三大工业基础材料
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无机非金属材料概论无机非金属材料(inorganicnonmetallicmaterials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。
是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。
无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后,随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。
无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。
常见种类二氧化硅气凝胶、水泥、玻璃、陶瓷。
成分结构在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂,并且没有自由的电子。
具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。
这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。
硅酸盐材料是无机非金属材料的主要分支之一,硅酸盐材料是陶瓷的主要组成物质。
应用领域无机非金属材料品种和名目极其繁多,用途各异,因此,还没有一个统一而完善的分类方法。
通常把它们分为普通的(传统的)和先进的(新型的)无机非金属材料两大类。
传统的无机非金属材料是工业和基本建设所必需的基础材料。
如水泥是一种重要的建筑材料;耐火材料与高温技术,尤其与钢铁工业的发展关系密切;各种规格的平板玻璃、仪器玻璃和普通的光学玻璃以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和电瓷等与人们的生产、生活休戚相关。
它们产量大,用途广。
其他产品,如搪瓷、磨料(碳化硅、氧化铝)、铸石(辉绿岩、玄武岩等)、碳素材料、非金属矿(石棉、云母、大理石等)也都属于传统的无机非金属材料。
新型无机非金属材料是20世纪中期以后发展起来的,具有特殊性能和用途的材料。
它们是现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。
主要有先进陶瓷(advancedceramics)、非晶态材料(noncrystalmaterial〉、人工晶体(artificialcrys-tal〉、无机涂层(inorganiccoating)、无机纤维(inorganicfibre〉分类传统陶瓷:其中,瓷是粉体的致密烧结体,较之较早的陶,其气孔率明显降低,致密度升高。
附件1“五基”名词说明 一、基础零部件和元器件 指组成工业制成品,具有一定功能、不可分拆的基本单元。
按应用角度分,可分为通用基础零部件和元器件,专用基础零部件和元器件。
其中,通用基础零部件和元器件应用领域广泛,在各类工业产品中得到广泛应用,包括机械基础零部件、电子元器件、仪表元器件。
专用基础零部件和元器件,仅在某类工业产品中使用,如数控机床专用的数控系统和功能部件、高铁装备专用的关键零部件和元器件、汽车关键零部件、工程机械专用的零部件等。
二、基础材料 指工业制成品自身及其生产过程中所使用的量大面广的材料以及关键特种优质专用材料,包括结构材料和功能材料。
按应用的对象分,可分为高端和重大装备用钢材、高端和重大装备用非金属材料、高性能机械基础零部件用特种优质钢材、高性能机械基础零部件用非金属材料、超高强、高韧、耐腐蚀特种铝镁合金材料、高性能铜合金材料、大尺寸高性能稀有金属材料和高纯专用稀有金属材料、电子信息产品用材料、高端石化化工材料和基础石化化工材料、储能材料、绿色建筑材料、纺织用材料、复合纤维材料、轻工产品专用材料、新型药材。
三、基础工艺及装备 指生产者利用生产工具对各种原材料、半成品进行增值加工或处理,最终使之成为制成品的方法与过程。
