南昌大學(xué)聚合物材料期末考試終極解碼

1、 第1章 通用塑料1.1概述1.1.2.1塑料的類型和特性以合成樹(shù)脂為主要成分（基材），按需要加入適當(dāng)助劑，組成配料，借助成型工具，在一定T、P條件下，可塑化成一定形狀、而且在常溫下能保持形狀的一類材料1.1.2.2塑料分類（1）按化學(xué)組成分類 PE、PP、EP、PC（2）按塑料組分?jǐn)?shù)目 單一組分 PE、PP、PS、PA 多組分 PVC （3）按受熱性行為 1 熱塑性塑料：在特定的溫度范圍內(nèi)可反復(fù)加熱軟化、熔融流動(dòng)，冷卻時(shí)凝固變硬的塑料；原因：樹(shù)脂分子鏈線性或支鏈結(jié)構(gòu)，不含可以產(chǎn)生鏈間反應(yīng)基團(tuán)，加熱不產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)形成鏈間化學(xué)鍵，在加工中僅發(fā)生物理變化主要性能特點(diǎn)：可熔、可溶 主要優(yōu)點(diǎn)：加工成型

2、方便，可再生 主要缺點(diǎn)：剛性、耐熱性較差2 熱固性塑料：成型后不能再加熱軟化重復(fù)加工的塑料產(chǎn)生原因：樹(shù)脂加工前為線性結(jié)構(gòu)并含有反應(yīng)基團(tuán)或雙鍵，加工中發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，成為三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)主要性能特點(diǎn)：不熔、不溶 主要優(yōu)點(diǎn)：耐熱性高，受壓不容易變形 主要品種：PF、EP、UP、UF、MF、PI、有機(jī)硅（4） 按使用范圍和用途分類1 通用塑料：非結(jié)構(gòu)材料 PE、PP、PVC、PF、EP 2 工程塑料：結(jié)構(gòu)材料 PA、PC、POM、PPS、PI1.1.2.3塑料特性 （1）優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)輕、電氣絕緣性好、力學(xué)強(qiáng)度范圍廣、優(yōu)良防腐蝕性、隔熱性能好、成型加工性能好、 減震、消音、良好透光性、著色性好 （2）缺點(diǎn)：

3、 耐熱性較低，使用溫度不高； 力學(xué)強(qiáng)度不如金屬； 長(zhǎng)期使用性能較差；易發(fā)生蠕變、疲勞、結(jié)晶 大多數(shù)品種易燃；產(chǎn)生黑煙、有毒氣體 較易老化；變色、開(kāi)裂、機(jī)械強(qiáng)度下降 熱膨脹性比金屬、陶瓷大1.1.3 塑料組成及其作用多組分塑料 基體材料樹(shù)脂、輔助材料添加劑1.1.3.1 合成樹(shù)脂 主要作用：1）決定塑料的基本特性；2）粘接作用 用量：40100%1.1.3.2 添加劑 添加目的:改善材料加工成型性能和制品使用性能，降低成本，延長(zhǎng)使用壽命添加劑主要品種：熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、增塑劑、潤(rùn)滑劑、增強(qiáng)劑、填充劑、著色劑、改性劑、交聯(lián)劑、發(fā)泡劑、阻燃劑、抗靜電劑、防霉劑、軟化劑、防粘劑、光澤劑、脫模

4、劑、開(kāi)口劑等（1） 對(duì)助劑基本要求：功能上有效，塑料加工、使用條件下穩(wěn)定，與樹(shù)脂結(jié)合穩(wěn)固，不滲析和噴霜，無(wú)毒無(wú)味，價(jià)格適宜滲析: 塑料中助劑向相接觸的其它材料中發(fā)生遷移的現(xiàn)象 噴霜: 塑料中助劑向制品表面遷移的現(xiàn)象 易發(fā)生噴霜助劑品種：增塑劑、潤(rùn)滑劑（2） 穩(wěn)定劑：老化：長(zhǎng)期儲(chǔ)存或使用過(guò)程中，性能隨時(shí)間逐漸劣化的現(xiàn)象 老化現(xiàn)象： 變色、發(fā)粘、變脆、龜裂、變形、粉化、斑點(diǎn)、霉變、物理力學(xué)性能降低 穩(wěn)定劑：抑制或減緩塑料老化作用的物質(zhì) 三大類穩(wěn)定劑：抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑 抗氧劑 能延緩或抑制塑料自動(dòng)氧化速度，延長(zhǎng)其使用壽命的物質(zhì)。 酚類： 2，6二叔丁基苯酚，3甲基4異丙基丙酚 胺類： N，

