塑料行业知识

本思维导图介绍了塑料行业的基本知识，包含塑料的概念、塑料的分类、塑料的分类、塑料的优缺点、塑料的成分等。

塑料行业知识

• 概念
  • 塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物(macromolecules)，其抗形变能力中等，介于纤维和橡胶之间，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成。
  • 主要成分是树脂。树脂是指尚未和各种添加剂混合的高分子化合物，约占塑料总重量的40%～100%。塑料的基本性能主要决定于树脂的本性，但添加剂也起着重要作用。有些塑料基本上是由合成树脂所组成，不含或少含添加剂，如有机玻璃等。
• 类型
  • 塑胶原料定义为是一种以合成的或天然的高分子聚合物，可任意捏成各种形状最后能保持形状不变的材料或可塑材料产品
  • PE聚乙烯
  • PP聚丙烯
  • HDPE高密度聚乙烯
    • 用途比较广泛，薄膜、管材、注射日用品等多个领域
  • LDPE低密度聚乙烯
  • LLDPE线性低密度聚乙烯
  • 主要用于包装用薄膜、农用薄膜、塑料改性
  • PVC聚氯乙烯，搪胶
  • PA
  • PC
  • PU
  • PS聚苯乙烯，泡面盒，快餐盒
  • ABS丙稀晴-丁二烯苯乙烯共聚物，超不碎胶
• 优缺点
  • 优点
    • 1．大部分塑料的抗腐蚀能力强，不与酸、碱反应。
    • 2．塑料制造成本低。
    • 3．耐用、防水、质轻。
    • 4．容易被塑制成不同形状。
    • 5．是良好的绝缘体。
    • 6．塑料可以用于制备和燃料气，这样可以降低消耗
  • 缺点
    • 1.回收利用废弃塑料时，分类十分困难，而且经济上不合算。
    • 2.塑料容易燃烧，产生有毒气体
    • 3.由石油炼制的产品制成的，是有限的。
    • 4.塑料埋在地底下几百年才可以腐烂。
    • 5.塑料的耐热性能等较差，易于老化。
    • 6.由于塑料的无法自然降解性
• 成分
  • 主要成分
    • 高分子聚合物(或称合成树脂)
  • 辅助材料
    • 填料
      • 填料又叫填充剂，可以提高塑料的强度和耐热性能，并降低成本。
      • 填料可分为有机填料和无机填料两类，前者如木粉、碎布、纸张和各种织物纤维硅藻土等，后者如、石棉、碳灰等。填充剂在塑料中的含量一般控制在40% 以下。
    • 增塑剂
      • 增塑剂，或称塑化剂可增加塑料的可塑性和柔软性，降低脆性，使塑料易于加工成型。增塑剂(塑化剂) 一般是能与树脂混溶，无毒、无臭，对光、热稳定的高沸点有机化合物，最常用的是
    • 稳定剂
      • 稳定剂主要是指保持高聚物塑料、合成纤维等稳定,防止其分解、老化的试剂。为了防止合成树脂在加工和使用过程中受光和热的作用分解和破坏，延长使用寿命，要在塑料中加入稳定剂。常用的有盐、环氧树脂等。稳定剂的用量一般为塑料的0.3～0.5%。
    • 着色剂
      • 着色剂可使塑料具有各种鲜艳、美观的颜色。常用有机染料和无机染料
      • 作为着色剂。合成树脂的本色大都是白色半透明或无色透明的。在工业生产中常利用着色剂来增加塑料制品的色彩。
    • 润滑剂
      • 润滑剂的作用是防止塑料在成型时粘在金属模具上，同时可使塑料的表面光滑美观。常用的润滑剂有硬脂酸及其钙镁盐等。
    • 抗氧剂
      • 防止塑料在加热成型或在高温使用过程中受热氧化，而使塑料变黄，发裂等。
    • 抗静电剂
      • 塑料是电的不良导体，所以很容易带静电，而抗静电剂可以赋予塑料以轻度 至中等的电导性，从而可防止制品上静电荷的积聚。塑料中还可加入导电剂、导磁剂、相容剂等。以满足不同的使用要求
• 行业发展趋势
  • 国内塑料制品行业市场充分竞争与错位发展并存
    • 塑料零件的下游领域范围广，具体要求也各不相同，不同的塑料零件产品，对生产企业的研发能力、技术、生产技术以及管理水平的要求也有高低、难易的差异。
  • 兼顾国内塑料制品行业产品升级和产业转移
