塑料和聚合物
在过去的50年里，全世界对塑料材料的使用亚博网站下载急剧增加，目前约为1000亿英镑。
聚合物
商业塑料在北美被称为树脂，由聚合物制成。这些聚合物已与改性或稳定添加剂复合。聚合物分子通常以碳元素为基础，由简单的石油原料制成。亚博网站下载聚合物的起始原料叫做单体，亚博网站下载它们是小分子。这些小分子经过一个叫做聚合的过程，聚合使它们结合，形成非常大的分子或聚合物。
聚合物这个术语背后的原因是，最终产品由几个相同的，重复的分子单位组成。聚合物有时被称为“高聚物”或“大分子”，因为通常这些分子的最终大小(或长度)以及它们的分子量，或质量，是巨大的。
所有的塑料都是聚合物，然而，并非所有的聚合物都是塑料。一些天然产品，如纤维素，是聚合物，但它们不能像商业塑料材料一样被处理，除非它们改变其自然形式。
塑料材料种类
塑料材料的定义是聚合物加添加剂的化合物，具有成型或模压成有价值的产品的能力。这是在适度的温度和压力下进行的。通常，塑料具有高刚度/模量和缺乏反向弹性，这使得它们与橡胶或弹性体有所区别。
塑料的两个主要类别是热塑性塑料和热固性塑料(热固性)。热塑性塑料产品具有不断软化、熔化和重塑/回收的能力，例如在注射成型或挤出树脂中。然而，热固性产品没有这种特性。就吨位而言，热塑性塑料无疑是更重要的。如果塑料中的聚合物是基于一个单体，它就会使用“均聚物”这个术语。如果使用的聚合物是基于两个或更多的单体，它就被称为“共聚物”。
.jpg)
图1所示。
无定形和结晶
有可能进一步将热塑性材料分为两大类:非晶态和半晶态。亚博网站下载无定形热塑性材料没有特定的分子结构，通常是固体、透明、坚硬、收缩率低的材料，例如聚苯乙烯。相比之下，结晶聚合物具有系统化的“类晶体”结构，但也包括非晶态材料。
它通常被称为半结晶热塑性材料。与非晶热塑性塑料相比，这些类型的塑料通常更坚硬，更不脆弱。它们通常也有较高的热变形温度。
此外，这些塑料是半透明或不透明的，具有高收缩率和高比热。聚乙烯是半结晶热塑性材料中最著名的例子。（透明聚苯乙烯有时被称为“结晶聚苯乙烯”，它是一种无定形聚合物。然而，这个名称指的是它是“结晶透明”的，而不是结晶热塑性塑料。）无定形和半结晶热塑性塑料经常通过流变仪进行测试，并广泛用于流变学研究。
热塑性塑料的名称和缩写
塑料主要有两种:热塑性塑料和热固性塑料。热塑性塑料是迄今为止流变学研究最多的材料，因此，本节将只关注热塑性材料的主要类型。
.jpg)
图2。
热塑性塑料的常见名称
大多数热塑性塑料的前缀都是“poly”，意思是“很多”。“后面是塑料原料的名称，所以这个名字是基于原料的。”因此，均聚物就有了像聚苯乙烯和聚乙烯这样的名字。
有时塑料材料的名称中有不止一个单词，出现这种情况时，可以在单词周围加括号，例如聚氯乙烯。然而，这种做法并不普遍，人们也可以看到没有括号的同一术语，即聚氯乙烯。
其他的名称，如“缩醛”和“纤维素”也可以使用，因为基于来源的命名法并不是普遍使用的。除此之外，一些塑料有多个名字。例如，缩醛可以称为聚甲醛或聚氧亚甲基。在这种情况下，还应该列出替代名称。热塑性塑料的常用/替代名称见表2。
缩写
聚合物通常用缩写来指代，因为它们的化学名称很复杂。这些缩写是由一串大写字母组成的，其中每个大写字母代表通用名称的一部分。对于以poly开头的塑料材料，第一个字母是P，其他的字母(s)取自单体单元。以聚苯乙烯简称为PS，聚乙烯简称为PE为例(见表2)。
另一方面，共聚物通常用首字母表示，其中用单体表示;没有P代表poly。”例如，由苯乙烯和丙烯腈形成的共聚物称为苯乙烯丙烯腈共聚物，或称为SAN。当两种或两种以上的聚合物结合在一起时，它们被称为共混物或合金，通常用各自材料的缩写来表示。亚博网站下载每个缩写用斜线隔开，如SAN/EVA。
相关标准
有几个标准组织负责发布标准，指定塑料命名时使用的字母。美国测试与材料协会(ASTM)和国际标准组织(ISO)是负责的两个组织。亚博网站下载
标准和非标准缩写
需要注意的是，使用了标准和非标准缩写。通常，在标准委员会的建议发布之前，会形成材料，并为其命名。因此，一个“非标准”缩写可能会被认可，或者同一材料可能会引用多个缩写。例如，热塑性弹性体，聚醚酯亚博网站下载弹性体，通常被称为剥离、COPE（来自共聚酯）、TEEE（热塑性弹性体乙醚酯）或YBPO（美国建议）。表3给出了几个缩写。
