高分子材料-4(2)課件

二、橡膠發(fā)展史：①天然橡膠的發(fā)現(xiàn)和利用時期（1900年以前）1493-1496年哥倫布航海美洲，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)厝擞脧臉渲辛鞒龅臐{液做成球玩；1823年英國人創(chuàng)辦了第一個橡膠生產(chǎn)防水布，橡膠工業(yè)的開始；1826年Hancock發(fā)明了開放式煉膠機；1839年Goodyear發(fā)明硫化技術(shù)；1858年推廣使用天然橡膠，開始人工種植橡膠；1888年Dunlop發(fā)明了充氣輪胎，汽車工業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了橡膠工業(yè)的飛躍；1904年用炭黑填充天然橡膠提高強度，找到了橡膠增強的途徑。②合成橡膠的發(fā)展和應(yīng)用時期（1900年以后）20世紀(jì)，人們了解了天然橡膠的分子結(jié)構(gòu)，開始人工合成橡膠；20世紀(jì)50年代后期，熱塑性彈性體（第三代橡膠）、液體橡膠、粉末橡膠等（第四代）。12/29/20221分類：橡膠制品種類繁多，大致可分為輪胎、膠管、膠帶、鞋業(yè)制品和其他橡膠制品等，其中輪胎制品的橡膠消耗量大，約占世界橡膠總消耗量的50%-60%，全世界橡膠用量約1700萬噸。天然橡膠合成橡膠通用橡膠特種橡膠其他橡膠丁苯、順丁、異戊、氯丁、丁基橡膠丁睛、乙丙橡膠橡膠硅、氟、聚氨酯、聚丙烯酸酯橡膠聚硫、氯醚橡膠熱塑性彈性體（SBS，SIS，TPO等）合成膠乳（丁苯、丁腈等）粉末橡膠（丁苯、丁腈等）液體橡膠（氯丁、聚丁二烯等）12/29/202221。結(jié)構(gòu)與性能⑴結(jié)構(gòu)特征①大分子鏈具有足夠的柔性，Tg應(yīng)比室溫低得多；②在使用條件下不結(jié)晶或結(jié)晶度很??；③在使用條件下無分子間相對滑動，即無冷流。12/29/20223③耐寒性降低Tg或避免結(jié)晶，可提高耐寒性。降Tg的方法：降低分子鏈的剛性；減小分子鏈的作用；提高分子對稱性；與較低Tg的聚合物共聚；支化以增加鏈端濃度；減少交聯(lián)鍵；加入溶劑、增塑劑等。避免結(jié)晶方法：無規(guī)共聚；聚合后無規(guī)地引入基團(tuán)；鏈支化和交聯(lián)；采用不導(dǎo)致立體規(guī)整性的聚合方法；控制幾何異構(gòu)等。④化學(xué)反應(yīng)有利的反應(yīng)：交聯(lián)、取代等改性反應(yīng)；不利的反應(yīng)：氧化降解等化學(xué)反應(yīng)。⑤加工性能分子量越大，則熔體黏度越大，壓出膨脹率增加，膠料的強度和黏著強度增大。12/29/20225⑶性能指標(biāo)①拉伸強度：試樣在拉伸破壞時，原橫截面上單位面積上所受的力，單位MPa。②扯斷伸長率：試樣在拉伸破壞時，伸長部分的長度與原長度之比，以%表示。③硬度：是橡膠抵抗變形能力的指標(biāo)。用硬度計來測試，常用邵氏硬度計，其值范圍為0-100，越大越硬。④定伸應(yīng)力：試樣在一定伸長（通常300%）時，原橫截面上單位面積所受的力，單位MPa。⑤撕裂強度：表征橡膠耐撕裂性的好壞，試樣在單位厚度上所承受的負(fù)荷，單位kN/m.⑥阿克隆磨耗：在阿克隆磨耗機上，使試樣與砂輪成150傾斜角和受到2.72kg的壓力時，橡膠試樣與砂輪磨耗1.61km時，用被磨損的體積來表征橡膠的耐磨性，單位cm3/1.61km.12/29/202262。原料及加工工藝⑴橡膠制品的原材料①生膠和再生膠ⅰ天然橡膠------來自于自然界中含膠的植物；ⅱ合成橡膠------人工合成方法制得的高分子彈性材料；ⅲ再生膠------廢硫化橡膠經(jīng)化學(xué)、熱及機械加工處理后所制得的，具有一定可塑性、可重新硫化的橡膠材料。12/29/20227②橡膠的配合劑ⅰ硫化劑：在一定條件下能使橡膠發(fā)生交聯(lián)的物質(zhì)。硫化劑有----硫磺、硒、碲、含硫化合物、過氧化物、醌類、胺類、樹脂和金屬化合物。ⅱ硫化促進(jìn)劑：凡是能加快硫化速度，縮短硫化時間的物質(zhì)。MgO、PbO、噻吩類、秋蘭姆類、次磺酰胺類、胍類、硫脲類等。ⅲ硫化活性劑：用于提高促進(jìn)劑的活性。ZnO與硬脂酸并用。ⅳ防焦劑（硫化延遲劑或穩(wěn)定劑）：防止早期硫化現(xiàn)象。但易降低膠料耐老化性。

