必威体育精装版工程塑料.ppt

工 程 材 料 学习目的及要求 课时安排 高分子的概念 塑 料 塑料(plastics) 以树脂为主要成分，适当加入（或不加）添加剂（填料、增塑剂、稳定剂、颜料等），可在一定温度、压力下塑化成型，而产品最后能在常温下保持形状不变的一类高分子材料。 塑料与树脂的区别 树脂是纯的高聚物，而塑料是以树脂为主的高聚物制品。 塑料的发展历史 第一种改性塑料：硝酸处理的纤维素 第一种合成塑料：酚醛树脂 20世纪20年代到70年代，每年都有几十个塑料新产品出现70年代后，塑料新产品的开发速度放慢，开发重点放在对原有品种的改性上 塑料的分类 第一章 绪 论 概述 国内外发展现状 发展展望 概 述 工程塑料的主要性能特点 工程塑料的主要性能特点 化学稳定性好，对酸、碱及一般有机溶剂均有良好的耐腐蚀性 具有优良的电绝缘性 机械物理性能优良，在较宽的温度范围内，具有优异的抗冲击、耐疲劳性能，减摩、耐摩、自润滑性能好 加工成型性能好，能耗低，工程塑料可采用注塑、挤出、吹塑等成型工艺加工，与加工金属制件相比，每加工一吨的塑料制品可节省能耗50％，节约工时540个，模具投入费用仅为加工金属的1/30 尺寸稳定性好，可以进行精密成型加工 1964年美国杜邦公司开发成功聚酰亚胺，之后又相继开发生产了聚砜类树脂、聚苯硫醚等耐高温工程塑料 1996年美国陶氏化学公司和日本出光化学公司开发成功间规聚苯乙烯 五大工程塑料 聚酰胺 聚碳酸酯（PC） 聚甲醛（POM） 尼龙6的聚合方法 水解开环聚合的基本反应 连续聚合 连续聚合装置 聚合反应器的特点 萃取工艺与设备 碱性阴离子聚合 阴离子聚合机理 阴离子的形成 链增长 制备过程 催化剂： 金属钠、氢氧化钠、醇钠 助催化剂：乙酰基己内酰胺、异氰酸酯 氨基甲酸酯衍生物、碳酸酯 固相缩聚合 氨基己酸链式两性离子 H2O 固相聚合原理 固相聚合特点 通过加入一定的催化剂如磷酸或含氨基羧基化合物，使低粘度尼龙 在熔点以下，可以将相对粘度提高到4以上。 塔内进行氮气保护 氮气温度160～180℃ 尼龙粘度从相对粘度 2.5增加到4 插层聚合 插层聚合指在己内酰胺中加入经有机化处理的具有多层层状结构 的硅酸盐（如蒙脱土），在250℃下己内酰胺插层进入到硅酸盐 的层间进行聚合反应，生成尼龙纳米复合材料的聚合方法 插层聚合原理 层状硅酸盐层间阳离子可进行交换，有机阳离子进入到层间而 使硅酸盐发生膨润。 己内酰胺与有机化改性层状硅酸盐混合后，熔融状态下，己内 酰胺插层进入到硅酸盐的层间。 在250℃下己内酰胺开环聚合，得到硅酸盐（蒙脱土）片晶均 匀分散与聚合物基体中的纳米复合材料。 插层聚合过程与特征 硅酸盐有机化改性 粘土－己内酰胺分散体的制备 开环聚合 聚 碳 酸 酯 聚碳酸酯中唯一具有大规模工业生产价值的只有双酚A型碳酸酯 化学结构式 制备所需主要原料 双酚A、碳酸二苯酯、光气、一氧化碳、甲醇等 碳酸二苯酯 是合成碳酸酯最重要的原料之一，其合成方法有光气法、酯交换法、 氧化羰基化法 光气法 该反应是放热反应，必须制冷，反应温度控制在15℃以下 酯交换法 该法避免了使用光气，但碳酸二丁酯的反应活性远低于光气，反应速 率慢产率低。 反应催化剂：最初使用碱或碱金属化合物，速率慢同时产生大量的二 氧化碳和苯甲醚，产率低。后采用路易斯酸，产率略有提高，但设备 腐蚀严重。80年代后，以硅、铅、铁、锂和铝的烷氧基化合物、氧 化物及乙酸盐类催化剂以及钛、锡的金属有机化合物，如钛酸丁酯、 二丁基氧化锡等，效果好，产率可达44％。 反应装置：为了提高产率，必须将副产物甲醇及时排出体系外。 意大利Enichem公司成功的用甲醇、一氧化碳在催化剂作用下发生氧 化羰基化反应，先合成碳酸二甲酯，再采用酯交换法制备碳酸二苯 酯。 氧化羰基化法 催化剂 该法工艺简单、无污染。但存在副反应，要选择高活性、高选择性 的催化剂 反应一般在0.4～3MPa，100～150℃，钯催化剂下进行。 钯系催化剂较贵且转化效率不高、碳酸二苯酯收率低，使得该法尚 未实现工业化生产。 聚碳酸酯的合成 聚碳酸酯的合成工艺 光气法 传统酯交换法 光气法 间歇法 连续法 溶