工程材料學(xué)高分子材料

1、工程材料學(xué)高分子材料第1頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三 高分子物質(zhì)分天然和人工合成兩大類(lèi)。 天然高分子物質(zhì)有:蠶絲、羊毛、纖維素、橡膠以及存在于生物組織中的淀粉、蛋白質(zhì)等。 工程上的高分子物質(zhì)：主要是人工合成的各種有機(jī)材料，塑料、合成纖維、涂料、膠粘劑等。第一節(jié) 高分子材料概述第2頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三 一 基本概念1.高分子化合物 高分子化合物是指分子量很大的化合物。它們的分子量都在幾千、幾萬(wàn)、幾十萬(wàn)或幾百萬(wàn)以上，甚至趨于無(wú)窮，但是，高分子物質(zhì)和低分子物質(zhì)之間并沒(méi)有嚴(yán)格的界限。 把分子量小于500的稱(chēng)為低分子化合物； 大于 5000

2、 的為高分子化合物。 工程上認(rèn)為，高分子化合物具有較好的強(qiáng)度、塑性和彈性等力學(xué)件能，而低分子化合物沒(méi)有這些性能。所以，只有分子量達(dá)到了使機(jī)械零件能具有工程意義的化合物，才可認(rèn)是工程用高分子化合物或高分子材料。第3頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三 2.單體 能組成高分子化合物的低分子化合物叫做單體，高分子化合物的分子量雖很高，但化學(xué)組成并不復(fù)雜。它的每個(gè)分子都是由一種或幾種較簡(jiǎn)單的低分子一個(gè)個(gè)連接起來(lái)而組成的。 3.鏈節(jié)： 大分子鏈：高分子化合物的分子很大，主要呈長(zhǎng)鏈形，因此常稱(chēng)大分子鏈或分子鏈。 鏈節(jié)：組成大分子鏈的這種特定結(jié)構(gòu)單元叫做鏈節(jié)。 大分子鏈極長(zhǎng)，長(zhǎng)度可達(dá)幾千

3、埃以上，而截面一般只有幾埃，是由許許多多結(jié)構(gòu)相同的基本單元重復(fù)連接構(gòu)成的。第4頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三4.聚合度 大分子鏈中鏈節(jié)的重復(fù)次數(shù)即叫做聚合度。 高分子化合物的大分鏈由大量鏈節(jié)連成。所以，一個(gè)大分子鏈的分子量M，是它的鏈節(jié)的分子量m和聚合度n的乘積，即M=nm。聚合度反映了大分子鏈的長(zhǎng)短和分子量的大小。5.多分散性 高分子化合物由大量大分子鏈組成，各個(gè)大分子鏈的鏈節(jié)數(shù)不相同長(zhǎng)短不一樣，分子量不相等。高分子化合物中各個(gè)分子的分子量不相等的現(xiàn)象叫做分子量的多分散性。多分散性在低分子化合物中是不存在的，它是高分子化合物的一大特點(diǎn)。高分子化合物的多分散性，決定了

4、它的物理機(jī)械性能的大分散度。第5頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三 二、高分子材料的合成 高分了化合物的合成，就是把低分子化合物(單體)聚合起來(lái)形成高分子化合物的過(guò)程。其所進(jìn)行的反應(yīng)稱(chēng)為聚合反應(yīng)。所以，高分子化合物也叫做聚合物或者高聚物。最常用的聚合反應(yīng)有加成聚合反應(yīng)(簡(jiǎn)稱(chēng)加聚反應(yīng))和縮合聚合反應(yīng)(簡(jiǎn)稱(chēng)縮聚反應(yīng))兩種。第6頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三 1. 加聚反應(yīng) 指一種或多種單體相互加成而連接成聚合物的反應(yīng)。其生成物叫加聚物。因反應(yīng)沒(méi)有副產(chǎn)物，加聚物具有向其單體相同的成分。加聚反應(yīng)的單體必須具有不飽和鍵，并能形成兩個(gè)或兩個(gè)以上的新鍵，以便在

