常見非金屬材料講義

常見非金屬材料講義常見非金屬材料講義常見非金屬材料講義目錄塑料PO聚烯烴PVC聚氯乙烯CPVC氯化聚氯乙烯PE聚乙烯PP聚丙烯ABS苯乙烯樹脂三元聚合物PVDC聚偏氯乙烯ETFE聚四氟乙烯-乙烯共聚物氟橡膠丁腈橡膠乙丙橡膠UR聚氨酯橡膠PTFE(F4)聚四氟乙烯F46氟塑料PA6聚酰胺6或尼龍6PFA可溶性聚四氟乙烯PPL對位聚苯酚聚烯烴PO聚烯烴（PO）是乙烯、丙烯和丁烯共聚而成的一種烯烴共聚物，是一種耐腐蝕、防靜電、無毒、強(qiáng)度高、剛性好的襯里材料，具有聚乙烯良好的韌性及耐低溫性、聚丙烯較高的軟化溫度、聚丁烯優(yōu)良的熱和光的穩(wěn)定性，是目前最理想的防腐材料之一。其克服了聚四氯乙烯襯里管法蘭翻邊不平服，聚丙烯襯里管法蘭口翻邊易彎折受損或焊口不牢靠等缺陷，襯里層及鋼管表面咬合牢固，是地地道道的緊襯里型鋼塑管。聚氯乙烯(硬質(zhì))PVC

●特性及適用范圍：

機(jī)械強(qiáng)度較高，電性能優(yōu)良，對酸、堿的抵抗力強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐油、耐老化，易熔接和粘接，價格低，產(chǎn)量大。缺點是使用溫度低（-15～＋55℃），線膨脹系數(shù)較大。

常用作化工耐腐蝕的結(jié)構(gòu)材料，也可用作電絕緣材料。

●力學(xué)性能：

抗拉強(qiáng)度σb(MPa)：34.5～49伸長率δ5(％)：20～40

沖擊韌性值αk(J/cm2)：帶缺口:2.16～10.7;無缺口:≥118

拉伸彈性模量(MPa)：24～41硬度：14～17HB

●熱性能：

熱變形溫度：1.86MPa:55～75℃;0.46MPa:57～82℃

馬丁耐熱溫度：65℃連續(xù)使用溫度：55～80℃

燃燒性：自熄聚氯乙烯CPVC

CPVC樹脂由聚氯乙烯（PVC）樹脂氯化改性制得，是一種新型工程塑料。該產(chǎn)品為白色或淡黃色無味、無臭、無毒的疏松顆?；蚍勰?。PVC樹脂經(jīng)過氯化后，分子鍵的不規(guī)則性增加，極性增加，使樹脂的溶解性增大，化學(xué)穩(wěn)定性增加，從而提高了材料的耐熱性、耐酸、堿、鹽、氧化劑等的腐蝕。提高了數(shù)值的熱變形溫度的機(jī)械性能，氯含量由56.7%提高到63-69%，軟化溫度由72-82℃，提高到90-125℃，最高使用溫度可達(dá)110℃，長期使用溫度為95℃。應(yīng)用聚乙烯PE●特性及適用范圍：

又稱高密度聚乙烯，使用較廣，無毒無味，使用溫度可大于80～100℃；耐寒性好，在-70℃時仍有柔軟性；化學(xué)穩(wěn)定性高，耐磨性好，剛性、硬度較高，介電性能突出，吸水性極小。缺點是機(jī)械強(qiáng)度不高，質(zhì)較軟，不能承受高的載荷。

常用作高頻、水底及一般電纜的包皮、耐腐蝕件、耐磨、耐腐蝕涂層、一般機(jī)械結(jié)構(gòu)零件。

●力學(xué)性能：

抗拉強(qiáng)度σb(MPa)：6.9～23.5伸長率δ5(％)：60～650

沖擊韌性值αk(J/cm2)：帶缺口:≈27;無缺口:不斷拉伸彈性模量(MPa)：1.18～9.32硬度：35～40R

●熱性能：

熱變形溫度：1.86MPa:30～55℃;0.46MPa:60～82℃維卡耐熱溫度：121～127℃

連續(xù)使用溫度：121℃燃燒性：慢聚丙烯PP

●特性及適用范圍：

密度小，是常用塑料中材質(zhì)最輕的。強(qiáng)度、硬度、剛性和耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯，可在100～120℃長期使用。幾乎不吸水，并有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，高頻電性能優(yōu)良且不受濕度影響，成型容易。但低溫發(fā)脆，不耐磨，易老化，成型收縮率大。