5、N二苯基乙二胺 亞磷酸酯類：亞磷酸三苯酯、亞磷酸三丁酯 熱穩(wěn)定劑 改善樹(shù)脂熱穩(wěn)定性，抑制熱降解、熱分解常用三類熱穩(wěn)定劑：鹽基鉛鹽類 三鹽基硫酸鉛：3PbO Pb2SO4 H2O 二鹽基硬脂酸鉛 ： 2PbO PbOOC(CH2 ) 16 CH3 金屬皂類 硬脂酸的鈣、鈉、鎘、鋇、鋅等鹽 月桂酸的鋇、鈣、鎘等鹽類 有機(jī)錫類 二月桂酸二丁基錫: CH3( CH2)10COO2Sn ( CH2)3CH32 順丁烯二酸二丁基錫 熱穩(wěn)定劑消耗量：24%樹(shù)脂量 光穩(wěn)定劑 改善塑料的耐日光性，防止或降低日光中紫外線對(duì)塑料的破壞（3）增塑劑 增塑劑作用 改善塑料塑性，增加成型加工時(shí)流動(dòng)性，降低制品脆性，改善耐

6、寒性 增塑劑基本要求 揮發(fā)性很小，與樹(shù)脂混溶性良好 常用品種 鄰苯二甲酸酯類磷酸酯類 脂肪族二元酸酯類 增塑機(jī)理隔離作用 增加分子鏈之間距離大分子間吸引、纏結(jié)內(nèi)旋轉(zhuǎn)柔曲、滑移耐寒性脆性（4）潤(rùn)滑劑 改善塑料在成型加工時(shí)的流動(dòng)性、脫模性，促進(jìn)加工成型，提高生產(chǎn)能力和制品外觀質(zhì)量和光潔度等 內(nèi)潤(rùn)滑劑作用 ：減小加工時(shí)樹(shù)脂大分子之間的摩擦，降低熔體粘度 主要品種：硬脂酸、硬脂酸酯類（甲酯、丁酯） 外潤(rùn)滑劑：減小加工時(shí)物料或制品與加工設(shè)備金屬表面間的摩擦或粘附 主要品種：硬脂酸鹽（Ca、Mg、Ba、Zn、Pb）、石蠟、硅有機(jī)化合物（甲基硅油、乙基硅油）（5）填充劑 增加體積，減少樹(shù)脂用量，降低成本，改

7、善塑料某些物理性能 主要品種：碳酸鈣、滑石粉、云母粉、木粉（6）增強(qiáng)劑 能夠顯著提高塑料力學(xué)性能，增大材料承載能力 主要品種：玻璃纖維、碳纖維等（7）阻燃劑 能夠降低材料的燃著傾向和程度，或降低燃燒速率和火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊闹鷦?以鹵素化合物為主 阻燃效果：溴化合物 氯化合物 碘化合物 氟化合物1.1.4 塑料的成型加工方法1.1.4.1 塑料的配制 1） 熱塑性塑料的配制 主要供料形式：顆粒 工藝流程：樹(shù)脂助劑混合塑煉擠出切粒包裝主要工序： 原料準(zhǔn)備 原材料預(yù)處理、計(jì)量、輸送 初混合 混合：固體狀粉料的混合使用設(shè)備：高速混合機(jī) 塑煉 粉碎或?；?2） 熱固性塑料的配制 供料形式：壓塑粉、團(tuán)塊狀、片

8、狀或?qū)訅旱陌宀暮桶舨?粉狀配料工藝流程 層壓板、棒材制備工藝流程1.1.4.2 （1） 成型 將各種形態(tài)的塑料（粒料、粉料等）制成所需形狀的制品或半成品。 成型過(guò)程發(fā)生物理、化學(xué)變化 塑料主要成型方式：擠出、注塑、吹塑、壓延、模壓 （2）加工 加工 機(jī)械加工、裝配 修飾1.2 塑料性能表征與測(cè)試性能：材料在各種不同的條件下所具有的適應(yīng)能力塑料主要性能：供料、力學(xué)、熱學(xué)、耐熱、耐寒、電、光學(xué)、化學(xué)、燃燒與阻燃、老化1.2.1 塑料供料表征1.2.1.1 熔融指數(shù) 將熱塑性塑料在一定溫度和壓力下，熔體在 10min內(nèi)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管的重量值，稱為塑料的熔體流動(dòng)速率指數(shù)，簡(jiǎn)稱熔融指數(shù)熔融指數(shù)簡(jiǎn)寫(xiě)：M

9、. I 單位 ：g / 10min 表征參數(shù)：熱塑性塑料供料流動(dòng)性性能指標(biāo)1.2.1.2 拉西格流動(dòng)性 將熱固性塑料供料試樣熱壓成錠，加入到測(cè)定儀的料腔中。在規(guī)定溫度、壓力下，3min內(nèi)從儀器下端口模中壓出塑料的長(zhǎng)度。1.2.2 力學(xué)性能1.2.2.1 強(qiáng)度 表征材料受載時(shí)抵抗破壞的能力 強(qiáng)度：拉伸、剪切、壓縮、彎曲 1.2.2.2 硬度 材料抵抗壓入變形特別是永久變形、抗壓痕、耐劃傷性的衡量尺度表示方法（1）洛氏（Rockwell） R、L、M三種尺度（2）邵氏（Shore， H s ）邵氏A， HA ； 邵氏D， HD （3）巴氏（巴柯?tīng)枺?.2.2.3 韌性 材料抵抗快速載荷引起破壞的能