鄰羥基苯甲酸、鄰苯二甲酸酐等。12/29/20228⑵加工工藝①塑煉：是使生膠由彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂兴苄誀顟B(tài)的工藝過程。使橡膠的大分子斷裂，大分子鏈由長變短的過程。②混煉：將各種配合劑混入生膠中制成質(zhì)量均勻的混煉膠的過程。加料順序原則：用量少，難分散的；用量大，易分散的；硫磺和超速促進(jìn)劑最后。③壓延：利用壓延機輥筒之間的擠壓作用，使物料發(fā)生塑性流動變形，最終制成具有一定斷面尺寸規(guī)格和規(guī)定斷面幾何形狀的片狀聚合物材料或薄膜狀材料；或者將聚合物材料覆蓋并附著于紡織物表面，制成具有一定斷面厚度和斷面幾何形狀要求的復(fù)合材料。12/29/202210基本工藝流程：原材料生膠烘膠、切膠塑煉配合劑纖維材料金屬材料粉碎、篩選溶化、過濾配料混煉干燥、浸膠、浸膠后烘干壓延壓出裁剪成型硫化修整成品檢查12/29/202212n值5000-10000，分子量分布指數(shù)很寬（2.8-10），為雙峰分布，相對分子量3萬-3000萬。在拉伸應(yīng)力下易結(jié)晶，結(jié)晶度達(dá)45%。在橡膠中高分子量部分提供強度，低分子量部分起增塑劑的作用，可提高膠料流動性和粘性，增加膠料混煉效果，改善混煉時膠料的包輥能力。同時，加寬分子量分布，可有效地防止壓出膠產(chǎn)生鯊魚皮表面和熔體破裂現(xiàn)象。12/29/202214⑵性能和應(yīng)用①彈性好。分子鏈在常溫下呈無定型狀態(tài)，分子鏈柔性好的緣故；②較高的力學(xué)強度。在外力作用下拉伸時可形成結(jié)晶，產(chǎn)生自補強作用。拉伸強度達(dá)17-25MPa，炭黑增強后可達(dá)25-35MPa，撕裂強度達(dá)98kN/m；③良好的耐屈撓疲勞性能，滯后損失小，多次變形時生熱低，并具有良好的氣密性，防水性，電絕緣性和隔熱性；④加工性能好；12/29/202215⑤缺點：耐油性，耐臭氧老化和耐熱氧老化性差；非極性橡膠，易溶于汽油、苯等非極性有機溶劑含有大量雙鍵，化學(xué)性質(zhì)活潑⑥應(yīng)用：具有最好的綜合力學(xué)性能和加工工藝性能，可以單獨用制成各種橡膠制品，也可以與其他橡膠并用，以改進(jìn)它們的性能，屬用途最廣的橡膠品種。輪胎、膠管、膠帶及各種工業(yè)橡膠制品，日常用品（膠鞋、雨衣、醫(yī)療衛(wèi)生用品）。12/29/2022164。合成橡膠⑴二烯類橡膠包括：均聚橡膠：聚丁二烯橡膠、聚異戊二烯橡膠、聚間戊二烯橡膠；共聚橡膠：丁苯橡膠、丁腈橡膠、丁吡橡膠。①聚丁二烯橡膠（BR）：1，3-丁二烯為單體按聚合方法：溶聚、乳聚、本體聚合丁鈉橡膠；按分子結(jié)構(gòu)：順式和反式12/29/202217ⅰ品種聚丁二烯橡膠溶液聚合乳液聚合聚丁二烯橡膠本體聚合：丁鈉橡膠（已淘汰）超高順式聚丁二烯橡膠（順式98%以上）高順式聚丁二烯橡膠（順式96%-98%，鎳、鈷、稀土催化劑）低順式聚丁二烯橡膠（順式35%-40%，鋰催化劑）高乙烯基聚丁二烯橡膠（乙烯基70%以上）中乙烯基聚丁二烯橡膠（乙烯基35%-55%）低反式聚丁二烯橡膠（反式9%，順式90%）反式聚丁二烯橡膠（反式95%以上，室溫為非橡膠態(tài)）12/29/202218②聚異戊二烯橡膠（IR）：合成天然橡膠。具有與天然橡膠相似的組成、立體結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。是一種綜合性能好的通用合成橡膠，但在微觀結(jié)構(gòu)上有區(qū)別。（天然順式〉98%；齊格勒型97%；鋰型―92%）12/29/202220ⅰ性能彈性、耐磨性、抗撕裂及低溫屈撓性好；與天然橡膠比，生熱小，抗龜裂，吸水性小，電性能、耐老化性能好。缺點：硫化速度慢，煉膠時易粘輥，成型黏度大，價格高。ⅱ用途除航空或重型輪胎外的一切領(lǐng)域。代替天然橡膠，還用于制造簾布膠、輸送帶、膠管、海綿、膠黏劑、電線電纜、機械制品、醫(yī)療用具、膠鞋等。12/29/202221ⅰ結(jié)構(gòu)：ⅱ性能：耐磨性、耐熱性、耐油性、耐老化性好于天然橡膠；缺點：彈性、耐寒性、耐撕裂性、粘著性比天然的差。ⅲ用途：與天然、順丁混用，制作輪胎、膠管、膠帶、膠鞋、膠輥、電線電纜、橡膠制品；溶聚品，適合于輪胎、耐熱運輸帶、皮帶、刮水板、窗框密封和散熱器軟管，日常用橡膠制品等。順、反式-1，4結(jié)構(gòu)1，2結(jié)構(gòu)苯乙烯12/29/202223④丁腈橡膠（NBR）：特種合成橡膠，是丁二烯和丙烯腈乳液共聚物。1937年工業(yè)化生產(chǎn)。