汽车工业中的重要材料,例如用于汽车引擎部件、底盘零件等的制造。
高分子材料成型加工考试重点内容及部分习题答案第二章高分子材料学1、热固性塑料:未成型前受热软化,熔融可塑制成一定形状,在热或固化剂作用下,一次硬化成型。
受热不熔融,达到一定温度分解破坏,不能反复加工。
在溶剂中不溶。
化学结构是由线型分子变为体型结构。
举例:PF、UF、MF2、热塑性塑料:受热软化、熔融、塑制成一定形状,冷却后固化成型。
再次受热,仍可软化、熔融,反复多次加工。
在溶剂中可溶。
化学结构是线型高分子。
举例:PE聚乙烯,PP聚丙烯,PVC聚氯乙烯。
3、通用塑料:是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。
4、工程塑料:具有较好的力学性能,拉伸强度大于50MPa,冲击强度大于6kJ/m2,长期耐热温度超过100度的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀可作为结构材料。
举例:PA聚酰胺类、ABS、PET、PC5、缓冷:Tc=Tmax,结晶度提高,球晶大。
透明度不好,强度较大。
6、骤冷(淬火):Tc<Tg,大分子来不及重排,结晶少,易产生应力。
结晶度小,透明度好,韧性好。
定义:是指熔融状态或半熔融状态的结晶性聚合物,在该温度下保持一段时间后,快速冷却使其来不及结晶,以改善制品的冲击性能。
7、中速冷:Tc>=Tg,有利晶核生成和晶体长大,性能好。
透明度一般,结晶度一般,强度一般。
8、二次结晶:是指一次结晶后,在一些残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内,继续结晶并逐步完善的过程。
9、后结晶:是指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域,在成型后继续结晶的过程。
第三章添加剂1、添加剂的分类包括工艺性添加剂(如润滑剂)和功能性添加剂(除润滑剂之外的都是,如稳定剂、填充剂、增塑剂、交联剂)2、稳定剂:防止或延缓高分子材料的老化,使其保持原有使用性能的添加剂。
针对热、氧、光三个引起高分子材料老化的主要因素,可将稳定剂分为热稳定剂、抗氧剂(防老剂)、光稳定剂。
热稳定剂是一类能防止高分子材料在成型加工或使用过程中因受热而发生降解或交联的添加剂。
热固性塑料名词解释热固性塑料是一类具有热稳定性和硬度强度的塑料材料,其特点是能够在高温下保持其形状和性能不变。
与热塑性塑料不同,热固性塑料在加热过程中会发生化学反应,形成一个具有三维网状结构的硬化网络,因此无法再通过加热融化回到流动状态。
下面将对热固性塑料的概念和常见类型进行详细解释。
1. 热固性塑料的概念:热固性塑料是一种通过加热硬化形成固态结构的塑料材料。
在加热过程中,树脂分子之间发生交联反应,形成一个固态的网络结构,使塑料材料具有较高的耐热性、硬度和强度。
由于具有较好的耐高温性和化学稳定性,热固性塑料通常用于制造高温工作环境下的零部件和耐腐蚀性要求较高的产品。
2. 热固性塑料的常见类型:(1) 聚酰胺类:如尼龙、防爆尼龙等;尼龙是一种常见的热固性塑料,具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性能,广泛应用于机械零件、汽车配件和航空航天领域。
(2) 聚酯类:如聚酯树脂、玻璃钢等;聚酯树脂是一种透明的热固性塑料,具有优良的电绝缘性能和耐腐蚀性能,广泛应用于电气设备、船舶和建筑材料等领域。
(3) 硅酮类:如硅酮橡胶;硅酮橡胶具有优异的耐高温性能和耐腐蚀性能,可在高温下保持弹性、耐磨性和电绝缘性能,广泛应用于汽车、电子产品和航空航天领域。
(4) 聚酰胺酸类:如聚酰胺酸酯、聚酰胺酸醇等;聚酰胺酸类热固性塑料具有良好的耐热性、耐磨性和耐腐蚀性能,可用于制造高温工作环境下的零部件、耐腐蚀性要求较高的产品和电子封装材料等。
总之,热固性塑料是一类通过加热硬化形成固态结构的塑料材料,具有高温稳定性和硬度强度,并且常见的热固性塑料类型有聚酰胺类、聚酯类、硅酮类和聚酰胺酸类等。
这些材料在航空航天、电子、汽车等领域中得到广泛应用,满足了高温工作环境和耐腐蚀性要求的需要。
高分子材料成型加工考试重点内容及部分习题答案第二章高分子材料学1、热固性塑料:未成型前受热软化,熔融可塑制成一定形状,在热或固化剂作用下,一次硬化成型。
受热不熔融,达到一定温度分解破坏,不能反复加工。
在溶剂中不溶。
化学结构是由线型分子变为体型结构。
举例:PF、UF、MF2、热塑性塑料:受热软化、熔融、塑制成一定形状,冷却后固化成型。
再次受热,仍可软化、熔融,反复多次加工。
在溶剂中可溶。
化学结构是线型高分子。
举例:PE聚乙烯,PP聚丙烯,PVC聚氯乙烯。
3、通用塑料:是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。
4、工程塑料:具有较好的力学性能,拉伸强度大于50MPa,冲击强度大于6kJ/m2,长期耐热温度超过100度的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀可作为结构材料。
举例:PA聚酰胺类、ABS、PET、PC5、缓冷:Tc=Tmax,结晶度提高,球晶大。
透明度不好,强度较大。