10、力 表示方法:：沖擊強(qiáng)度，斷裂伸長(zhǎng)率沖擊強(qiáng)度測(cè)試方法：（1）簡(jiǎn)支梁法2）懸臂梁法（缺口試樣）Izod式3）落錘法（4）薄膜擺錘沖擊法1.2.3 熱學(xué)性能（1） 熱導(dǎo)率 熱導(dǎo)率?。?）線脹系數(shù) 線脹系數(shù)大 （3）比熱容 比熱容大1.2.4 耐熱性 在升溫環(huán)境中材料抵抗由于自身的物理或化學(xué)變化引起變形、軟化、尺寸改變、強(qiáng)度下降及其它性能降低或工作壽命明顯減少等的能力1.2.4.1 塑料特征性溫度（1） 玻璃化溫度 Tg（2）熔點(diǎn)Tm或流動(dòng)溫度 Tf（3）熱分解溫度 Td 塑料加工溫度：Tf Td1.2.4.2 短時(shí)耐熱性 評(píng)價(jià)參數(shù)：物理耐熱性 1）彎曲負(fù)載熱變形溫度（熱變形溫度）（2） 維卡耐熱（

11、維卡軟化點(diǎn)）測(cè)試原理：一定負(fù)載荷，一定升溫速度下，試樣某一指標(biāo)達(dá)到規(guī)定形變時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度1.2.4.3 長(zhǎng)時(shí)耐熱性 評(píng)價(jià)參數(shù)：最高連續(xù)使用溫度 性能值保持不低于初始值的50%時(shí)的溫度 測(cè)定方法：熱老化試驗(yàn)1.2.6 電性能 1.2.7 光學(xué)性能 1.2.7.1 透光率 Tt = T2 / T1 (%) T1入射光光通量（lm)T2透射光光通量（lm) 1.2.7.2 霧度hs = Ts / T2 Ts透射光中散射光光通量（lm)1.2.8 化學(xué)性能 耐化學(xué)藥品性、耐溶劑應(yīng)力開(kāi)裂性、耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性改善ESCR方法：提高分子量、減少分子量的分散性、降低結(jié)晶度、與彈性體共混改性、交聯(lián) 1.2.9

12、燃燒與阻燃性能 評(píng)價(jià)塑料燃燒最科學(xué)的方法：有限氧指數(shù)法有限氧指數(shù)定義：在室溫和規(guī)定的條件下，在氮、氧氣體中恰好能維持塑料試樣平穩(wěn)燃燒時(shí)混合氣體中所含氧氣的體積百分?jǐn)?shù)材料可燃性判斷標(biāo)準(zhǔn)：易燃材料： OI 27良好阻燃材料結(jié)構(gòu)：含鹵素原子、芳環(huán) 阻燃塑料：氟塑料、芳香族聚酰胺、聚芳砜、PI、PPS、PVC 易燃塑料： PE、PP、POM、PET、PBT密度最大類塑料：氟塑料 密度最小類塑料：聚烯烴類塑料1.3 聚乙烯 ( PE )1.3.1 概述 分子通式:（CH2CH2 ）n PE占塑料總產(chǎn)量：20%1.3.2 支鏈型聚乙烯 1.3.2.1 低密度聚乙烯 （1）樹(shù)脂制備方法 n CH2= CH2

13、（CH2CH2 ）n反應(yīng)條件：150 300，110350MPa 釜式停留時(shí)間：10120S管式停留時(shí)間：60300 S 乙烯單程轉(zhuǎn)化率：1530 %（2） PE的結(jié)構(gòu)支鏈MWD、密度、結(jié)晶度 結(jié)晶 強(qiáng)度 非結(jié)晶 彈性、柔性、光學(xué)透明性（3） 性能 優(yōu)點(diǎn) 無(wú)毒、無(wú)味、光澤性蠟狀、優(yōu)良電性能、化學(xué)惰性、加工性、軟而韌，阻隔性不受稀酸影響，室溫?zé)o溶劑溶解 缺點(diǎn)、除韌性外，其它力學(xué)性能低、熱變形溫度低、易燃、耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性（ESCR）差 產(chǎn)生原因：活性物質(zhì)降低PE內(nèi)聚能 改善方法：降低結(jié)晶度、降低分子量分散性、交聯(lián) 、粘附性差（4） 加工方法 吹塑、擠出、注塑 （5） 應(yīng)用 薄膜類 主要用途，占5

14、5% 擠出涂敷 中空吹塑、注塑制品、電纜制品、泡沫塑料1.3.2.2 乙烯共聚物（1）乙烯乙酸乙烯共聚物(EVA) 結(jié)構(gòu)式：（CH2 CH2 ）x （CH2 CH） yn OCOCH3、乙酸乙烯含量 結(jié)晶性、分子量 軟化點(diǎn) 、加工性 、 強(qiáng)度 、韌性 、ESCR、極性VA側(cè)鏈粘合性、溶解性EVA和PE性能相比：彈性、柔性、ESCR、粘結(jié)性、耐低溫性、透明性、透氣性、耐候性、對(duì)填料的受容性增大（2） 其它乙烯共聚物（3） 離子聚合體 組成與制備 乙烯與不飽和羧酸共聚物用羧酸鹽或醋酸鹽中和后形成的含有共價(jià)鍵和離子鍵的共聚物鏈 結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：既有共價(jià)鍵又有離子鍵 交聯(lián)鍵是依靠羧基的陰離子與金屬陽(yáng)離

