🧴 塑料种类完全指南

科普 84 阅读 更新于 2026-09-04 17:05

涵盖热塑性塑料、热固性塑料、工程塑料、特种塑料、生物降解塑料等全面介绍

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通用塑料

PE(聚乙烯)— 最常见的塑料

基本信息

英文名 Polyethylene 缩写 PE 回收代码 #2(HDPE)/ #4(LDPE)

化学结构与原理

聚乙烯是由乙烯单体(CH₂=CH₂)通过聚合反应形成的长链高分子化合物。其分子式为 -(CH₂-CH₂)n-,是最简单的聚合物之一。根据聚合条件和催化方式的不同,可以得到密度不同、性能各异的产品。

主要类型

类型密度 (g/cm³)特点主要用途
LDPE(低密度聚乙烯)0.910-0.925柔软、透明性好、耐寒保鲜膜、塑料袋、软管
LLDPE(线性低密度PE)0.915-0.935拉伸强度高、耐穿刺农膜、拉伸膜、盖膜
HDPE(高密度聚乙烯)0.941-0.965刚性好、强度高、耐化学奶瓶、洗发水瓶、管道
UHMWPE(超高分子量PE)0.930-0.935极高耐磨性、自润滑人工关节、防弹衣、滑轨
MDPE(中密度聚乙烯)0.926-0.940介于LDPE和HDPE之间燃气管道、包装膜

物理性能

  • 熔点:LDPE约105-115°C,HDPE约120-130°C
  • 使用温度范围:-50°C ~ +80°C(长期使用)
  • 吸水率:极低(<0.01%),不吸水
  • 电绝缘性:优异,广泛用于电缆绝缘
  • 透明性:LDPE半透明,HDPE不透明
  • 耐化学性:优良的耐酸碱和耐溶剂性

加工方式

PE可采用吹塑、注塑、挤出、滚塑、吹膜等多种加工方式。加工温度一般在150-300°C之间,具体取决于PE的类型和分子量。PE的流动性好,加工性能优异,是最容易加工的塑料之一。

优缺点

优点 成本低、无毒无味、化学稳定性好、电绝缘性好、耐寒性好、易加工成型。

缺点 耐热性差、表面硬度低、易应力开裂、印刷性差(需表面处理)、易老化。

回收与环保

PE是回收率最高的塑料之一。HDPE和LDPE都可以多次回收再利用,用于制造低等级产品。回收后的PE可制成花盆、长椅、围栏、垃圾袋等产品。

PP(聚丙烯)— 耐热型通用塑料

基本信息

英文名 Polypropylene 缩写 PP 回收代码 #5

化学结构

聚丙烯是由丙烯单体(CH₂=CHCH₃)聚合而成的热塑性树脂。分子链上有甲基侧基,这使得PP比PE具有更高的刚性和耐热性。根据甲基排列方式不同,可分为等规PP(iPP)、间规PP(sPP)和无规PP(aPP)。

主要类型

类型特点应用
均聚PP(PP-H)高刚性、高耐热、硬度大家电外壳、汽车零件
嵌段共聚PP(PP-B)抗冲击性好、低温韧性好周转箱、工具盒
无规共聚PP(PP-R)透明性好、热封性好水管、食品容器
增强PP玻纤增强,高强度汽车结构件

物理性能

  • 熔点:160-170°C,比PE高约50°C
  • 使用温度:-20°C ~ +120°C(可微波加热)
  • 密度:0.89-0.91 g/cm³(最轻的通用塑料之一)
  • 弯曲模量:高,刚性好
  • 耐疲劳性:极好(可做铰链,俗称"百折胶")
  • 耐化学性:优良的耐酸碱性

特殊优势

PP的独特优势在于其耐疲劳性,可以经受数万次弯折而不破裂,因此广泛用于翻盖式容器(如微波炉餐盒、药瓶盖等)。PP也是唯一可以放入微波炉加热的常见塑料。

加工方式

注塑、挤出、吹塑、热成型、纺丝(丙纶纤维)。加工温度约200-300°C。PP的成型收缩率较大(1-2.5%),设计时需考虑。

应用领域

  • 食品包装:微波炉餐盒、酸奶杯、透明包装盒
  • 汽车:保险杠、仪表板、电池盒、风扇叶片
  • 医疗:注射器、药瓶、手术器械包装
  • 纺织:无纺布(口罩、尿布、手术衣)、地毯
  • 家电:洗衣机内桶、微波炉转盘
  • 建筑:PPR热水管、防水卷材

PVC(聚氯乙烯)— 多用途建筑材料

基本信息

英文名 Polyvinyl Chloride 缩写 PVC 回收代码 #3

化学结构

PVC是由氯乙烯单体(VCM,CH₂=CHCl)通过自由基聚合得到的无定形聚合物。分子链中含有氯原子,这赋予了PVC自阻燃性。PVC是世界上产量最大的塑料之一,年产量超过4000万吨。

主要类型

类型增塑剂含量特点应用
硬质PVC(UPVC/RPVC)0-5%刚性高、强度好管材、型材、板材
软质PVC20-50%柔软、弹性好电线电缆皮、人造革
半硬质PVC5-20%介于硬软之间地板、装饰板
CPVC(氯化PVC)耐高温(90°C+)热水管、化工管

物理性能

  • 密度:1.3-1.45 g/cm³(比大多数塑料重)
  • 玻璃化转变温度:70-85°C
  • 使用温度:-15°C ~ +60°C(硬质PVC)
  • 阻燃性:自熄性(氧指数>45%),是天然阻燃塑料
  • 耐化学性:耐酸碱、耐油、耐大多数溶剂
  • 电绝缘性:良好,但高频下介电损耗较大

加工方式

PVC加工温度范围窄(160-200°C),且高温下易分解产生HCl气体,因此加工时需添加热稳定剂。常用加工方法:挤出(管材、型材)、注塑、压延(薄膜、片材)、吹塑。

应用领域

  • 建筑:排水管、窗框、地板、墙板、屋面防水
  • 电气:电线绝缘层、接线盒、电缆桥架
  • 包装:透明吸塑包装、收缩膜、瓶
  • 医疗:输液管、血袋、呼吸面罩(软质PVC)
  • 日用:人造革、雨衣、桌布、充气玩具

