非金屬材料與復(fù)合材料要點(diǎn)PPT課件

1、第一節(jié) 高分子材料基本知識(shí)一、高分子化合物、單體、鏈節(jié)與聚合度高分子化合物單體鏈節(jié)聚合度高分子化合物是指分子量很大的化合物，分子量一般在5000以上。包括有機(jī)高分子化合物和無(wú)機(jī)高分子化合物。單體是指組成高分子化合物的低分子化合物。鏈節(jié)是指組成高分子化合物的結(jié)構(gòu)相同的基本單元。高分子化合物的大分子鏈?zhǔn)怯纱罅挎湽?jié)連成，鏈節(jié)的重復(fù)次數(shù)稱為聚合度。第1頁(yè)/共19頁(yè)第一節(jié) 高分子材料基本知識(shí)二、高分子化合物的合成聚合反應(yīng)加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)第2頁(yè)/共19頁(yè)第一節(jié) 高分子材料基本知識(shí)三、高分子化合物的結(jié)構(gòu)1、 大分子鏈的形狀按照大分子鏈的幾何形狀，可將高分子化合物分為線型結(jié)構(gòu)、支鏈型結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu)。線型結(jié)構(gòu)高

2、聚物的彈性、塑性好，硬度低，是熱塑性材料。支鏈型結(jié)構(gòu)近于線型結(jié)構(gòu) 。體型結(jié)構(gòu)高聚物硬度高，脆性大，無(wú)彈性和塑性，是熱固性材料。第3頁(yè)/共19頁(yè)l一個(gè)大分子鏈可以穿一個(gè)大分子鏈可以穿過(guò)幾個(gè)晶區(qū)和非晶區(qū)。過(guò)幾個(gè)晶區(qū)和非晶區(qū)。晶區(qū)熔點(diǎn)、密度、強(qiáng)晶區(qū)熔點(diǎn)、密度、強(qiáng)度、硬度、剛性、耐度、硬度、剛性、耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性高，熱性、化學(xué)穩(wěn)定性高，而彈性、塑性、沖擊而彈性、塑性、沖擊強(qiáng)度下降。強(qiáng)度下降。 第4頁(yè)/共19頁(yè)四、高分子材料的力學(xué)狀態(tài)四、高分子材料的力學(xué)狀態(tài) 線型非晶態(tài)高分子材料的力學(xué)狀態(tài)線型非晶態(tài)高分子材料的力學(xué)狀態(tài) 玻璃態(tài)：玻璃態(tài)：低溫下，鏈段不能運(yùn)動(dòng)。在外力作用低溫下，鏈段不能運(yùn)動(dòng)。在外力作用下

3、，只發(fā)生大分子原子的微量位移，產(chǎn)生少量彈性下，只發(fā)生大分子原子的微量位移，產(chǎn)生少量彈性變形。變形。l高聚物呈玻璃態(tài)的高聚物呈玻璃態(tài)的最高溫度稱玻璃化最高溫度稱玻璃化溫度，用溫度，用Tg表示。表示。用于這種狀態(tài)的材用于這種狀態(tài)的材料有塑料和纖維。料有塑料和纖維。 線型非晶態(tài)高聚物的溫度線型非晶態(tài)高聚物的溫度- -變形曲線變形曲線 第5頁(yè)/共19頁(yè) 高彈態(tài)：高彈態(tài)：溫度高于溫度高于Tg，分子活動(dòng)能力增加，受，分子活動(dòng)能力增加，受力時(shí)產(chǎn)生很大彈性變形。用于這種狀態(tài)高聚物是橡力時(shí)產(chǎn)生很大彈性變形。用于這種狀態(tài)高聚物是橡膠。膠。 粘流態(tài)：粘流態(tài)：由于溫度高，分子活動(dòng)能力很大，在由于溫度高，分子活動(dòng)能力很

4、大，在外力作用下，大分子鏈可以相對(duì)滑動(dòng)。粘流態(tài)是高外力作用下，大分子鏈可以相對(duì)滑動(dòng)。粘流態(tài)是高分分子材料的加工態(tài)，子材料的加工態(tài)，大分子鏈開始發(fā)大分子鏈開始發(fā)生粘性流動(dòng)的溫生粘性流動(dòng)的溫度稱粘流溫度，度稱粘流溫度，用用Tf表示。表示。 線型非晶態(tài)高聚物的溫度線型非晶態(tài)高聚物的溫度- -變形曲線變形曲線 第6頁(yè)/共19頁(yè)第二節(jié)第二節(jié) 高分子工程材料高分子工程材料 高分子工程材料高分子工程材料包括塑料、合成包括塑料、合成纖維、橡膠和膠纖維、橡膠和膠粘劑等。粘劑等。本節(jié)主本節(jié)主要介紹工程上常要介紹工程上常用的高分子工程用的高分子工程材料。材料。 第7頁(yè)/共19頁(yè)一、工程塑料一、工程塑料 塑料是在玻璃