基础工艺是指工业产品生产过程中量大面广、通用性强的生产工艺。
基础工艺按应用行业的特点可分为两类,即跨行业基础工艺和行业基础工艺。
-1跨行业基础工艺,将聚焦于装备制造业(包括机械、运载工具、航天设备、航空设备、轨道交通设备、船舶、汽车、能源设备等)的先进制造工艺。
跨行业基础工艺按技术特点可分为三类,即成形制造工艺、加工制造工艺和新材料及新成形制造工艺(包含增材制造)。
行业基础工艺,指主要面向钢铁、有色金属及化工流程领域、纺织、轻工领域、电子领域等的基础工艺; 四、工业基础软件 指在工业领域的应用软件,是工业技术软件化的成果,其产业属性本质上属于工业门类,而不是信息产业。
三大合成材料对生活的影响10级土木学院路桥三班学号:1002010618姓名:付雄锦内容提要: 三大合成材料促进人类社会的进步和提高人类生活水平,同时对环境的影响。
关键词:三大合成材料、社会的进步、环境的影响人类发明了青铜,青铜制造的农具促进了农业发展,而青铜制造的兵器把人类带进了冷兵器时代。
铁器的发明又把人类文明向前推进。
至今,钢铁产量仍是衡量一个国家工业化水平和国防实力的标志之一。
材料还深刻地影响着人类的生产生活方式。
从无机材料到有机材料,人类文明又有一次大的飞跃。
橡胶、塑料、纤维三大合成材料的不断创新与发展,使人类对皮革、木材、棉花和丝绸等自然材料的依赖性大大降低。
在一些领域里,三大合成材料部分或大部分替代了金属、木材、石材等。
当今,塑料合成树脂与合成橡胶、合成纤维三大类合成高分子材料已与钢铁、木材、水泥一起构成现代社会中的四大基础材料,是支撑现代高科技发展的重要新型材料之一,是信息、能源、工业、农业、交通运输乃至航空航天和海洋开发等国民经济各重要领域都不可缺少的生产资料,成为人类生存和发展离不开的消费资料。
它们是用人工方法,由低分子化合物合成的高分子化合物,又叫高聚物,相对分子量可在10000以上。
天然高聚物有淀粉、纤维素、天然橡胶和蛋白质等。
三大合成材料则是人工合成的高聚物。
高聚物正在越来越多地取代金属,成为现代社会使用的重要材料。
一、塑料工业、商业、农业、家庭都在广泛使用各种塑料制品,如塑料管材、板材、塑料薄膜、塑料盆、椅、鞋、雨衣、瓶等。
目前,世界塑料产量是钢产量的两倍,有色金属产量的17倍。
塑料的主要成分是合成树脂。
树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得名,如松香、虫胶等,目前树脂是指尚未和各种添加剂混合的高聚物。
树脂约占塑料总重量的40%~100%。
塑料的基本性能主要决定于树脂的本性,但添加剂也起着重要作用。
有些塑料基本上是由合成树脂所组成,不含或少含添加剂,如有机玻璃、聚苯乙烯等。
常用材料基础知识第一节工程常用材料基础知识一、工程材料的分类一般将工程材料按化学成分分为金属材料、非金属材料、高分子材料和复合材料四大类。
(一)金属材料金属材料是最重要的工程材料,包括金属和以金属为基的合金。
工业上把金属和其合金分为两大部分:( 1 )黑色金属材料——铁和以铁为基的合金(钢、铸铁和铁合金)。
( 2 )有色金属材料——黑色金属以外的所有金属及其合金。
有色金属按照性能和特点可分为:轻金属、易熔金属、难熔金属、贵重金属、稀土金属和碱土金属。
(二)非金属材料非金属材料包括耐火材料、耐火隔热材料、耐蚀(酸)非金属材料和陶瓷材料等。
( 1 )耐火材料。
耐火材料是指能承受高温下作用而不易损坏的材料。
常用的耐火材料有耐火砌体材料、耐火水泥及耐火混凝土。
( 2 )耐火隔热材料。
耐火隔热材料又称为耐热保温材料。
常用的隔热材料有硅藻土、蛙石、玻璃纤维(又称矿渣棉)、石棉以及它们的制品。
( 3 )耐蚀(酸)非金属材料。
耐蚀(酸)非金属材料的组成主要是金属氧化物、氧化硅和硅酸盐等,在某些情况下它们是不锈钢和耐蚀合金的理想代用品。
常用的非金属耐蚀材料有铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。
( 4 )陶瓷材料。
(二)非金属材料非金属材料包括耐火材料、耐火隔热材料、耐蚀(酸)非金属材料和陶瓷材料等。
