常用树脂

2.聚丙烯
• PP的合成方法有：溶液法、本体法和气相法 1.常用聚合方法——溶液法配位聚合 2.原料——纯度99%以上的丙烯 3.溶剂——烷烃（等规PP沉淀分离） 4.催化剂——TiCl3和（C2H5）2AlCl 5.相对分子质量调节剂——氢气 6.反应条件——50℃和1MPa
2.聚丙烯
• 性能 ① 外观：PP为白色蜡状材料 ② 密度：0.89～0.91g/cm3，是较轻的树脂品种 ③ 吸水率：水中24h的吸水率仅为0.01% ④ 力学性能：拉伸、压缩强度和硬度、弹性模量等优于HDPE。 但由于分子结构的规整度高，因而冲击强度较差，其耐磨性 能与尼龙相近。 ⑤ 耐热性能：良好的耐热性，熔点为165～170℃，所以,制品 能在100℃以上进行消毒灭菌，不受外力作用在150℃也不 变形 ⑥ 耐寒性：脆化温度约为-15℃，所以，耐寒性能较差。
2.聚丙烯
• 性能 ⑦ 电性能：具有较高的介电系数，击穿电压较高，且 绝缘性能不受环境湿度影响，可以用作受热的电气 绝缘件或电气零件； ⑧ 化学稳定性：具有高度化学稳定性，除能被浓硝酸 侵蚀外，对其他各种化学试剂都比较稳定。同时其 化学稳定性随结晶度的增加而有所提高，与PE和 PVC相比，在80℃以上还能耐70℃以上硫酸、硝 酸、磷酸及各种浓度盐酸和40%的氢氧化钠溶液， 甚至在100℃以上还能耐稀酸和稀碱； ⑨ 老化性能：但其耐紫外线和耐候性不够理想，所以, 常加入稳定剂以提高其耐老化性能
2.不饱和聚酯
• 定义：主链中含有不饱和双键的一类聚酯 • 主要原料 ① 不饱和二元酸或酐：顺丁烯二酸或酐，反丁 烯二酸， ② 饱和二元酸：邻或间苯二甲酸（调节性能） ③ 醇：乙二醇、丙二醇、丙三醇 ④ 交联剂、引发剂和促进剂：用于交联 ⑤ 玻璃纤维：用于增强
2.不饱和聚酯
• 性能 玻璃纤维增强不饱和聚酯 密度轻，强度好，可常温常压固化 • 应用 结构材料：大型、异型壳体 建筑材料、防腐材料 可以代替钢材制造机器零件和汽 车、船 舶外壳等。
• 聚乙烯合成——单体 1.石油裂解——主要来源 2.乙醇脱水 3.乙炔加氢 4.天然气直接分离
• 乙烯的聚合方法分：高压聚合法、中压聚合 法、低压聚合法、低压气相本体法。 • 聚乙烯合成——高压法 1.单体纯度——99.8% 2.压力——150~300MPa 3.温度——170~200℃ 4.催化剂——氧气、有机过氧化物、偶氮类 5.密度——0.91~0.93g/cm3 6.结晶度——55%到65%
酸法酚醛树脂的合成
• • • • 催化剂——酸 原料——苯酚和甲醛 投料比——摩尔比1:0.8 产品种类——和反应体系的pH值有关 1） pH<3 以酚的邻对位均参预 反应 2） pH=4~7 以邻位为主
酸法酚醛树脂的合成
碱法酚醛树脂的合成
• 催化剂——碱：氢氧化钠、氨水和氢氧 化钡 • 原料——苯酚和甲醛 • 投料比——摩尔比1~1.5，甲醛过量 • 合成步骤 1）甲醛与苯酚加成，生成多羟基苯酚 2）各种羟甲基酚间的缩聚反应，得热 固性 含羟甲基的酚醛树脂产品
氨基塑料
• ① ② ③ 层压板的制备 浸渍（氨基树脂水溶液浸片状物） 干燥得预浸料 叠合层压固化得制品
Байду номын сангаас
氨基塑料
• 脲醛树脂的性能及用途 1.质硬、耐刮痕、无色透明、耐电弧、耐 燃 ——制电器开关、插座、照明器具 2.无毒、耐油、不受弱碱和有机溶剂的影 响 ——日用器皿、食具，装饰面板、字 具、 包装器材
• • ① ② • ① ② ③
定义：以氨基树脂为基本组分的塑料 原料 含氨基官能团的单体：尿素或三聚氰胺 醛类 主要品种 脲-甲醛 三聚氰胺（蜜胺）甲醛树脂 脲-三聚氰胺甲醛树脂
3.氨基塑料
氨基树脂的合成
• 第一步：羟甲基脲的合成
氨基树脂的合成
• 第二步：羟甲基与尿素或羟甲基间的缩 合
氨基树脂的合成
• 第三步：缩合1（羟甲基和活泼氢间反应）
氨基树脂的合成
• 第三步：缩合2（羟甲基间反应生成醚键）
氨基树脂的合成
• 第四步：脱甲醛
氨基塑料
• ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 组成 氨基树脂 填料：纤维素；木粉；纸浆；云母；石棉 固化剂：草酸；磷酸三甲酯 稳定剂：六亚甲基四胺 润滑剂 着色剂
氨基塑料
• 压塑粉的制备 第一步：羟甲基脲的水溶液与添加剂捏合 第二步：干燥 第三步：粉碎得氨基压塑粉（电玉粉） 第四步：模压成型得制品
4.聚氨酯
• 合成步骤一
4.聚氨酯
• 合成步骤二（扩链）
4.聚氨酯
• 异氰酸酯及扩链剂中烷基的主要类型
（ R"不存在时即为肼H2N─NH2）
4.聚氨酯
• 合成步骤三
交 联
4.聚氨酯
① ② ③ ④ ⑤ 应用 泡沫塑料 弹性体 纤维（氨纶） 涂料 胶黏剂
聚氨酯弹性体用作滚筒、传送带、软管、汽 车零件、鞋底、合成皮革、电线电缆和医用 人工脏器等； 软质泡沫体用于车辆、居室 、服装的衬垫 ， 硬质泡沫体用作隔热 、吸音、包装、绝缘 以及低发泡合成木材; 涂料用于高级车辆、家具、木和金属防护， 水池水坝和建筑防渗漏材料，以及织物涂层 等 ; 胶粘剂对金属、玻璃、陶瓷、皮革、纤 维等都有良好的粘着力。 此外聚氨酯还可制成乳液、磁性材料等;
1.聚乙烯
• ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
1.聚乙烯
聚乙烯合成——中压法（中密度聚乙烯） 聚合方法——配位聚合 催化剂——过渡金属 溶剂——烷烃 压力——1.5~8.0MPa 温度——130~270 ℃ 密度——0.93~0.94g/cm3（中密度） 结晶度——90%
1.聚乙烯
• 聚乙烯合成——低压聚乙烯（HDPE） 1.原料——高纯度聚乙烯 2.催化剂——Ziegler-Natta催化剂 3.分子量调节剂——氢气 4.溶剂——汽油 5.密度——0.92~0.94g/cm3 6.结晶度——80~85%
第三章 常用高分子材料
第一节 常用树脂
一、热固性树脂 二、通用热塑性树脂 三、热塑性工程塑料
一、热固性树脂
• 概述 1.定义
在制造或加工的某个阶段是可以溶 解或熔化的固态，或可以流动的液态， 通过加热、催化或其它方法（如紫外线 等射线的作用）发生化学变化后交联成 既不能溶解也不能受热熔化的三维体形 结构树脂。
酚醛模压塑料
• 配制方法 1）干法 混合——熔融混炼——冷却、粉碎、 过筛 2）湿法 采用较少
酚醛层压塑料
• 制备方法 第一步：用甲阶树脂浸渍片状材料 第二步：经烘干得增强的酚醛塑料预浸料 第三步：模压或缠绕成型得制品
酚醛塑料的应用
• 性能 力学性能；硬度高；耐腐蚀；耐燃；耐 热； 电绝缘性能；尺寸稳定； • 应用 电绝缘材料——电木 碳纤维增强——用于飞机、汽车及烧蚀 材料
1.聚乙烯
1.聚乙烯
• 聚乙烯结构与性能 2.HDPE ① 机理：低压、配位机理聚合； ② 分子链及其聚集态结构：支化度低，线型结 构，相对分子质量高，相对分子质量分布窄， 易结晶，结晶度高； ③ 性能：耐热性好，力学强度比LDPE高。
1.聚乙烯
• 聚乙烯结构与性能 3.LLDPE ① 机理：配位共聚； ② 分子链及其聚集态结构：具有规整的短支链 结构，结晶度和密度与LDPE相似，但分子 间力加大； ③ 性能：熔点与HDPE相似，抗撕裂性的耐应 力开裂性比LDPE和HDPE高。
2.聚丙烯
• • ① ② ③ ④ ⑤ 加工方法 可采用注射、挤出吹塑等方法成型加工。 用途 制造薄膜、电绝缘体、容器、包装品等； 机械零件如法兰、接头、汽车零件、管道等； 家用电器如电视机、洗衣机内衬等； 由无毒及一定耐热性，可用于医药工业如注射器 及药品包装、食品包装等； 可拉丝成纤维，用于制作地毯及编织袋等。
5.环氧树脂
• 特点 分子链两端：含环氧基团 分子链中间：含醚基或羟基 —O—；—OH 交联基团：环氧基、羟基、醚基 总结：含有两个或两个以上环氧基团能交联的聚合物 特点：热塑性 需加固化剂交联形成三维网状热固性聚合物
5.环氧树脂
• 双酚A型环氧树脂的合成（反应一、二）
5.环氧树脂
• 双酚A型环氧树脂的合成（反应三）
5.环氧树脂
