一、塑料的定義、性能特點與組成
⒈ 塑料是可塑性的簡稱。其科學定義為：以合成樹脂或天然樹脂為基本成分，在成型加工過程中的某一階段能流動成型或就地聚合、固化而定型，其成品狀態(tài)為柔韌性或剛性固體，但又非彈性體。
⒉ 塑料的特點是質(zhì)輕，具有耐磨、耐腐蝕、絕緣性好等性能。
⒊ 塑料的主要成分是樹脂，占總質(zhì)量的40％-100％。生產(chǎn)合成樹脂的基本原料常稱為單體，單體的性質(zhì)決定了大分子物質(zhì)的基本特性，所以在命名和區(qū)分塑料時，在單體名稱前面加個“聚”字，就形成某種樹脂或塑料的名稱，如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。有時直接在單體簡稱的后面加樹脂或塑料即可，如：酚醛樹脂，脲醛樹脂、環(huán)氧樹脂等。
⒋ 大多數(shù)情況下在塑料中加有添加劑，這些添加劑可以改進加工或使用性能，有時僅僅作為增量劑使用，以降低制造成本。常用的添加劑有：
⑴ 增塑劑 絕大部分合成樹脂具有可塑性，為了使樹脂易于塑化和賦予制品柔軟性，一般在樹脂中加入一些低分子物質(zhì)增塑劑。增塑劑是液體或低熔點物質(zhì)，與樹脂有較好的混溶性。
常用的增塑劑有鄰苯二甲酸酯類、脂肪族二元酸酯類、磷酸酯類、氯化石蠟等。
⑵ 潤滑劑 在塑料成型加工過程中，為了改善熔融物料的流動性，并使之不粘附在金屬設備或模具上，使脫模容易所加入的添加劑稱為潤滑劑。
常用的潤滑劑有硬脂酸及其鹽類等
⑶ 穩(wěn)定劑 為防止或抑制塑料制品的性能劣化而加入的添加劑稱為穩(wěn)定劑。
具有代表性的有熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑和抗氧劑。
⑷ 著色劑 為了美化和裝飾塑料而加入的含色料的添加劑稱為著色劑。
⑸ 填料 為降低成本，增進塑料的物理性能，如硬度、剛度及沖擊強度的相對惰性的物質(zhì)稱為填料。最常用的填料有粘土、硅酸鹽、滑石、碳酸鹽等。
二、塑料的分類
塑料可按制造過程所采用的合成樹脂的性質(zhì)來分類。一般可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類。
熱塑性塑料是可以多次反復加熱而仍保持可塑性的合成樹脂制得的塑料。熱塑料性塑料加熱即軟化，并能成型加工，冷卻即固化，可以多次成型，如聚乙烯、聚氯乙烯等。
熱固性塑料在成型前是可熔、可塑的，而一經(jīng)成型固化后，就變成不熔不溶的了，不能進行多次成型，如酚醛塑料。
塑料也可按用途分為通用塑料、工程塑料和特種塑料。
特種塑料具有通用塑料所不具有的特性，通常認為是用于能發(fā)揮其特性場合的塑料。廣泛用于化工、電子、機械、汽車制造、航空、建筑、交通等工業(yè)。
㈠ 通用塑料
通用塑料是大宗生產(chǎn)的一類塑料，其價格低廉，可用于一般用途。
通用塑料有五大品種，即聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯及ABS。它們都是熱塑性塑料。
聚乙烯（PE）
聚乙烯是不透明或半透明、質(zhì)輕的結(jié)晶性塑料，具有優(yōu)良的耐低溫性能（最低使用溫度可達－70～－100℃），電絕緣性、化學穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕，但不耐熱。是塑料工業(yè)中產(chǎn)量最高的品種。
聚丙烯（PP）