⚠️ 安全注意

注意 PVC本身无毒,但加工时需要添加增塑剂(如邻苯二甲酸酯类)和稳定剂。某些增塑剂可能对人体有害。PVC燃烧时会产生二噁英等有害物质,因此焚烧处理需要专业设备。建议不要将PVC用于高温食品容器。

PS(聚苯乙烯)— 透明易脆的通用塑料

基本信息

英文名 Polystyrene 缩写 PS 回收代码 #6

化学结构

聚苯乙烯是由苯乙烯单体(C₆H₅CH=CH₂)聚合而成的无定形热塑性塑料。其分子链上带有苯环侧基,使得分子链刚性大,室温下呈玻璃态,因此PS硬而脆。

主要类型

类型特点应用
GPPS(通用级PS)透明、硬脆、光泽好CD盒、文具、灯罩
HIPS(高抗冲PS)加入丁二烯橡胶增韧,不透明冰箱内胆、电器外壳
EPS(发泡PS/保丽龙)闭孔泡沫、质轻、隔热保温箱、包装填充、建筑保温
SPS(间规PS)结晶性、高耐热(270°C)电子零件、汽车部件

物理性能

  • 密度:1.04-1.06 g/cm³
  • 玻璃化转变温度:约100°C
  • 透明度:GPPS透光率可达88-92%
  • 硬度:高(邵氏D 75-85)
  • 冲击强度:低(GPPS仅2-3 kJ/m²,是PS的主要缺点)
  • 吸水率:极低(<0.1%)
  • 电绝缘性:优异,特别适合高频应用

加工方式

PS流动性好,成型温度宽(180-280°C),容易加工。常用注塑、挤出、热成型等方法。EPS加工需要特殊的发泡设备,将PS颗粒在模具中用蒸汽加热膨胀成型。

优缺点

优点 透明性好、尺寸稳定性好、易着色、电性能优异、加工容易、成本低。

缺点 脆性大、耐热性差、耐溶剂性差(溶于丙酮等有机溶剂)、易老化变黄。

应用领域

  • 包装:透明包装盒、一次性餐具(正被逐步淘汰)、酸奶杯
  • 电器:电视机/空调外壳、冰箱内胆
  • 建筑:EPS保温板、装饰线条
  • 日用:CD盒、衣架、玩具、文具
  • 医疗:培养皿、试管(一次性)

ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)

基本信息

英文名 Acrylonitrile Butadiene Styrene 缩写 ABS 回收代码 #7(其他类)

化学结构

ABS是一种三元共聚物,由丙烯腈(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)三种单体共聚而成。三种组分各司其职:丙烯腈提供耐化学性和热稳定性;丁二烯提供韧性和抗冲击性;苯乙烯提供刚性和加工性。其微观结构为聚丁二烯橡胶颗粒分散在AS树脂连续相中。

物理性能

  • 密度:1.03-1.07 g/cm³
  • 使用温度:-40°C ~ +85°C
  • 拉伸强度:40-50 MPa
  • 冲击强度:200-600 J/m(缺口Izod冲击,远优于PS)
  • 硬度:洛氏R 105-115
  • 表面光泽:良好,可电镀

主要类型

类型特点应用
通用级ABS综合性能均衡家电外壳、玩具
高抗冲ABS丁二烯含量高,韧性极好行李箱、安全帽
耐热级ABS使用α-甲基苯乙烯汽车零件
阻燃级ABS添加阻燃剂电器内部件
电镀级ABS表面可电镀铬/镍汽车装饰件、卫浴配件
透明ABS用MMA替代丙烯腈透明外壳

加工方式

ABS加工性能优良,可采用注塑、挤出、吹塑、真空成型等方法。注塑温度200-260°C。ABS吸湿性较大(吸水率0.2-0.4%),加工前需充分干燥(80°C,2-4小时)。

应用领域

  • 电子电器:电视机外壳、电脑键盘、手机外壳
  • 汽车:仪表板、方向盘组件、内饰件、格栅
  • 建材:管道(ABS排水管)、卫浴配件
  • 日用:乐高积木、行李箱、安全帽
  • 3D打印:最常用的FDM打印材料之一

PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)

基本信息

英文名 Polyethylene Terephthalate 缩写 PET/PETE 回收代码 #1

化学结构

PET是由对苯二甲酸(TPA)或其二甲酯(DMT)与乙二醇(EG)通过缩聚反应得到的线性聚酯。分子链上含有刚性的苯环和极性的酯基,使其具有一定的结晶能力和良好的力学性能。

主要类型

类型特点应用
APET(非晶PET)透明、热成型性好吸塑包装、透明盒
CPET(结晶PET)耐高温(220°C),不透明微波炉餐盒、烤箱盘
PET瓶级高IV值,双向拉伸后强度大饮料瓶、食用油瓶
PET薄膜级(BOPET)双向拉伸,高强度磁带基、包装膜
PET纤维级(涤纶)可纺性好服装面料、工业丝

物理性能

  • 密度:1.33-1.38 g/cm³(非晶态),1.45 g/cm³(结晶态)
  • 熔点:250-265°C
  • 玻璃化转变温度:70-80°C
  • 使用温度:-40°C ~ +70°C(长期使用)
  • 阻隔性:优良的阻气性(CO₂、O₂),适合碳酸饮料
  • 透明性:非晶态PET透明度>90%
  • 力学性能:拉伸强度高(双向拉伸后可达200+ MPa)

加工方式

PET瓶采用注拉吹(ISBM)工艺:先注塑成瓶胚(preform),再经双向拉伸吹塑成型。这种双向拉伸使分子取向排列,大幅提高强度和阻隔性。加工温度260-290°C。PET吸湿性强,加工前必须干燥(露点<-40°C,4小时以上)。

应用领域

  • 包装:矿泉水瓶、碳酸饮料瓶、食用油瓶、调味品瓶
  • 纺织:涤纶纤维(占PET用量的60%以上)
  • 薄膜:磁带、胶片基、电容器膜、太阳能电池背板
  • 工程:齿轮、轴承(增强PET)