( 1 )耐火材料。
耐火材料是指能承受高温下作用而不易损坏的材料。
常用的耐火材料有耐火砌体材料、耐火水泥及耐火混凝土。
( 2 )耐火隔热材料。
耐火隔热材料又称为耐热保温材料。
常用的隔热材料有硅藻土、蛙石、玻璃纤维(又称矿渣棉)、石棉以及它们的制品。
( 3 )耐蚀(酸)非金属材料。
耐蚀(酸)非金属材料的组成主要是金属氧化物、氧化硅和硅酸盐等,在某些情况下它们是不锈钢和耐蚀合金的理想代用品。
常用的非金属耐蚀材料有铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。
( 4 )陶瓷材料。
二、常用工程材料的性能和特点(一)金属材料1 、黑色金属含碳量小于 2 . 11 %(重量)的合金称为钢,合碳量大于 2 . 11 %(重量)的合金称为生铁。
半导体材料—硅摘要半导体材料是制作半导体器件和集成电路的电子材料,是半导体工业的基础。
利用半导体材料制作的各种各样的半导体器件和集成电路,促进了现代信息社会的飞速发展。
本文就半导体硅材料作了简单介绍。
引言能源、信息、材料是人类社会的三大支柱。
半导体硅材料则是电子信息产业(尤其是集成电路产业)和新能源、绿色能源硅光伏产业的主体功能材料,硅材料的使用量至今仍然占全球半导体材料的95%以上,是第一大电子功能材料,且早已是一种战略性的物资和产业。
[1]20世纪中叶,单晶硅和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研制成功,导致了电子工业革命,随着科技的发展,半导体材料越来越多。
[2]半导体材料是一类具有半导体性能、可用于制作半导体器件和集成电路的电子材料.硅材料是当今产量最大、应用最广的半导体材料,是集成电路产业和光伏产业的基础。
硅材料的发展对推动我国相关产业实现技术跨越、增强国际竞争力、保持社会经济可持续发展和保障国家安全均起着重要作用。
[3]1、硅的分类硅也是极为常见的一种元素,属于元素周期表上第三周期,IVA族的类金属元素。
然而它极少以单质的形式在自然界出现,而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式,广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。
硅在宇宙中的储量排在第八位。
在地壳中,它是第二丰富的元素,构成地壳总质量的26.4%,仅次于第一位的氧。
硅根据物理性质分为无定形硅和晶体硅两种。
1.1无定型硅无定型硅又称非晶硅,非晶硅是一种直接能带半导体,它的结构内部有许多所谓的“悬键”,也就是没有和周围的硅原子成键的电子,这些电子在电场作用下就可以产生电流,并不需要声子的帮助,因而非晶硅可以做得很薄,还有制作成本低的优点。
在70年代确实有过制备非晶硅的沸沸扬扬的高潮。
事实上,非晶硅光电池已经广为使用,例如许多太阳能计算器、太阳能手表、园林路灯和汽车太阳能顶罩等就是用非晶硅作为光电池的基本材料的。
非晶硅在太阳辐射峰附近的光吸收系数比晶体硅大一个数量级。
化工行业原料分类(doc 8页)一、无机化学工业1、基本无机化学工业①盐化工:含焦炭、电石、氯碱、聚氯乙烯生产及加工②煤化工:含焦炭、煤焦油、煤炭气化、合成氨、联醇、煤制油、煤制烯烃代表产品:硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、硼酸、纯碱、烧碱、氢氧化物、过氧化物、氯气、氯化物、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硼酸盐等2、化学矿山工业代表产品:工业盐、硫磺、硫铁矿、磷矿、钾矿、电气石、珍珠岩、云母、高岭土、石英粉、石棉、膨润土、滑石粉、活性碳、石膏、光卤石、硅灰石、石墨、长石等③化妆品④食品添加剂(含饲料添加剂)6、化学添加剂工业代表产品:溶剂、试剂、药剂、催化剂、胶粘剂、助剂、表面活性剂、增塑剂、其他添加剂等7、涂料、染料工业代表产品:中间体、涂料、染料、颜料、香料、鞣料等8、信息材料工业①感光材料②磁性记录材料③光学记录材料9、其他化学工业①农产品化学工业②发酵工业③生物化学工业④海洋化学工业⑤环境保护化学工业⑥火工产品化学工业化工行业化工行业就是从事化学工业生产和开发的企业和单位的总称。