15、子的靜電吸引，又稱為離子型交聯(lián)鍵離子型交聯(lián)鍵無(wú)規(guī)存在于長(zhǎng)鏈聚合物之間，常溫下穩(wěn)定，使具有高分子量聚合物的固態(tài)性質(zhì)，但不如共價(jià)交聯(lián)鍵強(qiáng)，溫度升高時(shí)離子鍵可逆斷裂，使材料熔融流動(dòng)，呈現(xiàn)熱塑性彈性體性能可采用熱塑性塑料方法加工，冷卻又重新形成離子鍵，提高產(chǎn)品力學(xué)性能 應(yīng)用 包裝、運(yùn)動(dòng)器具、汽車工業(yè)（4） 乙烯乙烯醇共聚物 簡(jiǎn) 寫(xiě)：EVOH乙烯醇（PVOH）: 優(yōu)點(diǎn)：氣體透過(guò)性低 阻隔性 缺點(diǎn)：高吸水性、水解性EVOH 結(jié)構(gòu)式： 阻隔類塑料 對(duì)小分子液體、氣體、水蒸氣等透過(guò)系數(shù)小的聚合物 結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)EVOH最突出性能特點(diǎn)：高阻隔性 其它性能特點(diǎn)：優(yōu)良耐油、耐有機(jī)溶劑，較高力學(xué)性能，熱穩(wěn)定性好，可回

16、收利用 應(yīng)用食品包裝 保鮮包裝非食品包裝 1.3.3 線性聚乙烯主要品種： HDPE、LLDPE、HMWHDPE、UHMWPE、VLDPE、ULDPE均聚物 共聚物 共聚單體：烯烴1.3.3.1 高密度聚乙烯（HDPE） 均聚物 共聚物 共聚單體： 1 2%烯烴1.3.3.2 線性低密度聚乙烯（LLDPE）共聚單體： 8%烯烴（例：丁烯）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：帶短小共聚單體支鏈（1） 性能 優(yōu)點(diǎn)：耐穿刺、拉伸、撕裂、ESCR、耐寒、耐熱 缺點(diǎn)：光澤度、霧度（2） 應(yīng)用 薄膜占6570%，包裝膜、保鮮膜 高ESCR容器1.3.3.3 超高分子量聚乙烯（UHMWPE）重均分子量：100300萬(wàn)（1）突出優(yōu)點(diǎn)耐

17、磨性在已知塑料中最好； 優(yōu)異的韌性； 自潤(rùn)滑性能良好，磨耗低；耐低溫性能好；Tb 金屬; 比壓縮：PA金屬（2）優(yōu)良耐摩擦、耐磨耗性 無(wú)油潤(rùn)滑因數(shù)=0.10.3 （3）良好耐疲勞性2.2.3.2 熱性能 熔點(diǎn)：180280 熱變形、最高使用溫度 100，耐寒性良好2.2.3.3 耐化學(xué)試劑及耐溶劑性 耐大部分有機(jī)溶劑、堿、鹽，不耐強(qiáng)酸、氧化劑PA6：=28（J/cm3) PA66：=27.8（J/cm3) PE： =16.5（J/cm3)2.2.3.4 PA最大缺點(diǎn) 耐光性不好 吸水性大小次甲基數(shù)/酰胺基數(shù)決定2.2.4 加工與應(yīng)用2.2.4.1 成型加工方法 最重要方法：注塑 2.2.4.2

18、 應(yīng)用 利用主要特性：耐磨、自潤(rùn)滑、耐油、耐腐 應(yīng)用領(lǐng)域：機(jī)械、化工、電子電器、零部件及體育運(yùn)動(dòng)器材2.3 聚碳酸酯（PC）2.3.1 概述 分子主鏈含有 OROCO重復(fù)單元的線型聚合物總稱應(yīng)用最多品種：雙酚A型聚碳酸酯 雙酚A型聚碳酸酯結(jié)構(gòu)式： 2.3.2 結(jié)構(gòu)與性能 2.3.2.1結(jié)構(gòu) 剛性 柔性增加剛性 結(jié)論：剛性鏈，無(wú)定形熱塑性塑料2.3.2.2 PC主要性能 （1）力學(xué)性能 剛而韌，良好綜合力學(xué)性能 （2）熱性能 耐熱又耐寒，在100130使用 （3）透明性 透光率8791%，折射率1.587 （4）其它性能 低吸水率、成型收縮率小，尺寸精度高、耐腐、易著色、阻燃、電性能好（5）主要