回收与环保

PET是回收最成功的塑料之一。回收后的PET(rPET)可重新制成纤维(涤纶面料)、包装、片材等。许多品牌已开始使用rPET制造饮料瓶和服装。

热塑性塑料

PA(聚酰胺/尼龙)— 耐磨工程材料

基本信息

英文名 Polyamide / Nylon 缩写 PA 回收代码 #7

化学结构

聚酰胺是一类分子链上含有酰胺基(-CONH-)的高分子化合物的总称。酰胺基之间由亚甲基链段连接,形成"尼龙-x,y"的命名方式(x代表二元胺碳数,y代表二元酸碳数)。酰胺基之间可以形成强氢键,这是PA具有高强度的根本原因。

主要类型

类型熔点吸水率特点应用
PA6(尼龙6)215-225°C3.0%韧性好、易加工纤维、齿轮、扎带
PA66(尼龙66)255-265°C2.5%强度高、刚性好汽车零件、电气件
PA610210-220°C0.4%吸水率低刷丝、精密件
PA11(尼龙11)185-195°C0.4%柔性、耐候油管、气管
PA12(尼龙12)175-185°C0.25%最低吸水率燃油管、运动器材
PA46295°C3.7%极高耐热发动机周边件
MXD6243°C2.0%高阻隔、高刚性食品包装

物理性能

  • 密度:1.07-1.15 g/cm³
  • 拉伸强度:70-90 MPa(未增强),200+ MPa(玻纤增强)
  • 耐磨性:极为优异,是所有工程塑料中最好的之一
  • 自润滑性:摩擦系数低(0.1-0.3)
  • 冲击强度:优异(尤其是PA6和PA12)
  • 耐疲劳性:优良

⚠️ 吸湿性问题

重要 PA的吸湿性是其最大的使用缺陷。吸水后PA的强度和模量下降50%以上,但韧性提高。因此在精密零件设计中必须考虑环境湿度的影响。使用前需进行"调湿处理"(在热水中浸泡平衡)。

改性方式

  • 玻纤增强(GF):最常用,可提高强度、刚性和耐热性
  • 矿物填充:提高尺寸稳定性
  • 增韧改性:加入弹性体提高低温冲击
  • 阻燃改性:添加阻燃剂达UL94 V-0
  • 抗静电改性:添加抗静电剂或碳纤

应用领域

  • 汽车:进气歧管、发动机罩、散热器水箱、制动系统零件
  • 电子:连接器、开关、扎带、线圈骨架
  • 机械:齿轮、轴承、凸轮、导轨、衬套
  • 纺织:服装纤维、地毯、丝袜(尼龙袜)
  • 运动:滑雪板固定器、冰球鞋、自行车轮

PC(聚碳酸酯)— 透明高强度工程塑料

基本信息

英文名 Polycarbonate 缩写 PC 回收代码 #7

化学结构

聚碳酸酯是由双酚A(BPA)和光气(COCl₂)或碳酸二苯酯通过缩聚反应制得的。分子链上含有碳酸酯基(-O-CO-O-)和芳香环,这种刚柔并济的结构赋予了PC优异的力学性能。

物理性能

  • 密度:1.18-1.22 g/cm³
  • 玻璃化转变温度:145-150°C
  • 使用温度:-100°C ~ +130°C(宽温域)
  • 透明度:透光率88-91%,与玻璃相当
  • 冲击强度:极为优异(缺口Izod冲击600-800 J/m),是"防弹玻璃"的基材
  • 阻燃性:本征阻燃,不加阻燃剂即可达UL94 V-2,改性可达V-0
  • 尺寸稳定性:良好

主要类型

类型特点应用
通用级PC透明、高冲击灯罩、标牌、防护板
光学级PC极高光学品质眼镜片、光盘
玻纤增强PC高强度、高刚性电器外壳、结构件
PC/ABS合金综合PC的强度和ABS的加工性汽车仪表板、电子外壳
PC/PBT合金耐化学性改善连接器、开关
阻燃PCUL94 V-0,透明电气元件、航空器窗

加工方式

PC可采用注塑、挤出、吹塑等方式加工。加工温度280-320°C。PC对水分极其敏感(加工前需干燥至水分<0.02%),高温下微量水分会导致分子链降解,严重影响产品性能。

优缺点

优点 高透明度、高冲击强度、宽温域使用、本征阻燃、尺寸稳定。

缺点 不耐有机溶剂(应力开裂)、表面硬度低(易划伤)、耐疲劳性差、紫外线会导致黄变(需加UV稳定剂)。

应用领域

  • 光学:眼镜片、相机镜头、光盘(CD/DVD)
  • 安防:防弹玻璃、警用盾牌、银行柜台防护板
  • 建筑:采光板、阳光板、隔音屏障
  • 电子:手机外壳、LED灯罩、连接器
  • 汽车:前照灯罩、天窗、仪表板
  • 医疗:血液透析器、手术器械

⚠️ BPA争议

注意 传统PC含有双酚A(BPA),BPA被认为具有内分泌干扰作用。因此PC奶瓶在多个国家已被禁止或限制使用。目前已有不含BPA的PC替代品(如Tritan共聚酯)。

PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯/有机玻璃/亚克力)

基本信息

英文名 Polymethyl Methacrylate 缩写 PMMA 俗称 有机玻璃、亚克力

化学结构

PMMA是由甲基丙烯酸甲酯(MMA,CH₂=C(CH₃)COOCH₃)通过自由基聚合得到的无定形热塑性聚合物。分子链上带有酯侧基和甲基,使得分子链间距较大,无法结晶,因此呈现高透明性。

物理性能

  • 密度:1.18 g/cm³(比玻璃轻50%)
  • 透光率:92%(比玻璃的90%还高!)
  • 玻璃化转变温度:105°C
  • 使用温度:-40°C ~ +90°C
  • 表面硬度:在塑料中属于较高(铅笔硬度3H-4H)
  • 耐候性:极佳(紫外线透过率低,不易黄变)
  • 抗冲击性:是普通玻璃的15-30倍

加工方式

  • 浇注(Casting):MMA单体直接在模具中聚合,可做厚板
  • 挤出(Extrusion):PMMA粒料挤出成片材或型材
  • 注塑:用于制作光学透镜、灯具
  • 热弯成型:160°C左右加热弯曲
  • 粘接:可用氯仿(三氯甲烷)溶解粘接