5、加熱、光照或化學(xué)引發(fā)劑的作用下，打開(kāi)不飽和鍵，成兩個(gè)或兩個(gè)以上的新鍵，使單體通過(guò)單鍵一個(gè)一個(gè)地連接起來(lái)，成為一條很長(zhǎng)的大分子鏈。如果形成的新鍵只有一個(gè)，則單體不能加聚成高聚物，而只能成二聚物，或者低聚物。 2縮聚反應(yīng) 縮聚反應(yīng)是指一種或多種單體相互混合而連接成聚合物，同時(shí)析出（縮去）某種低分子物質(zhì)(如水、氨、醇、鹵化氫等)的反應(yīng)。所生成的聚合物叫縮聚物，其成分和單體不同?？s聚反應(yīng)比加聚反應(yīng)復(fù)雜得多。 第7頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三三 聚合物的命名 國(guó)際上曾提出過(guò)聚合物的命名方法，但至今并未被廣泛地采用?，F(xiàn)在流行著各種各樣的命名方法，比較慣用的有以下幾種： (1).

6、根據(jù)聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)命名 以聚合物鏈節(jié)的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)來(lái)命名。 (2)根據(jù)聚合物的原料單體命名 以合成聚合物的低分子原料單體為基礎(chǔ)來(lái)命名。對(duì)于加聚類(lèi)聚合物，在其鏈節(jié)所含單體前加一“聚”字來(lái)取名， 例如，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇、聚苯乙烯、聚甲醛等。對(duì)于縮聚類(lèi)以及某些共聚類(lèi)聚合物，在其低分子原料之后習(xí)慣加“樹(shù)脂”二字命名。例如，酚類(lèi)和酸類(lèi)的聚合物稱(chēng)酚醛樹(shù)脂。第8頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三 （3）采用商品名稱(chēng)和代表符號(hào) 有機(jī)玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）、 電木(酚醛塑料)、 電玉(脲醛塑料)、 滌綸(或的確良、聚酯纖維)、 晴綸(或人造羊毛、聚丙烯纖維）、 維綸（或維尼龍、聚乙

7、烯醇纖維）、 錦綸（或尼龍、聚酰胺纖維）， 丙綸（聚丙烯）、氯綸(聚氯乙烯)等。 雖然各個(gè)國(guó)家或廠家稱(chēng)呼不統(tǒng)一，但是應(yīng)用卻極廣。 不少聚合物常用其英文名稱(chēng)的第一個(gè)字母表達(dá)。例如PS代表聚苯乙烯，PVC代表聚氯乙烯，EVA代表聚乙烯等。第9頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三四、高分子材料的結(jié)構(gòu) 高聚物的結(jié)構(gòu)主要包括兩個(gè)微觀層次1大分子鏈的結(jié)構(gòu)： 近程結(jié)構(gòu)：指單個(gè)高分子結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成、 鍵接方式和立體構(gòu)型等； 遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)：指分子的大小和構(gòu)象等。2高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)：指高聚物的分子間結(jié)構(gòu)形式，如晶態(tài)、非晶態(tài)、取向結(jié)構(gòu)和織態(tài)結(jié)構(gòu)等。 第10頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，

8、4點(diǎn)11分，星期三大分子鏈的結(jié)構(gòu) 1. 大分子鏈的化學(xué)組成主要是碳、氫、氧，碳是形成大分子鏈的主要元素。其他還有氮、氯、氟、硼、硅、硫等元素。2. 大分子鏈的形態(tài) 大分子鏈有線型、支鏈型和體型(或網(wǎng)型)等三類(lèi)。(1) 線型分子鏈 各鏈節(jié)以共價(jià)鏈連接成線型長(zhǎng)鏈分子，其直徑小 于1納米，而長(zhǎng)度可達(dá)幾百甚至幾千納米，像一 根長(zhǎng)線，呈卷曲狀或線團(tuán)狀。(2) 支鏈型分子鏈 在主鏈的兩側(cè)以共價(jià)鏈連接相當(dāng)數(shù)量的長(zhǎng)短不一的 支鏈, 其形狀有樹(shù)枝形、梳形、線團(tuán)形。 第11頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三 (3) 體型(網(wǎng)型或交聯(lián)型) 分子鏈在線型或支鏈型分子鏈之間, 沿橫向通過(guò)鏈節(jié)以共價(jià)