是由丙烯聚合而得的熱塑性塑料，通常為無色、半透明固體，無臭無毒，密度為0.90-0.919克/厘米3，是最輕的通用塑料。其突出優(yōu)點是具有在水中耐蒸煮的特性，耐腐蝕，強度、剛性和透明性都比聚乙烯好；缺點是耐低溫沖擊性差，易老化，但可分別通過改性和添加助劑來加以改進。
聚氯乙烯（PVC）
是由氯乙烯聚合而得的塑料，通過加入增塑劑，其硬度可大幅度改變。它制成的硬制品以至軟制品都有廣泛的用途。
聚苯乙烯（PS）
是苯乙烯的聚合物，外觀透明，但有發(fā)脆的缺點，因此，通過加入聚丁二烯可制成耐沖擊性聚苯乙烯（HTPS）。
ABS
ABS樹脂是A（丙烯腈）、B（丁二烯）和S（苯乙烯）三種單體共同聚合的產(chǎn)物，簡稱ABS三元共聚物。這種塑料由于其組分在組成中比例不同，以及制造方法的差異，其性質(zhì)也有很大的差別。
㈡ 常用的工程塑料
工程塑料能作為工程材料使用，具有相對密度小、化學穩(wěn)定性好、電絕緣性能優(yōu)越、成型加工容易、機械性能優(yōu)良等特點。常用的工程塑料有：聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚酯、聚苯醚、聚砜等，它們都是熱塑性塑料。
聚酰氨（PA）
又稱尼龍，包括尼龍6、尼龍66、尼龍11、尼龍12、芳香族尼龍等品種，常用的是尼龍6和尼龍66。它是乳白色、半透明的結(jié)晶性塑料，具有耐熱性、耐磨性，耐油性。缺點是有吸水性，其機械性質(zhì)隨吸濕的程度有很大變化，而且制品的尺寸也改變。
聚碳酸酯（PC）
是透明、強度高、具有耐熱性的塑料。尤其是沖擊強度大，在塑料中屬于佼佼者，而且抗蠕變性能好，甚至在120℃下仍保持其強度。因此，作為工業(yè)用塑料而被廣泛應用。但耐化學藥品性稍低，不耐堿、強酸和芳香烴。
聚甲醛（POM）
是乳白色不透明的塑料，抗磨性、回彈性及耐熱性等性能優(yōu)良。通過注塑法廣泛用于制造機械部件，還可以做彈簧，是典型的工程塑料。
聚酯
常用的聚酯為聚對苯二甲酸乙二酯（PET），它是由對苯二甲酸與乙二醇進行縮聚反應制得的，也是生產(chǎn)滌綸纖維的原料。這種聚酯具有耐熱性和良好的耐磨性，有一定強度和優(yōu)良的不透氣性。制成的雙向拉伸薄膜廣泛用于錄音帶、電影及照相軟片等。雙向拉伸吹塑制品的瓶子，由于透明及二氧化碳不易透明，常用作碳酸飲料的容器。
聚苯醚（PPO）
聚苯醚是本世紀60年代發(fā)展起來的高強度工程塑料，它有很高的機械強度和抗蠕變性能；電性能優(yōu)異，耐高溫，且在很寬的溫度范圍內(nèi)，尺寸穩(wěn)定，機械性能和電性能變化很小；吸濕很小，耐水蒸汽蒸煮。廣泛應用在電子、電器部件、醫(yī)療器具、照相機和辦公器具等方面。
聚砜（PSF）
聚砜是60年代中期出現(xiàn)的一種熱塑性高強度工程塑料。聚砜的特點是耐溫性好，介電性能優(yōu)良，耐輻照。在水和濕氣或190℃的環(huán)境下，仍保持高的介電性能。由于這些獨特的性能，它可以用來制作汽車、飛機等要求耐熱而有剛性的機械零件，也被用來作尺寸精密的耐熱和性能穩(wěn)定的電器零件，如線圈骨架、電位器部件等。
㈢ 常用熱固性塑料
常用的熱固性塑料品種有酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂、聚氨酯等。
酚醛樹脂（PF）
俗稱膠木或電木，是歷史上最長的塑料品種之一，外觀呈黃褐色或黑色，是熱固性塑料的典型代表。根據(jù)所用填充材料的不同，成品性能也有所不同，酚醛樹脂作為成型材料，主要用在需要耐熱性的領域，但也作為粘接劑用于膠合板、砂輪和剎車片。
脲醛樹脂（UF）