丙烯腈的含量是影響性能的重要指標(biāo)。（一般在15-50%，可分為極高、高、中高、中、低）極高丙烯腈丁腈橡膠（43%以上）高丙烯腈丁腈橡膠（36-42%）中高丙烯腈丁腈橡膠（31%-35%）中丙烯腈丁腈橡膠（25%-30%）低丙烯腈丁腈橡膠（24%以下）通用丁腈橡膠特殊丁腈橡膠丁腈橡膠氫化丁腈橡膠羧基丁腈橡膠液體丁腈橡膠粉末丁腈橡膠12/29/202224⑵氯丁橡膠（CR）:2-氯-1，3-丁二烯聚合而成1931年由美國杜邦公司生產(chǎn)，是合成橡膠的主要品種之一，品種牌號最多的一個。氯丁橡膠通用型氯丁橡膠硫調(diào)型非硫調(diào)型專用型氯丁橡膠粘接型粘特殊用途型氯丁膠乳通用膠乳特殊膠乳12/29/202226結(jié)構(gòu)（通用型）：硫調(diào)型非硫調(diào)型①性能：ⅰ硫磺調(diào)節(jié)型：穩(wěn)定性差，加工性類似天然橡膠，儲存穩(wěn)定性差；ⅱ非硫磺調(diào)節(jié)型：儲存穩(wěn)定性好，與前者比加工性能好，不易焦燒，不易粘輥，耐熱性好，壓縮變形低；ⅲ耐光、熱、老化、油、化學(xué)腐蝕性優(yōu)于天然橡膠（含氯），耐燃性在通用橡膠中最好；ⅳ缺點：電絕緣性差，耐寒性差、容易早期硫化及儲存期短。②用途：阻燃制品、耐油制品、耐天候制品、粘合劑等領(lǐng)域。電纜護(hù)套，耐油膠管，膠板、運輸帶、各種密封圈墊及化工設(shè)備防腐襯里、鞋類粘結(jié)劑等。12/29/202227⑶聚異丁烯和丁基橡膠①聚異丁烯1931年在美國投入生產(chǎn)，最早實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的聚烯烴。是異丁烯的聚合產(chǎn)物，為接近無色或白色的彈性體，具有高度的飽和結(jié)構(gòu)。ⅰ性能：耐熱（3000C）、耐老化、耐化學(xué)腐蝕性好，耐寒性好（<-500C），介電性能、防水性、氣密性好，耐油性差。ⅱ用途：與天然橡膠、合成橡膠和填料并用，制防水布，防腐器材，耐酸管，輸送帶。12/29/202228⑷乙烯為基礎(chǔ)的橡膠------乙丙橡膠（EPR）乙烯、丙烯為單體種類：二元乙丙橡膠（EPM）：乙烯和丙烯，采用釩或鈦的氯化物與烷基鋁構(gòu)成的催化劑共聚而成，生產(chǎn)方法為懸浮法或溶液法。

三元乙丙橡膠（ethyl-propylene-dienecopolymer,EPDM）：乙烯、丙烯和非共軛二烯烴，第三種單體主要是降冰片烯（ENB）、雙環(huán)戊二烯（DCPI）、1，4-己二烯（HD）。EPDM,E型12/29/202230①性能：乙丙橡膠非極性的、飽和分子主鏈賦予它一系列的獨特性能。

優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和耐老化性能，是現(xiàn)有通用橡膠中最好的，主要表現(xiàn)在耐熱性好，可在1200C的環(huán)境中長期使用，在1500C或更高溫度下可間斷或短期試用。

耐化學(xué)腐蝕性能好，對各種極性的化學(xué)藥品和酸、堿有較強的抗耐性，長時間接觸后其性能變化不大。

具有較好的彈性和低溫性能，在通用橡膠中僅次于天然橡膠和順丁橡膠，在低溫下仍能保持較好的彈性。

電絕緣性能優(yōu)良，尤其是耐電暈性能極好。

優(yōu)異的耐水性、耐熱水和水蒸氣性能。EPDM耐熱水性能是最突出的。

密度為0.86g/cm3,在所有橡膠中最低，具有高填充性，有利降低成本。缺點：硫化慢，難以于不飽和橡膠共硫化；自粘性互粘性差，給加工工藝帶來很大困難；耐燃性、耐油性、氣密性差。②用途：汽車零件（除輪胎外），電器制品，建筑材料，橡膠工業(yè)制品及家庭用品。12/29/2022315。熱塑性彈性體（TPE）TPE是指在高溫下能塑化成型而在常溫下能顯示橡膠彈性的一類材料。分子結(jié)構(gòu)同時串聯(lián)或接枝某些化學(xué)組分不同的樹脂段（硬段）和橡膠段（軟段）的高分子化合物。所以，它既有類似橡膠的力學(xué)性能及使用性能、又能按熱塑性塑料進(jìn)行加工和回收的材料。是架在塑料和橡膠之間的一座橋梁。特點：⑴可利用熱塑性塑料加工設(shè)備和工藝加工成型；⑵因無需硫化，比普通橡膠加工，設(shè)備投資少，能耗低，工藝簡單，加工周期短；⑶可以回收加工中的邊角料、廢料，有利于保護(hù)環(huán)境；⑷由于硬段在高溫下軟化或熔化，制品的使用溫度受到一定的限制，形變溫度比硫化橡膠低。⑸產(chǎn)品尺寸精度高，質(zhì)量輕。