9、鍵連接起來(lái), 形成的三維(空間)網(wǎng)狀大分子。大分子鏈的形態(tài) 第12頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三 3、大分子鏈的構(gòu)象 高聚物最大的特點(diǎn)是彈性極好。 原因：分子鏈非常長(zhǎng)，很容易任意卷曲成無(wú)規(guī)線團(tuán)；分子鏈的鍵可自由旋轉(zhuǎn)； 單鍵的內(nèi)旋：每一個(gè)單鍵可以圍繞其相鄰單鍵按一定角度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。大部分高聚物如聚乙烯、聚丙烯、等的主鏈完全由C-C單鍵組成。每個(gè)單鍵都有一定的鍵長(zhǎng)和鍵角，并且能在保持鍵長(zhǎng)和鍵角不變的情況下任意旋轉(zhuǎn)。這就是單鍵的內(nèi)旋。C-C單鍵的內(nèi)旋示意 圖第13頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三 大分子鏈的構(gòu)象：由于單鍵內(nèi)旋引起的原子在空間據(jù)不同位置所

10、構(gòu)成的分子鏈的各種形象，即稱(chēng)為大分子鏈的構(gòu)象。 4大分子鏈的柔順性 大分子能由構(gòu)象變化獲得不同卷曲程度的特性即為大分子鏈的柔順性。 單鏈為純C-C鍵時(shí)，內(nèi)旋完全自由，大分子鏈的柔順件最好，但實(shí)際上C-C鍵上總帶有其它的原子或基團(tuán)。在相鄰鏈節(jié)中這類(lèi)非直接鍵合的原于或基團(tuán)之間，存在有一定的近程相互作用，使內(nèi)旋受到阻礙，所以實(shí)際的內(nèi)旋都是受阻內(nèi)旋。受阻程度越大，可能有的構(gòu)象數(shù)越小，則分子鍵的柔順性越低。 第14頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三高分子的聚集態(tài) 結(jié)構(gòu) 高分子材料的聚集狀態(tài)有三種： 晶態(tài)：分子鏈在空間規(guī)則排列。 部分晶態(tài)：分子鏈在空間部分規(guī)則排列。 非晶態(tài)：分子鏈在

11、空間無(wú)規(guī)則排列，亦稱(chēng)玻璃態(tài)。 通常線型聚合物在一定條件下可以形成晶態(tài)或部分晶態(tài)。 體型聚合物為非晶態(tài)(或玻璃態(tài))。 獲得完全晶態(tài)的聚合物很困難，大多數(shù)聚合物都是部分晶態(tài)或完全非晶態(tài)。聚合物三種聚集態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖 第15頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三一、高分子材料的力學(xué)性能1.高聚物的物理、力學(xué)狀態(tài)(1)線型非晶態(tài)高聚物的三種力學(xué)狀態(tài)線型非晶態(tài)高聚物在不同溫度下表現(xiàn)出三種物理狀態(tài)： 玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)。在恒定載荷作用下，其變形度-溫度曲線如圖所示。Tb為脆化溫度、Tg為玻璃化溫度、Tf為粘流溫度,Td 為分解溫度。第二節(jié) 高分子材料的性能第16頁(yè)，共48頁(yè)，2022年

12、，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三 玻璃態(tài) 在Tg 溫度以下曲線基本上是水平的, 變形量小, 而彈性模量較高, 高聚物較剛硬, 處于玻璃態(tài)。 此時(shí)，物體受力的變形符合于胡克定律，應(yīng)變與應(yīng)力成直線比，并在瞬時(shí)達(dá)到平衡。 高彈態(tài) Tg溫度之后曲線急劇變化，但很快穩(wěn)定而趨于水平。這個(gè)階段變形量很大，而彈性模量顯著降低，外力去除后變形可以回復(fù)，彈性是可逆的。高聚物表現(xiàn)為柔軟而富彈性，具有橡膠的特性，處于所謂高彈態(tài)或橡膠態(tài)。 粘流態(tài) 溫度高于Tf后，變形迅速發(fā)展，彈性模量再次很快下降，高聚物開(kāi)始產(chǎn)生粘性流動(dòng)，處于粘流態(tài)，此時(shí)變形變?yōu)椴豢赡?。?7頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三(2

