合成樹脂,是一種人工合成的一類高分子量聚合物,是兼?zhèn)浠虺^天然樹脂固有特性的一種樹脂。ASTM D883-65T將合成樹脂定義為分子量未加限定但往往是高分子量的固體、半固體或假(準(zhǔn)) 固體的有機(jī)物質(zhì),受應(yīng)力時(shí)有流動(dòng)傾向,常具有軟化或熔融范圍并在破裂時(shí)呈貝殼狀。
在實(shí)際應(yīng)用中它一方面常與聚合物甚至塑料同義使用,特別是指由單體通過聚合反應(yīng)所生成的未加任何助劑或僅加有極少量助劑的基本材料。此外,也有時(shí)用于代表未固化的流動(dòng)性熱固性聚合物材料。
世界三大合成材料包括合成樹脂、合成橡膠和合成纖維。合成樹脂是產(chǎn)量和消費(fèi)量最高的合成材料。
應(yīng)用領(lǐng)域
合成樹脂最重要的應(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%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)。
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,廣泛使用的樹脂混凝土也以合成樹脂為膠凝材料。由于合成樹脂和其他競爭材料相比具有明顯的性能和成本優(yōu)勢(shì),其應(yīng)用滲透到國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)方面。包裝是合成樹脂最大市場,其次是建筑用品。電子、電氣和汽車也是合成樹脂很重要的應(yīng)用領(lǐng)域。其他市場還有家具、玩具、娛樂用品、家用器具和醫(yī)療用品等。
基本種類
合成樹脂種類繁多。
- 合成樹脂工業(yè)產(chǎn)品可分為通用樹脂和專用樹脂。通用樹脂產(chǎn)量大,成本低,一般用于通用消費(fèi)品或耐用商品,代表性的品種有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和ABS五大類合成樹脂;專用樹脂一般指為專門用途而生產(chǎn)的樹脂,產(chǎn)量較小,生產(chǎn)成本較高,例如可替代金屬用于機(jī)械、電子、汽車等部門,工程塑料就屬于專用樹脂的范疇。重要的工程塑料有聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、改性聚苯醚及聚四氟乙烯等。另一類專用樹脂是熱塑料彈性體,它具有類似橡膠的彈性,加熱時(shí)又可重復(fù)成型。?
- 根據(jù)化學(xué)組成,合成樹脂又可大致分為兩個(gè)類別:一種主鏈僅由脂肪族碳原子構(gòu)成,通用樹脂基本屬于這一類別;另一種合成樹脂在主鏈中除碳原子外還含有氧、氮和硫等,大部分工程塑料是由雜鏈聚合物構(gòu)成的。
- 根據(jù)工程性能,合成樹脂又可分為熱塑性樹脂和熱固性樹脂。其差別主要來自于聚合物的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)。熱塑性樹脂分子鏈結(jié)構(gòu)為線型或帶支鏈型的,受熱后可塑化(或稱軟化、熔化)和流動(dòng),并可多次反復(fù)塑化成型。典型的熱塑性樹脂有聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。熱塑性樹脂可以快速成型,并可重復(fù)成型。熱固性樹脂屬立體型結(jié)構(gòu)的高分子聚合物,在分子鏈中含有多官能團(tuán)大分子,在有固化劑存在和受熱、加壓作用下可軟化(或熔化)并同時(shí)固化(或熟化)成為不溶、不熔的高聚物。通用的典型熱固性樹脂有苯酚-甲醛樹脂(俗稱酚醛樹脂)、脲-甲醛樹脂(俗稱脲醛樹脂)、三聚氰胺甲醛樹脂(俗稱密胺甲醛樹脂)、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚氨酯等。
制備方法
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、溶液聚合、淤漿聚合、氣相聚合等。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。
發(fā)展前景
隨著世界經(jīng)濟(jì)格局的變化、美國能源結(jié)構(gòu)的大幅調(diào)整以及我國經(jīng)濟(jì)增長方式的改變,在節(jié)能環(huán)保的大環(huán)境下,化工市場競爭格局變化和需求升級(jí)都將帶來產(chǎn)業(yè)的巨大變化。從合成樹脂上游裝置原料來看,更趨于多元化、輕質(zhì)化,以提高產(chǎn)品的競爭力。從需求端來看,對(duì)合成樹脂產(chǎn)品提出了綠色、功能化、差異化的要求。
面對(duì)嚴(yán)峻的市場,我國合成樹脂要走技術(shù)創(chuàng)新之路。我國合成樹脂企業(yè)一要提高產(chǎn)品的技術(shù)含量,突破高技術(shù)壁壘,鎖定用戶;二要加強(qiáng)產(chǎn)品的技術(shù)服務(wù)和售后服務(wù),讓用戶在購買成本合適的前提下性價(jià)比最高;三要提高產(chǎn)品質(zhì)量,企業(yè)可選擇有競爭力的用戶進(jìn)行走訪,量身定做產(chǎn)品,根據(jù)對(duì)方要求加強(qiáng)質(zhì)量管理、增加認(rèn)證等,綁定高端客戶。