塑料

在人工合成的有机高分子材料中,塑料诞生最早,发展最快,产量最高, 和人们生活的关系也最密切,因此有些学者认为:人类已处于塑料时代。

塑料的显著特点是具有可塑性和可调性。可塑性是指采用最简单的工艺,就可以在短时间内制造出形状复杂的塑料制品;可调性是指生产过程中, 可以用改变工艺、变换配方等方法来调整塑料的各种性能,以满足不同的需要。此外,塑料还具有重量轻、不导电、不怕酸碱腐蚀、不传热的优点,可做成透明、不透明或各种颜色的制品。

1838 年,人们就在实验室里合成了聚氯乙烯,1863 年,合成了酚醛塑料

(电工)。到了本世纪 40 年代以后,塑料进入蓬勃发展阶段。据统计,1930

年全世界塑料的年产量为 10 万吨,1950 年达 160 万吨,1960 年达 740 万吨,

1970 年达 3000 万吨,预计 2000 年将达 3.5 亿吨。

现在的塑料有三、四十大类,三百多个品种。按其热性能可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。顾名思义,前者的特点是遇热会软化或熔化,产生热塑料,冷却后又会变硬;而热固性塑料是在一定条件下起化学反应后, 形成固化塑料,再不能软化或熔化。

更为流行和方便的是从使用的角度来划分,把塑料分为通用塑料和工程塑料两大类。从 70 年代中期开始,又逐渐从工程塑料中分出高性能工程塑料。这三大类品种的划分至今没有定论,各国在划分上也略有差异,但大体上可以采用如下分类:

通用塑料——聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料等。

工程塑料——聚酰胺、聚甲醛、ABS、聚碳酸酯、聚酯、改性聚苯醚等。高性能工程塑料——聚芳醚、聚芳砜、聚芳酯、聚芳杂环类、聚芳酰胺、

聚对二甲苯、含氟材料等。

除此之外,还有特种透明塑料和新近发展起来的功能高分子材料等。

通用塑料的产量较大,占塑料总产量的 80%以上。它们共同的特点是价格低、用途广,可制成生活用品、一般零件和包装材料,以代替纸和木材, 并部分代替金属。聚乙烯能制造容器、管材和家俱;聚丙烯用来制造汽车、电视机零件和食品包装袋;聚氯乙烯可以制成各种硬质、软质的泡沫塑料、农用薄膜等。将来,一张轻巧柔软的薄膜可以代替装淡水的大容器,使海岛和舰船上的人大受裨益;如果在汽车上装上一层气体分离膜,就可提高发动机功率,节约大量能源。

工程塑料是指机械性能好,可以代替金属制造机械零件,并且能在一些特殊环境,如高温、低温、腐蚀、大载荷条件下长期工作的工程材料的一类塑料。工程塑料的出现是 60 年代塑料应用方面的重大突破,它既可用作电工器材,又可应用于机械工业,作钢铁和有色金属的代用品。广泛使用工程塑料的工业部门包括:机械制造、电子、化工、汽车、飞机、制造、原子能和建筑等。例如,一吨聚氯乙烯塑料可代替五吨铅或七吨半不锈钢,或六吨半黄铜;尼龙塑料可以制成有良好润滑性的轴瓦,比铜瓦耐磨;聚甲醛材料, 具有很高的刚性和硬度,耐疲劳性也很好,已用来制造电机、无线电、机械、汽车、原子能、航空航天等方面的某些零件。在汽车用材中,1978 年塑料仅占 4%(重量),1985 年已达到 10%。目前,工程塑料的使用温度在 300℃ 以下,抗拉强度低于 20 公斤每平方毫米,作为结构材料还不能与钢铁等金属相抗衡。