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塑料
塑料
概述
塑料是一般常用的术语为广泛的合成或半合成的有机非晶形固体适于工业产品的制造材料。塑料通常是高分子量的聚合物,并且可以含有其它物质,以提高性能和/或降低成本。吸塑字来自希腊(plastikos)意为适合成型,(plastos)派生含义成型。它指的是它们的延展性,或可塑性制造期间,即允许它们被铸造,压制,或挤压成一个巨大的各种形状,例如膜,纤维,板,管,瓶,盒,以及更多的。普通吸塑字不应混淆与技术形容词塑料,这是适用于它经历形状(塑性变形)的永久变化的任何材料,当超过一定点紧张。铝,例如是塑料在这个意义上,但在常识不是塑料;与此相反,在其成品形式,一些塑料会变形之前断裂,所以不是塑料的技术意义。

有两种类型的塑料:热塑性塑料和热固性塑料。
  • 热塑性塑料软化和融化,如果足够的热量被应用;实例为聚乙烯,聚苯乙烯,和PTFE。
  • 热固性塑料不软化或熔融不管有多少热量被应用。例如:米卡塔,GPO,G-10

    概述:
    塑料可以分为通过它们的化学结构,即分子单元构成的聚合物的主链和侧链。在这些分类的一些重要基团是丙烯酸类,聚酯,有机硅,聚氨酯,和卤化塑料。塑料也可以被归类通过在其合成中使用的化学过程;例如,作为缩合,加聚,交联等。其它分类是基于质量有关的制造或产品设计。这些类的实例是热塑性和热固性,弹性体,结构,可生物降解的,导电的,等塑料还可以通过各种物理性质,诸如密度,拉伸强度,玻璃化转变温度,耐各种化学产品等排由于其相对低的成本,容易制造,多功能性和不渗透性与水的,塑料被用于在产品的巨大和范围不断扩大,从纸夹到太空船。他们已经取代了许多传统的材料,如木材;石;角和骨;皮革;纸;金属;玻璃;和陶瓷,在大多数他们的前用途。使用塑料是由他们的有机化学,这严重地限制了它们的硬度,密度和它们的抵抗热,有机溶剂,氧化和电离辐射的能力,主要的限制。特别是,大多数塑料会熔化或当加热到几百摄氏度分解。虽然塑料可制成导电性在一定程度上,他们仍然敌不过如铜或铝金属。[来源请求]塑料仍然过于昂贵,以取代木材,水泥和陶瓷像普通的建筑,桥梁,水坝大件物品,路面,铁路枕木等。

    化学结构:
    普通的热塑性塑料的范围从20,000至中分子量50万,而热固性材料被假定为具有无限分子量。这些链是由许多重复的分子单位,被称为重复单元,衍生自单体的;各聚合物链将具有几千个重复单元。塑料的绝大部分是由单独或与在骨架中的氧,氮,氯或硫的碳和氢的聚合物。 (一些商业利益是硅基)的主链是在主“路径”链接大量的重复单元一起的链的一部分。以改变塑料的性质,无论是具有不同的分子基团“挂起”或从主链“侧基”,(通常它们是“挂起”作为单体的一部分,联单体在一起形成的聚合物链之前)的重复单元。该定制由重复单元的分子结构已经允许塑料成为二十一世纪的寿命由微调聚合物的性质,例如不可缺少的一部分。

    一些塑料是部分结晶的,并在分子结构部分无定形,给他们二者的熔点(在该吸引力的分子间力被克服的温度)和一种或多种玻璃化转变(温度高于其中局部分子灵活性的程度显着增加) 。所谓半结晶的塑料包括聚乙烯,聚丙烯,聚(氯乙烯),聚酰胺(尼龙),聚酯和某些聚氨酯。许多塑料是完全无定形的,如 聚苯乙烯和它的共聚物,聚(甲基丙烯酸甲酯),以及所有热固性。

    塑料的历史:
    第一人造塑料是在1855年发明了亚历山大·帕克斯;他称这种塑料Parkesine(后来被称为赛璐珞)。塑料的发展已经从使用的天然的塑料材料(例如,口香糖,紫胶)的使用化学改性的天然材料(例如,橡胶,硝酸纤维素,胶原蛋白,galalite),最后完全合成的分子(例如,胶木树脂,环氧树脂,聚氯乙烯,聚乙烯)。