19、缺點(diǎn) 熔體粘度高，制件易應(yīng)力開(kāi)裂；耐堿性、耐溶劑性差，高溫易水解；耐磨損、耐疲勞性差 改性方法：增強(qiáng)、共混2.3.3 加工與應(yīng)用 2.3.3.1 加工 加工方法 注塑擠出吹塑2.3.3.2 應(yīng)用（1）光學(xué)、照明材料 大型燈罩、窗玻璃、建筑采光板（2）通信材料 CD、DVD光盤(pán)，光導(dǎo)纖維（3）透鏡材料 鏡片、光學(xué)儀器材料（4）電子/電器材料 絕緣材料、開(kāi)關(guān)、外殼、薄膜（5）包裝材料 2.4 聚甲醛（POM）2.4.1 概述 大分子主鏈含有CH2O重復(fù)單元的聚合物，學(xué)名：聚氧化亞甲基 高結(jié)晶線性熱塑性塑料2.4.2 均聚POMCO鍵長(zhǎng)：0.146 CC鍵長(zhǎng)：0.154 分子堆集更緊密結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 線

20、性、對(duì)稱、規(guī)整、無(wú)側(cè)鏈、高密度結(jié)晶性聚合物2.4.3 共聚POMd=1.410，結(jié)晶度：7075%POM性能優(yōu)良原因：高密度、高結(jié)晶2.4.4 性能特點(diǎn) 2.4.4.1 綜合性能好 （1）剛、韌、硬 對(duì)沖擊強(qiáng)度影響：溫度對(duì)沖擊強(qiáng)度影響不大，對(duì)缺口十分敏感 （2）優(yōu)良的耐摩擦、耐磨耗性 （3）耐疲勞性十分突出（4）耐蠕變性優(yōu)良 2.4.4.2 熱性能 （1）熔點(diǎn)、熱變形溫度高；（2）長(zhǎng)期使用溫度不高；（3）熱穩(wěn)定性差解決方法：（1）封端處理，成粉料（2） 加入抗氧劑、紫外線吸收劑等（3）擠出造粒2.4.4.3 耐有機(jī)溶劑性能突出 弱極性結(jié)晶、大、溶解度參數(shù)大2.4.4.4 較好的電性能 高密度、

21、高結(jié)晶度束縛偶極矩運(yùn)動(dòng)2.4.4.5 尺寸穩(wěn)定性好，不吸水，但耐候性、耐射線幅射性差POM作為第二代拉鏈，應(yīng)用材料哪些性能？1）良好耐磨性，保證足夠壽命；2）低摩擦系數(shù)和耐疲勞強(qiáng)度，保證配合牢固；3）尺寸精度高，穩(wěn)定性好，不吸水，保證配合默契準(zhǔn)確；4）耐熱水性好，耐堿性洗滌劑，以保證洗滌，外表美觀2.4.5 加工與應(yīng)用 2.4.5.1 加工方法 注塑和擠出2.4.5.2 應(yīng)用 （1機(jī)械工業(yè) 齒輪、軸承、泵體、皮帶輪（2）汽車工業(yè) 風(fēng)扇、萬(wàn)向輪、門(mén)手柄（3）電子/電器行業(yè) 電動(dòng)工具外殼、電視配件（4）其它 窗框、第二代拉鏈材料、水箱2.5 聚苯醚（PPO）化學(xué)結(jié)構(gòu)式：學(xué)名：聚2，6二甲基1，4苯

22、醚、主要優(yōu)點(diǎn)：高耐熱性，低、硬而堅(jiān)韌、電絕緣性耐水、耐化學(xué)介質(zhì)性優(yōu)良 ： PPO的塑料中最小 主要缺點(diǎn)：熔融流動(dòng)性差，成型加工困難；制品易開(kāi)裂，耐疲勞差2.6 聚酯類樹(shù)脂 飽和二元羧酸與飽和二元醇縮聚得到的線性聚合物主要品種： 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET） 聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（PBT）2.6.1 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）2.6.1.1 結(jié)構(gòu) 分子鏈主要結(jié)構(gòu)組成：結(jié)論：剛性、較高Tg、熔融溫度力學(xué)性能2.6.1.2 應(yīng)用分類 纖維（滌綸）、塑料2.6.1.3 飲料瓶特性 2.6.1.4 PET改性品種 （1）增強(qiáng)改性 增強(qiáng)物：玻纖、碳纖、硅纖、硼纖 改善性能：高負(fù)荷下耐熱性、高溫下力學(xué)

23、性能、尺寸穩(wěn)定性 （2）共混改性 主要品種：PET/PBT、PET/PC、PET/PA、PET/PE 改善性能：沖擊、尺寸穩(wěn)定性2.6.1.5 加工方法 注塑、擠出、吹塑2.6.1.6 應(yīng)用1）瓶類2）薄膜、片材3）工程塑料2.7 聚酰亞胺（PI）大分子主鏈上含有酰亞胺基團(tuán)的一類芳雜環(huán)聚合物總稱PI主要品種：熱固性均苯型、熱塑性醚酐型 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：主鏈苯環(huán)、酰亞胺基形成五元雜環(huán)剛性大，分子間作用力強(qiáng)，斂集密度高 突出性能：熱穩(wěn)定性、高溫下力學(xué)、電性能、耐化學(xué)介質(zhì)、耐幅射、阻燃性 應(yīng)用：薄膜、涂料、纖維、工程塑料2.8 氟塑料 分子鏈中含有氟原子的塑料總稱2.8.1 聚四氟乙烯（PTFE）2.8.

