1.通用高分子材料
1. 塑料
塑料的成分:塑料的主要成分是合成树脂。 例如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂等。
为了适应工农业生产和人民生活的各种要求,需要添加各种加工助剂。 例如,聚氯乙烯是一种无色硬质材料,耐热性较差。 为了改善其性能,增加其实用价值,需添加多种加工助剂。
增塑剂:提高其柔韧性。
热稳定性:提高其耐热性。
着色剂:赋予其各种美丽的颜色。
加工后的PVC可制成雨衣、台布、各种管材、板材等产品。
塑料的分类:
对于聚合物来说,它们的性能也是由它们的分子结构决定的。 根据塑料的热性能,可分为两大类。
A、热塑性塑料:可反复加热熔融的塑料食品防潮包装材料,如聚乙烯、聚氯乙烯等。
B、热固性塑料:不能加热熔化、只能一次成型的塑料,如酚醛树脂等。
思考:PVC薄膜可以用于食品包装吗?
PVC薄膜具有良好的透明性、防潮、防水、绝缘等性能,广泛用作包装袋、雨衣、台布、窗帘、充气玩具、塑料大棚等。但PVC本身比较硬。 为了提高其可塑性、柔韧性和稳定性,需要添加增塑剂和稳定剂,如添加邻苯二甲酸二甲酯或邻苯二甲酸二辛酯等增塑剂。 。 这些掺杂在聚氯乙烯聚合物链之间的小增塑剂分子可以润滑并促进聚合物链的运动。 但这些增塑剂分子在室温下会逐渐“逸出”,使软质塑料制品逐渐变硬; 有些增塑剂也有一定程度的毒性。 因此,含有增塑剂的PVC薄膜不能用于生产食品包装材料。
(1) 聚乙烯
聚乙烯具有极其广泛的用途。 根据其合成方法分为高压聚乙烯和低压聚乙烯。
高压聚乙烯:由乙烯在引发剂(引发聚合反应的物质)作用下,在较高压力和温度下加成聚合而得。 含有较多支链,密度和软化温度较低食品防潮包装材料,属于低密度聚乙烯(LDPE)。
低压聚乙烯:采用催化剂使乙烯在较低压力、较低温度下加成聚合而得。 支链较少,密度和软化温度较高,属于高密度聚乙烯(HDPE)。
高压聚乙烯
低压聚乙烯
聚合条件
-,200℃,引发剂
0.1MPa-2MPa、60-100℃、催化剂
聚合物链的结构
含有较多的支链
分支机构较少
密度g/cm3
0.91-0.93
0.94-0.97
软化温度℃
105-120
120-140
主要性能
无毒、更柔软
无毒、坚硬
主要的意思
生产食品包装袋、薄膜、绝缘材料等。
瓶、桶、板、管等生产
思考:
①一般高分子材料都具有一定的弹性。 是什么原因?
烷烃分子中的碳-碳单键可以绕键轴旋转,而不影响键的强度。 聚乙烯分子的碳链也是完全由碳碳单键连接的,所以在室温下,聚乙烯分子链的碳碳单键也可以旋转,使得分子链不可能处于一条直线上。并且只能处于不规则曲线状态。
大量的聚乙烯分子纠缠在一起,就像一团乱七八糟的东西。 当外力作用时,卷曲的聚合物链可以伸直或部分伸直。 外力去除后又恢复卷曲状态,表现出一定的弹性。
②为什么低密度聚乙烯的软化温度比高密度聚乙烯低,密度也低?
聚合物链之间的力与链的长度有关。 聚合物链越长,相对分子质量越大,聚合物链间的作用力越大。 聚合物链之间的力还与链的密度有关。
低密度聚乙烯的主链上有许多不同长度的支链。 支链结构阻碍了碳-碳单键的旋转和链间的接近。 链间的力比高密度聚乙烯小,使聚乙烯软化。 温度和密度较低; 相反,高密度聚乙烯的支链较少,链间容易进入,相互作用力较大,软化温度和密度较高。
两种类型的聚乙烯都可以通过加热熔化,也可以溶解在某些溶剂中。 低密度聚乙烯可用于生产食品包装袋等薄膜制品,无需添加增塑剂,其非常柔软。 高密度聚乙烯较硬,可用于生产瓶、桶、板、管、棒等。
通过改进聚合反应的催化剂,得到超高分子量聚乙烯(相对分子质量大于100%)。 具有高强度和高耐磨性,工作温度范围宽,耐化学腐蚀。 可用于制作防弹衣、防弹头盔、绳索等。 电缆等