四、塑料的組成
塑料按組成成份的多少,可分為單組分塑料和多組分塑料。單組分塑料僅含合成樹(shù)脂,如“有機(jī)玻璃”就是由一種被稱(chēng)為聚甲基丙烯酸甲酯的合成樹(shù)脂組成。多組分塑料除含有合成樹(shù)脂外,還含有填充料、增塑劑、固化劑、著色劑、穩(wěn)定劑及其他添加劑。建筑裝飾上常用的塑料制品一般都屬于多組分塑料。
(一)樹(shù)脂
樹(shù)脂是塑料的基本組成材料,在多組分塑料中約占30%-70%,單組分的塑料中含有樹(shù)脂幾乎達(dá)100%。樹(shù)脂在塑料中主要起膠結(jié)作用,把填充料等其他組分膠結(jié)成一個(gè)整體。因此,樹(shù)脂是決定塑料性質(zhì)的最主要因素。
(二)填充料
又稱(chēng)填充劑或填料。是為了改善塑料制品某些性質(zhì)如提高塑料制品的強(qiáng)度、硬度和耐熱性以及降低成本等而在塑料制品中加入的一些材料。填料在塑料組成材料中約占40%-70%,常用的填料有木粉、滑石粉、硅藻土、石灰石粉、鋁粉、炭黑、云母、二硫化鉬、石棉、玻璃纖維等。其中纖維填料可提高塑料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度;石棉填料可改善塑料的耐熱性;云母填料能增強(qiáng)塑料的電絕緣性;石墨、二硫化鉬填料可改善塑料的磨擦和耐磨性能等。此外,由于填料一般都比合成樹(shù)脂便宜,故填料的加入能降低塑料的成本。
(三)增塑劑
為了提高塑料在加工時(shí)的可塑性和制品的柔韌性、彈性等,在塑料制品的生產(chǎn)、加工時(shí)要加入少量的增塑劑。增塑劑通常是具有低蒸氣壓、不易揮發(fā)的分子量較低的固體或液體有機(jī)化合物。主要為酯類(lèi)和酮類(lèi)。常用的有鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸二辛酯、磷酸二甲苯酯、己二酸酯、二苯甲酮等。
(四)固化劑
固化劑又稱(chēng)硬化劑或熟化劑。其主要作用是使某些合成樹(shù)脂的線(xiàn)型結(jié)構(gòu)交聯(lián)成體型結(jié)構(gòu),從而使樹(shù)脂具有熱固性。不同品種的樹(shù)脂應(yīng)采用不同品種的固化劑。酚醛樹(shù)脂常用六亞甲基四胺;環(huán)氧樹(shù)脂常用胺類(lèi)、酚酐類(lèi)和高分子類(lèi);聚酯樹(shù)脂常用過(guò)氧化物等。
(五)穩(wěn)定劑
許多塑料制品在成型加工和使用過(guò)程中,由于受熱、光氧的作用,過(guò)早地發(fā)生降解,氧化斷鏈、交聯(lián)等現(xiàn)象,使材料性能變壞。為了穩(wěn)定塑料制品的質(zhì)量,延長(zhǎng)使用壽命,通常要加入各種穩(wěn)定劑,如抗氧劑(酚類(lèi)化合物等)、光屏蔽劑(炭黑等)、紫外線(xiàn)吸收劑(2-羥基二苯甲酮、水楊酸苯酯等)、熱穩(wěn)定劑(硬脂酸鋁、三鹽基亞磷酸鉛等)。
(六)著色劑
為使塑料制品具有特定的色彩和光澤,可加入著色劑。著色劑按其在著色介質(zhì)中的溶解性分為染料和顏料。染料皆為有機(jī)化合物,可溶于被著色的樹(shù)脂中;顏料一般為無(wú)機(jī)化合物,不溶于被著色介質(zhì),其著色性是通過(guò)本身的高分散性顆粒分散于被染介質(zhì),其折射率與基體差別大,吸收一部分光,而又反射另一部分光線(xiàn),給人以顏色的視覺(jué)。顏料不僅對(duì)塑料具有著色性,同時(shí)兼有填料和穩(wěn)定劑的作用。
此外,根據(jù)建筑塑料使用及成型加工中的需要,有時(shí)還加入潤(rùn)滑劑、抗靜電劑、發(fā)泡劑、阻燃劑及防霉劑等。
五、塑料制品的加工