    塑料类型:
    纤维素类塑料
    在1855年,一个英国人从伯明翰命名的亚历山大·帕克斯开发的合成替代象牙,他的商品名称Parkesine销售,并获得一枚铜牌,在伦敦1862年世界博览会。 Parkesine由纤维素制成(植物细胞壁的主要成分)与硝酸和溶剂处理。该过程(俗称硝酸盐或pyroxilin纤维素)的输出可以被溶解在酒精和硬化成当被加热时,可以被模制的透明和弹性材料。通过将颜料到产品,它可以被制成类似于象牙。

    胶木
    基于合成聚合物胶头是由苯酚和甲醛制成,由利奥·亨德里克·贝克兰,比利时出生的美国人生活在纽约州创造1909年的第一个可行的和廉价的合成方法。贝克兰正在寻找一个绝缘虫胶在电动马达和发电机的外套丝。他发现,苯酚(C6H5OH)和甲醛(HCOH)的混合物形成的粘性块时混合在一起并加热,和质量变得非常硬,如果使之冷却。他继续他的调查,结果发现,该材料可与木粉,石棉,或石板粉尘混合,以产生“复合”材料具有不同的特性。大多数这些组合物的强劲和防火。唯一的问题是,该物质的合成过程中趋于泡沫,将所得的产物是不可接受的质量。贝克兰建压力容器给逼出来的气泡,并提供一个平滑,均匀的产品。他公开宣布他的发现在1912年,命名为胶木。它最初是用于电气和机械零件,终于修成消费品在20世纪20年代广泛使用。当电木专利在1930年到期,克特林公司收购专利,并开始使用一个不同的过程,允许更大范围的着色制造克特林塑料。酚醛塑料是第一个真正的塑料。这是一个纯粹的合成材料,不是基于在自然界中发现的任何材料或甚至分子。这也是第一个热固性塑料。常规热塑性可模塑,然后再次熔化,但是,当固化的聚合物链之间热固性塑料形成键,形成一个矩阵纠结,不能在不破坏塑性复原。热固性塑料是坚韧和耐高温。胶木便宜,结实,耐用。它被模塑成上千的形式,如收音机,电话,时钟,和台球。酚醛塑料已经通过更便宜和更小的脆性塑料已在很大程度上取代,但它们在需要其的绝缘和耐热性能的应用程序仍在使用。例如,某些电子电路板制成的纸或布片材浸渍有酚醛树脂的。

    酚醛树脂板材,棒材和管材生产的多个品牌多种档次。
  • 米卡塔是高品质的酚醛半成品形状的行业标准。这个工业酚醛最常见的等级是帆布,亚麻布和纸张。

    聚苯乙烯和聚氯乙烯
    第一次世界大战结束后,改进化工技术导致了塑料新形式爆炸。其中在新的塑料波浪的最早的例子是聚苯乙烯(PS)和聚氯乙烯(PVC),由德国法本公司开发的。

    聚苯乙烯是一种刚性的,脆的,廉价的塑料已经用于制造塑料模型工具和类似的小玩意儿。它也将是基础的最流行的“泡沫”塑料1,以商品名苯乙烯泡沫或泡沫聚苯乙烯。泡沫塑料可以在“开放式单元”的形式,其中的泡沫气泡互相连接时,如在吸湿海绵,和“闭孔”,其中所有的气泡是不同的,像小气球来合成,如在气体填充泡沫保温和浮选设备。在50年代后期,
    PVC有侧链合并氯原子,形成强大的债券。 PVC在其正常形态僵硬,强,耐热,耐候性,现在用于制造管道,排水沟,房屋墙板,机箱电脑和其他电子装置。聚氯乙烯也可以与化学加工软化,并且在该形式中,现在用于收缩包装,食品包装,和雨具。