化工行业包含化工、炼油、冶金、能源、轻工、石化、环境、医药、环保和军工等部门从事工程设计、精细与日用化工、能源及动力、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面的行业。
概述化学工业在各国的国民经济中占有重要地位,是许多国家的基础产业和支柱产业。
化学工业的发展速度和规模对社会经济的各个部门有着直接影响。
目前,世界化工产品年产值已超过15000亿美元。
由于化学工业门类繁多、工艺复杂、产品多样,生产中排放的污染物种类多、数量大、毒性高,因此,化学工业是污染大户。
同时,化工产品在加工、贮存、使用和废弃物处理等各个环节都有可能产生大量有毒物质而影响生态环境、危及人类健康。
化学工业发展走可持续发展道路对于人类经济、社会发展具有重要的现实意义。
化工行业分类[1]我们将化工行业划分为三大类:石油化工、基础化工以及化学化纤三大类。
其中基础化工分为九小类:化肥、有机品、无机品、氯碱、精细与专用化学品、农药、日用化学品、塑料制品以及橡胶制品。
工业基础材料工业基础材料是指用于生产制造、建筑、交通运输等各个领域的原材料和半成品。
它们在现代工业生产中发挥着重要的作用,是支撑整个工业体系的基础。
工业基础材料的种类繁多,包括金属材料、非金属材料、化工材料等,它们的质量和性能直接影响着产品的质量和生产效率。
金属材料是工业基础材料中最重要的一类,它包括铁、铜、铝、锌、镍等各种金属。
这些金属材料在工业生产中被广泛应用,用于制造机械设备、建筑结构、电子产品等。
铁是最常见的金属材料,它具有良好的可塑性和强度,因此被广泛用于制造钢铁产品。
铜和铝具有良好的导电性和导热性,因此被广泛应用于电器和轻金属制品的生产。
金属材料的质量和性能直接影响着产品的使用寿命和安全性,因此在工业生产中对金属材料的选择和加工要求非常严格。
除了金属材料,非金属材料也是工业生产中不可或缺的一部分。
它包括塑料、橡胶、玻璃、陶瓷等材料。
这些非金属材料具有轻质、耐腐蚀、绝缘等特点,被广泛应用于包装、建筑、化工等领域。
塑料是最常见的非金属材料之一,它具有良好的可塑性和耐腐蚀性,因此被广泛用于包装、建筑材料、日用品等领域。
橡胶具有良好的弹性和耐磨性,因此被广泛应用于轮胎、密封件等领域。
非金属材料的种类繁多,每种材料都有其特定的用途和加工要求,因此在工业生产中对非金属材料的选择和加工也非常重要。
化工材料是工业生产中的另一重要组成部分,它包括塑料助剂、橡胶助剂、粘合剂、涂料等。
这些化工材料在工业生产中被广泛应用,用于改善产品的性能和质量。
塑料助剂可以提高塑料的加工性能和耐热性,橡胶助剂可以提高橡胶的耐磨性和耐老化性,粘合剂可以提高材料的粘接强度,涂料可以提高产品的表面光泽和耐腐蚀性。
化工材料的质量和性能直接影响着产品的使用效果和环境友好性,因此在工业生产中对化工材料的选择和使用也非常重要。
总之,工业基础材料在现代工业生产中发挥着重要的作用,它们的质量和性能直接影响着产品的质量和生产效率。
金属材料、非金属材料、化工材料等各种材料在工业生产中都起着不可替代的作用,它们的选择和加工对产品的质量和性能有着重要的影响。
化学工业的基本原料包括哪些化学工业是现代工业体系中的重要组成部分,生产各种化学产品和材料。
化学工业的基本原料是实现化学反应和制备化学品所必需的物质。
这些原料包括大量的无机和有机化合物,如矿石、天然气、原油、煤炭等。
下面将介绍一些常见的化学工业基本原料。
1.矿石矿石是化学工业的重要原料之一,常用于生产金属和合金。
例如,铁矿石是制造钢铁的主要原料,铜矿石则用于生产铜。
矿石中的金属元素可通过冶炼和提炼过程得到,进一步加工成各种化学产品。
2.天然气和石油天然气和石油是化学工业中的主要能源和原料。
它们含有丰富的碳氢化合物,可以通过化工反应分离和转化成许多有价值的化学品。
天然气中的甲烷可用来制造氢气、合成氨和甲醇等重要的化学原料。
