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1、第三章 合成树脂及塑料,主讲人：张立新,概 述,第一节 树脂与塑料,树脂,第一节 树脂与塑料,离子交换树脂,合成塑料,涂料,黏合剂,合成纤维,合成橡胶,第一节 树脂与塑料,塑料,第一节 树脂与塑料,第一节 树脂与塑料,热塑性塑料的主要成型方法量,第一节 树脂与塑料,热固性塑料的主要成型方法量,第一节 树脂与塑料,四大通用塑料：PE、PP、PVC、PS,五大工程塑料：PA、PC、POM、PPO、PBT（ABS）,第一节 树脂与塑料,第一节 树脂与塑料,2007年2640万吨,产 量,第一节 树脂与塑料,与金属相比较，塑料材料有以下优点： 比重小 ； 比强度高 ； 化学稳定性好； 优良的电绝缘性能
2、 ； 优良的耐磨、减磨和自润滑性能 ； 优良的吸震性、抗冲击性、抗疲劳性及消声； 耗能少。,第一节 树脂与塑料,不足之处： 机械强度和硬度不及金属材料高； 耐热性也低于金属、陶瓷等材料； 导热性较差； 吸湿性比金属大； 易老化； 蠕变性以及膨胀收缩变形较大。,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,一、主要原料,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,二、聚乙烯生产工艺,(一）乙烯高压聚合生产工艺,1.聚合原理,第二节 聚乙烯树脂（PE）
3、及塑料,二、聚乙烯生产工艺,(一）乙烯高压聚合生产工艺,2.聚合主要 工艺条件,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,二、聚乙烯生产工艺,(一）乙烯高压聚合生产工艺,2.聚合主要 工艺条件,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,二、聚乙烯生产工艺,(一）乙烯高压聚合生产工艺,2.聚合主要 工艺条件,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,二、聚乙烯生产工艺,(一）乙烯高压聚合生产工艺,2.聚合主要 工艺条件,抗氧剂 4-甲基-2，6-二叔丁基苯酚 润滑剂 可用油酸酰胺或硬脂酸铵、油酸铵、亚麻仁油酸三者的混合物。 开口剂 用高分散的硅胶、铝胶或其混合物。 抗静电剂 以上添加剂的种类和用量根据生产的聚乙烯牌号和
4、用途加于聚乙烯树酯中。,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,二、聚乙烯生产工艺,(一）乙烯高压聚合生产工艺,2.聚合主要 工艺条件,取决于引发剂的种类。 氧：230 有机过氧化物：150,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,二、聚乙烯生产工艺,(一）乙烯高压聚合生产工艺,2.聚合主要 工艺条件,108-245MPa，高低取决于聚乙烯生产牌号，压力越大产物相对分子质量越大。,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,二、聚乙烯生产工艺,(一）乙烯高压聚合生产工艺,2.聚合主要 工艺条件,乙烯单程聚合转化率为16%-27%，未反应单体经冷却循环使用，总产率为95%。,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,二、聚乙
5、烯生产工艺,(一）乙烯高压聚合生产工艺,2.聚合主要 工艺条件,相对分子质量范围10000-50000，重均相对分子质量控制在100000以上。 一般通过熔融指数（MI）法测定，其对应关系如下：,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,二、聚乙烯生产工艺,(一）乙烯高压聚合生产工艺,3.乙烯高压 聚合生产 工艺流程,生产过程（四个工段）,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,二、聚乙烯生产工艺,(一）乙烯高压聚合生产工艺,3.乙烯高压 聚合生产 工艺流程,优点： 流程比较简单，产品性能良好，用途。 缺点： 对设备和自动化要求高。,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,二、聚乙烯生产工艺,(一）乙烯高压聚合生