脲醛樹脂是可用作模壓料、粘接劑等的無色塑料，由尿素和甲醛制備。脲醛樹脂模壓料添加有纖維素。而且硬度、機械強度優(yōu)良。但有發(fā)脆、具有吸水性、尺寸穩(wěn)定性不良的缺點，甚至靜置也往往產(chǎn)生裂紋。脲醛樹脂可制造餐具、瓶蓋等日用品和機械零部件，還可做粘接劑。
三聚氰胺－甲醛樹脂（MF）
又稱蜜胺－甲醛樹脂，這種塑料彌補了脲醛樹脂不耐水的缺點，但價格比脲醛樹脂高。由于它無色透明，成型色彩鮮艷，又具有耐熱性、表面硬度大、機械特性、電學性能良好、耐水性、耐溶劑性和耐化學藥劑性優(yōu)越，所以可用于餐具、各種日用品（包括家具）、工業(yè)用品的領域。
不飽和聚酯樹脂（UF）
不飽和聚酯樹脂是具有不同粘度的淡黃或琥珀色的透明液體。因為不飽和聚酯樹脂強度不高，故常加入玻璃纖維等增強材料使用，產(chǎn)品俗稱'玻璃鋼'。不飽和聚酯樹脂固化前呈液體狀，而且不加壓也可成型，甚至可在常溫下固化，因而可用各種加工方法加工成制品。
環(huán)氧樹脂（EP）
環(huán)氧樹脂是用固化劑固化的熱固性塑料。它的粘接性極好，電學性質(zhì)、機械性質(zhì)良好。環(huán)氧樹脂主要用作金屬防蝕涂料和粘接劑，常用于印刷線路板和電子元件的封鑄。
有機硅樹脂（SI）
與前述的各樹脂不同，主要成分不是碳，而是硅，因此價格高。但有機硅樹脂耐熱180℃，經(jīng)特殊處理可耐500℃，耐寒性良好，物理性質(zhì)不隨溫度變化，是一種耐化學藥品性、耐水性和耐候性優(yōu)良的熱固性塑料，是生產(chǎn)電子工業(yè)元器件的材料。
聚氨酯（PU）
聚氨酯品種很多，可制成輕質(zhì)熱塑性彈性體、硬質(zhì)泡沫塑料。軟質(zhì)泡沫塑料的密度為0.015～0.15克/厘米3。硬質(zhì)泡沫塑料可制成各種型式，主要用途是在溫度低，要求絕緣性能好，如低溫運輸車輛作保冷層，還可用于建材，家具等。聚氨酯彈性體是一種合成橡膠，具有優(yōu)異的性能。
聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）
俗稱有機玻璃，是無色透明（透光率大于92％）具有耐光性的塑料。容易著色，表面硬度大，機械強度也高，長時間暴露于室外，也不會像其他塑料那樣變成黃色，但沖擊強度不足。主要用于光學儀器、燈具，可以代替普通玻璃使用。
氟樹脂
氟樹脂是分子結(jié)構(gòu)中含氟原子塑料的總稱。代表物為聚四氟乙烯。具有優(yōu)異的耐熱性（260℃）、耐冷性（－260℃）、摩擦系數(shù)低、自潤滑性很好，有極好的耐化學藥品性，能在'王水'中煮沸，有'塑料王'之美稱。但不能用通常的加工方法加工，價格高。氟塑料主要用作防腐、耐熱、絕緣、耐磨、自潤滑材料，還可用作醫(yī)用材料。
三、塑料的制造過程
絕大多數(shù)塑料制造的第一步是合成樹脂的生產(chǎn)，然后根據(jù)需要，將樹脂（有時加入一定量的添加劑）進一步加工成塑料制品。有少數(shù)品種（如有機玻璃）其樹脂的合成和塑料的成型是同時進行的。
㈠ 合成樹脂工藝
合成樹脂為高分子化合物，是由低分子原料――單體（如乙烯、丙烯、氯乙烯等）通過聚合反應結(jié)合成大分子而生產(chǎn)的。工業(yè)上常用的聚合方法有本體聚合、懸浮聚合、乳液聚合和溶液合4種。
本體聚合法
是單體在引發(fā)劑或熱、光、輻射的作用下，不加其他介質(zhì)進行的聚合過程。特點是：產(chǎn)品純潔，不需復雜的分離、提純，操作較簡單，生產(chǎn)設備利用率高。可以直接生產(chǎn)管材、板材等制品，故又稱塊狀聚合。缺點是物料粘度隨著聚和反應的進行而不斷增加，混合和傳熱困難，反應器溫度不易控制。常用于聚甲基丙烯酸甲酯（俗稱有機玻璃）、聚苯乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚酯和聚酰胺等樹脂的生產(chǎn)。