常用作一般機(jī)械零件、耐腐蝕件、高頻絕緣材料和電纜電線包皮等

●力學(xué)性能：

抗拉強(qiáng)度σb(MPa)：34.3～39.2伸長率δ5(％)：200～700

沖擊韌性值αk(J/cm2)：帶缺口:2.16～4.9;無缺口:不斷

拉伸彈性模量(MPa)：10.8～15.7硬度：95～105R

●熱性能：

熱變形溫度：1.86MPa:55～65℃;0.46MPa:99～116℃

馬丁耐熱溫度：100℃維卡耐熱溫度：145℃

連續(xù)使用溫度：121℃燃燒性：自熄丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚酯

ABS●特性及適用范圍：

綜合性能較好，具有高抗沖擊韌性和較高機(jī)械強(qiáng)度，優(yōu)良的耐油、耐水性能和化學(xué)穩(wěn)定性，電性能和耐寒性好；尺寸穩(wěn)定性高，有低的摩擦特性和一定的耐磨性；此外，容易電鍍、易于成型，價格低廉。但耐候性差，長期使用容易起層。改性品種有AAS、ACS（耐候性較好）、MBS（透明）

一般用作機(jī)械結(jié)構(gòu)零件、減摩耐磨傳動零件，低濃度酸堿和溶劑生產(chǎn)的裝置、管道和容器。

●力學(xué)性能：

抗拉強(qiáng)度σb(MPa)：41.2～60.8伸長率δ5(％)：5～25

沖擊韌性值αk(J/cm2)：帶缺口:≥5.88拉伸彈性模量(MPa)：20.6～30.4硬度：108～121R

●熱性能：

熱變形溫度：1.86MPa:89～107℃;0.46MPa:98～110℃

連續(xù)使用溫度：71～93℃燃燒性：緩慢聚偏氟乙烯PVDF外觀為半透明或白色粉體或顆粒，分子鏈間排列緊密，又有較強(qiáng)的氫鍵，含氧指數(shù)為46%，不燃，結(jié)晶度65%~78%，密度為1.17~1.79g/cm3,熔點為172℃,熱變形溫度112~145℃,長期使用溫度為—40~150℃。

PVDF樹脂王要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯及其他少量含氟乙烯基單體的共聚物，PVDF樹脂兼具氟樹脂和通用樹脂的特性，除具有良好的耐化學(xué)腐蝕性、耐高溫性、耐氧化性、耐候性、耐射線輻射性能外，還具有壓電性、介電性、熱電性等特殊性能，是目前含氟塑料中產(chǎn)量名列第二位的大產(chǎn)品，全球年產(chǎn)能超過4.3萬噸。PVDF應(yīng)用主要集中在石油化工、電子電氣和氟碳涂料三大領(lǐng)域，由于PVDF良好的耐化學(xué)性、加工性及抗疲勞和蠕變性，是石油化工設(shè)備流體處理系統(tǒng)整體或者襯里的泵、閥門、管道、管路配件、儲槽和熱交換器的最佳材料之一。其良好的化學(xué)穩(wěn)定性、電絕緣性能，使制作的設(shè)備能滿足TOCS以及阻燃要求，被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)上高純化學(xué)品的貯存和輸送，另外PVDF樹脂還可以及其他樹脂共混改性，如PVDF及ABS樹脂共混得到復(fù)合材料，已廣泛應(yīng)用于建筑、汽車裝飾、家電外殼等。氟橡膠特性及適用范圍：

是白色或淡黃色的海綿體，具有優(yōu)異的耐化學(xué)介質(zhì)性和耐候性，耐燃性良好，易于加工，可在300℃短期使用。

●適用范圍：

主要用于長期耐200～250℃空氣介質(zhì)、180～200℃油或酸介質(zhì)的各種橡膠制品，也適用于浸漬制品。

●化學(xué)組成：為偏氟乙烯和全氟丙烯共聚物。

●性能：

拉伸強(qiáng)度

(MPa)：7.5～11.0

定伸強(qiáng)度

(MPa)：1.5～2.4(定伸100%)

扯斷伸長率

(%)：170～260

硬度

(邵氏硬度

A)：54～60

長期工作溫度

(℃)：-30～+250

膨脹率

(%)：.丁腈橡膠●特點：耐汽油及脂肪烴油類，僅次于聚硫橡膠、丙烯酸酯橡膠和氟橡膠。耐熱性好，氣密性、耐磨及耐水性等較好，粘著力強(qiáng)。但耐寒性、耐臭氧性及耐極性溶劑性能較差，強(qiáng)度及彈性較低，電絕緣性不好。

●適用范圍：制作各種耐油制品，如耐油的膠管、密封圈、貯油槽襯里及耐熱運(yùn)輸帶等。

●化學(xué)組成：是丁二烯和丙烯腈的共聚體。

●性能

扯斷強(qiáng)度

(MPa)：1.96～3.92扯斷伸長率

(%)：300～800

回彈率

(%)：5～65壓縮率

(%)：100℃×70h：+7～+20

硬度

(邵氏硬度

A)：10～100長期工作溫度

(℃)：-10～+120

最高使用溫度

(℃)：170脆化溫度

(℃)：-10～-20

膨脹率

(%)：汽油：-5～+5苯：+35～+100

丙酮：+100～+300乙醇：+2～+12耐油性

(礦物油)：可～優(yōu)

耐油性

(動植物油)：優(yōu)