6、产工艺,3.乙烯高压聚合生产工艺流程,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,二、聚乙烯生产工艺,(一）乙烯高压聚合生产工艺,4.聚合反应设备,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,二、聚乙烯生产工艺,(二）乙烯中压聚合生产工艺,1.工艺路线（两条）,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,二、聚乙烯生产工艺,(二）乙烯中压聚合生产工艺,2.主要工艺条件,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,二、聚乙烯生产工艺,(二）乙烯中压聚合生产工艺,2.主要工艺条件,聚合主要控制的条件,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,二、聚乙烯生产工艺,(二）乙烯中压聚合生产工艺,2.主要工艺条件,聚合主要控制的条件,第二节 聚乙烯树脂
7、（PE）及塑料,二、聚乙烯生产工艺,(二）乙烯中压聚合生产工艺,2.主要工艺条件,聚合主要控制的条件,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,二、聚乙烯生产工艺,(二）乙烯中压聚合生产工艺,3.乙烯中压聚合工艺流程,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,二、聚乙烯生产工艺,（三）乙烯低压聚合工艺,1.聚合原理,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,二、聚乙烯生产工艺,（三）乙烯低压聚合工艺,2. 聚合的工艺条件,（1）主要原料,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,二、聚乙烯生产工艺,（三）乙烯低压聚合工艺,2. 聚合的工艺条件,（1）主要原料,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,二、聚乙烯生产工艺,（三）乙烯低
8、压聚合工艺,2. 聚合的工艺条件,精制后的烃类，如汽油、环已烷等; 主要起分散和稀释作用。,（1）主要原料,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,二、聚乙烯生产工艺,（三）乙烯低压聚合工艺,2. 聚合的工艺条件,(2)工艺条件,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,二、聚乙烯生产工艺,（三）乙烯低压聚合工艺,2. 聚合的工艺条件,(2)工艺条件,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,二、聚乙烯生产工艺,（三）乙烯低压聚合工艺,3. 乙烯低压聚合工艺流程,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,三、聚乙烯的结构、性能、用途,1. 聚乙烯的结构,依据聚合方法的不同，其产物结构不同,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,
9、三、聚乙烯的结构、性能、用途,1. 聚乙烯的结构,按照聚乙烯的结构性能可以分为,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,三、聚乙烯的结构、性能、用途,2. 聚乙烯的性能,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,三、聚乙烯的结构、性能、用途,2. 聚乙烯的性能,第二节 聚乙烯树脂（PE）及塑料,三、聚乙烯的结构、性能、用途,2. 聚乙烯的性能,第三节 聚甲基丙烯酸甲酯,第三节 聚甲基丙烯酸甲酯,1.结构式,第三节 聚甲基丙烯酸甲酯,2.理化 性质,常温常压下是带有特殊气味的无色、透明液体，易溶于有机溶剂中。,物理常数表,分子结构中含有不饱和双键，结构不对称，容易发生聚合反应。酯基可以水解、醇解、胺解等反应。
10、,第三节 聚甲基丙烯酸甲酯,3.原料 来源,第三节 聚甲基丙烯酸甲酯,1.聚合 机理,自由基聚合,(一)聚合原理与实施方法,第三节 聚甲基丙烯酸甲酯,2.引发 方式,光、热、或引发剂,二、PMMA的生产工艺,(一)聚合原理与实施方法,第三节 聚甲基丙烯酸甲酯,3.工业实 施方法,本体聚合：生产有机玻璃； 悬浮聚合：生产模塑粉； 乳液聚合：生产皮革或织物处理剂。 溶液聚合：生产油漆，但应用较少。,二、PMMA的生产工艺,(一)聚合原理与实施方法,在利用本体聚合生产有机玻璃时，主关键的问题是如何 控制克服甲基丙烯酸甲酯聚合过程中的“凝胶效应”和聚合 过程体积收缩问题。,第三节 聚甲基丙烯酸甲酯,4