24、1.1結(jié)構(gòu)式：2.8.1.2一般性能 蠟狀白色結(jié)晶、d=2.142.30，重均分子量=5105 9106 ，熔點(diǎn)=320345，很好生理相容性 2.8.1.3 優(yōu)點(diǎn)1）優(yōu)異耐高、低溫性，工作溫度范圍寬2）優(yōu)異耐化學(xué)腐蝕、老化性3）摩擦因數(shù)小、極低粘附性4）優(yōu)異介電、電絕緣性、阻燃性2.8.1.4 缺點(diǎn)（1）除自潤(rùn)滑性外，其它力學(xué)性能一般（2）冷流性3）難熔融加工性2.8.1.5 成型方法 燒結(jié)、擠出、推壓、機(jī)械加工、涂覆成型2.8.1.6 應(yīng)用 防腐、滑動(dòng)、密封、電絕緣、防粘、醫(yī)用 第3章 橡膠3.1 概述 橡膠：具有高彈性的高分子材料，又稱彈性體3.1.1 橡膠分類 天然（NR）、合成：通用

25、，特種，熱塑性彈性體 合成橡膠：?jiǎn)误w經(jīng)聚合反應(yīng)合成的高分子材料 通用合成橡膠 簡(jiǎn)稱：通用橡膠 性能與NR相近，代替NR使用的合成橡膠 主要品種：丁苯、順丁、乙丙、丁基、氯丁橡膠特種合成橡膠 簡(jiǎn)稱：特種橡膠 具有特殊性能，專門(mén)用于耐熱、耐寒、耐油等特殊用途的橡膠 主要品種：丁腈、聚氨酯、丙烯酸酯、硅、氟橡膠熱塑性彈性體 常溫下具有類似于橡膠的力學(xué)、使用性能，又能按熱塑性塑料進(jìn)行加工和回收的材料 主要品種：聚氨酯類、苯乙烯類、聚烯烴類3.1.2 橡膠的性能指標(biāo) 3.1.2.1 物理機(jī)械性能（1） 拉伸性能 表示參數(shù)：拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長(zhǎng)率、定伸應(yīng)力、扯斷永久變形 定伸應(yīng)力（定伸強(qiáng)度）試樣一定伸長(zhǎng)（3

26、00%、500%）時(shí)，原橫截面上單位面積所受的力，MPa 扯斷永久變形 Hd =（L2 L0） L0100% L0：試驗(yàn)前試樣工作標(biāo)距 L2 ：試樣扯斷后停放3min對(duì)接起來(lái)標(biāo)距（2） 彈性 受外力發(fā)生形變，除去外力后迅速回復(fù)原有尺寸的能力 試驗(yàn)方法：回彈性試驗(yàn)，也稱擺錘彈性試驗(yàn)（3） 硬度 橡膠抵抗外壓力下形變的能力 常用測(cè)試儀器：邵式硬度計(jì)A（4） 磨耗 試樣在一定轉(zhuǎn)數(shù)或一定行程內(nèi)磨損體積 主要測(cè)試方法： Akron、Schopper、格拉西里、皮克磨耗 橡膠其它性能指標(biāo)：耐低溫、耐熱、耐老化、耐燃燒、電、耐介質(zhì)性能3.1.2.2 橡膠的工藝性能 可塑性、門(mén)尼焦燒（1可塑性固體受外力作用變

27、形后，能完全或部分保持變形的性質(zhì) 測(cè)試儀器門(mén)尼粘度計(jì)測(cè)試原理：未硫化橡膠在兩個(gè)能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的模腔和轉(zhuǎn)子之間一定的溫度（100 ）、壓力（3106 6106 Pa）下，測(cè)定試樣變形時(shí)所受的扭力門(mén)尼粘度表示方法： ML1+4 100ML1+4 100分子量彈性可塑性3.1.3 配方 3.1.3.1 橡膠制品的原材料 生膠、再生膠、硫化膠膠粉 + 配合劑（1） 生膠、再生膠、硫化膠膠粉 生膠 沒(méi)有經(jīng)過(guò)加工和配合的原料橡膠 天然膠乳膠粘劑、干膠 生產(chǎn)合成橡膠單體：丁二烯、異戊二烯、乙烯、苯乙烯 再生膠 廢硫化膠經(jīng)處理后制得的具有一定可塑性，能重新硫化的材料 主要反應(yīng)：脫硫脫硫原理：不破壞CC下，打斷SS

