塑膠

塑膠

由碳氧氫和氮及其他有機無機元素構成的固體
塑膠(英文名:plasticcement),主要由碳、氧、氫和氮及其他有機或無機元素所構成,成品為固體,在制造過程中是熔融狀的液體,因此可以籍加熱使其熔化、加壓力使其流動、冷卻使其固化,而形成各種形狀,此龐大而變化多端的材料族群稱為塑膠。
    中文名:塑膠 外文名:perspex 别名:塑料 主要應用:家電、汽車、手機、PC、醫療器械 行業情況:2010年中國塑膠件制造行業2286家 業總産值:1076.49億元(2010年) 發展趨勢:可以替代多個傳統金屬零件 主要構成:碳、氧、氫和氮及其他有機元素 易造成的問題:環境的污染,破壞生物多樣性

發展過程

塑膠應用非常廣泛,是家電、汽車、手機、PC、醫療器械、照明電器中不可或缺的部件。随着我國工業經濟持續穩定的增長,塑膠廣泛運用于家電、汽車、手機、PC、醫療器械等行業之中,而且是不可缺少的部件,實現了快速發展。

十二五期間,我國汽車、家電、消費電子、醫療器械等下遊行業将繼續保持較快發展,這些行業對塑膠件的需求将持續擴大,同時需求将也呈現高端化、精密化趨勢。預計十二五期間,中國塑膠件制造行業銷售規模将達到1700億元。據中投調查,近年來,中國塑膠件制造行業技術創新能力得到進一步增強,企業技術研發中心數量不斷增多;産業結構、企業結構和産品結構不斷調整,産業集約度逐步升級;産業的整體優勢得到進一步提升和加強,與國際上發達國家的差距正在逐漸縮小,某些方面已達到世界先進水平,進入從大國向先進強國邁進的可持續發展的關鍵時期。

江蘇、浙江、上海、廣東等地塑膠件制造行業蓬勃發展,無論是企業數量,還是産銷規模均處于全國領先地位,行業的區域集中度相對較高。與此同時,國内企業在近年來也取得了較快發展,行業領先企業實力進一步增強。但同時,國外先進企業也看好國内市場,逐漸加大投資力度,耐普羅、赫比國際集團、安能利集團等跨國公司的進入使得行業内競争更為激烈。

精度檢測

随着塑膠工業的飛速發展和塑膠性能的不斷提高,塑膠件得到了更為廣泛的應用,塑膠件正在不同的領域替代傳統的金屬零件,一個設計合理的塑膠件往往能夠替代多個傳統金屬零件,從而達到簡化産品結構、節約制造成本的目的。因此針對塑膠應用領域對塑膠精度的要求并結合市場分析,推薦适合塑膠檢測的儀器有MUMA便攜式影像儀、VMS系列光學影像測量儀、VML系列3D光學影像測量儀等等。

基本概念

塑膠的定義(美國塑料工業協會):主要由碳、氧、氫和氮及其他有機或無機元素所構成,成品為固體,在制造過程中是熔融狀的液體,因此可以籍加熱使其熔化、加壓力使其流動、冷卻使其固化,而形成各種形狀,此龐大而變化多端的材料族群稱為塑膠。

主要應用

塑膠零件廣泛應用現代生活中的每一個領域,例如家用電器、儀器儀表、電線電纜、建築器材、通訊電子、汽車工業、航天航空、日用五金等。塑膠的應用如此之廣,使用如此之便利,以至于帶來了副作用,在某些領域人們不得不開展“禁塑令”。

原料

1.塑膠原料的主要成份是含碳化合物。

2.塑膠原料:是由高分子合成樹脂(聚合物)為主要成份,滲入各種輔助料或添加劑,在特定溫度,壓力下,具有可塑性和流動性,可被模塑成一定形狀,且在一定條件下保持形狀不變的材料。

3.聚合物:指聚合過程所産生的純材料或稱聚合材料,無論天然樹脂還是合成樹脂均屬高分子合聚物,簡稱高聚物。

4.塑膠對電,熱,聲具有良好絕緣性:電絕緣性,耐電弧性,保溫,隔聲,吸音,吸振,消聲性能卓越。

塑膠原材料大部是從一些油類中提煉出來的,最熟悉的部分PC料是從石油中提煉出來的,PC料在燒的時候有一股汽油味;ABS是從煤炭中提煉出來的,ABS在燒完滅掉的時候會呈煙灰狀;POM是從天然氣提煉出來的,POM在燒完的時候會有一股非常臭的瓦斯味。