懸浮聚合法
指單體在機械攪拌或振蕩和分散劑的作用下，分散成液滴，通常懸浮于水中進行的聚合過程，故又稱珠狀聚合。特點是：反應器內(nèi)有大量水，物料粘度低，容易傳熱和控制；聚合后只需經(jīng)過簡單的分離、洗滌、干燥等工序，即得樹脂產(chǎn)品，可直接用于成型加工；產(chǎn)品較純凈、均勻。缺點是反應器生產(chǎn)能力和產(chǎn)品純度不及本體聚合法，而且，不能采用連續(xù)法進行生產(chǎn)。懸浮聚合在工業(yè)上應用很廣，75％的聚氯乙烯樹脂采用懸浮聚合法，聚苯乙烯也主要采用懸浮聚合法生產(chǎn)。
乳液聚合法
指借助乳化劑的作用，在機械攪拌或振蕩下，單體在水中形成乳液而進行的聚合。乳液聚合反應產(chǎn)物為膠乳，可直接應用，也可以把膠乳破壞，經(jīng)洗滌、干燥等后處理工序，得粉狀或針狀聚合物。乳液聚合可以在較高的反應速度下，獲得較高分子量的聚合物，物料的粘度低，易于傳熱和混合，生產(chǎn)容易控制，殘留單體容易除去。缺點是聚合過程中加入的乳化劑等影響制品性能。為得到固體聚合物，需經(jīng)過凝聚、分離、洗滌等工藝過程。反應器的生產(chǎn)能力比本體聚合法低。
溶液聚合法
是單體溶于適當溶劑中進行的聚合反應。形成的聚合物有時溶于溶劑，屬于典型的溶液聚合，產(chǎn)品可做涂料或膠粘劑。如果聚合物不溶于溶劑，稱為沉淀聚合或淤漿聚合，如生產(chǎn)固體聚合物需經(jīng)沉淀、過濾、洗滌、干燥才成為成品。在溶液聚合中，生產(chǎn)操作和反應溫度都易于控制，但都需要回收溶劑。溶液聚合可采用連續(xù)法和間歇法，大規(guī)模生產(chǎn)常采用連續(xù)法，如聚丙烯等。
㈡ 塑料的成型
塑料的成型加工是指由合成樹脂制造廠制造的聚合物制成塑料制品的過程。加工方法（通常稱為塑料的一次加工）包括壓塑、擠塑、注塑、吹塑、壓延等。
壓塑
壓塑也稱模壓成型或壓制成型，壓塑主要用于酚醛樹脂、脲醛樹脂、不飽和聚酯樹脂等熱固性塑料的成型。
擠塑
擠塑又稱擠出成型，是使用擠塑機將加熱的樹脂連續(xù)通過模具，擠出所需形狀的制品的方法。擠塑有時也用于熱固性塑料的成型、泡沫塑料的成型。
擠塑的優(yōu)點是可擠出各種形狀的制品，生產(chǎn)效率高，可自動化、連續(xù)化生產(chǎn)；缺點是熱固性塑料不能廣泛采用此法加工，制品尺寸容易產(chǎn)生偏差。
注塑
注塑又稱注射成型，是使用注塑機將熱塑性塑料熔體在高壓下注入到模具內(nèi)經(jīng)冷卻、固化獲得產(chǎn)品的方法。注塑也能用于熱固性塑料及泡沫塑料的成型。注塑的優(yōu)點是生產(chǎn)速度快、效率高，操作可自動化，能成型形狀復雜的零件，特別適合大量生產(chǎn)。缺點是設備及模具成本高，注塑機清理較困難等。
吹塑
吹塑又稱中空吹塑或中空成型。吹塑是借助壓縮空氣的壓力使閉合在模具中的熱的樹脂型坯吹脹為空心制品的一種方法，用吹塑法可生產(chǎn)薄膜制品、各種瓶、桶、壺類容器及兒童玩具等。
壓延
壓延是將樹脂和各種添加劑經(jīng)預期處理（捏合、過濾等）后，通過壓延機的兩個或多個轉(zhuǎn)向相反的壓延輥的間隙加工成薄膜或片材，隨后從壓延機輥筒上剝離下來，再經(jīng)冷卻定型的一種成型方法。壓延主要用于聚氯乙烯樹脂的成型方法，能制造薄膜、片材、板材、人造革、地板磚等制品。
