《高分子材料》刘瑞雪，高丽君，马丽主编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《高分子材料》

【作　者】刘瑞雪，高丽君，马丽主编

【页 数】 326

【出版社】 开封：河南大学出版社 , 2018.09

【ISBN号】978-7-5649-3284-8

【价 格】49.00

【分 类】高分子材料

【参考文献】 刘瑞雪，高丽君，马丽主编. 高分子材料. 开封：河南大学出版社, 2018.09.

图书封面：

图书目录：

《高分子材料》内容提要：

《高分子材料》全书共分塑料篇、橡胶篇、纤维篇和天然与生物高分子材料篇四部分，塑料篇中又分为通用塑料、工程塑料和热固性塑料篇，分别对树脂的制备方法与分类、结构与性能、加工及应用、改性方法、进展等作了较为全面系统的介绍。在编写过程中，力图以通俗简练的语言介绍材料的加工、应用、助剂使用原理和改进方法，密切联系实际的同时，尽可能介绍这些领域的最新进展。

《高分子材料》内容试读

第一篇塑料

|高分子材料|

绪论

塑料是指以合成树脂（或天然树脂改性）为主要成分，加入（或不加）某些具有特定用途的添加剂（填料、增塑剂、稳定剂、颜料等），经加工成型而构成的固体材料。根据应用可将塑料分为通用塑料、工程塑料、功能塑料。

通用塑料一般指产量大、用途广、易加工、成本低廉的塑料。常见的通用塑料有聚乙

烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等

品种，其产量占整个塑料产量的90%以上，故又称之为大宗塑料品种。

1.通用塑料（第1章~第5章）

通用塑料由于其性能优异而且品种众多，因此广泛用于农业、轻工业、纺织、电子电器、机械、建材、包装以及交通运输等各个领域。在农业方面，通用塑料可以加工用作各种农膜、片材、捧灌管、喷灌管、渔网、养殖箱、飘浮材料等。在工业方面，由于塑料的电绝缘性好，因此常用于电器工业上的绝缘材料和封装材料，用于电子仪表工业中的制件、壳体材料，用于机械工业中的传动齿轮、轴承等，用于化学工业中的防腐容器、管道等。在建筑业方面，通用塑料可用于制作门、窗、底板以及工地上的建筑模板等。在包装业方面，通用塑料可以加工制作各种编织袋、包装薄膜、打包带、周转箱等包装用品。在医疗方面，通用塑料可以加工制作一些人造器官、医用输液袋和医用注射用品等。此外，通用塑料还广泛应用于日常用品中，以及通过改性后大量用于国防、交通、军工等重要领域中。正是由于通用塑料的广泛使用，近年来，我国的塑料工业发展迅速，通用塑料的生产能力已经超过了一些发达国家。表1是世界主要国家和地域的通用塑料生产能力数据。从趋势看，日本将是负增长，而中国、印度增长最快，美国和中东地区也有较大幅度的增长。

表1世界主要国家和地域的通用塑料生产能力比较

国家和

主要原料

通用

生产能力/万t

地域

来源

树脂

2012年

2018年

增长率/%

日本

石脑油

PE

363

351

-3

PP

307

289

-6

PS

86

82

-5

PVC

201

201

0

2

丨第一篇丨塑料

续表

国家和

主要原料

通用

生产能力/万t

地域

来源

树脂

2012年

2018年

增长率/%

中国

石脑油

PE

1400

1873

34

煤

PP

1331

1958

47

甲醇

PS

923

1180

28

PVC

1756

2194

25

中东

石脑油

PE

1712

2167

27

天然气

PP

779

915

17

PS

48

48

0

PVC

125

139

11

印度

石脑油

PE

319

677

112

天然气

PP

430

584

36

PS

45

45

0

PVC

134

187

40

美国

天然气

PE

1505

1938

29

石脑油

PP

786

996

27

PS

236

236

0

PVC

759

759

0

通用塑料易于成型、着色，比重较轻，电绝缘性好，耐水性好，耐化学性好。但是通用塑料易产生静电，耐候性较差，尤其在紫外光下易老化，而且通用塑料的热膨胀系数相对较大，尺寸稳定性较差。通用塑料的这些不足很大程度上限制了其在更广泛领域中的应用，因此，一直以来，人们不断对其进行改性研究。通过化学改性和物理改性等方法可以实现通用塑料的性能改善，提高其力学性能、耐热性能和耐候性等，或是实现通用塑料的功能化，从而拓宽通用塑料的应用领域，进一步提升其在国民经济中的重要地位。因此，通用塑料的高速发展尤其是高性能通用塑料的发展将是未来通用塑料发展的重要方向，也必将推动我国整个塑料产业快速发展，为国民经济建设和居民生活水平提高发挥更大的作用。