着色

塑料的配色是塑料着色中的關鍵,隻有配好顔色,才能制備出色澤适宜的産品。在配色過程中,首先要弄清制品的應用要求,并根據塑料材料的着色性能,選擇适用的着色劑。在選色時技術人員應嚴格檢查可用顔料的顔色、着色力、分散性、性能、加工均衡穩定性、混合性和成本等方面後,便可選擇出使用的顔料,初步确定用量。選色和配色效果的好壞,除依賴于技術人員的專業技術知識外,還要求技術人員有健全的視覺功能。同時要依賴于高技術含量的配色儀器及設備。本文就塑料配色程序與配色方法。

配色程序

配色是着色的重要環節之一,配色首選是進行初步配方的設計,然後就是對初步配方進行調整,使之适合于規模生産,且保證塑料制品顔色的均勻一緻性。

1.1初步配方的設計

(1)根據塑料制品整體設計的要求,尋找出與标準色樣相近似的樣品作為參照物。參照物選擇得當與否,直接關系到着色效果的好壞。為了便于尋找到較佳的着色參照物,平時應多積累、多制備些着色塑料色闆或塑料色料以備參照,同時還應把自己選色經驗和教訓編成相應的着色配方,以供參考。

(2)在無參照物的情況下,應仔細觀察分析塑料制品(樣品)的顔色色光、色調及亮度等,确定顔色屬性,确定所用顔色是透明色,還是不透明色,其中是否含有其他特殊顔料(如熒光顔料、金屬顔料等),然後根據孟塞爾顔色系統顔色。

(3)從色調、亮度、濃淡度等方面反複比較與标準色樣和參照物的差别,在此基礎上對參照物的着色劑配方進行修正,拟定出初步配方。

或者按照孟塞爾顔色系統标定原理設計所需顔色,并拟定初步配方。

1.2調整配方按照拟定的初步配方進行實物着色試驗,将制得着色實樣與标準色樣和參照物一起進行比較,進一步調整着色配方。然後根據調整後的配方再制備實樣進行比較,再調整配方,如此反複多次,直到實樣色調與标準色樣相同或達到最接近标準色樣的令人滿意的程度為止。最後确定着色配方進行生産。

配色方法

2.1目測配色

一個有經驗的配色人員,在配色之前,必須對他所需要的着色劑有比較清晰的概念。要掌握着色劑混用着色的一般規律,還應對所用的着色劑的性能,如色調、色光、遷移性、耐熱性、耐候性、化學穩定性等有比較清楚的了解,同時積累有代表性的各種塑料着色樣品和配色。在找到适合的着色劑配方之前,必須進行大量的試驗,并對同一顔色進行反複地調色,直到獲得所需要求的顔色為止。顯然,目測配色法是一種試湊方法,不是很科學。由于此方法較為簡單實用,至今仍被廣泛采用。但此種方法很費時間,要求操作人員有比較豐富的經驗,否則将很難操作。

2.2儀器配色

儀器配色法是在目測配色法的基礎上引申出來的。此法采用分光光度計和其他測量儀器代替人眼和大腦的功能。色彩比例的試湊過程是通過計算機模拟進行的,而不需要對塑料進行着色的實際混合。操作人員隻需要測量反射率,即它的标準值,并選擇用于配色的顔料即可。通過調整配色顔料的濃度,使該測量系統與标準的換算值一緻。如果操作人員選擇的顔料合理,該系統将以質量分數的形式輸出一個配方,然後再将百分比配方轉換成質量配比。

如果(定性)知道樣品所用的是何種配方的着色劑,計算機可以很方便地算出該配方中各種顔(染)料的實際用量。但往往不知道樣品使用的着色劑的配方,在這種情況下,可以采用樣品的色度坐标來配色。有許多分析的和經驗的關系,用來選擇适當着色劑配方,并确定應用于每種配方的濃度。這些關系的建立需要進行大量的計算。采用計算機可使整個顔色配色過程的時間縮短到十幾分鐘。

