常见合成高分子材料

本文写于研究生期间,为选材给刺猬做箱子而查阅了这些资料。

高分子材料也称为聚合物材料,是以高分子化合物为基体,再配有其他添加剂(助剂)所构成的材料。按用途一般将通用高分子材料分为五类,即塑料、橡胶、纤维、涂料和黏合剂。高分子材料的详细分类如下图所示,其中,塑料、合成纤维、合成橡胶并称三大合成材料。

高分子材料

下面介绍几种常见高分子材料产品:

亚克力(PMM)

亚克力 源自英文Acrylic(丙烯酸塑料),又叫有机玻璃,在香港多称做阿加力胶,化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate,简称PMMA)。具有高透明度,低价格,易于机械加工等优点,是平常经常使用的玻璃替代材料。

透明亚克力板材具有可与玻璃比拟的透光率,但密度只有玻璃的一半。此外,它不像玻璃那么易碎,即使破坏,也不会像玻璃那样形成锋利的碎片。亚克力熔点约130-140°C(265-285°F),比玻璃约1000度高温的熔点低很多,不自燃但属于易燃品,不具备自熄性,在有氧的情况下,亚克力在458°C开始燃烧,燃烧后生成二氧化碳、水、一氧化碳及包括甲醛在内的一些低分子化合物。氰基丙烯酸酯、二氯甲烷或氯仿等都可以轻微地溶解有机玻璃,然后可以把两块有机玻璃牢固地黏合在一起。

目前为止接触过的亚克力产品有:实验室的无线电能传输展架。

PVC

PVC(Polyvinyl chloride),化学名称为聚氯乙烯,另外加入稳定剂、润滑剂、填充剂等来增强其耐热性、韧性、延展性等。根据PVC生产过程中是否添加增塑剂分为硬质、软质,其中硬PVC大约占市场的2/3,软PVC占1/3。软PVC可以模拟橡胶或皮革的一些用途,一般用于地板、天花板、桌布以及皮革的表层,但由于软PVC中含有增塑剂,物理性能较差(如上水管需要承受一定水压,软质PVC就不适合使用),所以其使用范围受到了局限。硬PVC不含增塑剂,因此易成型,物理性能佳,因此具有很大的开发应用价值,可用于管道、门和窗上,它也可用于瓶子,其它非食品的包装,以及银行卡或会员卡等。

PVC本身并无毒性。但所添加的增塑剂、防老剂等主要辅料有毒性,日用聚氯乙烯塑料中的增塑剂,主要使用对苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等,这些化学品都有毒性,聚氯乙烯的防老剂硬脂酸铅盐也是有毒的。含铅盐防老剂的聚氯乙烯制品和乙醇、乙醚及其他溶剂接触会析出铅。含铅盐的聚氯乙烯用作食品包装与油条、炸糕、炸鱼、熟肉类制品、蛋糕点心类食品相遇,就会使铅分子扩散到油脂中去,所以不能使用聚氯乙烯塑料袋盛装食品,尤其不能盛装含油类的食品。另外,聚氯乙烯塑料制品在较高温度下,如50℃左右就会慢慢地分解出氯化氢气体,这种气体对人体有害,因此聚氯乙烯制品不宜作为食品的包装物。

PVC是也是二噁英的主要来源。二噁英(TCDD),二氧(杂)芑家族中最致命的物质,是一种众所周知的致癌物质和荷尔蒙分解者及一种有毒的化合物,对人和动物有着很大的危害。当PVC生产、回收和在焚烧炉中毁弃时,或者PVC的产品在意外燃烧时,就会产生二噁英。

PVC管

PVC管,也称为PVC-U管或UPVC管(Unplasticized Polyvinyl Chloride),硬聚氯乙烯管,未增塑,属硬质PVC,主要分为给水管和排水管。中国塑料管道的生产主要有PVC、PE和PP-R管道三大类,其中PVC管占市场份额最大,约为70%,PE占25%,PP-R占4%,其它占1%。PVC管抗腐蚀能力强、易于粘接、价格低、质地坚硬,但是由于有PVC-U单体和添加剂渗出,只适用于输送温度不超过45℃的给水系统中。

典型应用:厨卫下水管道。

PVC发泡板

PVC发泡板又称为雪弗板和安迪板,以聚氯乙烯 (Polyvinyl chloride ) 为主要原料,加入发泡剂、增塑剂、阻燃剂、抗老化剂,采用专用设备挤压成型。 PVC发泡板 表面可印刷施彩,可覆膜或制成各种颜色, 具有防水、阻燃、耐酸碱、防蛀、质轻、保温、隔音、减震的特性,储运、施工方便,是木材、铝材、复合板材的理想替代品。

PVC发泡板按制作工艺可分为PVC结皮发泡板和PVC自由发泡板,PVC结皮发泡板表面结有一层硬皮,光滑平整,表面硬度非常高,很难产生划痕,广泛应用于橱柜、装饰、建筑等;PVC自由发泡板表面没有结皮,呈细密凹凸状,表面硬度一般,广泛应用于广告展板、裱画板、丝印、雕刻等。