石油是制造塑料、涂料、合成纤维等化学品的主要原料。
3.煤炭煤炭是一种常见的含碳化合物,也是化学工业的重要原料之一。
煤炭的主要组成是碳,同时含有少量的氢、氧、氮、硫等元素。
煤炭可以通过加热加工,如气化、焦化等方法,得到煤焦油、煤气等化工原料,用于制造化学品、燃料、染料等。
4.硝酸和氨硝酸和氨是化学工业中重要的无机原料。
硝酸主要用于生产氮肥、炸药和染料等化学品。
氨被广泛应用于生产肥料、化学品、塑料等。
这两种化学品是大规模生产其他化学品的基础。
5.盐类盐类是一类常见的无机化合物,也是化学工业重要的原料。
氯化钠是制造氯碱化工品的主要原料,包括氯气、氢氧化钠和次氯酸钠等。
硫酸钠和硫酸铵用于制造肥料、玻璃和洗涤剂等。
6.合成气合成气是一种由一氧化碳和氢气组成的混合物,它是制造许多有机化学品的重要原料。
合成气可通过煤炭、天然气和石油等碳氢化合物的气化反应得到。
它是制造甲醇、合成油、合成橡胶等的重要起始原料。
7.溶剂溶剂在化学工业中起着溶解、分离、稀释等作用。
常见的有机溶剂包括乙醇、苯、甲苯、醚类化合物等。
无机溶剂如水、硫酸等也被广泛使用。
化学工业的基本原料涵盖了广泛的无机和有机物质。
这些原料在化工过程中经过物理或化学反应,转化为各种化学品和材料,满足工农业生产和人们日常生活的需求。
绪论三大工业基础材料:高分子材料金属材料无机非金属材料高分子材料发展速度及应用的广泛性大大超过了传统的水泥、玻璃、陶瓷和钢铁等材料。
三大有机合成高分子材料:塑料橡胶合成纤维塑料的玻璃化温度(耐热温度)高于室温,室温下一般为刚性固体(少数具有柔性),力学性能范围宽且受温度影响较大。
橡胶的玻璃化温度(显示弹性的温度)低于室温,在室温下通常处于高弹态,呈现弹性;合成纤维分子间力大,具有较高的力学强度和耐热性,宏观上长径比较大。
实际上,随着高分子材料及其加工技术的发展,三者之间并无明显的区别,很多常用塑料也是制造合成纤维的好材料,有些塑料室温下也有一定弹性。
1、塑料的概念塑料——以高聚物为主要成分,一般含有添加剂、在加工过程中能流动成型的材料。
塑料材料由两种基本材料组成:塑料基体材料——树脂;塑料辅助材料——助剂。
制品性能的影响——材料的组成、各成分之间的配比;塑料材料的结构和成分决定了它的性质和性能。
2、塑料的分类塑料品种繁多,性能各异,由于出发点不同分类方法也各不相同,最常用的分类方法有以下三种:(1 )按塑料热行为分类热塑性塑料——在特定的温度范围能软化、熔融并可可进行各种成型加工,冷却硬化后能保持一定的形状而成为制品,而且在一定的条件下此过程可反复进行。
这类塑料成型加工方便,其制品丧失使用性能后可再生利用。
热塑性塑料占塑料总产量的70%以上,主要品种有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、热塑性聚酯等。
热固性塑料——通常是指特定温度下将单体原料加热使之流动,并交联生成不溶不熔的塑料制品的一类塑料材料。
热固性塑料受热后只能分解,不能再回复到可塑状态,因而难以再生利用。
常用热固性塑料:酚醛塑料、不饱和聚酯塑料、氨基塑料等。
这两类塑料在本质上有什么不同?(2 )根据塑料的用途分类通用塑料、工程塑料、功能塑料A、通用塑料特点:原料来源广,产量大、价格低、性能一般,用途广泛的塑料品种。
应用:非结构材料,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。
B、工程塑料特点:通常产量小、价格高,具有较高的力学性能,能经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件,主要用于工程中作为力学构件。
主要品种:聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚砜等。
由于工程塑料的综合性能优异,其使用价值远远超过通用塑料。
但价格高限制了其应用。
特种工程塑料:耐热、高强度的工程塑料品种;聚酰亚胺、聚砜、聚苯硫醚等。
但实际上某些通用塑料(聚丙烯等)经改性后也可作为结构材料(汽车部件)使用。