13、)晶態(tài)高聚物和體型高聚物的力學(xué)狀態(tài)完全晶態(tài)的線型高聚物與低分子晶體材料一樣，沒(méi)有高彈態(tài)；對(duì)于部分晶態(tài)的線型高聚物，非晶態(tài)區(qū)在Tg溫度以上和晶態(tài)區(qū)在熔點(diǎn)Tm溫度以下存在一種即韌又硬的皮革態(tài)。此時(shí),非晶態(tài)區(qū)處于高彈態(tài), 具有柔韌性, 晶態(tài)區(qū)則具有較高的強(qiáng)度和硬度, 兩者復(fù)合組成皮革態(tài)。第18頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三 2. 高分子材料的力學(xué)性能特點(diǎn) (1)強(qiáng)度低 高聚物的強(qiáng)度平均為100 MPa, 比金屬低得多, 但密度小，許多高聚物的比強(qiáng)度是很高的, 某些工程塑料的比強(qiáng)度比鋼鐵和其他金屬還高。 (2)彈性高、彈性模量低 高聚物的彈性變形量大，可達(dá)到100%1000。

14、 一般金屬材料只有0.1%1.0。 高聚物的彈性模量低，約為2 MPa20 MPa。 一般金屬材料為103 MPa2105 MPa。 (3) 粘彈性 大多數(shù)高聚物的高彈性大體是“平衡高彈性”，即應(yīng)變與應(yīng)力同步發(fā)生。有一些高聚物，例如橡膠, 特別是在低溫和老化狀態(tài)時(shí), 高彈性表現(xiàn)出強(qiáng)烈的時(shí)間依賴(lài)性。應(yīng)變不僅決定于應(yīng)力, 而且決定于應(yīng)力作用的速率。它是高聚物的又一重要特性。 粘彈性: 應(yīng)變滯后于應(yīng)力作用時(shí)間。 第19頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三 (4) 塑性 高聚物由許多很長(zhǎng)的分子組成, 加熱時(shí)分子鏈的一部分受熱，其它部分不會(huì)受熱或少受熱，因此材料不會(huì)立即熔化，而先有一

15、軟化過(guò)程，所以表現(xiàn)出明顯的塑性。 處于高彈態(tài)的橡膠，在溫度較低和分子量很高時(shí)具有這樣的性能。 處于玻璃態(tài)的塑料（如聚乙烯等熱塑性塑料），當(dāng)溫度較高時(shí)也具有這樣的性能。 高聚物拉伸時(shí)應(yīng)力應(yīng)變的關(guān)系第20頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三1.塑料的組成塑料:是以樹(shù)脂為主要成分，加入一些用來(lái)改善使用性能和工藝性能的添加劑而制成的。樹(shù)脂的種類(lèi)、性能、數(shù)量決定了塑料的性能。工業(yè)中用的樹(shù)脂主要是合成樹(shù)脂。 第三節(jié) 高聚物材料一、塑料第21頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三添加劑： （1）填料 填料可使塑料具有所要求的性能，并能降低成本。用木屑、紙屑、石棉纖維、玻

16、璃纖維等有機(jī)材料作填料，可增加塑料強(qiáng)度；用高嶺土、滑石粉、氧化鋁、二氧化硅、石墨、煤粉等無(wú)機(jī)物作填料，可使塑料有較高的耐熱性、耐蝕性、耐磨性、熱導(dǎo)性等。 （2）增塑劑 增塑劑用以增加樹(shù)脂的可塑性、柔軟性，降低脆性，改善加工性能。常用的增塑劑有磷酸脂類(lèi)化合物、甲酸脂類(lèi)化合物、氯化石蠟等。 （3）穩(wěn)定劑（防老劑） 穩(wěn)定劑可增強(qiáng)塑料對(duì)光、熱、氧等老化作用的抵抗力，延長(zhǎng)塑料壽命。常用的穩(wěn)定劑有硬脂酸鹽、鉛的化合物、環(huán)氧化合物等。 此外，還有: 潤(rùn)滑劑、著色劑、固化劑（使熱固性樹(shù)脂由線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)）、發(fā)泡劑、抗靜電劑、稀釋劑、阻燃劑等。第22頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期