12/29/202232分類：共聚型和共混型兩大類。共聚型TPE是采用嵌段共聚的方式將柔性連（軟段）同剛性鏈（硬段）交替連接成大分子，常溫下軟段成橡膠態(tài)，硬段成玻璃態(tài)或結(jié)晶態(tài)聚集在一起，形成物理交聯(lián)點，具有橡膠的許多特性；在熔融狀態(tài)，剛性鏈呈黏流態(tài)，物理交聯(lián)點被解開，大分子間能相對滑移，因而材料可用熱塑性方式加工。有苯乙烯嵌段共聚類（S-D-S）、聚氨酯類(TPU)、聚酯類(TPEE)、聚酰胺類和聚烯烴類。12/29/20223312/29/2022346。微孔高分子材料為內(nèi)部具有大量微小氣孔的一類高分子材料。⑴分類方法：①以樹脂為基體的是泡沫塑料；以生膠或膠乳為基體的是泡沫橡膠（海綿橡膠）。②按微孔結(jié)構(gòu)分開孔型（孔間相互連通）和閉孔型（微孔間互相隔離）。③按機械強度可分硬質(zhì)和軟質(zhì)。⑵制備：①機械法：通過強烈的機械攪拌，把大量空氣、其他氣體引入液態(tài)塑料或濃縮膠乳中，然后用物理或化學(xué)方法固定微孔結(jié)構(gòu)。②化學(xué)法：在成型時加發(fā)泡劑發(fā)泡。⑶特點：質(zhì)輕、絕熱、吸音、防震、耐潮濕、耐腐蝕等。⑷用途：保溫材料、隔音材料、防震材料、坐墊、床墊等。12/29/202235三、纖維1。引言纖維是制造織物和繩線的原料。根據(jù)材料標(biāo)準(zhǔn)和檢測學(xué)會定義，纖維長絲必須具有比其直徑大100倍的長度，并不能小于5mm，短纖維是長度小于150mm的纖維。⑴分類纖維天然纖維化學(xué)纖維植物纖維：棉花、麻等，主要組成物質(zhì)是纖維素，又稱天然纖維素纖維。動物纖維：動物的膚發(fā)毛與絨毛：羊毛、駱駝毛、牦牛毛、兔毛、禽類的羽絨。礦物纖維：石棉人造纖維：以天然聚合物為原料，經(jīng)化學(xué)處理與機械加工而得的纖維，黏膠纖維、銅氨纖維等。合成纖維雜鏈：聚酯（滌綸）、聚酰胺（錦綸）、聚丙烯腈（腈綸）。碳鏈12/29/202236⑵加工過程①過程包括：紡絲液制備、紡絲和初生纖維的后加工。先將聚合物溶解或熔融成粘稠的液體（紡絲液），然后將這種液體用紡絲泵連續(xù)、定量而均勻地從噴絲頭小孔壓出，形成的粘液細(xì)流經(jīng)凝固或冷凝而成纖維。再按要求進(jìn)行不同的后加工處理。②紡絲方法：熔融紡絲法：將聚合物溶融制成融體，并經(jīng)噴絲頭噴成細(xì)流，在空氣或水中冷卻而凝固成纖維的方法。溶液紡絲法：將聚合物溶解于溶劑中以制得粘稠的紡絲液。由噴絲頭噴成細(xì)流，通過凝固介質(zhì)使之凝固而形成纖維。濕法紡絲法：凝固介質(zhì)為液體時，干法紡絲法：凝固介質(zhì)為干態(tài)的氣相介質(zhì)。12/29/202237③后加工ⅰ拉伸拉伸的目的是使纖維的斷裂強度提高，斷裂伸長率降低，耐磨性和對各種不同形變的疲勞強度提高。拉伸方式------按拉伸次數(shù)分：一道拉伸和多道拉伸；按拉伸介質(zhì)分：干拉伸、蒸汽拉伸和濕拉伸；按拉伸溫度分：冷拉伸和熱拉伸。ⅱ熱定型熱定型的目的是消除纖維的內(nèi)應(yīng)力，提高纖維的尺寸穩(wěn)定性，并且進(jìn)一步改善其物理力學(xué)性能。熱定型種類：緊張熱定型（在張力下進(jìn)行）和松弛熱定型（無張力下進(jìn)行）ⅲ上油提高纖維的平滑性、柔軟性和抱和力，減小摩擦和靜電產(chǎn)生，改善化學(xué)纖維的紡織加工性能。12/29/2022382。纖維加工過程中結(jié)構(gòu)的變化纖維結(jié)構(gòu)特性的決定因素：紡絲、拉伸、熱定型等幾個過程。⑴紡絲過程中的取向與結(jié)晶取向是材料（纖維）在應(yīng)力場中，結(jié)構(gòu)單元沿外力作用方向上的擇優(yōu)排列，是纖維制造重要的結(jié)構(gòu)化過程之一。熔融紡絲過程中的兩種取向：一種是熔融狀態(tài)下的流動取向，另一種是固化后的形變?nèi)∠?。參見p.208的圖4-21。多數(shù)成纖聚合物都能生成結(jié)晶。初生纖維的結(jié)晶度可在很寬的范圍內(nèi)變化。對于固化快而結(jié)晶慢的聚合物，如聚酯纖維在紡絲線上基本不發(fā)生結(jié)晶；熔融紡絲中的PA、PP纖維等具有中等程度的結(jié)晶度，而對于緩慢沉淀的濕法紡絲，如纖維素及聚乙烯醇纖維，其結(jié)晶度則接近于平衡值。