2.工程塑料（第6章~第11章）

工程塑料一般是指可以作为结构材料承受机械应力、能在较宽的温度范围和较为苛刻的化学及物理环境中使用的塑料材料。工程塑料具有优良的综合性能，刚性大，蠕变小，机械强度高，耐热性好，电绝缘性好，可在较苛刻的化学、物理环境中长期使用，可替代金属作为工程结构材料使用，但价格较贵，产量较小。工程塑料可分为通用工程塑料和特种工程塑料两大类。通用工程塑料通常是指已大规模工业化生产的、应用范围较广

的工程塑料，主要品种有聚酰胺（尼龙，PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚酯（主要

3

1高分子材料

指PBT和PET)和聚苯醚(PPO)五大塑料。特种工程塑料是指性能更加独特、尚未大规

模工业化生产或生产规模较小、用途相对较窄的一些塑料，如聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺

(PI)、聚砜(PSF)、聚醚酮(PEK)、液晶聚合物(LCP)等。

尼龙66树脂虽然早在1939年就已研制成功并投入生产，但当时它主要用于制造合成纤维，直到20世纪50年代才突破纯纤维传统用途，开始作为塑料使用。工程塑料真正得到迅速发展，是在20世纪50年代后期聚甲醛和聚碳酸酯开发成功之后，它们的出现具有特别重大的意义。由于聚甲醛的高结晶性，赋予其优异的机械性能，从而首次使塑料作为能替代金属的材料而跻身于结构材料的行列。随着共聚甲醛的开发成功以及螺杆式注射成型机的普及，进一步确立了工程塑料在材料领域中的重要地位。聚碳酸酯则是具有优良综合性能的透明工程塑料，应用广泛，是发展最快的工程塑料之一，在工程塑料领域，其产量和消费量仅次于聚酰胺而居第二位。

1961年，美国杜邦公司成功开发了聚酰亚胺，打开了通往特种工程塑料的发展道路。聚酰亚胺的出现还推动了聚砜、聚苯硫醚和聚苯并咪唑等许多耐热性工程塑料的开发，对塑料工业的发展产生了深远的影响。

美国通用公司于1964年将其开发的聚苯醚树脂投人了工业化生产。

1980年，英国ICI公司开发了熔点高达336℃的特种工程塑料聚醚醚酮(PEEK)。

PEEK具有卓越的耐热性、耐辐射性和耐化学药品性，并能注射成型。以PEEK为基体，

通过玻璃纤维或碳纤维增强制得的复合材料，已在航空和宇航领域获得了应用。

20世纪80年代中期开发的热致液晶聚合物是特种工程塑料发展史上又一重大事件。液晶聚合物耐热性优异，使用温度可达200℃以上，具有自增强、高强度、高模量、耐化学药品等特性，熔体黏度低，成型方便，在电子工业领域具有非常广阔的应用前景。

工程塑料的性能特点主要有：

(1)与通用塑料相比，具有优良的耐热和耐寒性能，在广泛的温度范围内机械性能优良，适宜作为结构材料使用。

(2)耐腐蚀性良好，受环境影响较小，有良好的耐久性

(3)与金属材料相比，容易加工，生产效率高，并可简化程序，节省费用。

(4)有良好的尺寸稳定性和电绝缘性。

(5)重量轻，比强度高，并具有突出的减摩、耐磨性。

和通用塑料相比，工程塑料在机械性能、耐久性、耐腐蚀性、耐热性等方面能达到更高的要求，而且加工更方便并可替代金属材料。工程塑料被广泛应用于电子电气、汽车、建筑、办公设备、机械、航空航天等行业，以塑代钢、以塑代木已成为国际流行趋势。工程塑料已成为当今世界塑料工业中增长速度最快的领域，其发展不仅对国家支柱产业和现代高新技术产业起着支撑作用，同时也推动传统产业改造和产品结构的调整。

工程塑料尽管性能优异但由于成本和性能的限制，仍可能被特殊钢、新型合金甚至碳纤维复合材料等取代。就目前来看，在一些要求比强度大、工作温度特殊、自润滑性高的领域，工程塑料很难被取代。因此，工程塑料目前仍然是取代特殊钢和传统合金等结构材料的最佳选择。

虽然工程塑料具有诸多优点，但也有其不足之处，如机械强度、硬度和导热性等不及

|第一篇|塑料

金属，耐高温方面不及陶瓷，而且吸水性大，易光化和蠕变等。因此，在实际应用中，工程塑料可与金属、陶瓷、玻璃等材料相辅相成，各自发挥其特点。

通用塑料工程化、工程塑料高性能化和低成本化，将成为工程塑料发展的主要趋势，其中共混合金有望成为改性工程塑料发展的主流，同时一些高性能工程塑料，如耐高温耐磨、导电、电磁屏蔽功能的产品，也将得到很大的发展。