17、三2塑料的分類(lèi) （1）按樹(shù)脂在加熱和冷卻時(shí)所表現(xiàn)出的性能，分為熱塑性和熱固性塑料 熱塑性塑料 分子結(jié)構(gòu)主要是鏈狀的線型結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是加熱時(shí)軟化，可塑造成型，冷卻后則變硬，此過(guò)程可反復(fù)進(jìn)行，其基本性能不變。這類(lèi)塑料有較高的力學(xué)性能，且成型工藝簡(jiǎn)便，生產(chǎn)率高，可直接注射、擠出、吹塑成形。但耐熱性、剛性較差，使用溫度120。 熱固性塑料 分子結(jié)構(gòu)為體型，其特點(diǎn)是初加熱時(shí)軟化，可塑制成型，冷凝固化后成為堅(jiān)硬的制品，若再加熱，則不軟化，不溶于溶劑中，不能再成型。這類(lèi)塑料具有抗蠕變性強(qiáng)，受壓不易變形，耐熱性較高等優(yōu)點(diǎn)，但強(qiáng)度低，成型工藝復(fù)雜，生產(chǎn)率低。 第23頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11

18、分，星期三 （2）按塑料應(yīng)用范圍分通用塑料和工程塑料 通用塑料 指產(chǎn)量大（占總產(chǎn)量的75以上）、用途廣、通用性強(qiáng)、價(jià)格低的一類(lèi)塑料。主要制作生活用品、包裝材料和一般小型零件。 工程塑料 指具有優(yōu)異的力學(xué)性能（強(qiáng)度、剛性、韌性）、絕緣性、化學(xué)性能、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性的一類(lèi)塑料。與通用塑料相比，工程塑料的產(chǎn)量較小，價(jià)格較高。主要制作機(jī)械零件和工程結(jié)構(gòu)件。第24頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三 3塑料的特性 （1）密度小、比強(qiáng)度高 塑料密度為0.92.2 g/cm3，只有鋼鐵的1/81/4，鋁的1/2。泡沫塑料的密度約為0.01g/cm3，這對(duì)減輕產(chǎn)品自重有重要意義。雖然塑料

19、的強(qiáng)度比金屬低，但由于密度小，故比強(qiáng)度高。 （2）化學(xué)穩(wěn)定性好 塑料能耐大氣、水、酸、堿、有機(jī)溶液等的腐蝕。聚四氟乙烯能耐“王水”腐蝕。 （3）優(yōu)異的電絕緣性 多數(shù)塑料有很好的電絕緣性，可與陶瓷、橡膠等絕緣材料相媲美。 （4）減摩、耐磨性好 塑料的硬度比金屬低，但多數(shù)塑料的摩擦系數(shù)小。另外，有些塑料（如聚四氟乙烯、尼龍等）本身有自潤(rùn)滑能力。第25頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三（5）消聲吸振性好。（6）成形加工性好 大多數(shù)塑料都可直接采用注射或擠出工藝成形，方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高。（7）耐熱性低，多數(shù)塑料只能在100左右使用，少數(shù)可在200左右使用；塑料在室溫下受載荷后容易

20、產(chǎn)生蠕變現(xiàn)象，載荷過(guò)大時(shí)甚至?xí)l(fā)生蠕變斷裂；（8）易燃燒、易老化 （因光、熱、載荷、水、酸、堿、氧等長(zhǎng)期作用，使塑料變硬、變脆、開(kāi)裂等現(xiàn)象，稱(chēng)為老化）；（9）導(dǎo)熱性差 約為金屬的1/5001/600；（10）熱膨脹系數(shù)大 約為金屬的310倍；剛性差。 第26頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三4常用工程塑料1）常用熱塑性塑料 名稱(chēng)（代號(hào)） 主要性能用途舉例聚乙烯(PE) 按合成方法不同，分低、中、高壓三種。低壓聚乙烯質(zhì)地堅(jiān)硬，良好的耐磨性、耐蝕性和電絕緣性；高壓聚乙烯化學(xué)穩(wěn)定性高，良好的絕緣性、柔軟性、耐沖擊性和透明性，無(wú)毒等 低壓聚乙烯制造塑料管、塑料板、塑料繩、承載不高

21、的齒輪、軸承等；高壓聚乙烯制作塑料薄膜、塑料瓶、茶杯、食品袋及電線、電纜包皮等 第27頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三名稱(chēng)（代號(hào)）主要性能用途舉例聚氯乙烯(PVC )分硬質(zhì)和軟質(zhì)兩種。硬質(zhì)聚氯乙烯強(qiáng)度較高，絕緣性、耐蝕性好，耐熱性差，在-1560使用；軟質(zhì)聚氯乙烯強(qiáng)度低于硬質(zhì)，伸長(zhǎng)率大，絕緣性較好，耐蝕性差，在-1560使用硬質(zhì)聚氯乙烯用于化工耐蝕的結(jié)構(gòu)材料、如輸油管、容器、離心泵、閥門(mén)管件等；軟質(zhì)聚氯乙烯制作電線、電纜的絕緣包皮，農(nóng)用薄膜，工業(yè)包裝。因有毒，不能包裝食品聚丙烯(PP) 密度?。?.90.92g/cm3)，強(qiáng)度、硬度、剛性、耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯，電絕緣