12/29/202239⑵拉伸過程中纖維結(jié)構(gòu)的變化纖維超分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，主要是取向度的提高及結(jié)晶結(jié)構(gòu)的變化。①非晶態(tài)聚合物：大尺寸取向和小尺寸取向；（圖4-22）②晶態(tài)聚合物：ⅰ拉伸過程中相態(tài)結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化，結(jié)晶試樣則結(jié)晶度不變；ⅱ原有的結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，結(jié)晶度降低；ⅲ拉伸過程中發(fā)生進(jìn)一步結(jié)晶，結(jié)晶度有所增大。⑶熱定型過程中纖維結(jié)構(gòu)的變化熱定型促進(jìn)分子運動。使內(nèi)應(yīng)力得到松弛。就可以得到較完整和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。①取向度與熱定型方式有關(guān)，松弛型使取向度減小，定長型使取向度不變或有所增加；②結(jié)晶結(jié)構(gòu)的變化也與熱定型條件有關(guān)，松弛型使結(jié)晶度增大，定長型使結(jié)晶度不變或增加很慢。12/29/2022403。纖維結(jié)構(gòu)與性能的一般關(guān)系纖維性質(zhì)的決定因素：①原料高聚物的性能；②后加工條件決定的纖維結(jié)構(gòu)。⑴分子結(jié)構(gòu)成纖高聚物應(yīng)具備的結(jié)構(gòu)特征：①線型大分子，無龐大側(cè)基，沿纖維方向有序排列，使纖維具有好的拉伸強度、延伸度及其它物理性能；②分子中應(yīng)含有極性基團(tuán)，增大分子間作用，以提高纖維的強度和熔點；③具有立體規(guī)整性；④具有相當(dāng)高的分子量和比較窄的分子量分布。成纖聚合物分子量的低限：低于一定值，就不能制得強度和彈性好的纖維。下限與其化學(xué)結(jié)構(gòu)、所含極性基團(tuán)的種類及性質(zhì)有關(guān)；成纖聚合物分子量的上限：與紡絲液粘度有關(guān)。12/29/202241⑵形態(tài)結(jié)構(gòu)①纖維的多重原纖結(jié)構(gòu)和表面形態(tài)ⅰ多重原纖結(jié)構(gòu)在每個小層次組成的大層次結(jié)構(gòu)中含有縫隙、孔洞、晶區(qū)、非晶區(qū)等紡絲的工藝條件決定化學(xué)纖維的多重原纖結(jié)構(gòu)以及由其所決定的纖維性質(zhì)原纖結(jié)構(gòu)（由纖維中許多絲狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成的）基原纖：由幾條線型長鏈分子互相平行結(jié)合而成的很窄的分子束，直徑約1-3nm。微原纖：由若干根基原纖平行排列而成的大分子束，直徑約10-50nm。（棒狀物）原纖：由若干根基本平行排列的微原纖結(jié)合而成的大分子束，直徑約0.1-0.5μm。（棒狀物）纖維：由大原纖堆砌而成纖維。大原纖：若干根基本平行排列的原纖可組成較粗大的原纖，直徑達(dá)1-3μm。12/29/202242ⅱ表面形態(tài)表面形態(tài)與纖維品種、成型方法和紡絲工藝條件有關(guān)?；瘜W(xué)纖維一般比天然纖維更具有光澤。②纖維橫截面形狀和皮芯結(jié)構(gòu)ⅰ橫截面形狀天然纖維棉花：天然卷曲的空心纖維，具有良好的保暖性和吸濕性。蠶絲：三角形的，具有柔和的光澤和舒適的手感。羊毛：由兩種不同吸水能力的組分所組成，具有穩(wěn)定的卷曲與良好的蓬松性和彈性。生產(chǎn)工藝中采用特殊形狀的紡絲孔的噴絲頭紡絲，可得到具有異形截面或空心纖維（p.213，圖4-25）ⅱ皮芯結(jié)構(gòu)濕紡纖維的結(jié)構(gòu)特征之一（？）。?？锥醇徑z過程中形成的?？筛纳评w維的吸濕性，染色性。但造成纖維結(jié)構(gòu)不均勻，強度不高。12/29/2022434。天然纖維和人造纖維⑴天然纖維棉、麻、毛、蠶絲⑵人造纖維人造纖維：以天然聚合物為原料，經(jīng)過化學(xué)處理與機械加工而制得的化學(xué)纖維。人造纖維（按化學(xué)組成）再生纖維素纖維：以含纖維素的農(nóng)林產(chǎn)物，如木材、棉短絨等為原料制得。纖維素酯纖維：以纖維素為原料，經(jīng)酯化后紡絲制得的纖維。再生蛋白質(zhì)纖維：以玉米、大豆、花生以及牛乳酪素等蛋白質(zhì)為原料，強度較低，一般用于羊毛等纖維混紡。