主要类型

类型特点应用
浇铸PMMA分子量高、性能好、可厚板广告灯箱、水族箱
挤出PMMA效率高、成本低导光板、标牌
抗冲击PMMA加入橡胶增韧安全窗、防护罩
光学级PMMA极高光学品质LED透镜、背光模组
抗UV PMMA添加UV吸收剂户外标牌、建筑面板

优缺点

优点 极高透明度、优异耐候性、重量轻、色彩丰富、易加工、绝缘性好。

缺点 表面硬度不及玻璃(易划伤)、不耐有机溶剂、热膨胀系数大、缺口敏感。

应用领域

  • 建筑:采光天窗、隔音屏障、幕墙面板
  • 照明:LED灯罩、导光板、灯箱面板
  • 广告:发光字、展示架、标牌
  • 交通:飞机窗、汽车尾灯罩、仪表盘
  • 日用:水族箱、卫浴、家具面板
  • 光学:放大镜、假牙、隐形眼镜(硬镜)

POM(聚甲醛/赛钢)— 高刚性耐磨塑料

基本信息

英文名 Polyoxymethylene / Polyacetal 缩写 POM 俗称 赛钢、夺钢

化学结构

POM分子主链由 -CH₂O- 重复单元构成,是最简单的杂链聚合物之一。由于分子链规整度高,POM是结晶性聚合物,结晶度可达70-80%。分为均聚POM(POM-H)和共聚POM(POM-C)两种。

物理性能

  • 密度:1.41-1.43 g/cm³(较重的工程塑料)
  • 熔点:均聚175°C,共聚165°C
  • 使用温度:-40°C ~ +100°C
  • 拉伸强度:65-70 MPa(在工程塑料中最高之一)
  • 刚性:弯曲模量2600-3100 MPa
  • 硬度:洛氏M 94-97
  • 尺寸稳定性:极好(吸湿率仅0.2-0.25%)
  • 耐疲劳性:优异(可承受数百万次循环)

均聚 vs 共聚

性能均聚POM(POM-H)共聚POM(POM-C)
结晶度75-80%70-75%
熔点175°C165°C
力学性能略高略低
热稳定性较差较好
加工温度窗口
耐碱性

应用领域

  • 汽车:燃油系统组件、门锁、安全带扣、座椅调节器
  • 机械:齿轮、轴承、凸轮、拉链、链条
  • 电子:开关、连接器、继电器外壳
  • 日用:拉链、打火机、笔杆、刀柄
  • 医疗:胰岛素笔、吸入器

⚠️ 加工注意

危险 POM在高温下(>230°C)易分解产生甲醛气体,有毒且刺激性强。加工时必须保证通风良好,停机时需彻底清洗料筒。绝不能让POM在料筒中长时间停留。

PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)

基本信息

英文名 Polybutylene Terephthalate 缩写 PBT 回收代码 #7

化学结构

PBT是由对苯二甲酸与1,4-丁二醇缩聚而成的半结晶热塑性聚酯。与PET相比,PBT分子链中的丁二醇链段更长(4个碳 vs 2个碳),因此链柔性更好,结晶速度更快。

物理性能

  • 密度:1.30-1.34 g/cm³
  • 熔点:223-225°C
  • 使用温度:-40°C ~ +130°C(玻纤增强后)
  • 吸水率:低(0.08-0.12%),比PA低得多
  • 电绝缘性:优异,耐电弧性好
  • 耐化学性:优良的耐油性和耐溶剂性
  • 尺寸稳定性:优良(低吸水 + 低收缩)

与PET对比

性能PBTPET
结晶速度快(成型周期短)
熔点225°C(较低)260°C
耐热变形温度较低较高
吸水性更低稍高
加工难度容易较难

应用领域

  • 电气电子:连接器、继电器、开关、线圈骨架、电容器外壳
  • 汽车:点火系统零件、传感器外壳、灯座
  • 家电:电熨斗底板、咖啡机组件
  • 日用:牙刷毛、刷子

工程塑料

PA6/PA66(工程尼龙)— 结构材料首选

工程应用特点

在工程应用中,PA通常经过玻纤增强(GF)或矿物填充改性,以获得更高的强度、刚性和尺寸稳定性。玻纤增强PA(如PA66+30%GF)的拉伸强度可达180-220 MPa,接近部分铝合金的水平。

工程应用数据

牌号类型拉伸强度弯曲模量热变形温度
PA66 纯树脂80 MPa3000 MPa75°C
PA66 + 15%GF120 MPa5000 MPa210°C
PA66 + 30%GF180 MPa9000 MPa250°C
PA66 + 50%GF220 MPa14000 MPa260°C

以塑代钢案例

  • 汽车进气歧管:替代铝合金,减重40-60%
  • 发动机正时链张紧器:减振降噪
  • 油底壳:PA66+GF替代冲压钢板
  • 冷却风扇:替代金属扇叶

PPO/PPE(聚苯醚/聚苯氧)— 耐高温电气材料

基本信息

英文名 Polyphenylene Oxide/Ether 缩写 PPO/PPE

化学结构

PPO由2,6-二甲基苯酚氧化偶联聚合得到。分子链全部由芳醚键连接,结构高度对称且刚性大,因此具有极高的耐热性和尺寸稳定性。纯PPO熔融粘度极高,难以加工,因此通常以改性形式使用。

物理性能

  • 密度:1.06-1.08 g/cm³(最轻的工程塑料)
  • 玻璃化转变温度:210°C
  • 使用温度:-50°C ~ +120°C
  • 吸水率:极低(<0.07%),尺寸稳定性优异
  • 电绝缘性:在宽广温度和频率范围内保持稳定
  • 阻燃性:本征阻燃,不加阻燃剂可达UL94 V-1

改性方式

PPO最常用的改性方式是与PS/HIPS共混(如Noryl™),改善加工性能的同时保留PPO的耐热性和尺寸稳定性。也可与PA共混(PPO/PA合金),提高耐化学性和耐热性。

应用领域

  • 电气:变压器骨架、断路器外壳、继电器
  • 汽车:仪表板、保险杠(PPO/PA合金)
  • 水处理:水泵叶轮、阀体、水表壳体
  • 医疗:消毒器械外壳(可耐受蒸汽消毒)

PET/PBT工程级 — 纤维增强工程聚酯

工程应用

玻纤增强的PET和PBT广泛用于电气工程领域。PBT+30%GF的热变形温度可达210°C,UL RTI(长期热老化指数)可达130-150°C,是电气连接器的首选材料。