    • 国内塑料制品行业沿海东部和南部沿海产业集群区域已进入技术主导、质量取胜、产品升级的发展阶段，未来主要负责引领技术创新和产业升级； 中西部地区具有比较的成本优势，国内塑料制品行业生产逐渐向中西部地区转移的趋势不可避免，近年来中西部地区塑料制品行业产量平均增长率高于东部沿海地区，但行业产业转移还需经历较长的阶段。
  • 国内塑料制品行业将面临未来的发展机遇
    • 近年来，随着塑料材料研究的进一步突破，改性工程塑料的材料性能越来越优越，塑料零部件的应用领域不断扩展，开始延伸到航空航天、新能源、先进制造和新型加工技术等领域，有着极其广阔的市场发展空间。 同时，塑料制品行业在智能家居设备、物联网设备等新兴产业领域也逐渐实现交叉融合。 未来，塑料制品行业下游应用领域的扩大，将进一步推动上游企业持续开发新产品以适应市场发展，为行业带来巨大的发展机遇。
  • 国内塑料零部件行业将面临未来的发展机遇
    • 随着工程塑料的发展、高强度轻质新材料的开发，以及先进的成型设备和技术的进步，塑料零件广泛应用于建筑和房地产、包装工业、汽车、家电产品、家电产品、医疗器械及其他工业领域。 塑料零件应用领域广泛，产品覆盖面广，易于工业化生产，产业发展符合轻量化、可回收利用等技术发展趋势和绿色环保政策的指导，未来市场需求空间潜力巨大。
  • 国内塑料齿轮行业面临跨越式发展机遇
    • 随着国内智能家居设备、物联网设备等新兴产业领域的迅速崛起，中国市场成为世界主要消费国，国内塑料齿轮行业面临着跨越式发展的机遇。 在未来变大变强的过程中，塑料齿轮行业将依赖自主创新、集成创新以及工业基础水平的整体提高来支撑行业的可持续发展。
• 行业现状
  • 1、塑料应用广泛，塑料原材料来源丰富，成本低，成形加工容易，生产率高，构件质量轻，比强度高，耐磨性、自润滑性、耐腐蚀性、电绝缘性好等多种广泛应用于工业和农业生产、交通、航空、航天、高铁、汽车、建材、家电、电子电气、包装、医疗等领域。
  • 2、塑料使用受到监管今年1月，国家发改委和生态环境部发布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》号文件，各地市场监管部门开展塑料制品质量监督检查，依法检查厚度小于0.025毫米的超薄塑料购物袋和厚度为0.01毫米。
  • 3、近年来，我国塑料制品行业保持稳定增长，但2018年出现明显下跌。 这和国内行业政策的制定也有一定的关系。 例如环境保护严格调查、2017年开始的环境保护严格调查、下游小厂、不合格企业相继被取缔和关闭，另外政府对塑料产品的使用限制也制约了塑料产品的产量增长。
  • 4、塑料企业聚集沿海地区。
  • 5、中国塑料加工行业正处于转型升级的关键阶段。
• 加工工艺
  • 成型定义
    • 塑料的成型加工是指由合成树脂制造厂制造的聚合物制成最终塑料制品的过程。加工方法（通常称为塑料的一次加工）包括压塑（模压成型）、挤塑（挤出成型）、注塑（注射成型）、吹塑（中空成型）、压延等。
  • 吸塑
    • 用吸塑机将片材加热到一定温度后，通过真空泵产生负压将塑料片材吸附到模型表面上，经冷却定型而转变成不同形状的泡罩或泡壳。
  • 压塑
    • 压塑也称模压成型或压制成型，压塑主要用于酚醛树脂、脲醛树脂、不饱和聚酯树脂等热固性塑料的成型。
  • 挤塑
    • 挤塑又称挤出成型，是使用挤塑机（挤出机）将加热的树脂连续通过模具，挤出所需形状的制品的方法。挤塑有时也有于热固性塑料的成型，并可用于泡沫塑料的成型。挤塑的优点是可挤出各种形状的制品，生产效率高，可自动化、连续化生产；缺点是热固性塑料不能广泛采用此法加工，制品尺寸容易产生偏差。
  • 注塑
    • 注塑又称注射成型。注塑是使用注塑机（或称注射机）将热塑性塑料熔体在高压下注入到模具内经冷却、固化获得产品的方法。注塑也能用于热固性塑料及泡沫塑料的成型。注塑的优点是生产速度快、效率高，操作可自动化，能成型形状复杂的零件，特别适合大量生产。缺点是设备及模具成本高，注塑机清理较困难等。
  • 吹塑
    • 吹塑又称中空吹塑或中空成型。吹塑是借助压缩空气的压力使闭合在模具中的热的树脂型坯吹胀为空心制品的一种方法，吹塑包括吹塑薄膜及吹塑中空制品两种方法。用吹塑法可生产薄膜制品、各种瓶、桶、壶类容器及儿童玩具等。