5、態(tài)下使用的高分子材料。塑料是在玻璃態(tài)下使用的高分子材料。在一定溫在一定溫度、壓力下可塑制成型，在常溫下能保持其形狀度、壓力下可塑制成型，在常溫下能保持其形狀不變。不變。 1、工程塑料概述、工程塑料概述 塑料的組成塑料的組成 l塑料是以樹脂為主要成分，塑料是以樹脂為主要成分，加入各種添加劑。加入各種添加劑。l樹脂是塑料的主要成分，對(duì)樹脂是塑料的主要成分，對(duì)塑料性能起決定性作用。塑料性能起決定性作用。塑料制品第8頁(yè)/共19頁(yè) 添加劑添加劑是為改善塑料某些性能而加入的物質(zhì)。是為改善塑料某些性能而加入的物質(zhì)。 填料填料主要起增強(qiáng)作用；主要起增強(qiáng)作用； 增塑劑增塑劑用于提高樹脂的可塑性和柔軟性；用于提高

6、樹脂的可塑性和柔軟性； 固化劑固化劑用于使熱固性樹脂由線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型結(jié)用于使熱固性樹脂由線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)；構(gòu)； 穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑用于防止塑料老化，延長(zhǎng)其使用壽命；用于防止塑料老化，延長(zhǎng)其使用壽命； 潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑劑用于防止塑料加工時(shí)粘在模具上用于防止塑料加工時(shí)粘在模具上, 使制品光亮；使制品光亮； 著色劑著色劑用于塑料制品著色。用于塑料制品著色。 其他的還有其他的還有發(fā)泡劑發(fā)泡劑、催化催化 劑劑、阻燃劑阻燃劑、抗靜電劑抗靜電劑等。等。 添加劑第9頁(yè)/共19頁(yè) 塑料的分類塑料的分類 按樹脂受熱時(shí)行為按樹脂受熱時(shí)行為可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。 按使用范圍按使用范

7、圍可分為通用塑料、工程塑料和特種塑料。可分為通用塑料、工程塑料和特種塑料。 通用塑料通用塑料產(chǎn)量大、價(jià)格低、用途廣。產(chǎn)量大、價(jià)格低、用途廣。 工程塑料工程塑料力學(xué)性能高，耐熱、耐蝕性能好。力學(xué)性能高，耐熱、耐蝕性能好。l特種塑料特種塑料是指具有某些特殊性是指具有某些特殊性能如耐高溫、耐腐蝕的塑料，能如耐高溫、耐腐蝕的塑料，這類塑料產(chǎn)量少，價(jià)格貴，只這類塑料產(chǎn)量少，價(jià)格貴，只用于特殊需要的場(chǎng)合。用于特殊需要的場(chǎng)合。 熱固性塑料制品第10頁(yè)/共19頁(yè) 塑料的性能特點(diǎn)塑料的性能特點(diǎn) 塑料的優(yōu)點(diǎn)：塑料的優(yōu)點(diǎn)： 相對(duì)密度小相對(duì)密度小(一般為一般為0.9 2.3)；耐蝕性、電絕耐蝕性、電絕緣性、減摩、耐磨

8、性好；緣性、減摩、耐磨性好；有消音吸振性能有消音吸振性能 。l塑料的缺點(diǎn)：塑料的缺點(diǎn)：l剛性差剛性差(為鋼鐵材料的為鋼鐵材料的1/1001/10)，強(qiáng)度低；，強(qiáng)度低；耐熱性耐熱性差、熱膨脹系數(shù)大（是鋼鐵的差、熱膨脹系數(shù)大（是鋼鐵的10倍）、導(dǎo)熱系數(shù)小倍）、導(dǎo)熱系數(shù)小(只有金屬的只有金屬的1/2001/600)；蠕變溫度低、易老化。蠕變溫度低、易老化。 第11頁(yè)/共19頁(yè) 2、常用工程塑料、常用工程塑料 一般結(jié)構(gòu)用塑料一般結(jié)構(gòu)用塑料 包括聚乙烯包括聚乙烯(PE)、聚氯乙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯聚丙烯(PP)和和ABS塑料等。塑料等。 聚丙烯聚丙烯具有優(yōu)良的綜合性

9、能，可制造各種機(jī)械零件。具有優(yōu)良的綜合性能，可制造各種機(jī)械零件。 ABS塑料塑料 “堅(jiān)韌、質(zhì)硬、剛性堅(jiān)韌、質(zhì)硬、剛性” ，應(yīng)用廣泛。，應(yīng)用廣泛。 PE波紋管波紋管PP方向盤方向盤ABS閥門閥門PS管管第12頁(yè)/共19頁(yè) 聚酰胺聚酰胺又稱尼龍或綿綸，強(qiáng)度較高，耐磨、自潤(rùn)滑又稱尼龍或綿綸，強(qiáng)度較高，耐磨、自潤(rùn)滑性好，廣泛用作機(jī)械、化工及電氣零件。性好，廣泛用作機(jī)械、化工及電氣零件。 聚甲醛聚甲醛具有優(yōu)良的綜合性能，廣泛用于汽車機(jī)床、具有優(yōu)良的綜合性能，廣泛用于汽車機(jī)床、化工、電氣儀表、農(nóng)機(jī)等工業(yè)化工、電氣儀表、農(nóng)機(jī)等工業(yè) 。尼龍管件尼龍管件PC擋風(fēng)板擋風(fēng)板l聚碳酸酯聚碳酸酯具有優(yōu)良的機(jī)械性具有優(yōu)良