對(duì)于熱塑性塑料制品采用不同的成型方式,其工藝與設(shè)備均不相同,但在成型前,都需將主要原料與輔助原料進(jìn)行混煉,使原料均勻混合,制成顆粒、粉狀或其它狀態(tài),再進(jìn)行成型。對(duì)于熱固性塑料制品,則一般采用涂覆、浸漬、拌合、熱壓等的組合成形。
成型方法有如下幾種:
(一)模壓成型
又稱(chēng)壓塑法,是制造熱固性塑料主要成型方法之一,有時(shí)也用于熱塑性塑料。它是把粉狀、片狀或粒狀塑料置于金屬模具中加熱,在壓機(jī)壓力下充滿(mǎn)模具成型。在壓制中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而固化,脫模即得產(chǎn)品。
(二)注射成型
又稱(chēng)注塑,是熱塑性塑料的主要成型方法之一。它是將塑料顆粒在注射機(jī)的料筒內(nèi)加熱熔化,以較高的壓力和較快的速度注入閉合模具內(nèi)成形。
(三)擠出成型
又稱(chēng)擠壓或擠塑法。它是將原料在加壓筒內(nèi)軟化后,借加壓筒內(nèi)螺旋桿的擠壓,通過(guò)不同型孔或者連續(xù)地?cái)D出不同形狀的型材如管、棒、條板等。
(四)延壓成型
是將混煉出的片狀塑料經(jīng)輥壓逐級(jí)延展壓制成一定厚度的片材。
(五)層壓成型
是制造增強(qiáng)塑料的主要方法之一。它是將層狀填料如紙、布、木片等,在浸漬機(jī)內(nèi)浸漬或涂膠機(jī)中涂覆熱固性樹(shù)脂溶液,經(jīng)干燥后重疊一起或卷成棒材和管材,在層壓機(jī)上加熱加壓,固化后成形。
(六)澆鑄成型
又稱(chēng)澆塑法。它是將熱態(tài)的熱固性樹(shù)脂或熱塑性樹(shù)脂注入模型,在常壓或低壓下加熱固化或冷卻凝固而成形。
上述幾種成型方法所適用的樹(shù)脂及代表產(chǎn)品見(jiàn)表2-1。
表2-1 塑料成型方法、適用樹(shù)脂及代表產(chǎn)品
成型方法 適合加工樹(shù)脂 代表產(chǎn)品
模壓成型 醇酸、三聚氰胺、酚醛、聚脂、脲醛、硅樹(shù)脂、各種熱塑性樹(shù)脂 食具、電器零件、建筑五金、鐘殼、機(jī)殼、小型制品
注射成型 聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、尼龍、丙烯酸類(lèi)、纖維素類(lèi)、聚偏二氯乙烯 墻面板、墻面磚、配電箱及各種小型制品
擠出成型 聚氯乙烯、聚乙烯、纖維素類(lèi)、尼龍、丙烯酸類(lèi)、聚苯乙烯、硅樹(shù)脂 波形板、水管、雨水管、通風(fēng)管道、軟管、止水板
壓延成型 纖維素類(lèi)、聚氯乙烯、聚乙烯 地面磚及卷材、墻紙、薄板、人造革、薄膜
層壓成型 醇酸、三聚氰胺、酚醛、脲醛、硅樹(shù)脂、聚酯 裝飾板、桌面板、電絕緣板、層積板材
澆鑄成型 丙烯酸類(lèi)、酚醛、環(huán)氧、聚酯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氯乙烯 大型制件
第二節(jié) 塑料的基本品種
一、聚氯乙烯(PVC)
聚氯乙烯塑料機(jī)械強(qiáng)度較高,電性能優(yōu)良,耐酸堿,化學(xué)穩(wěn)定性好。其缺點(diǎn)是熱軟化點(diǎn)低。聚氯乙烯是家具與室內(nèi)裝飾中用量最大的塑料品種,軟質(zhì)材料用于裝飾膜及封邊材料,硬質(zhì)材料用于各種板材、管材、異型材和門(mén)窗。半硬質(zhì)、發(fā)泡和復(fù)合材料用于地板、天花板、壁紙等。
二、聚苯乙烯(PS)
具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性,電性能優(yōu)良,透光性好,著色性佳,并易成型。缺點(diǎn)是耐熱性太低,只有80℃,不能耐沸水;性脆不耐沖擊,制品易老化出現(xiàn)裂紋;易燃燒,燃燒時(shí)會(huì)冒出大量黑煙,有特殊氣味。聚苯乙烯的透光性?xún)H次于有機(jī)玻璃,大量用于低檔燈具、燈格板及各種透明、半透明裝飾件。硬質(zhì)聚苯乙烯泡沫塑料大量用于輕質(zhì)板材芯層和泡沫包裝材料。