热塑性材料亚博网站下载
热塑性材料有许多特性，它在加热时软化(或熔化)，在冷却时变硬(或冻结)。这种加热和冷却过程可以连续重复几次。世界上大约80%的塑料是热塑性塑料，这使它们成为一组非常重要的材料，可以分为四类(每一类可能包含非晶态或晶体材料):亚博网站下载
- 商品热塑性塑料
- 工程热塑性塑料
- 热塑性弹性体或橡胶
- 混合或合金
商品的材料亚博网站下载
这一类塑料包括聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚乙烯(PP、PVC、PS和PE)等材料亚博网站下载。这些材料单独亚博网站下载包括许多分支。例如，PP包含均聚物和共聚物，PVC覆盖硬和增塑，PS用于描述通用PS和增韧PS (TPS，或IPS，或HIPS)， PE包括LDPE, LLDPE和HDPE。商品热塑性塑料的重要性再怎么强调也不过分，因为使用的所有塑料中约有80%属于这一类。
工程热塑性塑料
工程塑料由聚合物提出了一种具有较高强度、刚度、坚固性、耐磨性、耐化学侵蚀性和耐热性的混合材料。这一组主要包括五种材料，包括聚酰胺(尼龙)亚博网站下载、缩醛、聚碳酸酯、热塑性聚酯和改性聚苯醚(也称为改性聚苯醚或PPE)。
热塑性弹性体
亚博网站下载被称为“热塑性弹性体”(TPE)或“热塑性橡胶”(TPR)的材料是一组相对较新的材料。它们在吨位和价值方面都变得重要，因为它们除了在一些应用中取代塑料和传统橡胶之外，还形成了新的市场。它们具有一些与传统橡胶或“硫化”橡胶相关的特性，然而，它们也可以用热塑性塑料的快速和轻松管理，并可以进行再加工。
混合
有许多塑料的共混物，或塑料与弹性体的共混物，由于它们易于生产和事实，他们使用双螺杆复合挤出机。此外，这些材料还可以与填料或玻璃亚博网站下载纤维共混。这背后的原因是，它们包括“不寻常的”塑料材料的产生，延长现有塑料的性能，并以较低的价格，同时也回收塑料材料。亚博网站下载
物业指引
塑料有好几个等级，所以在文献中引用的特性应该只是作为一个整体的指导方针，而不是依赖。这是因为任何塑料材料的最终性能都可能在很大程度上受到加工条件和/或添加剂的影响。在许多材料中，为了提高耐热性或耐候性，可以使用添加剂来改变基本配方。亚博网站下载
例如，一些配方可以提高冲击强度，而其他配方(包括填料)则用于具有拉伸强度和/或高热变形温度的模塑。除此之外，还可以补充处理和性能修饰符。例如润滑剂、抗静电添加剂和成核剂，这些添加剂可以作为色母粒的一部分。
选择等级
选定特定应用后，要考虑塑料材料的类型，并使用熔体粘度或熔体流动速率(MFR或MFI)来进一步解释所使用的等级。等级的最佳选择取决于这些性能，例如，如果组件将受到高机械应力，高粘度等级可能是最佳选择。
具有最高分子量和经常表现出优异的机械性能只是高粘度9级是一个好选择的几个原因。然而，有时不应遵循这一建议。这种情况的一个例子是，模制零件中不合要求的冻结应变水平会导致负面结果。在这种情况下，将倾向于易流动等级，以便在填充薄注塑壁段或指定非常光滑的表面时更容易。
饲料形式
加工设备，如注塑机或挤app亚博体育出机，可以包括各种形式的塑料树脂或化合物。饲料的不同之处在于，它可能是细粉，再粒状物质或颗粒状物质。通常，如果使用均匀大小的颗粒，可以获得较高的产量。不用说，为了获得一致的输出，一致的提要是必不可少的。
聚烯烃
最著名的半结晶热塑性材料可能是聚乙烯。本文对这种材料进行了简短的讨论，以描述这种材料通常如何通过流变仪进行测试，并在流变学研究中大量使用。
聚烯烃材料亚博网站下载
聚乙烯(PE)通常被称为聚烯烃(PO)塑料家族的成员，其中均聚物和共聚物聚烯烃都可获得。聚烯烃家族有几个成员如下所示。
- 超低密度聚乙烯(VLDPE)
- 低密度聚乙烯(LDPE)
- 线性低密度聚乙烯（LLDPE）
- 高密度聚乙烯(HDPE)
- 茂金属催化聚乙烯(MCPE)
- 聚丙烯(PP)
聚乙烯