    尼龙
    塑料行业在20世纪30年代真正的明星是聚酰胺(PA),远胜其商品名为尼龙知道。尼龙是第一个纯粹的合成纤维,杜邦公司在1939年世界博览会在纽约市推出。 1927年,杜邦公司已经开始指定Fiber66一个秘密开发项目,在哈佛化学家华莱士·卡罗瑟斯和化学部主任埃尔默凯泽博尔顿的方向。卡罗瑟斯已聘请执行纯理论的研究,而他的工作,了解新材料的分子结构和物理性能。他花了一些的第一步,在材料的分子设计。他的工作导致合成尼龙纤维的发现,这是非常强的,但也很灵活。第一个应用是猪鬃牙刷。然而,杜邦的真正的目标是丝绸,尤其是丝袜。卡罗瑟斯和他的团队合成了许多不同的聚酰胺包括聚酰胺6.6和4.6,以及聚酯。花了杜邦十二年,2700万美元,以完善的尼龙和合成和发展工业生产过程批量制造。有了这样一个重大的投资,这是毫不奇怪,杜邦幸免牺牲一点推出后,推动尼龙,创建一个公共的感觉,或“尼龙癫狂”。尼龙狂热又突然停止,在1941年底,当美国进入第二次世界大战。生产能力已被建立起来,生产尼龙袜,或者只是尼龙,对美国妇女被接管生产降落伞的传单和伞兵广大。战争结束后,杜邦公司又回到了卖尼龙公众,参与1946年的另一个促销活动,导致更大的热潮,引发了所谓的尼龙暴乱。

    接着聚酰胺6,10,11,和12都基于单体是环化合物开发;例如caprolactam.nylon 66是通过缩聚制造的材料。
    尼龙仍然重要的塑料,而不是只在面料的使用。在其本体的形式,它是非常耐磨,尤其是当含油,所以用于构建齿轮,轴承,衬套,并且由于良好的耐热性,越来越多地用于根据引擎罩的应用在汽车和其它机械件。

    天然橡胶
    天然橡胶是一种弹性体(弹性烃聚合物),最初来自于胶乳,在一些植物的汁液发现乳状胶体悬浮液。它是直接以这种形式(的确,橡胶在欧洲的第一次亮相是布料防水与从巴西的未硫化乳胶),但是,后来,在1839年很有用,查尔斯·古德伊尔发明了橡胶硫化;这与居多,硫成型(硫化)聚合物链之间的交联,改善的弹性和耐久性加热天然橡胶的一种形式。塑料在这些领域非常知名。

    合成橡胶
    合成了列别捷夫在1910年在二战中的第一个全合成橡胶,从东南亚天然橡胶供应封锁合成橡胶,特别是苯乙烯 - 丁二烯橡胶(又名政府橡胶 - 苯乙烯)的发展引起了热潮。在1941年,每年在美国生产的合成橡胶是它提高到840万t 1945年在太空竞赛和核军备竞赛,只有231吨,加州理工学院的研究人员尝试使用合成橡胶固体燃料火箭。最终,所有的大型军用火箭和导弹将使用合成橡胶基于固体燃料,并且他们也将在民用航天活动中发挥显著的一部分。

    其他塑料制品
    聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),更好地称为丙烯酸玻璃 。虽然丙烯酸现在众所周知的油漆和合成的纤维,如假毛皮使用,在他们的散装形式 他们其实很辛苦,比玻璃更加透明,并作为下商品名称,如玻璃替代品销往ACRYLITE ,有机玻璃,树脂玻璃和有机玻璃 。这些被用来在战争期间建造的飞机檐篷,其主要应用程序现在是大型照明招牌,如店面或内部大型卖场使用,并为真空成型浴缸,浴缸的制造。