12/29/202244①粘膠纖維生產(chǎn)過程：ⅰ粘膠的制備。包括“漿粕”的準(zhǔn)備，堿纖維素的制備及老成，纖維素磺酸原酯的制備和溶解等；ⅱ粘膠的紡前準(zhǔn)備。包括粘膠的混合、過濾和脫泡等；ⅲ纖維成型。粘膠經(jīng)過計量和紡前過濾后，通過噴絲孔形成多根粘膠細(xì)流，進(jìn)入凝固浴而固化成絲條，再經(jīng)塑化拉伸和受絲卷曲等；ⅳ纖維的后處理。包括纖維的水洗、脫硫、漂白、酸洗、上油、干燥等。粘膠纖維用作人造毛、人造棉、人造絲等。②醋酯纖維（醋酸纖維素纖維）是以精制棉短絨為原料與醋酐進(jìn)行酯化反應(yīng)得到三醋酸纖維酯，再用稀醋酸液進(jìn)行部分水解，可得二醋酸纖維素。通常的醋酯纖維是指二醋酯纖維。12/29/2022455。合成纖維合成纖維特點：具有強度高、耐磨、耐酸堿、耐高溫、質(zhì)輕、保暖抗霉蛀、電絕緣性好等特點，而且用途廣泛，原料來源豐富易得，生產(chǎn)不受自然條件限制。種類：主要有聚酰胺（錦綸）、聚酯（滌綸）和聚丙烯腈（腈綸）三類。⑴聚酰胺纖維分子主鏈含有酰胺鍵的一類合成纖維。可由二元酸、二元胺縮聚而得，或由ω-氨基酸縮聚或者由內(nèi)酰胺開環(huán)聚合而得。性能：耐磨性好，居合成纖維之首；強度高、彈性好、吸濕性好、密度小。缺點：彈性模量小，容易變形，耐熱性、耐光性差，在日光中長期暴露強度下降，纖維變黃。用途：日常用品：服裝、襪子、床上用品、箱包、袋、傘、繩、簇絨地毯；工業(yè)上：輪胎子午線、傳送帶、安全帶、漁網(wǎng)、繩索等。12/29/202246⑵聚酯纖維大分子主鏈中含有酯基，是由二元酸和二元醇縮聚而得。性能：①外觀。一般為乳白色，可染成各種不同的顏色；②密度。隨結(jié)晶度和取向度不同而不同，一般滌綸1.38-1.40g/cm3,中空纖維0.6-1.2g/cm3;③彈性好。接近羊毛，彈性模量比聚酰胺纖維高；④強度大。沖擊強度比聚酰胺纖維高4倍，比粘膠纖維高20倍；⑤吸水性小；⑥耐熱性好；⑦耐光性高于錦綸、低于腈綸；⑧電性能。良好的電絕緣性。因摩擦容易產(chǎn)生靜電，易吸灰塵；⑨化學(xué)性能。常溫下穩(wěn)定，隨溫度升高耐腐蝕性降低；⑩抗菌性。不會受微生物侵蝕。用途：衣著用織物或裝飾用織物的原料，工業(yè)用毛毯及織造布原料，可與天然纖維，其他合成纖維混紡做成各種織物。12/29/202247⑶聚丙烯腈纖維以丙烯腈為原料聚合成聚丙烯腈，而后紡制成的合成纖維。性能：優(yōu)良，無論是外觀還是手感都類似于羊毛，有“合成羊毛”之稱。彈性模量高、化學(xué)穩(wěn)定性好，耐磨性、抗疲老性差。用途：大部分為民用，可代替羊毛制成嗶嘰、華達(dá)呢、大衣呢、運動衫、針織衫、毛毯、地毯、人造毛皮、裝飾物等；混紡制成內(nèi)衣、襯衫、服裝及雨衣布等；與毛混紡制成圍巾、手套、襪子、針織衫、毛毯等；與滌綸、粘膠纖維混紡制成薄呢、外套和衣料。工業(yè)中制作成帆布、過濾材料、保溫材料、包裝用布、衣料材料等。⑷其他纖維①聚丙烯纖維（丙綸）②聚乙烯醇纖維（維綸）合成棉花③聚氯乙烯纖維（氯綸）④特種合成纖維：芳香族聚酰胺纖維；碳纖維；聚酰亞胺纖維。12/29/202248四、膠粘劑及涂料1。膠粘劑（粘合劑）⑴分類及組成①分類按使用場合結(jié)構(gòu)型膠粘劑：用于有長期負(fù)荷處。非結(jié)構(gòu)型膠粘劑：有一定膠粘強度。特種膠粘劑：如高溫、低溫、導(dǎo)電、水下。溶劑型膠：如氯丁橡膠、天然橡膠按膠粘劑形態(tài)水溶性水溶液：如聚乙烯醇、酚醛水乳型：如乳膠、聚丙烯酸酯無溶劑膠液態(tài)膠：如聚氰基丙烯酸酯、聚氨酯粘流性膠：如環(huán)氧樹脂膏狀物膏狀膠膩子固態(tài)形狀：如熱熔膠其他形狀：如不干膠帶、熱封膠帶12/29/202249按應(yīng)用施工方法室溫固化型：溶劑揮發(fā)、濕氣固化、添加固化劑型（雙組分）加熱型：熱熔膠、熱固型膠壓敏型：壓敏膠、不干膠、熱壓、冷壓再濕型：水基型、溶劑型②組成粘料：又叫主料、基料，膠粘劑中起膠粘作用的。固化劑：使粘料固化成型固化促進(jìn)劑：或叫催化劑填料：改善粘料機械性能或其他功能稀釋劑：一種是溶劑，另一種是參與固化反應(yīng)的又叫活性稀釋劑其他助劑：如增塑劑、增稠劑、耐氧化劑、防光劑、防霉劑12/29/202250⑵膠接及其機理膠接：用膠粘劑將物體連接起來的方法。必要條件：①膠粘劑要很好地潤濕被粘物表面；②膠粘劑與被粘物之間要有較強的相互結(jié)合力。