11、.影响聚合的因素,二、PMMA的生产工艺,(一)聚合原理与实施方法,第三节 聚甲基丙烯酸甲酯,(1).有机玻璃 板材的生产,二、PMMA的生产工艺,（二）PMMA生产工艺-1.本体浇注法生产板、棒、管状有机玻璃,第三节 聚甲基丙烯酸甲酯,(1).有机玻璃 板材的生产,二、PMMA的生产工艺,（二）PMMA生产工艺-1.本体浇注法生产板、棒、管状有机玻璃,第三节 聚甲基丙烯酸甲酯,(2).有机玻璃棒材的生产,二、PMMA的生产工艺,（二）PMMA生产工艺-1.本体浇注法生产板、棒、管状有机玻璃,生产过程：制浆灌浆聚合脱模等 聚合方法：连续分层聚合法 单体、引发剂、增塑剂、脱模剂 加热搅拌浆料 倒
12、入铝制圆管管直立并通入N2 置于7080的水浴聚合 逐段连续聚合取出冷却。,第三节 聚甲基丙烯酸甲酯,(3).有机玻璃管材的生产,二、PMMA的生产工艺,铝管作模具一端封闭灌浆液赶空气另一 端封闭旋转管外喷啉热水聚合生成壁厚一致的 有机玻璃管。,（二）PMMA生产工艺-1.本体浇注法生产板、棒、管状有机玻璃,第三节 聚甲基丙烯酸甲酯,二、PMMA的生产工艺,制得的PMMA相对分子质量分布较均匀，流动性 好，所以常用于做模塑粉、做注射成型的原料。,（二）PMMA生产工艺-2.悬浮聚合,第三节 聚甲基丙烯酸甲酯,（1）普通PMMA模塑粉的生产,二、PMMA的生产工艺,配方（质量份）： 甲基丙烯酸甲
13、酯 100 去离子水 200 过氧化苯 0.08 聚甲基丙烯酸（5%） 20 NaHPO412H2O 10,（二）PMMA生产工艺-2.悬浮聚合,第三节 聚甲基丙烯酸甲酯,（1）普通PMMA模塑粉的生产,二、PMMA的生产工艺,聚合过程： 去离子水、聚甲基丙烯酸NaHPO412H2O 聚合釜搅拌均匀引 发剂溶于单体后加入釜内夹套内通蒸汽加热 升温至82 停止 加热通冷却水维持5 约1h后通入蒸汽加热至93保持40min 降温至65放料过滤洗涤干燥至含水量小于1% 热轧粉碎 过筛模塑粉。,（二）PMMA生产工艺-2.悬浮聚合,第三节 聚甲基丙烯酸甲酯,（2）医用PMMA 模塑粉的生产,二、PMM
14、A的生产工艺,配方（质量份）： 甲基丙烯酸甲酯 100 过氧化苯甲酰 0.73 去离子水 600 聚乙烯醇 0.036 聚甲基丙烯酸（0.1%） 25.7,（二）PMMA生产工艺-2.悬浮聚合,第三节 聚甲基丙烯酸甲酯,（2）医用PMMA 模塑粉的生产,二、PMMA的生产工艺,聚合过程：与普通模塑粉类似。 制得的模塑粉，筛分。 牙托粉用料：40120目粉料； 造牙粉用料：120目以上粉料。,（二）PMMA生产工艺-2.悬浮聚合,第三节 聚甲基丙烯酸甲酯,1.结构,第三节 聚甲基丙烯酸甲酯,2.性能,第三节 聚甲基丙烯酸甲酯,3.用途,第三节 聚甲基丙烯酸甲酯,3.用途,第三节 聚甲基丙烯酸甲酯
15、,3.用途,第三节 聚甲基丙烯酸甲酯,3.用途,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,概 况 是由氯乙烯单体经自由基聚合而成的聚 合物，简称PVC。 近年来，由于PVC合成原料丰富、合成 路线的改进、树脂中氯乙烯单体含量的降 低，价格低廉，在化学建材等应用领域中 的用量日益扩大，其需求量增加很快，地 位逐渐加强。,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,聚合机理：自由基型聚合 引发剂： 为油溶性的偶氮类、有机过氧 化物类和氧化-还原引发体系。 链增长方式：头-尾相连 存在问题：增长链向单体的转移，是影响 产物相对分子质量的主要因素 ，这种转移随温度的升高而加
16、快。,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,氯乙烯悬浮聚合工艺流程,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚
17、氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第五节 聚苯乙烯(PS)、ABS树脂及塑料,第五节 聚苯乙烯(PS)、ABS树
18、脂及塑料,第五节 聚苯乙烯(PS)、ABS树脂及塑料,第五节 聚苯乙烯(PS)、ABS树脂及塑料,聚苯乙烯生产工艺,第五节 聚苯乙烯(PS)、ABS树脂及塑料,聚苯乙烯生产工艺,第五节 聚苯乙烯(PS)、ABS树脂及塑料,聚苯乙烯生产工艺,第五节 聚苯乙烯(PS)、ABS树脂及塑料,聚苯乙烯生产工艺,第五节 聚苯乙烯(PS)、ABS树脂及塑料,聚苯乙烯生产工艺,苯乙烯低温悬浮聚合,第五节 聚苯乙烯(PS)、ABS树脂及塑料,聚苯乙烯生产工艺,第五节 聚苯乙烯(PS)、ABS树脂及塑料,聚苯乙烯生产工艺,苯乙烯高温悬浮聚合,第五节 聚苯乙烯(PS)、ABS树脂及塑料,聚苯乙烯生产工艺,苯乙烯高温