分子量达100万~300万的超高分子质量聚乙烯也具有工程塑料的性能特征。
随着科学技术的迅速发展,工程塑料与通用塑料之间的界限己不明显。
C、功能塑料——可满足于特殊性能要求的塑料品种,是高分子新材料的特殊组成部分。
如氟塑料、有机硅塑料、可环境降解塑料、纳米塑料、导电塑料等,在国防、医疗、电子、农业、包装诸多方面作为高性能材料使用。
二、塑料的组成与配方1、塑料的组成大多数塑料品种是一个多组分体系,它由塑料的基体材料树脂和塑料助剂两部分组成。
树脂是塑料的主要成分,含量一般为40%-l00%,作为塑料材料的主体它决定了塑料的基本性质和性能。
塑料助剂也称添加剂,是为提高产品性能而添加到高聚物中的化学药品。
加入助剂的主要目的:①提高制品的使用性能;②改善成型加工性能;③延长使用寿命;④降低成本。
例如:PVC塑料制品的成型加工必需加入热稳定剂配合以防止其在成型中受热降解脱除HCl而变色、烧焦,及HCl气体对加工设备的腐蚀;聚丙烯是一种极易热氧老化的树脂,纯聚丙烯树脂成型加工中会氧化变质,而加入抗氧剂后不但可顺利成型加工,制品还可长期在120℃条件下使用。
为什么聚丙烯易热氧老化?常用的有以下几类:(1)热稳定剂与增塑剂PVC热分解温度与粘流温度相近,易于成型?在成型加工中过程易降解。
热稳定剂:盐基性铅盐类、金属皂类、有机锡类等;增塑剂添加到聚合物中能使聚合物塑性增加。
增塑剂分布在大分子链之间,降低分子间作用力,使聚合物黏度降低,柔韧性增加。
(2)抗氧剂与光稳定剂老化现象:塑料在光、热、氧、射线等因素作用下,会发生降解、变色,物理力学性能随之逐渐变坏,最后丧失使用价值。
抑制或减缓这种破坏作用的物质称为稳定剂——热稳定剂、抗氧剂和光稳定剂。
光稳定剂作用:可抑制塑料光老化过程的物质,延长塑料的户外使用寿命,一般在需要时才加入。
常用的光稳定剂:紫外线吸收剂、光屏蔽剂、光猝灭剂和自由基捕捉剂。
(3)填料填充剂和增强材料两类。
填充剂——可提高塑料的刚性、硬度和耐热性,降低蠕变和成型收缩率,并且起到降低成本的作用。
工业上常用的填充剂:碳酸钙、滑石粉等无机填料和木粉等有机填料。
增强材料——显著提高塑料制品的力学性能、耐热性和尺寸稳定性。
其品种大部分是纤维状物质,如玻璃纤维、石棉纤维、碳纤维等。
(4)其它塑料助剂着色剂——使塑料着色并赋予塑料色彩。
润滑剂——减少塑料熔体内部及熔体与加工设备之间的摩擦,改善塑料在成型加工时的流动性和脱模性的物质。
阻燃剂——为克服塑料易燃性、扩大其应用范围。
抗静电剂——在塑料外部涂覆或内部添加,保证塑料制品在生产和使用方面的安全;发泡剂——在塑料成型时受热产生气体从而制得泡沫塑料的物质。
成核剂、驱避剂、交联剂以及用于生产降解塑料的光降解剂和生物降解剂,用于生产抗菌塑料的抗菌剂。
2. 塑料配方塑料配方是为满足制品成型加工和使用性能的要求,合理选用树脂和助剂并科学确定其配比后所形成的复合体系。
①优选树脂,优选助剂,优化用量及配比;②了解和掌握塑料材料的性能,及每种树脂和助剂的长处和短处,使树脂与助剂之间、助剂与助剂之间产生协同效应。
塑料配方不是最终产品,好的塑料制品与适宜的成型工艺、精良的设备和模具关系密切。
三、塑料的特性尽管塑料材料性能多种多样,但与其它材料相比,仍具有共同特性,可归纳为如下:(l)质轻塑料的密度在0.9~2.3g/㎝3左右,各种泡沐塑料相对密度在0.01~0.05g/cm3之间。
航天、航空、交通运输工业大量采用塑料材料可减轻自重,尤其是结构泡沫塑料和纤维增强塑料的开发利用,使塑料材料在这些领域得到了前所未有的发展。
(2)电气绝缘性好塑料的体积电阻率高达1010~1020Ω·㎝。
塑料不仅在低频、低压条件下具有良好的电气绝缘性,即使在高频、高压条件下许多塑料也能作为电气绝缘材料和电容器介质材料使用。
(3)力学强度范围宽由于塑料品种繁多并可进行多种多样的改性,因而其力学性能范围宽,从柔顺到坚韧、从刚到脆。
因而具有广泛的应用领域。
大多数塑料摩擦系数很小,有些塑料还具有优良的减摩、耐磨和自润滑特性,其耐磨性为许多金属材料所不及。
氟塑料以及用氟塑料增强的聚甲醛、聚酰胺塑料就是优异的耐磨材料。