膠接過程的兩個階段：①液態(tài)膠粘劑向被粘物表面擴散，逐漸潤濕被粘物表面并滲入表面微孔中，取代并解吸被粘物表面吸附的氣體；②產(chǎn)生吸附作用形成次價鍵或主價鍵，粘合劑本身經(jīng)物理或化學(xué)變化由液體變?yōu)楣腆w，使膠接作用固定下來。12/29/202251膠接接頭破壞四種基本情況：①內(nèi)聚破壞：膠粘劑本身被破壞；②材料破壞：被粘物破壞；③粘附破壞：膠層與被粘物分離；④混合破壞：兼有內(nèi)聚破壞和粘附破壞。膠接強度影響因素：①膠粘劑分子中含有能與被粘物形成化學(xué)鍵或強力次價鍵結(jié)合的基團(tuán)；②膠粘劑分子能向被粘物中擴散；③提高溫度，適當(dāng)?shù)拇植诙?；④粘附層不宜太厚?.05-0.15mm）。膠接工藝：初清洗，接頭的機械加工，表面處理、上膠、固化、修整等步驟。12/29/202252⑶各類材料的膠接①金屬材料：主要膠粘劑是改性環(huán)氧膠、丙烯酸酯膠、改性酚醛膠、聚氨酯膠等。不宜采用溶劑型或乳液型膠粘劑。②塑料、橡膠：塑料膠黏劑塑料膠黏劑PMMAPC、PU膠硬PVCPU、EP膠醋酸纖維素PU、溶液膠、膦干膠軟PVC氯丁膠、溶液膠硝酸纖維素PU、溶液膠、膦干膠尼龍聚乙烯醇縮醛、溶液膠PE、PP熱熔膠環(huán)氧樹脂EP、UP、PF（酚醛）膠PTFE氟塑料膠聚酯EP、PF、UP膠PCUP、環(huán)氧膠三聚氰胺樹脂EP-PF、PU膠PS、PUPU、EP膠、膦干膠PFEP、PF、PU、PF-縮醛12/29/202253其他的如橡膠-橡膠，橡膠-皮革，橡膠-塑料，橡膠-玻璃，橡膠-陶瓷等。③玻璃：環(huán)氧樹脂膠、聚醋酸乙烯酯膠、聚乙烯醇縮丁醛膠、氰基丙烯酸酯膠、有機硅膠、天然的加拿大香脂等。（應(yīng)考慮強度、透明性、膨脹系數(shù)等）④混凝土及與其他材料（木材、塑料、橡膠、陶瓷、金屬）：環(huán)氧樹脂膠粘劑。12/29/202254⑷熱塑性膠粘劑由線性高分子組成，分子量比較大，容易配成溶液或加熱成熔融狀態(tài)，容易在液態(tài)下使用和施工，使用方便。①聚醋酸乙烯溶液膠粘劑：可制成乳液膠黏劑（白膠）、溶液膠黏劑。應(yīng)用：木材、紙張、皮革、混凝土、瓷磚等。②聚丙烯酸酯膠粘劑：有溶液型、乳液型和無溶劑型等種類。無溶劑型是以單體或預(yù)聚體為主要原料的黏合劑，通過聚合而固化，有α-氰基丙烯酸酯黏合劑、厭氧黏合劑和丙烯酸結(jié)構(gòu)黏合劑等。③聚乙烯醇膠水12/29/202255⑸熱固性膠粘劑分子中含有反應(yīng)性基團(tuán)，分子量不大，通過加熱、加壓或加固化劑結(jié)合成不溶不熔的交聯(lián)高分子，粘接物體表面。①環(huán)氧樹脂膠粘劑（萬能膠）：由環(huán)氧樹脂、固化劑、各種添加劑（包括增韌劑、稀釋劑、填料）組成。對各種金屬和大多數(shù)非金屬都有粘接功能，一般都是雙組分，常用固化劑是胺類，在室溫下即可固化。有些固化劑在室溫下穩(wěn)定，非要在高溫下才與環(huán)氧反應(yīng)，這種膠粘劑不必把固化劑單獨包裝，成為“單組分”粘合劑。②聚氨酯膠黏劑：分子鏈中含有異氰酸酯基及氨基甲酸酯，具有很強的極性和活潑性的一類黏合劑。對多種材料有良好的粘接強度，可用于金屬、玻璃、陶瓷、橡膠、織物、木材、紙張等各種材料的黏合。有良好的耐超低溫性能，耐磨、耐油、耐溶劑、耐老化等性能。12/29/202256③不飽和聚酯膠粘劑：由飽和的與不飽和的二元酸和二醇反應(yīng)的預(yù)聚物，溶于苯乙烯中，固化劑為過氧化物。適用于玻璃鋼生產(chǎn)和粘結(jié)金屬、混凝土和陶瓷等。④酚醛樹脂膠黏劑：可分成未改性酚醛樹脂膠黏劑（甲階酚醛膠，熱塑性酚醛膠）；酚醛-熱塑性樹脂（酚醛-縮醛膠，酚醛-聚酰胺膠）；酚醛-熱固性樹脂（酚醛-環(huán)氧膠，酚醛-有機硅膠）；酚醛-橡膠黏合劑（酚醛-氯丁膠，酚醛-丁腈黏合劑）；間苯二酚甲醛樹脂黏合劑。12/29/202257⑹橡膠型膠粘劑適合于粘合柔軟的或熱膨脹系數(shù)相差較大的物件，如橡膠-橡膠、橡膠-金屬、塑料、皮革、織物、木材、以及它們相互之間的粘接。①氯丁橡膠膠粘劑：是用氯丁橡膠塑煉，加入各種添加劑混煉后溶解于溶劑中。具有耐臭氧、耐水、耐化學(xué)試劑、耐油和耐老化性能。②丁腈橡膠：對極性表面的粘附性特別好。③硅橡膠：使用形式有單組分、雙組分和硅凝膠。單組分和雙組分室溫硫化硅橡膠膠粘劑用作建筑物膠粘和密封門窗玻璃，以及許多耐溫、耐水的場合。12/29/202258⑺結(jié)構(gòu)膠粘劑和耐熱膠粘劑結(jié)構(gòu)膠粘劑：把承受比較強力的部位的那些構(gòu)件粘接起來的膠粘劑。