1.2.1 塑料概述
塑料中的主要成分是树脂，树脂有天然树脂和合成树脂，塑料大多采用合成树脂。合成树脂是采用人工合成方法，将低分子化合物单体聚合成高分子化合物，它们的相对分子量一般都大于一万，有的甚至可以达到百万级，所以也常将它们称为聚合物或高聚物。制备合成树脂的原料主要来自于石油。树脂虽然是塑料中的主要成分，但是单纯的树脂往往不能满足成型生产中的工艺要求和成型后的使用要求，必须在树脂中添加一定数量的添加剂，并通过这些添加剂来改善塑料的性能。例如，加入增塑剂可以改善塑料的流动性能和成型性能；加入稳定剂可以提高塑料寿命，增强塑料抗老化的能力。因此，塑料是一种由树脂和添加剂组合而成的高分子化合物。
1．高分子构型
高聚物中大分子链的空间构型有三种形式：线型、支链状线型及体型。
（1）线型。
线型分子即大分子呈线状，如图1-1（a）所示。在性能上，线型分子构成的高聚物一般是可熔的，且可以反复受热成型，并能在溶剂中溶解。如高密度聚乙烯、聚苯乙烯等。
（2）支链状线型。
支链状线型分子的主链也是线状，但主链上还生出或多或少长短不等的支链，如图1-1（b）所示。支链状线型分子构成的高聚物受热时可以熔融，也能溶于特定的有机溶剂。因为存在着支链，使分子间的间距拉大，结构不太紧密，故机械强度较低，但溶解能力与可塑性较高。如低密度聚乙烯等。
（3）体型。
体型分子的主链同样是长链形状，但这些长链之间有短链横跨连接，并在三维空间相互交联，短链连接较为密集，从而形成网状结构的体型分子，如图1-1（c）所示。体型高聚物硬而脆，在高温中不熔融，无可塑性，在有机溶剂中也不溶解，所以不能再次成型。如成型硬化后的热固性塑料。
图1-1
2．塑料的特点
塑料和金属材料及其他材料相比，有着一系列优点，如密度小，重量轻，化学稳定性高，绝缘性能好，易于造型，生产效率高，成本低等。但也存在许多缺陷，如抗老化性、耐热性、抗静电性、耐燃性及机械强度普遍低于金属等。
（1）密度小，重量轻。
塑料的密度约为0.9～2.3g/cm3，大多数都在1.0～1.4g/cm3左右。其中，聚4-甲基丁烯-1的密度最小，约为0.83g/cm3，相当于钢材密度的0.11倍和铝材的0.5倍左右。如果采用发泡工艺生产泡沫塑料，则塑料的密度可以小到0.01～0.5g/cm3。故“以塑代钢”是产品轻量化的一个很重要的途径。例如，美国波音747客机有2500个重量达2000kg的零部件都是用塑料制造的，美国全塑火箭中所用的玻璃钢占总重量的80%以上。
（2）比强度高。
比强度是指材料的拉伸强度（抗拉强度）与材料表现密度的比值。由于塑料的密度小，所以比强度高。表1-2为几种金属与塑料的比强度。
表1-2 单位（N/mm2）/（g/cm3）
（3）光学性能，容易着色。
大多数塑料可制成透明或半透明制品，且容易着色，可具有鲜艳的色彩。表1-3为几种塑料的透光率与玻璃的比较。
表1-3
（4）绝缘性和绝热性能好。
塑料原子内部一般都没有自由电子和离子，所以大多数塑料都具有良好的绝缘性能及很低的介电损耗。塑料是现代电工行业和电器行业不可缺少的原材料，许多电器用的插头、插座、开关、手柄等都是用塑料制成的。由于塑料的传热系数低，其绝热隔热性能也好。
（5）化学稳定性高。
绝大多数塑料的化学稳定性都很高，它们对酸、碱和许多化学药物都具有良好的耐腐蚀能力，所以在化学工业中应用很广泛，用来制作各种管道、密封件和换热器等。其中，聚四氟乙烯塑料的化学稳定性最高，它的抗腐蚀能力比黄金还要好，可以承受“王水”（镪酸）的腐蚀，俗称“塑料王”。
（6）减摩、耐磨性能好。
大多数塑料都具有良好的减摩和耐磨性能，它们可以在水、油或带有腐蚀性的液体中工作，也可以在半干摩擦或者完全干摩擦的条件下工作，这是一般金属零件无法比拟的。因此，塑料齿轮、轴承和密封圈等应用广泛，采用特殊配方的塑料还可以制造自润滑轴承。
（7）减振、隔音性能好。
塑料的减振和隔音性能来自于聚合物大分子的柔韧性和弹性。塑料的柔韧性要比金属大得多，当其遭到频繁的机械冲击和振动时，内部将产生黏性内耗，这种内耗可以把塑料从外部吸收进来的机械能量转换成内部热能，从而起到吸振和减振的作用。塑料是现代工业中减振隔音性能极好的材料，不仅可以用于高速运转机械，还可以用作汽车中的一些结构零部件，如保险杠和内装饰板等，国外一些轿车已经开始采用碳纤维增强塑料制造板簧。
（8）成型加工方便。
塑料通过加热、加压，可模塑成各种形状的制品，且易于切削、植入嵌件、焊接、表面处理、二次加工等，从而使得塑料制品具有复杂的结构，精加工成本也低于金属制品，适宜大批量生产。
除了上述几点之外，许多塑料还具有防水、防潮、防透气、防辐射以及耐瞬时烧蚀等特殊性能。塑料虽然具有以上诸多优点和广泛用途，但也有一些较严重的缺点，如不耐热，容易在阳光、大气、压力和某些介质作用下老化，长期受载荷容易蠕变等。在成型加工中，塑料还具有流动性、热胀冷缩等工艺问题，因此，塑料制品的尺寸大小和尺寸精度也受到一定限制。