10、的機(jī)械性能，透明無(wú)毒，應(yīng)用廣泛。能，透明無(wú)毒，應(yīng)用廣泛。l 摩擦傳動(dòng)零件用塑料摩擦傳動(dòng)零件用塑料l包括聚酰胺包括聚酰胺(PA)、聚甲醛、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯聚碳酸酯(PC)、聚四氟乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)等。等。第13頁(yè)/共19頁(yè)密封件密封件聚四氟乙烯管聚四氟乙烯管聚四氟乙烯零件聚四氟乙烯零件 聚四氟乙烯俗稱聚四氟乙烯俗稱“塑料王塑料王”，具有極優(yōu)越的化學(xué)，具有極優(yōu)越的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性以及優(yōu)越的電性能，幾乎不受穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性以及優(yōu)越的電性能，幾乎不受任何化學(xué)藥品的腐蝕，摩擦系數(shù)極低，只有任何化學(xué)藥品的腐蝕，摩擦系數(shù)極低，只有0.04。缺點(diǎn)是強(qiáng)度低、加工性差。主要用于減摩密封件、

11、缺點(diǎn)是強(qiáng)度低、加工性差。主要用于減摩密封件、化工耐蝕件與熱交換器以及高頻或潮濕條件下的化工耐蝕件與熱交換器以及高頻或潮濕條件下的絕緣材料。絕緣材料。 第14頁(yè)/共19頁(yè) 耐高溫件用塑料耐高溫件用塑料 有聚砜有聚砜(PSF)、聚苯醚、聚苯醚(PPO)、聚酰亞胺、聚酰亞胺(PI)及氟塑料等。及氟塑料等。 聚砜聚砜的熱穩(wěn)定性高是的熱穩(wěn)定性高是其其聚酰亞胺層壓板 最突出的特點(diǎn)。使用溫度達(dá)最突出的特點(diǎn)。使用溫度達(dá)150174。用于機(jī)械設(shè)。用于機(jī)械設(shè)備等工業(yè)。備等工業(yè)。l聚苯醚聚苯醚具有良好的綜合性能具有良好的綜合性能,用于機(jī)電等方面。用于機(jī)電等方面。l聚酰亞胺聚酰亞胺在在260下可長(zhǎng)期使用。主要用于特殊

12、條件下可長(zhǎng)期使用。主要用于特殊條件下使用的精密零件。下使用的精密零件。 第15頁(yè)/共19頁(yè) 熱固性塑料熱固性塑料 熱固性塑料是在樹脂中加入固化劑壓制成型而形成熱固性塑料是在樹脂中加入固化劑壓制成型而形成的體形聚合物。的體形聚合物。 酚醛塑料是以酚醛樹脂為基，加入填料及其他添加酚醛塑料是以酚醛樹脂為基，加入填料及其他添加劑而制成。廣泛用于制作各種電訊器材和電木制品劑而制成。廣泛用于制作各種電訊器材和電木制品（如插座、開關(guān)等），耐熱絕緣部件及各種結(jié)構(gòu)件。（如插座、開關(guān)等），耐熱絕緣部件及各種結(jié)構(gòu)件。 電器配件電器配件第16頁(yè)/共19頁(yè)二、合成橡膠二、合成橡膠 橡膠是以高分子化合物為基礎(chǔ)的具有高彈性的材橡膠是以高分子化合物為基礎(chǔ)的具有高彈性的材料。料。 1、橡膠的組成和性能特點(diǎn)、橡膠的組成和性能特點(diǎn) 工業(yè)用橡膠由生膠和橡膠配合劑組成。生膠無(wú)配工業(yè)用橡膠由生膠和橡膠配合劑組成。生膠無(wú)配合劑并未經(jīng)硫化。橡膠配合劑有硫化劑、硫化促合劑并未經(jīng)硫化。橡膠配合劑有硫化劑、硫化促進(jìn)劑、防老劑、軟化劑、填充劑、發(fā)泡劑、著色進(jìn)劑、防老劑、軟化劑、填充劑、發(fā)泡劑、著色劑等。劑等。 橡膠最大的特點(diǎn)是高彈性。橡膠有儲(chǔ)能、耐磨、橡膠最大的特點(diǎn)是高彈性。橡膠有儲(chǔ)能、耐磨、隔音、絕緣等性能。隔音、絕緣等性能。 第17頁(yè)/共19頁(yè) 2、常用合成橡膠、常用合成橡膠 合成