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合成樹脂瓦的成分構(gòu)造
編輯:2021-12-07 18:12:14
由人工合成的一類高分子聚合物。為粘稠液體或加熱可軟化的固體,受熱時(shí)通常有熔融或軟化的溫度范圍,在外力作用下可呈塑性流動(dòng)狀態(tài),某些性質(zhì)與天然樹脂相似。合成樹脂重要的應(yīng)用是制造塑料。為便于加工和改善性能,常添加助劑,有時(shí)也直接用于加工成形,故常是塑料的同義語。合成樹脂還是制造合成纖維、涂料、膠粘劑、絕緣材料等的基礎(chǔ)原料。合成樹脂種類繁多。按主鏈結(jié)構(gòu)有碳鏈、雜鏈和非碳鏈合成樹脂;按合成反應(yīng)特征有加聚型和縮聚型合成樹脂。實(shí)際應(yīng)用中,常按其熱行為分為熱塑性樹脂和熱固性樹脂。生產(chǎn)合成樹脂的原料來源豐富,早期以煤焦油產(chǎn)品和電石碳化鈣為主,現(xiàn)多以石油和天然氣的產(chǎn)品為主,如乙烯、丙烯、苯、甲醛及尿素等。合成樹脂的生產(chǎn)方法采用本體聚合、懸浮聚合、乳液聚合、溶液聚合、熔融聚合和界面縮聚等。
合成樹脂重要的應(yīng)用是制造塑料。為便于加工和改善性能,常添加助劑,有時(shí)也直接用于加工成形,故常是塑料的同義語。合成樹脂還是制造合成纖維、涂料、膠粘劑、絕緣材料等的基礎(chǔ)原料。
合成樹脂種類繁多。按主鏈結(jié)構(gòu)有碳鏈、雜鏈和非碳鏈合成樹脂;按合成反應(yīng)特征有加聚型和縮聚型合成樹脂。實(shí)際應(yīng)用中,常按其熱行為分為熱塑性樹脂和熱固性樹脂。其中,熱塑性樹脂有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。熱固性樹脂有酚醛樹脂和脲醛樹脂,環(huán)氧樹脂,氟樹脂,不飽和聚酯和聚氨酯等。
中國(guó)合成樹脂的發(fā)展前景
“十一五”期間,國(guó)內(nèi)電子信息、汽車、房地產(chǎn)等行業(yè)的快速發(fā)展,居民消費(fèi)水平的升級(jí),將為中國(guó)合成樹脂的發(fā)展提供巨大的發(fā)展空間。預(yù)計(jì)“十一五”期間,中國(guó)合成樹脂的需求將延續(xù)“十五”期間10%左右的增長(zhǎng)速度,到2010年,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)表觀消費(fèi)量將達(dá)到6400萬噸,比“十五”末期增加約2600萬噸。預(yù)計(jì)“十一五”期間,國(guó)內(nèi)合成樹脂的產(chǎn)量將以年均12%的速度增長(zhǎng),到2010年,產(chǎn)量有望達(dá)到3700萬噸,比“十五”期末增加約1600萬噸。
生產(chǎn)原料及方法
生產(chǎn)合成樹脂的原料來源豐富,早期以煤焦油產(chǎn)品和電石碳化鈣為主,現(xiàn)多以石油和天然氣的產(chǎn)品為主,如乙烯、丙烯、苯、甲醛及尿素等。合成樹脂的生產(chǎn)方法采用本體聚合、懸浮聚合、乳液聚合、溶液聚合、熔融聚合和界面縮聚等。
合成樹脂
合成樹脂為高分子化合物,是由低分子原料――單體(如乙烯、丙烯、氯乙烯等)通過聚合反應(yīng)結(jié)合成大分子而生產(chǎn)的。工業(yè)上常用的聚合方法有本體聚合、懸浮聚合、乳液聚合和溶液聚合4種。
本體聚合法
本體聚合是單體在引發(fā)劑或熱、光、輻射的作用下,不加其他介質(zhì)進(jìn)行的聚合過程。特點(diǎn)是產(chǎn)品純潔,不需復(fù)雜的分離、提純,操作較簡(jiǎn)單,生產(chǎn)設(shè)備利用率高??梢灾苯由a(chǎn)管材、板材等質(zhì)品,故又稱塊狀聚合。缺點(diǎn)是物料粘度隨著聚和反應(yīng)的進(jìn)行而不斷增加,混合和傳熱困難,反應(yīng)器溫度不易控制。本體聚合法常用于聚加基丙烯酸甲酯(俗稱有機(jī)玻璃)、聚苯乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚酯和聚酰胺等樹酯的生產(chǎn)。
懸浮聚合法
懸浮聚合是指單體在機(jī)械攪拌或振蕩和分散劑的作用下,單體分散成液滴,通常懸浮于水中進(jìn)行的聚合過程,故又稱珠狀聚合。特點(diǎn)是:反應(yīng)器內(nèi)有大量水,物料粘度低,容易傳熱和控制;聚合后只需經(jīng)過簡(jiǎn)單的分離、洗滌、干燥等工序,即得樹脂產(chǎn)品,可直接用于成型加工;產(chǎn)品較純凈、均勻。缺點(diǎn)是反應(yīng)器生產(chǎn)能力和產(chǎn)品純度不及本體聚合法,而且,不能采用連續(xù)法進(jìn)行生產(chǎn)。懸浮聚合在工業(yè)上應(yīng)用很廣。75%的聚氯乙稀樹脂采用懸浮聚合法,聚苯乙烯也主要采用懸浮聚合法生產(chǎn)。反應(yīng)器也逐漸大型化。