主要应用

  • 汽车连接器:耐150°C高温、尺寸精密
  • 电子开关:高CTI(相比漏电起痕指数)>250V
  • LED灯座:高耐热、高反射率
  • 光纤连接器:尺寸精度<±0.01mm

POM共聚/均聚工程级 — 精密机械零件

工程应用

POM在工程领域主要用于精密机械零件。其低摩擦系数(0.1-0.3)、优异的耐磨性和极好的尺寸稳定性,使其成为"金属替代品"的理想选择。

典型工程应用

  • 汽车燃油泵叶轮:耐燃油、耐磨
  • 座椅调节器齿轮:自润滑、耐疲劳
  • 拉链:POM拉链头是最常见的应用
  • 水表齿轮:耐水解、耐磨
  • 医疗器械:胰岛素注射器推杆

特种塑料(高性能塑料)

PTFE(聚四氟乙烯/特氟龙)— 塑料之王

基本信息

英文名 Polytetrafluoroethylene 缩写 PTFE 商品名 Teflon™(特氟龙)

化学结构

PTFE由四氟乙烯(CF₂=CF₂)聚合而成。分子链被氟原子完全包围,C-F键能极高(485 kJ/mol),形成致密的"氟原子盾牌",这赋予了PTFE无与伦比的化学稳定性和热稳定性。

物理性能

  • 密度:2.1-2.3 g/cm³(最重的塑料之一)
  • 熔点:327°C
  • 使用温度:-200°C ~ +260°C(最宽温度范围!)
  • 摩擦系数:0.04-0.10(固体材料中最低之一)
  • 介电常数:2.1(极低,高频性能优异)
  • 耐化学性:几乎所有化学品都不与之反应(王水例外)
  • 表面能:18.5 mN/m(极低,不粘性极好)
  • 阻燃性:氧指数>95%,极限不燃

主要类型

类型特点加工方式应用
悬浮PTFE分子量高、性能好模压+烧结密封件、板材
分散PTFE可糊状挤出糊状挤出+烧结细管、薄膜
PTFE分散液水性分散液浸渍、喷涂涂层、纺织品
改性PTFE加入玻纤/碳纤/石墨模压+烧结耐磨密封件

⚠️ 特殊加工

注意 PTFE熔点虽为327°C,但在327°C以上仍保持极高的粘度(10¹⁰ Pa·s),不会流动,因此不能用常规熔融加工方法。PTFE制品通常采用"粉末冶金"式工艺:压制成型后在370-390°C高温烧结。超过400°C开始分解,产生有毒气体。

应用领域

  • 化工:反应釜衬里、管道衬里、阀门密封
  • 航空:液压管路、线缆绝缘
  • 电子:高频电路板、连接器
  • 医疗:血管移植物(ePTFE膨体)、导管
  • 日用:不粘锅涂层、防水透气面料(Gore-Tex™)
  • 密封:垫片、生料带、O型圈

PEEK(聚醚醚酮)— 超级工程塑料

基本信息

英文名 Polyether Ether Ketone 缩写 PEEK 价格 ¥500-2000/kg(超高性能塑料)

化学结构

PEEK分子主链由醚键(-O-)、酮基(-CO-)和苯环交替连接而成。高度芳香族结构赋予了PEEK极高的热稳定性和力学性能。PEEK是半结晶聚合物,结晶度可达30-35%。

物理性能

  • 密度:1.30-1.32 g/cm³
  • 熔点:343°C
  • 玻璃化转变温度:143°C
  • 连续使用温度:250°C
  • 短期使用温度:可达300°C
  • 拉伸强度:90-100 MPa(纯树脂),160+ MPa(30%GF)
  • 阻燃性:UL94 V-0(0.75mm),低烟无毒
  • 耐化学性:耐大多数有机溶剂、酸碱
  • 抗辐射性:耐γ射线、X射线

主要类型

类型特点应用
纯PEEK综合性能优异通用工业零件
PEEK+30%GF高刚性、高强度结构件
PEEK+30%CF导电、耐磨轴承、密封环
医疗级PEEK生物相容性椎间融合器、颅骨修补
PEEK薄膜高耐热绝缘膜电机绝缘、航空线缆

加工方式

PEEK可采用注塑(380-400°C)、挤出、压制等方式加工。由于加工温度极高,需要专用的高温注塑机。模具温度通常需保持在160-190°C以获得最佳结晶度。

应用领域

  • 航空航天:飞机内饰件、引擎密封件、线缆扎带
  • 石油天然气:井下工具、密封件(耐高温高压)
  • 医疗:脊柱植入物、颅骨修补板、牙科器械
  • 半导体:晶圆载具、管道(超纯环境)
  • 汽车:变速箱零件、涡轮增压器管件

PBI(聚苯并咪唑)— 最高耐温塑料

基本信息

英文名 Polybenzimidazole 缩写 PBI 价格 ¥5000+/kg

核心性能

  • 玻璃化转变温度:>400°C
  • 连续使用温度:370°C
  • 短期耐受温度:760°C
  • 分解温度:>500°C(氮气中),>600°C(惰性气氛)
  • 阻燃性:极限氧指数58%,不燃烧
  • 力学性能:高温下仍保持高强度

应用领域

由于成本极高,PBI仅用于极端环境:宇航服(阿波罗计划)、航天器热防护、消防员防护服、燃料电池质子交换膜。

PPS(聚苯硫醚)— 耐高温耐腐蚀工程塑料

基本信息

英文名 Polyphenylene Sulfide 缩写 PPS

化学结构

PPS分子链由苯环和硫原子交替连接而成(-C₆H₄-S-),全芳香结构使其具有极高的热稳定性和化学稳定性。

核心性能

  • 熔点:285°C
  • 连续使用温度:200-220°C
  • 吸水率:极低(0.02%),尺寸稳定性极好
  • 阻燃性:本征阻燃UL94 V-0(无需添加阻燃剂)
  • 耐化学性:几乎不溶于任何有机溶剂(仅强氧化性酸可溶)
  • 电性能:优异且稳定

应用领域

  • 汽车:发动机周边零件、传感器、涡轮增压器零件
  • 电子:SMT连接器、IC插座、继电器
  • 化工:泵体、阀门、管道(耐强腐蚀)
  • 家电:微波炉零件、电饭煲加热盘支架