22、性好，且不受濕度影響，耐蝕性好，無(wú)毒、無(wú)味，低溫脆性大，不耐磨，易老化，在100120使用 一般機(jī)械零件，如齒輪、接頭；耐蝕件，如泵葉輪、化工管道、容器；絕緣件，如電視機(jī)、收音機(jī)、電扇等殼體；生活用具、醫(yī)療器械、食品和藥品包裝等；汽車(chē)保險(xiǎn)杠、編織袋 第28頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三名稱(chēng)（代號(hào)）主要性能用途舉例聚苯乙烯(PS)耐蝕性、絕緣性、透明性好，吸水性小，強(qiáng)度較高，耐熱性、耐磨性差，易燃、易脆裂，使用溫度80絕緣件、儀表外殼、燈罩、接線盒、開(kāi)關(guān)按鈕、玩具、日用器皿、裝飾品、食品盒、耐油的零件等聚酰胺（俗稱(chēng)尼龍或綿輪）(PA)強(qiáng)度、韌性、耐磨性、耐蝕性、吸振性、

23、自潤(rùn)滑性良好，成形性好、摩擦系數(shù)小、無(wú)毒、無(wú)味。蠕變值較大，導(dǎo)熱性較差（約為金屬的1/100)，吸水性高、成形收縮率大，在100使用常用的有尼龍6、尼龍66、尼龍610、尼龍1010等。制作耐磨、耐蝕的承載和傳動(dòng)零件，如軸承、機(jī)床導(dǎo)軌、齒輪、螺母；高壓耐油密封圈或噴涂在金屬表面作防腐、耐磨涂層第29頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三名稱(chēng)（代號(hào)） 主要性能用途舉例聚丙烯(PP)聚苯乙烯(PS)分硬質(zhì)和軟質(zhì)兩種。硬質(zhì)聚氯乙烯強(qiáng)度較高，絕緣性、耐蝕性好，耐熱性差，在-1560使用；軟質(zhì)聚氯乙烯強(qiáng)度低于硬質(zhì)，伸長(zhǎng)率大，絕緣性較好，耐蝕性差，在-1560使用 硬質(zhì)聚氯乙烯用于化工耐

24、蝕的結(jié)構(gòu)材料、如輸油管、容器、離心泵、閥門(mén)管件等；軟質(zhì)聚氯乙烯制作電線、電纜的絕緣包皮，農(nóng)用薄膜，工業(yè)包裝。因有毒，不能包裝食品 第30頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三名稱(chēng)（代號(hào)）主要性能用途舉例聚甲基丙烯酸甲酯（俗稱(chēng)有機(jī)玻璃）(PMMA)絕緣性、著色性和透光性好，耐蝕性、強(qiáng)度、耐紫外線、抗大氣老化性較好。但脆性大，易溶于有機(jī)溶劑中，表面硬度不高，易擦傷，在-60100使用航空、儀器、儀表、汽車(chē)和無(wú)線電工業(yè)中的透明件和裝飾件，如飛機(jī)座窗、燈罩、電視和雷達(dá)的屏幕，油標(biāo)、油杯，設(shè)備標(biāo)牌等丙烯腈（A）-丁二烯（B）-苯乙烯（S）共聚物（ABS) 兼具三組分性能，韌性和尺寸穩(wěn)定

25、性高，強(qiáng)度、剛性、耐磨性、耐油性、耐水性、絕緣性好。但長(zhǎng)期使用易起層電話機(jī)、擴(kuò)音機(jī)、電視機(jī)、電機(jī)、儀表外殼，齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、貯槽內(nèi)襯、儀表盤(pán)、轎車(chē)車(chē)身、汽車(chē)擋泥板、扶手、冰箱內(nèi)襯等第31頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三名稱(chēng)（代號(hào)）主要性能用途舉例聚四氟乙烯（塑料王）(PTFE)耐蝕性?xún)?yōu)良（可抗王水腐蝕，優(yōu)于陶瓷、不銹鋼、金、鉑），絕緣性、自潤(rùn)滑性、耐老化性、耐熱性和耐寒性好，不吸水，摩擦系數(shù)小，可在-195250長(zhǎng)期使用。加工成形性不好，抗蠕變性差，強(qiáng)度低，價(jià)格較耐蝕件、減摩件、耐磨件、密封件、絕緣件，如高頻電纜、電容線圈架，化工反應(yīng)器、管道、熱交換器等