28、、CS，切斷部分長(zhǎng)鏈和交聯(lián)，分子鏈降低，彈性變塑性 再生膠生產(chǎn)方法：高溫連續(xù)脫硫、微波脫硫、超聲波脫硫 硫化膠膠粉 廢舊橡膠制品直接粉碎（2）橡膠配合劑 純橡膠缺點(diǎn)：分子間作用力很小，溫度升高變軟發(fā)粘，外力下容易產(chǎn)生塑性流動(dòng)，遇溶劑易溶脹溶解，力學(xué)性能低，耐老化性能差，無(wú)實(shí)用價(jià)值 配合劑作用：改善加工性能，延長(zhǎng)制品使用壽命，提高使用價(jià)值，降低成本 主要配合劑 硫化劑、硫化促進(jìn)劑、硫化活性劑、防焦劑、防老劑、增強(qiáng)劑、填充劑硫化劑 ：一定條件下，使橡膠發(fā)生交聯(lián)的物質(zhì) 硫化劑交聯(lián)劑 生膠：硫化前的橡膠 硫化膠、熟橡膠：已硫化的橡膠硫化劑種類：硫磺、含硫化合物、過(guò)氧化物、胺、金屬氧化物 硫化促進(jìn)劑作用

29、：加快硫化速度，縮短硫化時(shí)間，減少硫化劑用量，降低硫化溫度，提高硫化膠物理力學(xué)性能 常用品種：噻唑類、秋蘭姆類 防焦劑又稱硫化延遲劑、硫化延緩劑、穩(wěn)定劑 少量加入可防止或延緩膠料發(fā)生焦燒的物質(zhì)焦燒：膠料在硫化前的加工及貯存過(guò)程中發(fā)生的早期輕度硫化現(xiàn)象防焦劑主要種類：亞硝基化合物類、有機(jī)酸類、硫氮類完整硫化交聯(lián)體系組成：硫化劑、促進(jìn)劑、活性劑、防焦劑 其它配合劑 隔離劑、發(fā)泡劑、著色劑、軟化劑3.1.3.2 橡膠制品配方表示 基本配方 生膠用量100份 應(yīng)用場(chǎng)合：實(shí)驗(yàn)室中 質(zhì)量分?jǐn)?shù)配方 膠料總質(zhì)量100%應(yīng)用場(chǎng)合：計(jì)算材料成本 體積分?jǐn)?shù)配方 總體積100% 應(yīng)用場(chǎng)合：計(jì)算體積成本 生產(chǎn)配方 煉膠

30、機(jī)的規(guī)格和容量制定的配方 又稱：實(shí)用配方 單位：Kg3.1.4 橡膠的加工工藝 塑煉、混煉、壓延和壓出、成型、硫化3.1.4.1 塑煉 生膠彈性可塑性 生產(chǎn)設(shè)備：開(kāi)煉機(jī)、密煉機(jī) 可塑性：門(mén)尼粘度3.1.4.2 混煉 生膠和各種配合劑混合均勻的過(guò)程 主料（膠）促進(jìn)、活性、防老劑補(bǔ)強(qiáng)、填充劑液體軟化劑硫磺 注意加料順序3.1.4.3 壓延和壓出 得到初坯3.1.4.4 成型 把構(gòu)成制品的各部件通過(guò)粘貼、壓合得到半成品 半成品：尚缺最后一道硫化工序的加工制品3.1.4.5 硫化 線型網(wǎng)狀 硫化方法：冷、室溫、熱硫化3.1.5 結(jié)構(gòu)與性能3.1.5.1 分子結(jié)構(gòu)特性（1）大分子具有足夠的柔性；Tg低；

31、（2）不結(jié)晶或結(jié)晶度很?。唬?）分子必須能夠進(jìn)行交聯(lián)，無(wú)冷流3.2 通用橡膠 3.2.1 天然橡膠（NR）用量最大橡膠3.2.1.1 組成和結(jié)構(gòu) 橡膠烴：占93% 非橡膠成分：蛋白質(zhì)、水分、灰分、丙酮抽出物4.8n=10000 相對(duì)分子質(zhì)量：33000萬(wàn)MWD：2.810低分子量峰值：20100萬(wàn)高分子量峰值：100200萬(wàn)T g=73特性：室溫硬固狀態(tài)，50軟化100狀態(tài)：可塑性、粘稠狀3.2.1.2 性能 （1）優(yōu)點(diǎn) 很好彈性生膠伸長(zhǎng)率：7577% 硫化膠伸長(zhǎng)率：750850%回彈率：5085% 較高力學(xué)強(qiáng)度拉伸性能、耐屈撓疲勞 拉伸強(qiáng)度=1725MPa 良好氣密、防水、電絕緣、絕熱、耐寒