PEI(聚醚酰亚胺/Ultem)— 透明耐高温特种塑料

基本信息

英文名 Polyetherimide 缩写 PEI 商品名 Ultem™

核心性能

  • 玻璃化转变温度:217°C
  • 连续使用温度:170°C
  • 透明度:琥珀色透明
  • 阻燃性:UL94 V-0,低烟无毒
  • 介电强度:优异
  • 耐水解:可反复蒸汽消毒

应用领域

  • 航空:飞机内部组件(低烟低毒要求)
  • 医疗:可重复消毒的手术器械、培养皿
  • 电子:IC托盘、连接器
  • 3D打印:高端FDM打印材料

PI(聚酰亚胺/Kapton)— 最高耐热等级薄膜材料

基本信息

英文名 Polyimide 缩写 PI 商品名 Kapton™、Vespel™

核心性能

  • 使用温度:-269°C ~ +400°C
  • 分解温度:>500°C
  • 介电强度:极高
  • 抗辐射性:优异
  • 力学性能:薄膜拉伸强度>170 MPa

主要形态

  • 薄膜(Kapton):柔性电路板基材、航天器热控
  • 模塑料(Vespel):密封件、轴承(耐高温自润滑)
  • 纤维:高温过滤材料
  • 涂料:耐高温绝缘涂层

LCP(液晶聚合物)— 5G通信关键材料

基本信息

英文名 Liquid Crystal Polymer 缩写 LCP

化学结构

LCP分子链为高度刚性的棒状结构,在熔融状态下仍然保持取向排列(液晶态),这使得LCP具有独特的自增强效应。

核心性能

  • 熔点:280-350°C(取决于类型)
  • 连续使用温度:200-240°C
  • 流动方向强度:极高(自增强效应)
  • 成型收缩率:极低(0.01-0.1%),尺寸稳定性极好
  • 介电常数:2.9-3.1(高频下保持稳定)
  • 吸水率:<0.02%

应用领域

  • 5G通信:天线、高频连接器(关键5G材料)
  • 电子:SMT连接器、微型开关、IC插座
  • 光纤:精密套管
  • 医疗:微创手术器械

热固性塑料

环氧树脂(EP/Epoxy)— 最强粘接力的热固性塑料

基本信息

英文名 Epoxy Resin 缩写 EP

化学原理

环氧树脂是含有环氧基(三元环醚)的低聚物或预聚物。使用时加入固化剂(胺类、酸酐类等),环氧基与固化剂反应,形成三维交联网络结构。交联后的环氧树脂不溶不熔,具有极高的刚性和耐热性。

主要类型

类型特点应用
双酚A型(DGEBA)最通用,综合性能好通用胶粘剂、涂料
双酚F型粘度低、流动性好灌注、灌封
酚醛型(EPN)高官能度、高Tg耐高温结构
脂环族耐候、抗UV户外绝缘子
柔性环氧分子链含柔性链段密封胶、增韧剂

物理性能

  • 拉伸强度:50-90 MPa
  • 弯曲模量:2500-3500 MPa
  • 热变形温度:120-250°C(取决于固化剂类型)
  • 收缩率:极低(<2%),是热固性树脂中最低的
  • 粘接力:极强(可粘接金属、陶瓷、玻璃、木材等)
  • 电绝缘性:优良
  • 耐化学性:良好(耐碱优于耐酸)

应用领域

  • 胶粘剂:万能胶、结构胶、灌封胶
  • 涂料:地坪漆、防腐漆、船舶漆
  • 复合材料:碳纤维/玻纤复合材料基体(风电叶片、航空结构)
  • 电子封装:IC封装、LED封装、灌封
  • 建筑:结构加固(碳纤维布粘贴)

酚醛树脂(PF/Bakelite)— 最早的合成塑料

基本信息

英文名 Phenolic Resin 缩写 PF 商品名 Bakelite(电木)

化学原理

酚醛树脂由苯酚和甲醛在酸性或碱性催化剂作用下缩聚而成。是世界上第一种完全人工合成的塑料,由Leo Baekeland于1907年发明。酸催化得到热塑性novolac型,碱催化得到热固性resole型。

核心性能

  • 热变形温度:150-200°C
  • 阻燃性:优异(UL94 V-0)
  • 燃烧特性:发烟量低、毒性低
  • 尺寸稳定性:良好
  • 电绝缘性:优良(因此得名"电木")
  • 耐热性:可在200°C以上长期使用
  • 成本:低廉

应用领域

  • 电气:开关、插座面板、灯头、线圈骨架
  • 汽车:刹车片、离合器片(摩擦材料)
  • 砂轮:结合剂
  • 复合材料:层压板(胶合板粘合剂)
  • 铸造:铸造用砂型粘结剂
  • 保温:酚醛泡沫(外墙保温)

不饱和聚酯树脂(UP/UPR)— 玻璃钢基体材料

基本信息

英文名 Unsaturated Polyester Resin 缩写 UP/UPR

化学原理

不饱和聚酯树脂由不饱和二元酸(如马来酸酐)与二元醇缩聚而成,溶解在苯乙烯单体中。使用时加入引发剂(如过氧化甲乙酮),苯乙烯与聚酯中的双键共聚交联,形成三维网络结构。

核心性能

  • 拉伸强度:40-80 MPa
  • 弯曲强度:80-150 MPa
  • 热变形温度:60-120°C
  • 固化方式:室温固化(加入促进剂)或加热固化
  • 收缩率:较高(5-8%),可加低收缩剂改善
  • 耐化学性:中等

主要类型

  • 邻苯型:通用型,成本低
  • 间苯型:力学性能和耐化学性更好
  • 双酚A型:耐腐蚀性优异
  • 乙烯基酯树脂:UP的升级型,耐化学性极佳

应用领域

  • 玻璃钢(FRP):船体、汽车车身、储罐
  • 卫浴:浴缸、淋浴底盘(人造大理石)
  • 建筑:装饰面板、采光瓦
  • 化工:防腐管道、储罐
  • 涂层:地坪涂料