26、聚碳酸脂(PC)高強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定性、抗蠕變性、透明性好，無(wú)毒、吸水性小。耐磨性和耐疲勞性不如尼龍和聚甲醛，可在-60120長(zhǎng)期使用，有透明金屬之稱(chēng)齒輪、凸輪、渦輪，電氣儀表零件，大型燈罩、防護(hù)玻璃、飛機(jī)擋風(fēng)罩、高級(jí)絕緣材料等，波音747飛機(jī)上約有2500個(gè)零件用此制作第32頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三（2）常用熱固性塑料 名稱(chēng)（代號(hào)）主要性能用途舉例酚醛塑料（俗稱(chēng)電木）(PF)強(qiáng)度、硬度、絕緣性、耐蝕性（除強(qiáng)堿外）、尺寸穩(wěn)定性好，在水潤(rùn)滑條件下摩擦系數(shù)小，價(jià)格低。脆性大，耐光性差，加工性差，工作溫度100，只能模壓成形）儀表外殼，燈頭、燈座、插座、電器絕緣板、耐酸

27、泵、剎車(chē)片、電器開(kāi)關(guān)、水潤(rùn)滑軸承、皮帶輪、無(wú)聲齒輪等環(huán)氧塑料(EP)有固態(tài)、液態(tài)兩種。固態(tài)使用時(shí)，強(qiáng)度高，韌性、化學(xué)穩(wěn)定性、絕緣性、耐熱性、耐寒性好，防水、防潮，粘結(jié)力強(qiáng)，成形工藝簡(jiǎn)便，成形后收縮率小，在-80155長(zhǎng)期使用。液態(tài)作膠粘劑和涂料使用（俗稱(chēng)萬(wàn)能膠塑料模具，量具，儀表、電器零件，灌封電器、電子儀表裝置及線圈，涂覆、包封和修復(fù)機(jī)件。是很好的膠粘劑第33頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三 名稱(chēng)（代號(hào)）主要性能用途舉例氨基塑料（脲醛塑料和三聚氰胺甲醛塑料）顏色鮮艷，半透明如玉，絕緣性好。耐水性差，在80長(zhǎng)期使用。三聚氰胺甲醛塑料又稱(chēng)蜜胺-甲醛塑料（MF），吸水率小、

28、耐沸水煮、硬度高，耐磨、無(wú)毒。脲醛塑料制作裝飾件和絕緣件，如開(kāi)關(guān)、插頭、旋鈕、把手、燈座，鐘表、電話機(jī)外殼等；蜜胺-甲醛塑料制作餐具、醫(yī)療器具等第34頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三二、橡膠1橡膠的組成和性能橡膠是以生膠為主要原料，加入適量配合劑而制成的高分子材料。生膠是指未加配合劑的天然膠或合成膠，它也是將配合劑和骨架材料粘成一體的粘結(jié)劑。橡膠制品的性能主要取決于生膠的性能。配合劑是指為改善和提高橡膠制品性能而加入的物質(zhì)，如硫化劑、活性劑、軟化劑、填充劑、防老劑、著色劑等。第35頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三常用硫磺做硫化劑，經(jīng)硫化處理后，可

29、提高橡膠制品的彈性、強(qiáng)度、耐磨性、耐蝕性和抗老化能力；活性劑能加速發(fā)揮硫化促進(jìn)劑的作用，常用的活性劑為氧化鋅；軟化劑可增強(qiáng)橡膠塑性，改善附著力，降低硬度，提高耐寒性；填充劑可提高橡膠強(qiáng)度，減少生膠用量，降低成本和改善工藝性；防老劑可在橡膠表面形成穩(wěn)定的氧化膜，以抵抗氧化作用，防止和延緩橡膠發(fā)粘、變脆和性能變壞等老化現(xiàn)象；骨架材料可提高橡膠承載能力、減少制品變形，常用的骨架材料有金屬絲、纖維織物等。 橡膠彈性大，最大伸長(zhǎng)率可達(dá)8001 000%，外力去除后能迅速恢復(fù)原狀；吸振能力強(qiáng)；耐磨性、隔聲性、絕緣性好；可積儲(chǔ)能量；有一定的耐蝕性和足夠的強(qiáng)度。第36頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)