6、骤冷(淬火):Tc<Tg,大分子来不及重排,结晶少,易产生应力。
结晶度小,透明度好,韧性好。
定义:是指熔融状态或半熔融状态的结晶性聚合物,在该温度下保持一段时间后,快速冷却使其来不及结晶,以改善制品的冲击性能。
7、中速冷:Tc>=Tg,有利晶核生成和晶体长大,性能好。
透明度一般,结晶度一般,强度一般。
8、二次结晶:是指一次结晶后,在一些残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内,继续结晶并逐步完善的过程。
9、后结晶:是指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域,在成型后继续结晶的过程。
第三章添加剂1、添加剂的分类包括工艺性添加剂(如润滑剂)和功能性添加剂(除润滑剂之外的都是,如稳定剂、填充剂、增塑剂、交联剂)2、稳定剂:防止或延缓高分子材料的老化,使其保持原有使用性能的添加剂。
针对热、氧、光三个引起高分子材料老化的主要因素,可将稳定剂分为热稳定剂、抗氧剂(防老剂)、光稳定剂。
热稳定剂是一类能防止高分子材料在成型加工或使用过程中因受热而发生降解或交联的添加剂。
初中热固性塑料知识点总结一、热固性塑料的特点1. 高耐热性由于热固性塑料在加热后能够固化,形成不可逆的化学结构,因此具有良好的耐高温性能。
一般来说,热固性塑料可以耐受200°C以上的高温。
2. 机械强度高热固性塑料在固化后形成了致密的分子结构,因此具有很高的机械强度和硬度。
3. 耐腐蚀性好由于热固性塑料固化后形成了致密的结构,因此能够很好地抵抗酸、碱、盐等化学物质的侵蚀,具有较好的耐腐蚀性能。
4. 不易燃性热固性塑料通常不易燃烧,甚至可以达到难燃或者阻燃的程度,因此在航空航天、电子电器等要求阻燃性能较高的领域得到了广泛应用。
5. 难以再加工热固性塑料一旦固化后,其分子结构难以改变,因此难以再加工。
这一特点也导致了热固性塑料的再生利用比热塑性塑料更为困难。
二、热固性塑料的种类根据不同的化学结构,热固性塑料可以分为酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、脲醛树脂等。
每一种热固性塑料都有其独特的特点和应用领域。
1. 酚醛树脂酚醛树脂具有优异的耐热性、电气性能和机械性能,因此在电气设备、电子零部件、汽车零部件等领域得到了广泛应用。
2. 环氧树脂环氧树脂具有良好的粘接性能和绝缘性能,因此在胶粘剂、涂料、复合材料、成型材料等方面都有着重要的应用。
3. 不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂具有良好的耐腐蚀性能和成型性能,因此在建筑材料、船舶、化工设备等领域得到了广泛应用。
4. 酚醛树脂酚醛树脂具有良好的耐热性能和耐腐蚀性能,因此在汽车、航空航天、建筑等领域得到了广泛应用。
5. 脲醛树脂脲醛树脂具有良好的耐热性能和机械性能,因此在汽车、电器、航空航天等领域得到了广泛应用。
三、热固性塑料的生产方法热固性塑料的生产主要包括树脂的合成、成型、固化等步骤。
其中,树脂的合成是热固性塑料生产的核心环节,其过程主要包括原料的选择、聚合反应、固化反应等。
1. 树脂的合成树脂的合成是热固性塑料生产的第一步,其过程主要包括原料的选择、聚合反应、固化反应等。
热固性塑料与热塑性塑料解析塑料是以高分子量合成树脂为主要成分,在一定条件下(如温度、压力等)可塑制成一定形状且在常温下保持形状不变的材料。
塑料按受热后表面的性能,可分为热固性塑料与热塑性塑料两大类。
前者的特点是在一定温度下,经一定时间加热、加压或加入硬化剂后,发生化学反应而硬化。
硬化后的塑料化学结构发生变化、质地坚硬、不溶于溶剂、加热也不再软化,如果温度过高则就分解。
后者的特点为受热后发生物态变化,由固体软化或熔化成粘流体状态,但冷却后又可变硬而成固体,且过程可多次反复,塑料本身的分子结构则不发生变化。
塑料都以合成树脂为基本原料,并加入填料、增塑剂、染料、稳定剂等各种辅助料而组成。
因此,不同品种牌号的塑料,由于选用树脂及辅助料的性能、成分、配比及塑料生产工艺不同,则其使用及工艺特性也各不相同。
为此模具设计时必须了解所用塑料的工艺特性。
第一节热固性塑料常用热固性塑料有酚醛、氨基(三聚氰胺、脲醛)聚酯、聚邻苯二甲酸二丙烯酯等。
主要用于压塑、挤塑、注射成形。
硅酮、环氧树脂等塑料,目前主要作为低压挤塑封装电子元件及浇注成形等用。
一、工艺特性(一)收缩率塑件自模具中取出冷却到室温后,发生尺寸收缩这种性能称为收缩性。
由于收缩不仅是树脂本身的热胀冷缩,而且还与各成形因素有关,所以成形后塑件的收缩应称为成形收缩。
1(成形收缩的形式成形收缩主要表现在下列几方面:(1)塑件的线尺寸收缩由于热胀冷缩,塑件脱模时的弹性恢复、塑性变形等原因导致塑件脱模冷却到室温后其尺寸缩小,为此型腔设计时必须考虑予以补偿。
(2)收缩方向性成形时分子按方向排列,使塑件呈现各向异性,沿料流方向(即平行方向)则收缩大、强度高,与料流直角方向(即垂直方向)则收缩小、强度低。
另外,成形时由于塑件各部位密度及填料分布不匀,故使收缩也不匀。
产生收缩差使塑件易发生翘曲、变形、裂纹,尤其在挤塑及注射成形时则方向性更为明显。
因此,模具设计时应考虑收缩方向性按塑件形状、流料方向选取收缩率为宜。