    聚乙烯(PE),有时也被称为聚乙烯,发现于1933年由雷金纳德·吉布森和Eric福塞特在英国工业巨头帝国化学工业公司(ICI)。这种材料演变成两种形式, 低密度聚乙烯(LDPE) ,高密度聚乙烯(HDPE) 。 PE设备很便宜,灵活,耐用,耐化学性的。 LDPE是用来制造薄膜和包装材料,而高密度聚乙烯可用于容器,管道,以及汽车配件。而PE具有化学侵蚀低电阻,它以后被发现,在PE容器可以通过将其暴露于氟气,该改性容器的表面层进入更加严厉的聚氟乙烯更健壮制成。
    聚丙烯(PP) ,这是由朱利奥·纳塔发现,在50年代初。它是现代科学技术,知识的一般身体的成长会导致在不同的地方相同的发明,在大约相同的时间常见的,但聚丙烯是此​​现象的一个极端的情况下,被分别发明大约9倍。随后的诉讼没有得到解决,直到1989年聚丙烯设法生存法律过程和工作的菲利普斯石油公​​司,J·保罗·霍根和罗伯特·班克斯两位美国化学家,现在普遍相信作为材料的主要发明者。聚丙烯是类似于其祖先,聚乙烯,和聚乙烯股份的成本低,但它更健壮。它采用的是一切从塑料瓶到地毯到塑料家具,并在汽车非常频繁使用。
    聚氨酯(PU)在1937年发明了弗里德里希·拜尔和公司,并将投入使用战争结束后,在床垫吹的形式,家具的填充和保温。它也是成分之一的纤维氨纶(在非吹形式)。
    环氧 -在1939年,法本公司申请了专利多环氧化物或环氧树脂。环氧树脂是形成交联并且当催化剂或硬化剂,添加固化的一类的热固性塑料。战争结束后,他们会被广泛用于涂料,粘合剂和复合材料。使用环氧树脂作为基体的复合材料包括玻璃增强塑料,其中,所述结构元件是玻璃纤维,和碳 - 环氧复合材料,其中所述结构元件是碳纤维。玻璃纤维是现在通常用于构建运动艇,以及碳 - 环氧复合材料是在飞机日益重​​要的结构元件,因为它们是重量轻,强,耐热。
    的PET,PETE, PETGPET-P (聚对苯二甲酸乙酯)
    将在战后用于合成纤维命名雷克斯温菲尔德和詹姆斯·迪克森,在一家小英国公司在曼彻斯特的白棉布打印机的协会的古雅名工作两个化学家,开发的聚对苯二甲酸乙二酯(PET或PETE)在1941年,它,其名称如聚酯,涤纶,涤纶和,PET不太透气性比其它低成本的塑料,因此是制造瓶可口可乐等碳酸饮料的热门材料,因为碳化往往会攻击其他塑料制品,和酸性饮料如水果或蔬菜汁。 PET是也强,耐磨,并用于制造机械部件,食品托盘,并且必须忍受滥用的其他项目。 PET膜被用作用于记录的磁带的位置。
    PTFE(聚四氟乙烯)(又名特氟隆)
    一个在战争中使用的最令人印象深刻的塑料和最高机密,是聚四氟乙烯 (PTFE),更好地称为特氟隆,这可能是沉积在金属表面作为防刮痕和耐腐蚀,低摩擦的保护涂层。通过暴露的聚乙烯容器,氟气产生的聚氟乙烯表面层非常类似特氟隆。使用杜邦化学家罗伊命名宾吉发现聚四氟乙烯意外在1938年战争期间,它被用于气体扩散过程提炼铀原子弹,因为这个过程是高度腐蚀性。到了20世纪60年代初期,聚四氟乙烯黏附性煎锅人的需求。
    的Lexan是高冲击的聚碳酸酯塑料通用电气进行。 模克隆是高冲击的聚碳酸酯塑料拜耳进行。
    可生物降解(堆肥)塑料
    研究已经完成在该分解暴露在阳光下(例如,紫外辐射),水或潮湿,细菌,酶,风磨损可生物降解的塑料和一些情况鼠类病虫害或昆虫攻击也包括作为生物降解或环境的形式退化。很显然有些降解这些模式如果塑料是在表面露出只会工作,而如果在填埋或堆肥系统存在着一定的条件的其他方式,将仅是有效的。淀粉粉末已经混合塑料作为填料,以允许它更容易地降解,但它仍然不会导致塑料的完全崩溃。一些研究人员已经实际上遗传工程该合成一个完全可生物降解的塑料的细菌,但是这种材料,例如生物聚合物,是昂贵的,目前。德国化工公司BASF做Ecoflex树脂,完全可生物降解聚酯用于食品包装的应用。格尔塑料开发ECOGEHR ,由专业分布全系列生物聚合物的形状 塑料。
  • 特性和优点
    专业塑料提供超过1000种不同的塑料制品塑料板材,棒材,管材,薄膜,树脂及型材。
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