三、聚乙烯(PE)
根據(jù)密度不同分為三類(lèi):高密度聚乙烯,密度為0.941~0.965g/cm3,中密度聚乙烯,密度為0.926~0.940g/cm3,低密度聚乙烯,密度為0.910~0.925g/cm3。聚乙烯有優(yōu)良的耐低溫性和耐化學(xué)藥劑侵蝕性,突出的電絕緣性能和耐輻射性以及良好的抗水性能。但它對(duì)日光、油類(lèi)影響敏感,而且易燃燒。聚乙烯常用于制造防滲防潮薄膜、給排水管道,在裝修工程中,可用于制作組裝式散光格柵、拉手件等。
四、聚酰胺(PA)
聚酰胺俗稱(chēng)“尼龍”,常用品種有尼龍6、尼龍66、尼龍610及尼龍1010等。聚酰胺堅(jiān)韌耐磨,抗拉強(qiáng)度高,抗沖擊韌性好,有自潤(rùn)滑性,并有較好的耐腐蝕性能。
聚酰胺可用于制作各種建筑小五金、家具腳輪、軸承及非潤(rùn)滑的靜摩擦部件等,還可噴涂于建筑五金表面起到保護(hù)裝飾作用。
五、ABS塑料
ABS塑料是由丙烯腈,丁二烯和苯乙烯三種單體共聚而成的。ABS為不透明的塑料,呈淺象牙色,具有良好的綜合機(jī)械性能:硬而不脆,尺寸穩(wěn)定,易于成型和機(jī)械加工,表面能鍍鉻,耐化學(xué)腐蝕。缺點(diǎn)是不耐高溫,耐熱溫度為96~116℃,易燃、耐候性差。
ABS塑料可用于制作壓有美麗花紋圖案的塑料裝飾板材及室內(nèi)裝飾用的構(gòu)配件;可制作電冰箱、洗衣機(jī)、食品箱、文具架等現(xiàn)代日用品;ABS樹(shù)脂泡沫塑料尚能代替木材,制作高雅而耐用的家具等。
六、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)
PMMA俗稱(chēng)“有機(jī)玻璃”,是透光率最高的一種塑料,透光率達(dá)92%,但它的表面硬度比無(wú)機(jī)玻璃差得多,容易劃傷。PMMA具有優(yōu)良的耐候性,處于熱帶氣候下曝曬多年,它的透明度和色澤變化很小,易溶于有機(jī)溶劑中。
PMMA塑料在建筑中大量用作窗玻璃的代用品,用在容易破碎的場(chǎng)合。此外,PMMA尚可以用作室內(nèi)墻板,中、高檔燈具等。
七、酚醛塑料
酚醛塑料是用苯酚和甲醛聚合而成的熱固性樹(shù)脂加入各種添加劑混合而成的材料,具有很好的絕緣性,化學(xué)穩(wěn)定性和粘附性。酚醛塑料的主要缺點(diǎn)為色深,裝飾性差,抗沖擊強(qiáng)度小。主要用于生產(chǎn)層壓制品及配制粘接劑和涂料等。
八、氨基塑料
氨基樹(shù)脂有脲醛樹(shù)脂和三聚氰胺甲醛樹(shù)脂等,是熱固性塑料中使用最多的品種。三聚氰胺甲醛樹(shù)脂堅(jiān)硬,耐劃傷,無(wú)色半透明,用做熱固性樹(shù)脂層壓裝飾板的面層材料,也可用做一些淺色裝飾模壓件。脲醛樹(shù)脂價(jià)格低廉,是木材膠粘劑中使用量最大的一類(lèi),也可制做淺色裝飾模壓配件。
九、不飽和聚酯樹(shù)脂
不飽和聚酯樹(shù)脂是交聯(lián)網(wǎng)狀或體型結(jié)構(gòu),是不溶不熔的物質(zhì)。具有優(yōu)良的耐有機(jī)溶劑性能,良好的耐熱、隔熱性,但不耐濃酸與堿。液態(tài)不飽和聚酯樹(shù)脂用作涂料和膠粘劑,也可以用來(lái)制造玻璃鋼和人造大理石等樹(shù)脂型混凝土。固化后的不飽和聚酯樹(shù)脂具有優(yōu)良的裝飾性能和耐溶劑性能。
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