聚氨酯(PU/PUR)— 从泡沫到弹性体的万能材料

基本信息

英文名 Polyurethane 缩写 PU/PUR

化学原理

聚氨酯由多元醇(聚醚型或聚酯型)与多异氰酸酯反应生成,分子链上含有氨基甲酸酯基(-NHCOO-)。通过选择不同的原料和配比,可以得到从柔软泡沫到硬质塑料的各种产品。

主要类型

类型特点应用
软质PU泡沫开孔结构、柔软弹性床垫、沙发、汽车座椅
硬质PU泡沫闭孔结构、绝热性好冰箱保温层、建筑保温
PU弹性体高弹性、耐磨滚轮、密封件、鞋底
PU涂料耐磨、耐候木地板漆、汽车面漆
PU胶粘剂柔韧性好结构胶、密封胶
PU纤维(氨纶)高弹性运动服、内衣、泳装

核心优势

  • 设计自由度大:从软泡沫到硬质塑料均可制备
  • 耐磨性:在弹性体中属于最好的一类
  • 耐油性:聚酯型PU耐油性优异
  • 粘接性:对多种基材都有良好粘接力

三聚氰胺甲醛树脂(MF)— 美耐皿餐具材料

基本信息

英文名 Melamine Formaldehyde 缩写 MF 俗称 美耐皿、密胺

核心性能

  • 硬度:极高(表面硬度接近陶瓷)
  • 使用温度:-20°C ~ +120°C
  • 耐污性:良好(不易沾染色素)
  • 外观:可制成各种鲜艳颜色
  • 阻燃性:自熄性

应用领域

  • 餐具:仿瓷餐具(美耐皿碗碟)
  • 层压板:防火板(如Formica™)
  • 模塑料:电器开关、钮扣
  • 涂料:汽车面漆交联剂
  • 阻燃:发泡三聚氰胺(保温隔音材料)

弹性体(橡胶/热塑性弹性体)

TPE/TPR(热塑性弹性体)— 可注塑的"橡胶"

基本信息

英文名 Thermoplastic Elastomer/Rubber 缩写 TPE/TPR

化学原理

TPE兼具橡胶弹性和热塑性加工性。其分子结构为"硬-软"嵌段共聚物或物理共混物,其中硬段在室温下形成物理交联点,赋予弹性;高温时硬段熔融,可以流动加工。

主要类型

类型基材硬度范围特点应用
TPS(SBS/SEBS)苯乙烯类20A-95A通用、成本低鞋底、手柄、玩具
TPO(PP/EPDM)聚烯烃类40A-50D耐候、耐油汽车外饰件、屋顶膜
TPV(PP/EPDM动态硫化)聚烯烃类35A-50D性能接近硫化橡胶密封条、管道接头
TPU(聚氨酯)聚氨酯类60A-74D高弹、耐磨手机壳、运动鞋、管材
TPEE(聚酯)聚酯类30D-72D高耐疲劳等速万向节护套、软管
TPAE(聚酰胺)聚酰胺类25D-63D柔软、透气医用导管、运动鞋中底

相比传统橡胶的优势

  • 无需硫化,加工周期短(秒级 vs 分钟级)
  • 可用标准注塑机加工
  • 边角料可回收再利用
  • 可注塑复杂形状
  • 颜色调配方便

硅橡胶(Silicone)— 生物相容性最优的弹性体

基本信息

英文名 Silicone Rubber 缩写 SiR/VMQ

化学结构

硅橡胶分子主链由硅氧键(-Si-O-)构成,侧基为甲基、乙烯基、苯基等有机基团。Si-O键能(452 kJ/mol)高于C-C键能(346 kJ/mol),这是硅橡胶具有优异耐热性和耐候性的根本原因。

核心性能

  • 使用温度:-60°C ~ +250°C(最宽温域的弹性体之一)
  • 耐候性:极佳(不受紫外线和臭氧影响)
  • 生物相容性:优异(FDA认证、医疗级)
  • 电绝缘性:优良
  • 透气性:较高(可用于呼吸面罩)
  • 压缩永久变形:低

主要类型

  • 固体硅橡胶(HTV):过氧化物硫化,用于模压件
  • 液体硅橡胶(LSR):铂金催化加成型,注塑成型
  • 室温硫化硅橡胶(RTV):单组份/双组份,用于密封和灌封

应用领域

  • 医疗:导管、面罩、植入物、婴儿奶嘴
  • 电子:按键、密封圈、灌封胶
  • 厨房:烘焙模具、锅铲、密封垫
  • 汽车:点火线圈、密封圈、涡轮增压管
  • 建筑:幕墙密封胶、防水胶

天然橡胶(NR)与合成橡胶

天然橡胶(NR)

从橡胶树(Hevea brasiliensis)的乳液中提取。主要成分为聚异戊二烯(cis-1,4-polyisoprene)。天然橡胶具有最好的综合力学性能和弹性,是轮胎工业的主要原料。

主要合成橡胶

类型缩写特点应用
丁苯橡胶SBR通用型、成本低轮胎、鞋底
丁腈橡胶NBR耐油性优异油封、油管
氯丁橡胶CR耐候、阻燃潜水服、传送带
三元乙丙橡胶EPDM耐候、耐臭氧汽车密封条、屋顶防水
丁基橡胶IIR气密性极好内胎、胶囊、药用瓶塞
氟橡胶FKM耐高温耐化学航空密封件、化工O型圈
氢化丁腈HNBR耐热、耐油汽车传动带

生物降解塑料

PLA(聚乳酸)— 最主流的生物基塑料

基本信息

英文名 Polylactic Acid 缩写 PLA 原料 玉米淀粉、甘蔗

化学原理

PLA由玉米淀粉发酵得到乳酸,再经缩聚或开环聚合制得。是目前商业化最成功的生物基可降解塑料。PLA有两种旋光异构体:PLLA(左旋)和PDLA(右旋),通常使用的PLA以PLLA为主。

核心性能

  • 密度:1.24-1.25 g/cm³
  • 熔点:150-180°C(取决于结晶度)
  • 玻璃化转变温度:55-65°C
  • 拉伸强度:50-70 MPa(与PS相当)
  • 透明度:高(>90%)
  • 降解条件:工业堆肥(58°C,高湿度)下3-6个月