32、性； 加工性能好MWD：2.810（2） 缺點(diǎn) 耐臭氧、熱氧老化、光性能差；不飽和雙鍵 耐油、耐溶劑性極差 非極性橡膠 結(jié)論：用量最大、綜合性能最好的橡膠3.2.2 丁苯橡膠（SBR）以丁二烯、苯乙烯為單體共聚而成的高分子彈性體產(chǎn)量第二，占橡膠總產(chǎn)量34% 合成橡膠第一，占55%3.2.2.1 結(jié)構(gòu)苯乙烯：剛性 丁二烯：柔韌性3.2.2.2 性能 （1）優(yōu)點(diǎn)質(zhì)量均一，無(wú)異物混入； 耐熱、老化、臭氧、耐磨、耐油優(yōu)于NR； 與BR、NR混溶性好（2）缺點(diǎn)純膠強(qiáng)度低，彈性、耐寒性較差；耐撕裂性、粘著性較差;滯后損失大；硫化速度慢3.2.2.3 應(yīng)用 部分或全部代替NR使用3.2.3 聚丁二烯橡膠(B

33、R) 1，3丁二烯結(jié)構(gòu)：BR: 1，3丁二烯為單體聚合的彈性體順式1，4聚丁二烯：Tg=102全同立構(gòu)聚1，2丁二烯：Tg=15 順丁橡膠：順式1，4結(jié)構(gòu)含量達(dá)95%以上的聚丁二烯橡膠 主要性能特點(diǎn)：彈性最高，耐低溫性、耐磨、相容性好 應(yīng)用 輪胎、膠鞋、膠帶、膠輥3.2.4.2 乙丙橡膠的組成、結(jié)構(gòu) （1）化學(xué)結(jié)構(gòu)EPM結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：主鏈飽和，三元EPDM雙鍵懸掛在側(cè)鏈（2）組成及其分布 典型的高彈性、綜合性能好的橡膠：乙烯含量：5070%，60% （mol)乙烯：20%40%丙烯嵌段物 保證乙丙橡膠結(jié)構(gòu)無(wú)規(guī)分布：乙烯50%乙烯70%乙烯鏈段結(jié)晶彈性，Tg ，耐寒性 ，加工性（3） 硫化 二元乙丙

34、橡膠硫化 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：主、側(cè)鏈 CC飽和鍵硫化劑：過(guò)氧化物 例：過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化二苯甲酰交聯(lián)反應(yīng)方程式：（偶合終止）3.2.4.3 乙丙橡膠的性能（1）優(yōu)點(diǎn) 優(yōu)異耐老化性；耐化學(xué)腐蝕性； 較高的彈性和低溫性能； 很好的電絕緣和耐電暈性； 最低密度橡膠、較好的耐蒸氣性、高填充性d=0.860.87(2) 缺點(diǎn) 硫化速度慢； 不易與其它橡膠并用； 自粘、互粘性差，加工難； 耐燃、耐油、氣密性差 主要性能特點(diǎn)：耐老化、耐化學(xué)腐蝕，密度最小3.2.4.4 應(yīng)用（1）各種工業(yè)橡膠制品（2）電氣制品（3）汽車部件（4）建筑防水材料3.2.5 丁基橡膠（IIR）制備方法 異丁烯和少量異戊二烯(0.53%

35、)的共聚物最突出性能特點(diǎn)：氣密性、耐老化性好 氣透率：1/20NR；1/30BR應(yīng)用 內(nèi)胎、氣球、電纜絕緣層、密封墊片、化工容器襯里、建筑材料3.3 特種橡膠 3.3.1 丁腈橡膠（NBR）用量最大特種合成橡膠3.3.1.1 制備 以丁二烯、丙烯腈為單體，采用自由基乳液共聚制成的高分子彈性體反應(yīng)方程式：3.3.1.2 結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系（1） 共聚物組成 丙烯腈密度Tg（2） 相對(duì)分子質(zhì)量和分子量分布 相對(duì)分子質(zhì)量：幾千幾十萬(wàn) 通用型NBR門(mén)尼粘度：ML1+4100=30130 分子質(zhì)量大小影響：分子量拉伸強(qiáng)度彈性、加工性 分子量分布影響：分子量分布加工性3.3.1.3 性能（1）優(yōu)點(diǎn) 良好的耐非

36、極油和非極性溶劑； 耐熱老化性能好；空氣中100連續(xù)使用 耐磨性好；比NR高3045% 和強(qiáng)極性聚合物有較好相容性（2） 缺點(diǎn) 耐寒、電絕緣性、耐臭氧、彈性、氣密性較差 丁腈橡膠顯著特性：耐非極性油、非極性溶劑3.3.1.4 應(yīng)用 耐油制品3.3.2 丙烯酸酯橡膠（AR）丙烯酸酯與少量交聯(lián)單體共聚而成的彈性體 3.3.2.1 品種 主要單體 丙烯酸酯 主要品種：丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯 交聯(lián)單體 帶極性基團(tuán)的乙烯基單體 丙烯腈：a 氯代乙基乙烯基醚：氯代乙酸乙烯酯：3.3.2.2 結(jié)構(gòu)與性能（1結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 主鏈飽和，側(cè)鏈極性酯基（2）顯著特性耐熱油、耐老化性3.3.2.3 應(yīng)用 80%用于耐熱油、耐高溫汽車密封配件，被稱為“車用橡膠”3.3.3 硅橡膠 以 為