• 双酚A型环氧树脂的固化 1.固化用基团 环氧基或羟基 2.固化剂 ① 催化型（只引发树脂本身进行交联聚合） 三氟化硼的络合物、咪唑及衍生物、叔胺类 ② 官能型固化剂（作为交联剂参与反应） 胺类和酸酐
5.环氧树脂
• 胺类固化剂的交联反应过程
5.环氧树脂
• 酸酐类固化剂的固化反应过程（1）
1.聚乙烯
• 聚乙烯的分类及应用 1.LDPE（高压聚乙烯、低密度聚乙烯）70% 薄膜70%、注射制品10%、电线电缆、中空制品 2.HDPE（高密度聚乙烯） 3/4 注射及吹塑中空制品（玩具、工业容器、壳 体、家用电器等） 3.LLDPE（线性低密度聚乙烯） 薄膜——冲击、拉伸性能较好，易吹薄
1.聚乙烯
5.环氧树脂
• 酸酐类固化剂的固化反应过程（2）
5.环氧树脂
• 酸酐类固化剂的固化反应过程（3）
5.环氧树脂
• 环氧树脂的性能及应用 1.性能 耐化学腐蚀、力学强度高、尺寸稳定、易粘 2.应用 铸塑、泡沫塑料、模压塑料、黏合剂、涂料
二、通用热塑性树脂
• • • • 聚乙烯 聚丙烯 聚氯乙烯 聚苯乙烯
1.聚乙烯
• 聚乙烯结构与性能 4.UHMM-PE（超高分子量聚乙烯） ① 机理：溶液法配位聚合； ② 分子链及其聚集态结构：相对分子质量巨大， 增加了大分子间的缠绕程度，导致结晶度、 密度介于LDPE和HDPE之间； ③ 性能：冲击强度和拉伸强度都成倍地增加， 并具有高的耐磨、自润滑性，使用温度在 100℃以上。
PE的用途
LDPE——薄膜、管材、涂覆材料; HDPE—— 薄膜、管材、丝、注塑制品、中 空容器、片材、板材; UHMWPE—— 燃油箱、工程材料、骨胳材 料、改性材料; LLDPE——薄膜、管材、涂覆材料等。
2.聚丙烯
• 种类 1.iPP——等规聚丙烯 2.aPP—无规聚丙烯 3.sPP—间规聚丙烯
第一步 多羟甲基苯酚的合 成
第二步 羟甲基苯酚间的缩 聚
酚醛塑料
• 定义 以PF树脂为基料，加入各种添加剂后所 制成的材料统称PF塑料 • 种类 1）酚醛模压塑料 2）酚醛层压塑料
酚醛模压塑料
• 1. 2. 3. 4. 主要成份 热塑性酚醛树脂 固化剂：六亚甲基四胺 固化促进剂：氧化镁 填料：木粉、石棉粉、云母粉、石英 粉 5. 润滑剂：硬脂酸及其盐 6. 着色剂：以黑、棕等色为主
1.聚乙烯
• ① ② ③ 聚乙烯性能 外观：乳白色、不透明或半透明； 非极性且密度比水小； （HD、LD、LLD）PE不能作为结构材料使用，而 超高分子量聚乙烯则可以（如传动零件）； ④ 易燃，易光氧化、热氧化和臭氧化；耐辐射 ⑤ 电性能好（电绝缘性、介电性、高频绝缘性能）， 电器零部件、电线及电缆护套； ⑥ 化学稳定性好（溶剂；酸、碱及其溶液）
氨基塑料
• 三聚氰胺-甲醛树脂 1.具备脲醛树脂的特点 2.耐热水——仿瓷制品，如餐具、厨房用 具 3.纤维增强材料——耐电弧——开关、灭 弧罩 防爆电器、飞机 发动机 零件及电器零件
特点： 分子链中含氨基甲酸酯基团的聚合物
4.聚氨酯
原料：含羟基的聚醚树脂或聚酯树脂 异氰酸酯，扩链剂、交联剂、催化剂等 反应：亲电加成
1.聚乙烯
• 聚乙烯合成——低压气相本体法—— LLDPE 1.单体——乙烯和少量C4~C8α-烯烃共聚 2.催化剂——铬和钛氟化物附着于硅胶载 体 3.反应器——沸腾床 4.压力——0.7~12.1MPa 5.温度——85~95 ℃
• 聚乙烯结构与性能 1.LDPE ① 机理：采用高压法自由基聚合机理合成，易 发生大分子间和大分子内链转移反应； ② 分子链及聚集态结构：LDPE支化度高，长 短支链不规整，呈树枝状，分子量低，分子 量分布宽，故结晶度低、密度低； ③ 性能：制品柔软，透气性、透明度高，而熔 点低，力学强度低。
一、热固性树脂
2.常见热固性树脂的种类
酚醛树脂 不饱和聚酯 氨基塑料 聚氨酯 环氧树脂
1.酚醛树脂
• ① ② ③ 原料 酚类——苯酚；甲酚；二甲酚；对苯二酚 醛类——甲醛；康醛 最常用苯酚和甲醛制备树脂
酚醛树脂的制备
• 酸法酚醛树脂——热塑性的，可反复加 热冷却，必须加入固化剂固化交联 • 碱法酚醛树脂——热固性的，加热后即 反生化学交联反应而固化，不可再重新 加热熔化