  • 压延
    • 压延是将树脂和各种添加剂经预期处理（捏合、过滤等）后通过压延机的两个或多个转向相反的压延辊的间隙加工成薄膜或片材，随后从压延机辊筒上剥离下来， 再经冷却定型的一种成型方法。压延是主要用于聚氯乙烯树脂的成型方法，能制造薄膜、片材、板材、人造革、地板砖等制品。
  • 发泡成型
    • 发泡材料（PVC，PE和PS等）中加入适当的发泡剂，使塑料产生微孔结构的过程。几乎所有的热固性和热塑性塑料都能制成泡沫塑料。按泡孔结构分为开孔泡沫塑料（觉大多数气孔互相连通）和闭孔泡沫塑料（绝大多数气孔是互相分隔的），这主要是由制造方法（分为化学发泡，物理发泡和机械发泡）决定的。
• 理化分类
  • 热塑性塑料
    • 热塑性塑料(Thermo plastics )：指加热后会熔化，可流动至模具冷却后成型，再加热后又会熔化的塑料；即可运用加热及冷却，使其产生可逆变化(液态←→固态)，是所谓的物理变化。通用的热塑性塑料其连续的使用温度在100℃以下，聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯并称为四大通用塑料。热塑料性塑料又分烃类、含极性基因的乙烯基类、工程类、纤维素类等多种类型。受热时变软，冷却时变硬，能反复软化和硬化并保持一定的形状。可溶于一定的溶剂，具有可熔可溶的性质。热塑性塑料具有优良的电绝缘性，特别是聚四氟乙烯（PTFE）、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)都具有极低的介电常数和介质损耗，宜于作高频和高电压绝缘材料。热塑性塑料易于成型加工，但耐热性较低，易于蠕变，其蠕变程度随承受负荷、环境温度、溶剂、湿度而变化。为了克服热塑性塑料的这些弱点，满足在空间技术、新能源开发等领域应用的需要，各国都在开发可熔融成型的耐热性树脂，如聚醚醚酮（PEEK）、聚醚砜(PES)、聚芳砜(PASU)、聚苯硫醚(PPS)等。以它们作为基体树脂的复合材料具有较高的力学性能和耐化学腐蚀性，能热成型和焊接，层间剪切强度比环氧树脂好。如用聚醚醚酮作为基体树脂与碳纤维制成复合材料，耐疲劳性超过环氧/碳纤维。它的耐冲击性好，在室温下具有良好的耐蠕变性，加工性好，可在240～270℃连续使用，是一种非常理想的耐高温绝缘材料。用聚醚砜作为基体树脂与碳纤维制成的复合材料在 200℃具有较高的强度和硬度，在-100℃尚能保持良好的耐冲击性；无毒，不燃，发烟最少，耐辐射性好，预期可用它作航天飞船的关键部件，还可模塑加工成雷达天线罩等。
  • 热固性塑料
    • 热固性塑料是指在受热或其他条件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料，如酚醛塑料、环氧塑料等。热固性塑料又分甲醛交联型和其他交联型两种类型。热加工成型后形成具有不熔不溶的固化物，其树脂分子由线型结构交联成网状结构。再加强热则会分解破坏。典型的热固性塑料有酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯、呋喃、聚硅醚等材料，还有较新的聚苯二甲酸二丙烯酯塑料等。它们具有耐热性高、受热不易变形等优点。缺点是机械强度一般不高，但可以通过添加填料，制成层压材料或模压材料来提高其机械强度。 以酚醛树脂为主要原料制成的热固性塑料，如酚醛模压塑料（俗称电木），具有坚固耐用、尺寸稳定、耐除强碱外的其他化学物质作用等特点。可根据不同用途和要求，加入各种填料和添加剂。如要求高绝缘性能的品种，可采用云母或玻璃纤维为填料；如要耐热的品种，可采用石棉或其他耐热填料；如要求抗震的品种，可采用各种适当的纤维或橡胶为填料及一些增韧剂以制成高韧性材料。此外还可以采用苯胺、环氧、聚氯乙烯、聚酰胺、聚乙烯醇缩醛等改性的酚醛树脂以满足不同用途的要求。用酚醛树脂还可以制成酚醛层压板，其特点是机械强度高，电性能良好，耐腐蚀，易于加工，广泛应用于低压电工设备。 氨基塑料有脲甲醛、三聚氰胺甲醛、脲素三聚氰胺甲醛等。它们具有质地坚硬、耐刮痕、无色、半透明等优点，加入色料可制成彩色鲜艳的制品，俗称电玉。