(4)优异的耐化学腐蚀性一般塑料都有较好的化学稳定性,对酸、碱、盐溶液、蒸汽、水、有机溶剂的稳定性超过了许多金属及其合金材料,被广泛地用作防腐材料。
“塑料王”的聚四氟乙烯甚至能耐“王水”等极强的腐蚀性介质的腐蚀。
(5)隔热性能好塑料的热导率小,比金属小上百倍甚至上千倍,是热的不良导体或绝热体,如泡沫塑料的热导率与静止的空气相当。
塑料常被用作绝热保温材料,广泛应用于冷藏、建筑、节能装置和其它工程。
(6)成型加工性能优良塑料材料具有一些特有的成型加工性能,如良好的可模塑性、可挤压性、可延展性等。
例如,用塑料制造工业零部件可不须经过铸造和车、铣、磨、铇等工序而实现一次成型。
塑料缺点:耐热性较差;刚度和硬度不如金属,易变形,制品在使用过程中易产生蠕变、疲劳等现象;耐老化性低;随着合成和塑料改性技术的发展所有这些缺点正在得到改善。
四、塑料材料的应用1、电气工业及电子电器电气电子工业——用作绝缘、屏蔽、导电、导磁等材料;通讯领域——广泛用于各类终端设备,而且作为生产光纤、光盘等高性能材料使用;家用电器——对塑料材料需求量大,其用量接近塑料消费总产量的十分之一。
塑料材料质轻、绝缘、耐腐蚀、表面质量高和易于成型加工的特点正是制造空调、电视、洗衣机、电冰箱等家用电器所必须的。
2、农业实施的地膜覆盖、温室大棚以及节水灌溉等新技术,需求大量的塑料材料。
3、建筑工程给排水管道、导线管、塑料门窗、家具、洁具和装璜材料及防水材料。
上世纪70年代,低发泡塑料等结构材料大量取代木材,使塑料在建筑材料中用作结构件增长很快。
目前国外塑料材料在建筑领域中用量约占其总产量的20%,而我国不足10%,具有较大的发展潜力。
4、包装行业后起之秀,其消耗量占塑料总产量的30%左右,居首位。
塑料薄膜用于——食品、针织品、服装、医药、杂品等轻包装;塑料编织袋——化肥、水泥、粮食、食盐、合成树脂等重包装,取代了过去的麻袋和牛皮纸袋包装;塑料容器——耐腐蚀,比玻璃容器轻、不易破碎,在运输方面带来许多方便,因而在饮料、化工、诸多行业得到广泛使用。
5、汽车工业塑料在汽车行业的应用具有节能、提高配件功能、简化制造工序和工艺三大优势。
节能缘于塑料质轻,如聚丙烯材料密度不足1g/㎝3;提高配件功能缘于塑料材料品种和性能的多样化。
每辆汽车平均使用100㎏以上的塑料材料,并呈逐年上升趋势。
高分子质量高密度聚乙烯制成的燃油箱各项性能均优于金属燃油箱6、国防、航空、航天高科技领域复合材料(纤维增强塑料)——代替铝合金制造飞机可大大减轻重量,节省燃料;对兵器的轻量化已在战车、枪炮、弹药等方面取得重大进展;人造卫星和宇宙飞船中,塑料材料占其总体积的一半,作为减重、抗烧蚀材料。
7、医学工程领域聚甲基丙烯酸甲酯作为牙托、假牙、牙体修复、人工颔骨的主要材料。
具有优良的生物替代性和生物相容性塑料制造人体内的人工脏器——人工气管、食道、心脏瓣膜(超高密度聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、硅橡胶)及体外使用的人工肾脏、人工心脏等。
塑料材料还多用于制造医疗器械和药品包装。
如一次性使用的注射器、输液瓶、输液袋、手术器械等。
塑料消费量塑料表观消费量:2006年,4600 万吨;年均增长7.43%(世界平均速度:3.7% );人均消费量:31.4kg高于世界平均水平: 27kg远低于发达国家水平: 100kg塑料生产厂家有6.5万余家,2006年规模以上企业12860个,从业人数194.5万;塑料机械居世界第一位,塑料树脂和塑料制品产量居世界第二位。
综合实力显著增强,名牌产品增多,技术提升明显加快,与发达国家距离逐步缩小;3、重视塑料材料改性改性技术已使原有塑料品种的性能随使用要求而改变,因而有些塑料品种的牌号可达数百种,极大地丰富了塑料材料的内容,扩大了其应用范围。
聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺等材料都是改性较活跃的塑料品种。
4、塑料工业面临的问题:①合成高分子的资源问题。
进入21世纪寻找合成高分子化合物的新资源就成了科学家关注的问题。