[科普中國(guó)]-熱塑性

熱塑性是指物質(zhì)在加熱時(shí)能發(fā)生流動(dòng)變形，冷卻后可以保持一定形狀的性質(zhì)。大多數(shù)線型聚合物均表現(xiàn)出熱塑性，很容易進(jìn)行擠出、注射或吹塑等成型加工。在一定溫度范圍內(nèi)，能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化的性能，線形或支鏈型聚合物具有這種性能。日常生活中，像塑料袋、塑料衣掛等物都具有熱塑性。因此，它們可以通過(guò)加熱熔化來(lái)進(jìn)行封口、粘合等操作。

基本概念熱塑性是指物質(zhì)在加熱時(shí)能發(fā)生流動(dòng)變形，冷卻后可以保持一定形狀的性質(zhì)。大多數(shù)線型聚合物均表現(xiàn)出熱塑性，很容易進(jìn)行擠出、注射或吹塑等成型加工。在一定溫度范圍內(nèi)，能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化的性能，線形或支鏈型聚合物具有這種性能。日常生活中，像塑料袋、塑料衣掛等物都具有熱塑性。因此，它們可以通過(guò)加熱熔化來(lái)進(jìn)行封口、粘合等操作1。

相對(duì)概念熱塑性的相對(duì)概念是熱固性（thermosetting），指加熱時(shí)不能軟化和反復(fù)塑制，也不在溶劑中溶解的性能，體型聚合物具有這種性能。具有熱固性的塑料稱為熱固性塑料2。

熱固性塑料指第一次加熱時(shí)可以軟化流動(dòng)，加熱到一定溫度，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)一交鏈固化而變硬，這種變化是不可逆的，此后，再次加熱時(shí)，已不能再變軟流動(dòng)了。正是借助這種特性進(jìn)行成型加工，利用第一次加熱時(shí)的塑化流動(dòng)，在壓力下充滿型腔，進(jìn)而固化成為確定形狀和尺寸的制品。熱固性塑料的樹(shù)脂固化前是線型或帶支鏈的，固化后分子鏈之間形成化學(xué)鍵，成為三維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不僅不能再熔觸，在溶劑中也不能溶解。主要用于隔熱、耐磨、絕緣、耐高壓電等在惡劣環(huán)境中使用的塑料，大部分是熱固性塑料，最常用的應(yīng)該是炒鍋鍋把手和高低壓電器。

常用的熱固性塑料品種有酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂、三聚氰胺樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂、聚氨酯等。

熱塑性塑料概念熱塑性塑料，指具有加熱軟化、冷卻硬化特性的塑料。我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫拇蟛糠炙芰蠈儆谶@個(gè)范疇。加熱時(shí)變軟以至流動(dòng)，冷卻變硬，這種過(guò)程是可逆的，可以反復(fù)進(jìn)行。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛，聚碳酸酪，聚酰胺、丙烯酸類塑料、其它聚烯侵及其共聚物、聚諷、聚苯醚，氯化聚醚等都是熱塑性塑料.熱塑性塑料中樹(shù)脂分子鏈都是線型或帶支鏈的結(jié)構(gòu)，分子鏈之間無(wú)化學(xué)鍵產(chǎn)生，加熱時(shí)軟化流動(dòng)．冷卻變硬的過(guò)程是物理變化。

分類熱塑性塑料根據(jù)性能特點(diǎn)、用途廣泛性和成型技術(shù)通用性等，可分為通用塑料、工程塑料、特殊塑料等。
通用塑料的主要特點(diǎn)：用途廣泛、加工方便、綜合性能好。如聚乙烯（PE ）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP ）、聚苯乙烯（PS ）、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯（ABS）又通稱為“五大通用塑料”。工程塑料和特殊塑料的特點(diǎn)是：高聚物的某些結(jié)構(gòu)和性能特別突出，或者成型加工技術(shù)難度較大等，往往應(yīng)用于專業(yè)工程或特別領(lǐng)域、場(chǎng)合。主要的工程塑料有：尼龍（Nylon )、聚碳酸酯（PC ）、聚氨酯（PU）、聚四氟乙烯（特富龍, PTFE）、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)等，特殊塑料如“醫(yī)用高分子”類的“合成心臟瓣膜”、“人工關(guān)節(jié)”等。
根據(jù)共高聚物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)又可分為：結(jié)晶性塑料和非結(jié)晶性塑料兩大類。非結(jié)晶性塑料又稱為無(wú)定型塑料。不同的分類角度或方法，還可以分成不同的結(jié)果。