由于它耐油，不受弱碱和有机溶剂的影响（但不耐酸），可在70℃下长期使用，短期可耐110～120℃，可用于电工制品。三聚氰胺甲醛塑料比脲甲醛塑料硬度高，有更好的耐水、耐热、耐电弧性，可作耐电弧绝缘材料。 以环氧树脂为主要原料制成的热固性塑料品种很多，其中以双酚A型环氧树脂为基材的约占90%。它具有优良的粘接性、电绝缘性、耐热性和化学稳定性，收缩率和吸水率小，机械强度好等特点。 不饱和聚酯和环氧树脂都可以制成玻璃钢，具有优异的机械强度。如不饱和聚酯的玻璃钢，其机械性能良好，密度小（只有钢的1/5至1/4，铝的1/2），易于加工成各种电器零件。以苯二甲酸二丙烯酯树脂制成的塑料的电性能和机械性能均优于酚醛和氨基热固性塑料。它吸湿性小，制品尺寸稳定，成型性能好，耐酸碱及沸水和一些有机溶剂。模塑料适于制造结构复杂的、既耐温又有高绝缘性的零件。一般可在-60～180℃的温度范围长期使用，耐热等级可达F级到H级，比酚醛和氨基塑料的耐热性都高。 聚硅醚结构形式的有机硅塑料在电子、电工技术中的应用较多。有机硅层压塑料多以玻璃布为补强材料；有机硅模压塑料多以玻璃纤维和石棉为填料，用以制造耐高温、高频或潜水电机、电器、电子设备的零部件等。这类塑料的特点是介电常数和tgδ值较小，受频率影响小，用于电工和电子工业中耐电晕和电弧，即使放电引起分解，产物是二氧化硅而不是能导电的碳黑。这类材料有突出的耐热性，可以在250℃连续使用。聚硅醚的主要缺点是机械强度低，胶粘性小，耐油性差。已开发出许多改性有机硅聚合物，例如聚酯改性有机硅塑料等在电工技术上得到应用。有的塑料既是热塑性又是热固性的塑料。例如聚氯乙烯，一般为热塑性塑料，日本已研制出一种新型液态聚氯乙烯是热固性的，模塑温度为60～140℃；美国一种叫伦德克斯的塑料，既有热塑性加工的特征，又有热固性塑料的物理性能。 ①烃类塑料。属非极性塑料，具有结晶性和非结晶性之分，结晶性烃类塑料包括聚乙烯、聚丙烯等，非结晶性烃类塑料包括聚苯乙等。 ②含极性基因的乙烯基类塑料。除氟塑料外，大多数是非结晶型的透明体，包括聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯等。乙烯基类单体大多数可以采用游离基型催化剂进行聚合。 ③热塑性工程塑料。主要包括聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、ABS、聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二酯、聚砜、聚醚砜、聚酰亚胺、聚苯硫醚等。聚四氟乙烯。改性聚丙烯等也包括在这个范围内。 ④热塑性纤维素类塑料。主要包括醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、塞璐珞、玻璃纸等。
• 用途分类
  • 通用塑料
    • PE
    • PP
      • 均聚
        • 主要用在拉丝、纤维、注射、BOPP膜
      • 共聚
        • 主要应用于家用电器注射件，改性原料，日用注射产品、管材等
      • 无规
        • 主要用于透明制品、高性能产品、高性能管材等
    • PVC
      • 由于其成本低廉，产品具有自阻燃的特性，故在建筑领域里用途广泛，尤其是下水道管材、塑钢门窗、板材、人造皮革等用途最为广泛
    • PS
      • 在有透明需求的情况下，用途广泛，如汽车灯罩、日用透明件、透明杯、罐等
    • ABS
      • 用途广泛的工程塑料，具有杰出的物理机械和热性能，
      • 家用电器、面板、面罩、组合件、配件等，尤其是家用电器，如洗衣机、空调、冰箱、电扇等，用量十分庞大，另外在塑料改性方面，用途也很广
  • 工程塑料
    • 被广泛应用于电子电气、汽车、建筑、办公设备、机械、航空航天等行业，以塑代钢、以塑代木已成为国际流行趋势。
  • 特种塑料
    • 一般是指具有特种功能，可用于航空、航天等特殊应用领域的塑料。如氟塑料和有机硅具有突出的耐高温、自润滑等特殊功用，增强塑料和泡沫塑料具有高强度、高缓冲性等特殊性能，这些塑料都属于特种塑料的范畴