19、悬浮聚合,第五节 聚苯乙烯(PS)、ABS树脂及塑料,第五节 聚苯乙烯(PS)、ABS树脂及塑料,三,聚苯乙烯塑料的结构、性能与用途,第五节 聚苯乙烯(PS)、ABS树脂及塑料,三,聚苯乙烯塑料的结构、性能与用途,第五节 聚苯乙烯(PS)、ABS树脂及塑料,第五节 聚苯乙烯(PS)、ABS树脂及塑料,四,ABS树脂的生产,第五节 聚苯乙烯(PS)、ABS树脂及塑料,四,ABS树脂的生产,合成方法,第五节 聚苯乙烯(PS)、ABS树脂及塑料,四,ABS树脂的生产,第五节 聚苯乙烯(PS)、ABS树脂及塑料,四,ABS树脂的生产,第五节 聚苯乙烯(PS)、ABS树脂及塑料,四,ABS树脂的生产,第
20、五节 聚苯乙烯(PS)、ABS树脂及塑料,第五节 聚苯乙烯(PS)、ABS树脂及塑料,五,聚苯乙烯型离子交换树脂,第五节 聚苯乙烯(PS)、ABS树脂及塑料,五,聚苯乙烯型离子交换树脂,第五节 聚苯乙烯(PS)、ABS树脂及塑料,五,聚苯乙烯型离子交换树脂,第六节 酚醛树脂及塑料,第六节 酚醛树脂及塑料,第六节 酚醛树脂及塑料,第六节 酚醛树脂及塑料,第六节 酚醛树脂及塑料,第六节 酚醛树脂及塑料,第六节 酚醛树脂及塑料,第六节 酚醛树脂及塑料,二、酚醛树脂的生产原理与工艺,1、热塑性酚醛树脂的聚合原理与生产工艺,第六节 酚醛树脂及塑料,二、酚醛树脂的生产原理与工艺,1、热塑性酚醛树脂的聚合原
21、理与生产工艺,第六节 酚醛树脂及塑料,二、酚醛树脂的生产原理与工艺,1、热塑性酚醛树脂的聚合原理与生产工艺,第六节 酚醛树脂及塑料,二、酚醛树脂的生产原理与工艺,第六节 酚醛树脂及塑料,二、酚醛树脂的生产原理与工艺,2、热固性酚醛树脂的聚合原理与生产工艺,第六节 酚醛树脂及塑料,第六节 酚醛树脂及塑料,三、酚醛树脂的性能及用途,第六节 酚醛树脂及塑料,三、酚醛树脂的性能及用途,第六节 酚醛树脂及塑料,三、酚醛树脂的性能及用途,1、酚醛树脂模塑料的性能与应用,第六节 酚醛树脂及塑料,三、酚醛树脂的性能及用途,第七节 环氧树脂及塑料,第七节 环氧树脂及塑料,第七节 环氧树脂及塑料,第七节 环氧树脂
22、及塑料,第七节 环氧树脂及塑料,第七节 环氧树脂及塑料,三、环氧树脂的生产工艺,第七节 环氧树脂及塑料,三、环氧树脂的生产工艺,第七节 环氧树脂及塑料,三、环氧树脂的生产工艺,第七节 环氧树脂及塑料,三、环氧树脂的生产工艺,第七节 环氧树脂及塑料,三、环氧树脂的生产工艺,第七节 环氧树脂及塑料,第七节 环氧树脂及塑料,四、环氧树脂的结构、性能与用途,第七节 环氧树脂及塑料,四、环氧树脂的结构、性能与用途,第八节 聚氨酯及塑料,第八节 聚氨酯及塑料,第八节 聚氨酯及塑料,一、主要原料,第八节 聚氨酯及塑料,一、主要原料,2、多羟基化合物,第八节 聚氨酯及塑料,一、主要原料,2、多羟基化合物,第八
23、节 聚氨酯及塑料,第八节 聚氨酯及塑料,二、聚氨酯的生产工艺,1、聚氨酯泡沫塑料的生产工艺,第八节 聚氨酯及塑料,二、聚氨酯的生产工艺,1、聚氨酯泡沫塑料的生产工艺,第八节 聚氨酯及塑料,二、聚氨酯的生产工艺,1、聚氨酯泡沫塑料的生产工艺,第八节 聚氨酯及塑料,二、聚氨酯的生产工艺,1、聚氨酯泡沫塑料的生产工艺,第八节 聚氨酯及塑料,二、聚氨酯的生产工艺,1、聚氨酯泡沫塑料的生产工艺,第八节 聚氨酯及塑料,二、聚氨酯的生产工艺,1、聚氨酯泡沫塑料的生产工艺,第八节 聚氨酯及塑料,二、聚氨酯的生产工艺,第八节 聚氨酯及塑料,二、聚氨酯的生产工艺,2、硬质聚氨酯泡沫塑料的生产工艺,第八节 聚氨酯及
24、塑料,二、聚氨酯的生产工艺,第八节 聚氨酯及塑料,二、聚氨酯的生产工艺,3、软质聚醚型聚氨酯泡沫的生产工艺,第八节 聚氨酯及塑料,二、聚氨酯的生产工艺,第八节 聚氨酯及塑料,第八节 聚氨酯及塑料,三、聚氨酯的结构、性能与用途,1、聚氨酯泡沫塑料的结构、性能与用途,第八节 聚氨酯及塑料,三、聚氨酯的结构、性能与用途,1、聚氨酯泡沫塑料的结构、性能与用途,第八节 聚氨酯及塑料,三、聚氨酯的结构、性能与用途,第八节 聚氨酯及塑料,三、聚氨酯的结构、性能与用途,2、聚氨酯弹性体的结构、性能与用途,第八节 聚氨酯及塑料,三、聚氨酯的结构、性能与用途,2、聚氨酯弹性体的结构、性能与用途,Thank You !,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,第四节 聚氯乙烯树脂及塑料,