性能特點(diǎn)一般熱塑性塑料中的高聚物分子量可達(dá)到幾十萬(wàn)到幾百萬(wàn)，大分子鏈長(zhǎng)度可達(dá)到10^-3mm。這些大分子可以是線性的，如LLDPE、HDPE；也可以是支化的，如LDPE。大分子間相互糾纏在一起，呈無(wú)序或相對(duì)有序排列，形成“聚集態(tài)結(jié)構(gòu)”。

當(dāng)大分子完全無(wú)序排列，我們稱之為無(wú)定型熱塑性塑料。如PVC、PC、PMMA等。其性能特點(diǎn)為：透明性好、機(jī)械強(qiáng)度較低、柔韌性好。有部分大分子或大分子部分均勻排列結(jié)構(gòu)的則稱之為結(jié)晶性熱塑性塑料。如LLDPE、POM、尼龍等，其性能特點(diǎn)為：透明性較差、機(jī)械強(qiáng)度高、柔韌性較低。

影響成型原因影響熱塑性塑料成型收縮的因素有：

1、塑料品種熱塑性塑料成型過(guò)程中由于還存在結(jié)晶化形起的體積變化，內(nèi)應(yīng)力強(qiáng)，凍結(jié)在塑件內(nèi)的殘余應(yīng)力大，分子取向性強(qiáng)等因素，因此與熱固性塑料相比則收縮率較大，收縮率范圍寬、方向性明顯，另外成型后的收縮、退火或調(diào)濕處理后的收縮率一般也都比熱固性塑料大。

2、塑件特性成型時(shí)熔融料與型腔表面接觸外層立即冷卻形成低密度的固態(tài)外殼。由于塑料的導(dǎo)熱性差，使塑件內(nèi)層緩慢冷卻而形成收縮大的高密度固態(tài)層。所以壁厚、冷卻慢、高密度層厚的則收縮大。另外，有無(wú)嵌件及嵌件布局、數(shù)量都直接影響料流方向，密度分布及收縮阻力大小等，所以塑件的特性對(duì)收縮大小、方向性影響較大。

3、進(jìn)料口形式、尺寸、分布這些因素直接影響料流方向、密度分布、保壓補(bǔ)縮作用及成型時(shí)間。直接進(jìn)料口、進(jìn)料口截面大（尤其截面較厚的）則收縮小但方向性大，進(jìn)料口寬及長(zhǎng)度短的則方向性小。距進(jìn)料口近的或與料流方向平行的則收縮大。

4、成型條件模具溫度高，熔融料冷卻慢、密度高、收縮大，尤其對(duì)結(jié)晶料則因結(jié)晶度高，體積變化大，故收縮更大。模溫分布與塑件內(nèi)外冷卻及密度均勻性也有關(guān)，直接影 響到各部分收縮量大小及方向性。另外，保持壓力及時(shí)間對(duì)收縮也影響較大，壓力大、時(shí)間長(zhǎng)的則收縮小但方向性大。注塑壓力高，熔融料粘度差小，層間剪切應(yīng)力小，脫模后彈性 回跳大，故收縮也可適量的減小，料溫高、收縮大，但方向性小。因此在成型時(shí)調(diào)整模溫、壓力、注塑速度及冷卻時(shí)間等諸因素也可適當(dāng)改變塑件收縮情況3。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

蒲富永 - 教授 - 西南大學(xué)