乳液聚合法
乳液聚合是指借助乳化劑的作用,在機(jī)械攪拌或振蕩下,單體在水中形成乳液而進(jìn)行的聚合.乳液聚合反應(yīng)產(chǎn)物為膠乳,可直接應(yīng)用,也可以把膠乳破壞,經(jīng)洗滌、干燥等后處理工序,得粉狀或針狀聚合物。乳液聚合可以在較高的反應(yīng)速度下,獲得較高分子量的聚合物,物料的粘度低,易于傳熱和混合,生產(chǎn)容易控制,殘留單體容易除去。乳液聚合的缺點(diǎn)是聚合過程中加入的乳化劑等影響制品性能。為得到固體聚合物,耗用經(jīng)過凝聚、分離、洗滌等工藝過程。反應(yīng)器的生產(chǎn)能力比本體聚合法低。
溶液聚合法
溶液聚合是單體溶于適當(dāng)溶劑中進(jìn)行的聚合反應(yīng)。形成的聚合物有時(shí)溶于溶劑,屬于典型的溶液聚合,產(chǎn)品可做涂料或膠粘劑。如果聚合物不溶于溶劑,稱為沉淀聚合或淤漿聚合,如生產(chǎn)固體聚合物需經(jīng)沉淀、過濾、洗滌、干燥才成為成品。在溶液聚合中,生產(chǎn)操作和反應(yīng)溫度都易于控制,但都需要回收溶劑。工業(yè)溶液聚合可采用連續(xù)法合間歇法,大規(guī)模生產(chǎn)常采用連續(xù)法,如聚丙烯等。
歷史發(fā)展
一些樹木的分泌物常會(huì)形成樹脂,不過琥珀卻是樹脂的化石,蟲膠雖然也被看成樹脂,但卻是紫膠蟲分泌在樹上的沉積物。由蟲膠制成的蟲膠漆,初只用作木材的防腐劑,但隨著電機(jī)的發(fā)明又成為早使用的絕緣漆。然而進(jìn)入20世紀(jì)后,天然產(chǎn)物已無法滿足電氣化的需要,促使人們不得不尋找新的廉價(jià)代用品。 早在1872年德國(guó)化學(xué)家拜耳(A.Bayer)首先發(fā)現(xiàn)苯酚與甲醛在酸性條件下加熱時(shí)能迅速結(jié)成紅褐色硬塊或粘稠物,但因它們無法用經(jīng)典方法純化而停止實(shí)驗(yàn)。20世紀(jì)以后,苯酚已經(jīng)能從煤焦油中大量獲得,甲醛也作為防腐劑大量生產(chǎn),因此二者的反應(yīng)產(chǎn)物更加引人關(guān)注,希望開發(fā)出有用的產(chǎn)品,盡管先后有許多人為之花費(fèi)了巨大勞動(dòng),但都沒有達(dá)到預(yù)期結(jié)果。
1904年,貝克蘭和他的助手也開展這項(xiàng)研究,初目的只是希望能制成代替天然樹脂的絕緣漆,經(jīng)過三年的艱苦努力,終于在1907年的夏天,不僅制出了絕緣漆,而且還制出了真正的合成可塑性材料——Bakelite,它就是人們熟知的“電木”“膠木”或酚醛樹脂。
Bakelite一經(jīng)問世,很快廠商發(fā)現(xiàn),它不但可以制造多種電絕緣品,而且還能制日用品,愛迪生(T.Edison)用于制造唱片,不久又在廣告中宣稱:已經(jīng)用Bakelite制出上千種產(chǎn)品,于是一時(shí)間把貝克蘭的發(fā)明譽(yù)為20世紀(jì)的“煉金術(shù)”。
以煤焦油為原粒的酚醛樹脂,在1940年以前一直居各種合成樹脂產(chǎn)量之首,每年達(dá)20多萬噸,但此后隨著石油化工的發(fā)展,聚合型的合成樹脂如:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯的產(chǎn)量也不斷擴(kuò)大,隨著眾多年產(chǎn)這類產(chǎn)品10萬噸以上大型廠的建立,它們已成當(dāng)今產(chǎn)量多的四類合成樹脂。合成樹脂再加上添加劑,通過各種成型方法即得到塑料制品,到今天塑料的品種有幾十種,年產(chǎn)量在1.2億噸左右,我國(guó)也在500萬噸以上,它們已經(jīng)成為生產(chǎn)、生活及國(guó)防建設(shè)的基礎(chǔ)材料。
合成樹脂是塑料的主要成分,其在塑料中的含量一般在40%~100%。由于含量大,而且樹脂的性質(zhì)常常決定了塑料的性質(zhì),所以人們常把樹脂看成是塑料的同義詞。例如把聚氯乙烯樹脂與聚氯乙烯塑料、酚醛樹脂與酚醛塑料混為一談。其實(shí)樹脂與塑料是兩個(gè)不同的概念。樹脂是一種未加工的原始聚合物,它不僅用于制造塑料,而且還是涂料、膠粘劑以及合成纖維的原料。而塑料除了極少一部分含100%的樹脂外,絕大多數(shù)的塑料,除了主要組分樹脂外,還需要加入其他物質(zhì)。