PP

聚丙烯(Polypropylene,简称PP)是一种半结晶的热塑性塑料,具有较高的耐冲击性,机械性质强韧,抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀,是目前所有塑料中最最轻的品种之一。PP的冲击强度随着乙烯含量的增加而增大。由于结晶度较高,这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好,不存在环境应力开裂问题。PP最突出的性能就是抗弯曲疲劳性,俗称百折胶。PP是安全的食品容器用塑料,熔点高达167℃,耐热,制品可用蒸气消毒,化学性能好,几乎不吸水,与绝大多数化学药品不反应。但制品耐寒性差,低温冲击强度低,在使用中易受光、热和氧的作用而老化。

该材质容器系属不透明或半透明容器,具备有耐酸碱、耐化学物质、耐碰撞及耐高温(约-20℃~120℃)等优点。以PP制瓶的,最常见的是豆浆、米浆瓶,还有用来装100%纯果汁、优酪乳、果汁饮料、乳制品(如布丁)等,较大的盛器,像水桶、垃圾桶、洗衣槽、箩筐、篮子等等多是以PP做成。市场上绝大多数微波炉专用塑料容器都应是聚丙烯材质,这是因为它的耐热且化学稳定性比较高。在食品方面的应用超过其他任何塑料,除了容器,还有软包装中的BOPP膜,香烟盒的最外层薄膜便是这种塑料。

PP-R(Polypropylene Random),又叫无规共聚聚丙烯,其产品韧性好,强度高,加工性能优异,较高温度下抗蠕变性能好,并具有无规共聚聚丙烯特有的高透明性优点,可广泛用于管材、片材、日用品、包装材料、家用电器部件以及各种薄膜的生产。典型应用:家用冷热水管管材管件。

密胺/美耐皿

密胺,化学名称三聚氰胺(Melamine),中文译名美耐皿,全名称作密胺树脂或三聚氰胺树脂,英文全称Melamine Resin,是一种热固性塑料,由密胺树脂粉加热加压压制成型,以其轻巧、美观、能耐低温、不易碎等性能,被用于餐饮业及儿童饮食业等。 用密胺材料做成塑料餐具又称仿瓷餐具,广泛应用于 餐饮(快餐)连锁店、美食广场、大学(高校)食堂、酒店宾馆、企事业食堂等。

美耐皿餐具不可微波、蒸煮食物。美耐皿餐具少盛装滚烫、酸性食物。外食族不得已时,可多喝水,少喝汤。美耐皿餐具不可用菜瓜布、钢刷洗。美耐皿餐具只要有刮痕就不可使用,且须更新,也不要拿来装热食。美耐皿餐具因材质会老化,应定期2-3年更换。

美耐皿餐具装盛摄氏40度以上高温热汤,就会使微量的三聚氰胺释出,温度越高释出量越高,人体虽可代谢出”三聚氰酸”(氰尿酸),但长期摄入会降低肾功能,提高罹患肾脏结石、输尿管结石风险,对人体泌尿系统有害。

ABS树脂

ABS树脂(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymers),化学名称丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,A代表丙烯腈,B代表丁二烯,S代表苯乙烯。ABS是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑性高分子材料。一般来说汽车、器具和电子电器是ABS树脂三大应用领域。

PE

聚乙烯(Polyethylene,简称PE)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。聚乙烯是结构最简单的高分子材料,也是应用最广泛的高分子材料,大量用于制造塑料袋,塑料薄膜,是白色污染的主要原因。

聚乙烯依聚合方法、分子量高低、链结构之不同,分高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)及线性低密度聚乙烯(LLDPE)。

聚乙烯在中国大陆应用相当广泛,薄膜是其最大的用户,约消耗低密度聚乙烯77%,高密度聚乙烯的18%,另外,注塑制品、电线电缆、中空制品等都在其消费结构中占有较大的比例。

塑胶分类标志

塑胶分类标志(Resin identification code)或称合成树脂识认码、塑胶材质编号、塑胶材料编码与塑料编码,是美国塑胶工业协会于1988年所发展出来的分类编码方式。

绝大多数的塑胶皆可回收,但需要根据不同的聚合物种类而分类。由于挑选、搜集、清洁与再加工的困难性和昂贵的价格,目前经济上只能够应付回收聚对苯二甲酸乙二酯与高密度聚乙烯(High-density Polyethylene,HDPE)。聚氯乙烯宣称可以被回收,但事实上它不是单一材料,而是广泛含有各类有毒的添加物来应用在不同的用途上(现在各种添加剂已经有无毒的配方,取代过去所使用的含重金属与环境荷尔蒙的添加物)。热塑性塑料可以重新加热熔塑,但是热固性塑料只能够压碎当作绝缘物。

塑胶分类标志的符号包含了顺时针转的箭头,形成一个完整的三角形,并将编码包围于其中。通常在三角形之下会标上代表塑胶材料的缩写。当该标志的编码被省略时,这个符号就变成通用的循环再造标志,用来指称一般可回收的材料。

目前塑胶材质中,可以盛装食物进行微波加热的材质为聚丙烯(PP)材质,其他材质不建议使用,以避免释出有毒物品。

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  • 本文标题: 常见合成高分子材料
  • 本文作者: yearito
  • 创建时间: 2019年02月20日 - 14时02分
  • 修改时间: 2019年03月31日 - 10时03分
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