聚乙烯是由一种叫做乙烯的碳氢化合物气体组成，通过聚合过程得到。乙烯是一种简单的低分子量材料，其分子量为28。当气态乙烯(有时称为乙烯)分子结合在一起(聚合)产生长链结构时，分子的大小和重量显著增加。例如，如果10000个乙烯分子结合在一起，形成一个薄膜级的聚乙烯，平均分子量等于280,000个原子单位(au)。
聚合反应具有随机性，因此，一些链的大小会不同。这些链条的大小不同;有些会大于平均值，有些会小于平均值。例如，一些可能只包含20个乙烯单位，而另一些可能包含10万个乙烯单位。这就产生了分子量分布(MWD)，因为分子的重量(大小)发生了统计分布。
另一件要考虑的事情是乙烯单元是如何连接在一起的。当两个乙烯单元在同一点上加到另一个正在生长的链上时，链上就会发生分支。因此，聚乙烯本质上不是一种简单的长链材料，而是一种也可以由许多短的和长的侧枝组成的材料。物质流动和冷却时分子如何聚集在一起(结晶)都受到这些分支的影响。
材料特性
聚乙烯塑料亚博网站下载可用的材料本质上是一组材料。这些分子在分子量、分子量分布和链分支方面可能有所不同。改变这些方面中的任何一个都可以显著地改变材料的属性。随后，任何材料组的广泛属性都是可能的。
下表显示了熔体流动速率（MFR–分子量测量）、密度（分子堆积测量）和分子量分布（MWD）的变化如何影响HDPE的性能。
HDPE结构变化的影响
分子量、密度和分子量分布(MWD)的变化有很多影响，如下表所示。
聚乙烯有哪些不同类型?
PE的密度可分为以下几种:
- 低密度聚乙烯（0.910至0.925 g/cm³）-有时称为I型。
- 中等密度的PE(0.926至0.94 g/cm³)-有时也称为类型II。
- 高密度聚乙烯(0.940至0.959 g/cm³)，有时称为III型。
- 高密度聚乙烯(>0.959 g/cm³)，有时称为IV型。
密度在0.96以下的HDPE等级是通过使用低水平(<1%)的第二单体形成的。换句话说，它们是聚乙烯和另一种烯烃的共聚物。(例如，丁烯-1或己烯-1)通过使用第二单体，它通过引入扰乱晶体结构的短侧链分支来降低密度。这些材料可以亚博网站下载称为MDPE。在吹塑中，HDPE/MDPE共聚物约占所有塑料的55%。
| 财产 |
增加的效果: |
|
生产商 |
密度 |
随钻测量宽度 |
| 假塑性 |
|
|
增加 |
| 屈服时抗拉强度 |
|
增加 |
|
| 断裂拉伸强度 |
减少 |
增加 |
|
| 断裂伸长率 |
减少 |
减少 |
|
| 冲击强度 |
减少 |
轻微的减少 |
减少 |
| 模量 |
|
增加 |
|
| 透明度 |
|
减少 |
|
| 长期承重 |
|
增加 |
|
| ESC阻力 |
减少 |
减少 |
|
| 软化温度 |
|
增加 |
|
| 熔体强度 |
减少 |
|
增加 |
| 熔体弹性 |
减少 |
|
增加 |
| 熔体破裂的倾向 |
减少 |
|
减少 |
| 光泽 |
|
|
减少 |
聚乙烯的性能差异
（与留空的相比。）
| 财产 |
聚合物密度(g/cm³) |
|
低
(I型) |
中等的
(II型) |
高
(III型) |
| 断裂拉伸强度 |
最高 |
更高的 |
|
| 断裂伸长率 |
最高 |
更高的 |
|
| 冲击强度 |
最高 |
更高的 |
|
| 模量 |
最高 |
更高的 |
|
| Transparancy |
最高 |
更高的 |
|
| 长期承重 |
|
更高的 |
最高 |
| ESC阻力 |
最高 |
更高的 |
|
| 软化温度 |
|
更高的 |
最高 |
| 熔体强度 |
|
更高的 |
最高 |
| 光泽 |
最高 |
更高的 |
|
| 抗收缩 |
最高 |
更高的 |
|
| 抗弯曲 |
最高 |
更高的 |
|
抗脆性在
低温 |
最高 |
更高的 |
|
抗油脂和油
吸收 |
|
更高的 |
最高 |
不透气性和
液体 |
|
更高的 |
最高 |
| 无影霾 |
|
最高 |
更高的 |
| 成型周期时间 |
|
更高的 |
最高 |
本信息来源、审查和改编自Dynisco提供的材料。亚博网站下载
有关此来源的更多信息，请访问Dynisco。