国内工程塑料市场前景广阔，有着巨大的发展潜力。树脂合成力量正在增强，具有塑料改性、助剂、塑机模具、加工应用等完整的产业链及相应的基础。我国是塑料机械与模具加工的大国，提高塑料机械与模具的制造水平以及采取先进的加工方法，是塑料制品加快发展的关键所在。要开发有自主知识产权的新产品，加强引进先进设备的消化吸收和创新工作，提高塑料机械及成套设备的整体水平。

3.热固性塑料（第12章~第16章）

以含有多个可反应官能团(2个以上)的低分子质量单体或预聚物为主体，加入（或不加)固化剂、填料等添加剂，在加热、加压下或在紫外光作用下，进行化学反应，交联固化成为不溶不熔物质的一类合成树脂称为热固性树脂。热固性树脂通常为液态或受热时可熔融塑化的固态物料，成型加工时具有流动性，可像热塑性塑料一样对其赋形。不同的是，热固性树脂具有活性官能团，在一定条件下发生分子间反应，形成网状或三维体型结构的高聚物，从而固化定型。热固性树脂固化后称为热固性塑料。热固性树脂的固化过程是不可逆的化学变化，由于分子链间化学键的束缚，原有的单个分子间不能再互相滑移。所以，热固性塑料不再具有可塑性，定型后再加热，即使达到分解温度材料也不会再软化流动。

常用的热固性树脂主要有酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂及不饱和聚酯树脂等。其加工成型方式主要有模压成型、传递成型及注射成型。

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高分子材料

第1章聚乙烯

1.1概述

聚乙烯(Polyethylene,PE)是以乙烯为单体聚合而成的热塑性聚合物，分子结构简单，

分子式为七CH2一CH2于。作为塑料使用的聚乙烯，其平均相对分子质量要在1万以上。

根据聚合条件不同，平均相对分子质量从数万至数百万变化。聚乙烯原料来源丰富，价格低，具有优异的电绝缘性和化学稳定性，易于成型加工，并且品种较多，可满足不同的性能要求。因而，从它问世以来发展迅速，是目前产量最大的树脂品种，用途极为广泛。

最早出现的聚乙烯是英国帝国化学公司(ICI)于1933年在100~300MPa高压下合

成的低密度聚乙烯(LDPE),1939年建成世界首套釜式法LDPE生产装置并开始工业化

生产。1953年，德国化学家齐格勒(Ziegler)采用TiCl4-AlEt为催化剂，在低压下合成了

高密度聚乙烯(HDPE)。

1954年，意大利蒙特卡蒂尼(Montecatini)公司实现了HDPE的工业化生产。1957年，美国菲利浦(Phillips)石油化学公司采用载于SiO2-Al203上的氧化铬为催化剂，实现HDPE的工业化生产。1960年，美国标准石油公司(Standard Oil Co)采用载于SiO2

AlO,上的氧化钼为催化剂实现HDPE的产业化。上述三种为第一代HDPE生产工艺，主要缺点有催化效率低、处理工艺复杂、聚合控制困难。20世纪70年代以后，高效催化

剂和不脱挥工艺的研发使得HDPE的生产效率大大提高，成为第二代生产工艺，从此

HDPE成为通用树脂中最重要的品种之一。

1958年，杜邦公司(DuPont)采用低压法建成世界第一套线型低密度聚乙烯

(LLDPE)装置，并于1960年投产。LLDPE是乙烯与-烯烃的共聚物，其聚合机理也为

配位聚合，分子链呈线性结构，含少量短支链。随着LLDPE的不断发展，1977年美国联

碳化学公司(Union Carbide,UCC)采用气相低压法生产了LLDPE。1979年，美国陶氏(DOw)化学公司采用溶液低压法生产LLDPE。这些新方法和新工艺的出现，使得LLDPE

的开发和生产获得突破性进展，与LDPE、HDPE一同成为PE家族中的三大重要成员。

超高分子量聚乙烯(Ultra--High Molecular Weight Polyethylene,UHMWPE)最早由德国赫斯特公司于1958年工业化生产，随后美国赫尔克勒斯(Hercules)公司、日本三井石化公司、荷兰

DSM公司相继开发出UHMWPE生产工艺，目前这几家公司仍是UHMWPE主要生产商。

我国从20世纪60年代开始，通过引进国外技术和多年的发展，PE从生产技术和装

6

···试读结束···