优缺点

优点 生物基原料、透明度高、刚性好、加工性好、可堆肥降解。

缺点 耐热性差(Tg仅60°C)、韧性差(脆)、降解需要工业堆肥条件、自然环境中降解极慢。

改性方向

  • 增韧:与PBAT共混、加入增塑剂
  • 耐热:退火处理、立构复合(PLLA+PDLA)、成核剂
  • 阻隔性改善:涂层、多层共挤

应用领域

  • 包装:透明包装盒、茶叶包、咖啡胶囊
  • 餐饮:一次性餐具、吸管、冷饮杯
  • 3D打印:最常用的桌面级FDM打印材料
  • 纺织:生物基纤维(Ingeo™)
  • 医疗:可吸收缝线、骨钉

PBAT(聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯)— 柔性降解材料

基本信息

英文名 Polybutylene Adipate Terephthalate 缩写 PBAT

核心性能

  • 外观:乳白色颗粒
  • 熔点:110-120°C
  • 断裂伸长率:>500%(非常柔韧)
  • 拉伸强度:15-25 MPa
  • 降解性:堆肥条件下3-6个月

与PLA的关系

PBAT最大的用途是与PLA共混改性。PLA脆而PBAT韧,两者共混(如PLA70%/PBAT30%)可以得到韧性大幅改善的可降解材料,同时保持良好的加工性能。这就是市面上大多数"全生物降解塑料袋"的材料组成。

应用领域

  • 购物袋、垃圾袋(替代PE塑料袋)
  • 快递包装袋
  • 地膜(可降解农用地膜)
  • 与PLA共混制作餐具

PHA/PHB(聚羟基脂肪酸酯)— 微生物合成的完全降解塑料

基本信息

英文名 Polyhydroxyalkanoates 缩写 PHA/PHB

化学原理

PHA是由微生物(如Ralstonia eutropha)在碳源过剩、氮源不足的条件下合成的细胞内储能物质。这是一种完全由微生物发酵生产的塑料,不需要任何化学合成步骤。

核心性能

  • 生物相容性:极好(可用于医疗)
  • 降解性:可在海水、土壤、堆肥中自然降解(PLA和PBAT做不到)
  • 力学性能:PHB硬而脆,PHBV(共聚物)性能改善

应用领域

  • 医疗:可吸收缝线、药物缓释载体、组织工程支架
  • 包装:海洋环境友好型包装
  • 农膜:可在土壤中完全降解
  • 一次性用品:吸管、餐具

PBS(聚丁二酸丁二醇酯)— 石化基可降解塑料

基本信息

英文名 Polybutylene Succinate 缩写 PBS

核心性能

  • 熔点:114°C
  • 拉伸强度:30-40 MPa
  • 断裂伸长率:200-400%
  • 耐热性:优于PLA
  • 加工性:可用常规设备加工

应用领域

  • 餐具:与PLA共混制作耐热餐具
  • 包装膜:食品包装
  • 农膜:可降解农膜
  • 发泡:发泡PBS可替代EPS

淀粉基塑料 — 传统塑料的生物基替代方案

基本信息

类型 热塑性淀粉(TPS)、淀粉填充塑料

分类

类型淀粉含量降解性特点
纯TPS>90%完全可降解力学性能差,需改性
淀粉/PLA共混30-70%完全可降解降低成本、改善性能
淀粉填充PE10-40%不完全降解降低成本(非真正环保)
氧化降解PE崩解但微塑料残留多地区已禁止

注意区分

提醒 "淀粉基"不等于"完全可降解"。只有全生物降解材料(如PLA+淀粉、PBAT+淀粉)才能在堆肥条件下完全降解为CO₂和水。淀粉填充PE只是让塑料崩解为碎片(微塑料),并非真正降解。

塑料回收代码与分类

塑料回收标识系统详解(#1-#7)

树脂识别代码(RIC)系统

美国塑料工业协会(SPI)于1988年制定了树脂识别代码系统,用于帮助消费者和回收机构识别不同类型的塑料。

代码缩写名称常见产品可回收性
#1PET/PETE聚对苯二甲酸乙二醇酯饮料瓶、食用油瓶♻️ 高(广泛回收)
#2HDPE高密度聚乙烯奶瓶、洗发水瓶♻️ 高(广泛回收)
#3PVC聚氯乙烯管道、电线皮⚠️ 低(难回收)
#4LDPE低密度聚乙烯保鲜膜、塑料袋⚠️ 中等
#5PP聚丙烯酸奶杯、瓶盖♻️ 中高(逐渐增加)
#6PS聚苯乙烯泡沫盒、一次性杯⚠️ 低(体积大重量小)
#7OTHER其他(PC、ABS等)混合塑料、PC水瓶❌ 极低(混合难分)

回收流程

  • 收集:路边回收桶、回收站
  • 分选:光学分选(NIR近红外)、浮选、风选
  • 清洗:去除标签、胶水、残留物
  • 破碎:破碎成小片(flake)
  • 造粒:熔融挤出切粒(pellet)
  • 再加工:注塑、挤出成新产品

回收率现状

  • 全球塑料回收率:约9%(2024年数据)
  • PET瓶回收率:欧洲>60%,中国约30%
  • 软包装回收率:<5%(多层复合包装难以回收)
  • EPS泡沫回收率:<1%(体积大、价值低)

塑料回收新技术与挑战

机械回收(传统方式)

将废塑料物理加工成再生粒料。优点:工艺简单、能耗低。缺点:多次循环后性能下降("降级循环"),难以处理混合塑料和受污染塑料。

化学回收(新兴技术)

技术原理产物优点
热解(Pyrolysis)高温无氧分解油/气/碳黑可处理混合塑料
解聚(Depolymerization)化学键断裂为单体纯单体可制备食品级rPET
气化(Gasification)转化为合成气CO+H₂可制化学品/燃料
酶降解酶催化分解单体条件温和、选择性好

主要挑战

  • 设计缺陷:多层复合包装、着色剂、添加剂难以分离
  • 经济性:回收成本有时高于新料(特别是油价低时)
  • 基础设施:许多地区缺乏收集分选体系
  • 消费者行为:分类投放意识不足
  • 法规:各国回收标准不统一

未来方向

  • 设计即回收:产品设计时考虑易回收性
  • 扩展生产者责任(EPR):让品牌方承担回收成本
  • 押金制:饮料瓶押金回收制度
  • 数字化追溯:区块链追踪塑料流向
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