30、11分，星期三2常用橡膠橡膠按原料來(lái)源不同，分為天然橡膠和合成橡膠；按應(yīng)用范圍不同，分為通用橡膠和特種橡膠。天然橡膠是指橡膠樹(shù)上流出的膠乳，經(jīng)凝固干燥后加壓制成的固態(tài)生膠，再經(jīng)硫化處理獲得，屬于通用橡膠。合成橡膠是指用石油、天然氣、煤和農(nóng)副產(chǎn)品為原料制成的高分子化合物。第37頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三常用橡膠的種類(lèi)、性能和用途 第38頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三三、膠粘劑膠粘劑是以粘性物質(zhì)（即粘料或稱(chēng)基料）為基礎(chǔ)，加入需要的添加劑（填料、固化劑、增塑劑、稀釋劑等）組成的，俗稱(chēng)膠。常用的粘料有樹(shù)脂、橡膠、淀粉、蛋白質(zhì)等高分子材料，及硅酸鹽

31、類(lèi)、磷酸鹽類(lèi)等。用膠粘劑連接兩個(gè)相同或不同材料制品的工藝方法稱(chēng)為膠接。膠接可代替鉚接、焊接、螺紋連接，具有重量輕、粘接面應(yīng)力分布均勻、強(qiáng)度較高、密封性好、操作工藝簡(jiǎn)便、成本低、適用性廣等優(yōu)點(diǎn)，但膠接接頭耐熱性差、易老化。膠粘劑還可用于固定、密封、浸滲、補(bǔ)漏和修復(fù)等。 第39頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三1膠粘劑的分類(lèi)與代號(hào)（1）按膠粘劑主要粘料屬性分 主要粘料用三位數(shù)表示: X X X 左邊第一位表示主要粘料的大類(lèi)， 第二位表示大類(lèi)中的小類(lèi)， 第三位表示小類(lèi)中的組別第40頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三膠粘劑主要粘料的大類(lèi)、小類(lèi)和組別 第41頁(yè)

32、，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三（2）按膠粘劑用途分 1）結(jié)構(gòu)膠 膠接強(qiáng)度較高，抗剪強(qiáng)度大于150MPa，用于受力較大的結(jié)構(gòu)件的膠接。2）非（半）結(jié)構(gòu)膠 膠接強(qiáng)度較低，可用于非主要受力部位或構(gòu)件的膠接。3）密封膠 涂膠面能承受一定壓力而不泄漏，起密封作用。4）浸滲膠 滲透性好，可浸滲鑄件，堵塞微孔、砂眼、縮松等。5）功能膠 具有特殊功能，例如導(dǎo)電、導(dǎo)磁、導(dǎo)熱、耐熱、耐超低溫等。還具有特殊的固化反應(yīng)，例如厭氧性、熱熔性、光敏性、壓敏性等。第42頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期三2常用膠粘劑（1）結(jié)構(gòu)膠粘劑 1. 環(huán)氧和改性環(huán)氧膠粘劑 以環(huán)氧樹(shù)脂為粘料，加入添加劑制成。粘接強(qiáng)度高、固化收縮小、化學(xué)穩(wěn)定性好，在接觸壓力下即可固化，應(yīng)用較多的是雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂膠。為克服環(huán)氧樹(shù)脂膠剝離強(qiáng)度低、韌性差、耐熱性不高等缺點(diǎn)，常采用尼龍樹(shù)脂、聚砜樹(shù)脂、液體丁腈橡膠等對(duì)其改性，制成一系列性能優(yōu)良的改性環(huán)氧樹(shù)脂膠。此類(lèi)膠常用于大多數(shù)熱塑性、熱固性塑料的自粘及與金屬的互粘。2. 改性酚醛樹(shù)脂膠粘劑 以酚醛樹(shù)脂為粘料加入添加劑制成，加入橡膠或熱塑性樹(shù)脂對(duì)其改性。改性后具有韌性好、耐熱（150）、耐油、耐水、耐老化、強(qiáng)度大、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，但要加