通常為復(fù)合型，環(huán)氧-丁腈型、環(huán)氧-尼龍型、環(huán)氧-酚醛型、酚醛-丁腈。耐熱膠粘劑可在2600C以上使用200小時以上，或1500C以上長期使用。環(huán)氧-尼龍、環(huán)氧-酚醛、聚酰亞胺、環(huán)氧-聚砜、聚苯并咪唑。。。12/29/202259⑻熱熔膠粘劑常溫下為固態(tài)，加熱熔融成粘流態(tài)，涂布潤濕被粘物，加壓結(jié)合，冷卻幾秒鐘內(nèi)即完成粘接。特點：固化快、使用方便、無污染、無溶劑。常用：聚酯、聚酰胺、無規(guī)聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物。用途：書籍裝訂、膠合板、建筑、家具、木工等行業(yè)。12/29/202260⑼壓敏膠指無溶劑，不加熱，只要輕輕加壓就能粘合的膠粘劑。通常是用長鏈線性高分子，加入增粘樹脂和軟化劑混煉得到。常用聚合物：各類橡膠、聚乙烯醚、聚丙烯酸酯、丙烯酸酯共聚物，SBS等。增粘樹脂：羊毛脂、液體聚丁烯、液體態(tài)的聚丙烯酸酯等。聚丙烯酸酯壓敏膠是主要產(chǎn)品，用各種丙烯酸酯單體共聚或與少量乙烯基其他單體共聚。不必加入防老劑，耐油、不遷移，對皮膚無刺激。用途：包裝、標(biāo)簽、醫(yī)用等方面。12/29/202261⑽水基粘合劑溶于水的高分子是組成水溶液膠粘劑的主體。水溶液膠粘劑：膠水（聚乙烯醇）、動物膠、明膠等，聚丙烯酰胺、聚醚。乳液型膠粘劑：高分子乳液聚合產(chǎn)物----聚丙烯酸乳液、聚氨酯乳液、聚乙酸乙烯乳液。⑾其他膠粘劑①厭氧膠：在絕氧下，表面離子或基團(tuán)引發(fā)聚合，變成不溶不熔的固體。②快干膠：α-氰基丙烯酸酯為單體，加入增塑劑、穩(wěn)定劑、增稠劑等配成。③液體高分子膠粘劑：低分子預(yù)聚物。12/29/2022622。涂料涂料：指涂布在物體表面而形成具有保護(hù)和裝飾作用膜層的材料。⑴組成涂料成膜物質(zhì)揮發(fā)分（溶劑）天然物質(zhì)人工合成物質(zhì)樹脂（包括瀝青之類）干性油、半干性油樹脂預(yù)聚物：熱塑性、熱固性低分子預(yù)聚體：含雙鍵單體、反應(yīng)低聚體水有機溶劑不參加反應(yīng)參加反應(yīng)成膜顏料和填料著色料：有機顏料、無機顏料體質(zhì)料：無機顏料------補強和輔助成膜；填料增加體積、增加功能、增稠、增粘等功能填料：功能涂料添加劑、助劑生產(chǎn)過程中：消泡劑、分散劑、乳化劑、潤濕劑儲存性能：穩(wěn)定劑、防沉劑、防結(jié)皮劑施工性能：流平劑、增稠劑、光引發(fā)劑、催干劑、固化劑、防流掛劑、消光劑與膜助劑改善功能：阻燃劑、防霉劑、防老劑、室外光吸收劑、抗氧化劑、防靜電劑、毒餌等12/29/202263⑵類型功用通用涂料：主要用于防護(hù)、形成保護(hù)膜裝飾涂料：主要用于裝飾外表、不同顏色、圖案特種涂料：除上述兩項功能之外有特殊應(yīng)用的功能使用形態(tài)水性涂料（以水為分散劑）非水涂料水溶液水乳液溶劑涂料：普通溶劑涂料、高固體涂料無溶劑涂料：液相無溶劑涂料（溶劑聚合）、粉末涂料12/29/202264⑶油基樹脂漆①油脂類漆：是以植物油加天然樹脂或改性酚醛樹脂為基的涂料。主要成分：油類（甘油三脂防酸酯）、松香加工樹脂、催干劑、其他樹脂、溶劑。②大漆：一種天然漆（漆樹分泌物），是脂肪烴取代基的鄰苯二酚混合物。③瀝青漆：以瀝青為基料的涂料。⑷合成樹脂漆①醇酸樹脂漆：以醇酸樹脂（用脂肪酸改性）為基加入植物油類而成的漆類。按改性脂肪酸的性質(zhì)可分成兩類：干性油醇酸樹脂：采用不飽和脂肪酸制成的，能直接固化成膜；不干性油醇酸樹脂：改性脂肪酸是不干性油，如蓖麻油、椰子油、月桂酸等，不能直接作涂料用，需與其他樹脂混合使用。醇酸樹脂是由多元醇、多元酸及脂肪酸通過縮聚反應(yīng)制得。通過調(diào)節(jié)各組分的比例，可以制備出性能優(yōu)良、適用于表面涂層的樹脂。多元醇：甘油，或季戊四醇、山梨醇、三羥甲基丙烷及各種二甘醇。多元酸：鄰苯二甲酸、鄰苯二甲酸酐、間苯二甲酸、己二酸、馬來酸等。一元酸：亞麻油、豆油、桐油等植物油中所含的酸，或苯甲酸和合成脂肪酸。12/29/202265②環(huán)氧樹脂：重要的是由雙酚A與環(huán)氧丙烷在堿作用下制備的雙酚A型樹脂，相對分子量在400-4000。由于分子量太低，不具備成膜性質(zhì)，必須通過化學(xué)交聯(lián)方法成膜，常用固化劑為胺、酸酐和聚酰胺等，可與其他帶有活性基團(tuán)的涂料樹脂并用（酚醛、氨基），經(jīng)高溫烘烤成膜。對金屬、陶瓷、玻璃、