一種顔色可以由含有不同顔料的幾個配方配出。這些配方的性能特點和成份互不相同。可以用配色儀器和計算機得出一種顔色的多種配方,供配色的操作人員選擇,看看到底是用少量昂貴的有機顔料經濟,還是用大量廉價的無機顔料合算,使人們有較大的選擇範圍。

另外,熒光材料的儀器配色和目測配色都很困難,這是因為熒光是一個新的變量,兩個試樣在不同的光源下比較時,可能會出現不同的結果。不僅光源會影響對試樣的觀察,入射光與觀察位置間的角度也會影響對試樣的觀察。

注意事項

調色調色時首先要注意着色劑的色光,每種着色劑除了它的本色外,還有各自的色光,即與确定的标準色相比之下存在的比較次要的色素,即稱為色光。如酞菁綠帶黃光,中鉻黃帶紅光等。如果中鉻黃與酞菁綠相拼配,必須避免由于中鉻黃的紅光的介入,存在紅、黃、藍三基色相拼,使配得的顔色發暗。因此欲得到鮮豔的顔色,兩種着色劑相拼時,要注意相抵觸色光的幹擾。在實際配制純正紅色時,可采用立索爾大紅和耐曬大紅等着色拼配,是它們的黃、藍(紫)等色光相抵消,同時加入白色着色劑以提高其明亮程度。

分類

根據熱性能和加工性能

熱塑性塑料:受熱軟化并可反複加熱成型

如聚氯乙烯塑料、聚丙烯塑料

熱固性塑料:受熱固化定型後不能再加熱熔融成型

如酚醛塑料、脲醛塑料

按用途分

通用塑料:産量大

如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯

工程塑料

如聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚、聚酰胺、聚甲醛

特種塑料

如醫用塑料、導電塑料、耐高溫塑料

環保問題

自面世以來,塑料得到廣泛應用,但同時亦産生嚴重的環境問題。塑膠垃圾難以自然分解,導緻固體廢物的增加;若流入海洋中,亦會導緻海洋生物誤食、窒息、中毒等,影響海洋生态;焚化塑膠垃圾亦會造成空氣污染,部份塑膠,如聚氯乙烯(PVC)和聚碳酸酯(Polycarbonates)在某些條件下或會釋出有害物質或内分泌幹擾素,危害生物的生育機能。因此,減少使用塑膠成為環境保護中一項重要的工作。

回收分類

為方便塑膠的回收,美國塑膠工業協會(TheSocietyofthePlasticsIndustry,Inc.,USA)提出利用塑料類型來分類的标簽系統:“合成樹脂識認碼”(ResinIdentificationCode,常譯為“塑膠材料編碼”或“塑料編碼”)。可回收的塑膠容器均會附有一個以三個箭号圍繞而成的三角形标簽,标簽上會表示塑料的類型。

中國國家标準(GB18455-2001)規定,體積/容積超過100毫升的塑料包裝制品或塑料容器必須直觀标注塑料回收标示。

可分解塑膠

用可降解的澱粉塑料制造的餐刀,叉子和匙。

可分解塑膠能于陽光下分解。亦有于塑料中加入澱粉使其更易于生物分解,但分解仍不完全。亦有人利用基因改造細菌産生完全可生物分解的塑料,但成本仍高昂。德國巴斯夫公司(BASF)研究出一種稱為Ecoflex的可生物分解塑料,用于食品包裝。以上的可分解塑料由于成本問題,因此鮮有使用。而這種塑料必需曝露于空氣的情況下才能分解,因此若被掩埋,仍然會導緻固體廢物的問題。

塑料生産商常在包裝上含糊地稱産品為樹脂,即使明明是人精/人造樹脂/合成樹脂。一般人很易受誤導以為是天然樹脂而放心購買和使用。許多生産商也未有清楚列出制造産品時加入的各式有害化學品。

由于塑料大量生産,價錢便宜,顔色選擇多,所有人們也大量使用塑料用品,以緻常在未了解某些塑料的實際特性的情況下不當地使用塑料。例如,有些塑料不宜加熱或用來存放酸性飲品食品,有些塑料不宜受陽光照射等,否則成份會不穩定而釋出。由于無即時危險,以緻塑料産品中各種有害物質已從不同途徑,尢其是飲食,進入和污染人體。

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