耐堿性：可～良

耐酸性：強(qiáng)酸：可～良；弱酸：良

耐燃性：劣～可

氣密性：良～優(yōu)乙丙橡膠EPM●特性及適用范圍：為比重最小(0.865)、顏色最淺、成本較低的橡膠品種,耐化學(xué)穩(wěn)定性很好(僅不耐濃硝酸),耐臭氧、耐老化性能及電絕緣性優(yōu)異,耐熱可達(dá)150℃左右,耐極性溶劑酮、酯等,但不耐脂肪烴及芳香烴,容易著色且色澤穩(wěn)定，但粘著性差，硫化緩慢。其機(jī)械性能略次于天然橡膠而高于丁苯膠。

●適用范圍：主要用作化工設(shè)備襯里、電線電纜包皮、蒸氣膠管、耐熱運(yùn)輸帶、汽車配件及其他工業(yè)制品。

●化學(xué)組成：是乙烯和丙烯的共聚體,一般分為二元乙丙橡膠和三元乙丙橡膠兩類。

●性能：

扯斷強(qiáng)度(MPa)：2.94～5.88回彈率(%)：50～80

硬度(邵氏硬度A)：30～90長期工作溫度(℃)：-50～+130

最高使用溫度(℃)：150脆化溫度(℃)：-40～-60

膨脹率(%)：汽油：+100～+300苯：+200～+600

耐油性(礦物油)：劣

耐油性(動植物油)：良～優(yōu)耐堿性：優(yōu)

耐酸性：強(qiáng)酸：良；弱酸：優(yōu)耐燃性：劣

氣密性：良～優(yōu)聚氨酯橡膠UR

●特性及適用范圍：

耐磨性能很高，強(qiáng)度高，彈性好，耐油性優(yōu)良；其他如耐臭氧、耐老化、氣密性等性能也很好，但耐溫性能較差，耐水和耐酸堿性不好，耐芳香族、氯化烴及酮、酯、醇類等溶劑性較差。

●適用范圍：

主要用作輪胎及耐油、耐苯零件、墊圈、防震制品等。

●化學(xué)組成：由聚酯（或聚醚）及二異氰酸酯類化合物聚合而成。

●性能：

回彈率(%)：40～90壓縮率(%)：100℃×70h：50～100

硬度(邵氏硬度A)：40～100長期工作溫度(℃)：-30～+70

最高使用溫度(℃)：80脆化溫度(℃)：-30～-60

膨脹率(%)：汽油：-1～+5苯：+30～+60丙酮：0～+40乙醇：-5～+20

耐油性(礦物油)：良

耐油性(動植物油)：優(yōu)

耐堿性：可

耐酸性：強(qiáng)酸：劣；弱酸：劣

耐燃性：劣～可

氣密性：良氟塑料PTFE或F-4●特性及適用范圍：

耐高溫、耐腐蝕，具有優(yōu)良的電絕緣性、耐老化，吸水性小、自潤滑性能優(yōu)異。F-4俗稱塑料王，幾乎耐所有化學(xué)藥品的腐蝕（包括王水），但受熔融堿金屬侵蝕，摩擦系數(shù)極低，不粘，不吸水，可在-180～250℃長期使用。強(qiáng)度低、剛性差，冷流性大，不能注射成型，需燒結(jié)成型。

可用作耐腐蝕件，減摩耐磨件，密封件，高溫絕緣件等。

●力學(xué)性能：

抗拉強(qiáng)度σb(MPa)：20.7～27.5伸長率δ5(％)：250～350

沖擊韌性值αk(J/cm2)：帶缺口:≥16.1;無缺口:＞98.1

拉伸彈性模量(MPa)：≥3.92硬度：50～65D

●熱性能：

熱變形溫度：1.86MPa:55℃;0.46MPa:120℃馬丁耐熱溫度：250℃

連續(xù)使用溫度：250℃燃燒性：自熄氟塑料F-46

●特性及適用范圍：

耐高溫、耐腐蝕，具有優(yōu)良的電絕緣性、耐老化，吸水性小，摩擦系數(shù)低，自潤滑性能優(yōu)異。除使用溫度低于F-4外，其他性能幾乎完全保持了F-4的優(yōu)點；可在205℃左右長期使用，加工性好，可擠壓、模壓及注射成型，價格較低，自粘性好，可熱焊。

可用作耐腐蝕件，減摩耐磨件，密封件，高溫絕緣件等。

●力學(xué)性能：

抗拉強(qiáng)度σb(MPa)：18.6～19.6伸長率δ5(％)：250～370

沖擊韌性值αk(J/cm2)：帶缺口:不斷;無缺口:不斷

拉伸彈性模量(MPa)：≥3.43硬度：≤25R

●熱性能：

熱變形溫度：1.86MPa:54℃;0.46MPa:72℃

連續(xù)使用溫度：205℃燃燒性：自熄聚酰胺聚酰胺俗稱尼龍(Nylon)，PA具有良好的綜合性能，包括力學(xué)性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學(xué)藥品性和自潤滑性，且摩擦系數(shù)低，有一定的阻燃性，易于加工，適于用玻璃纖維和其它填料填充增強(qiáng)改性，提高性能和擴(kuò)大應(yīng)用范圍。PA的品種繁多，有PA6、PA66、PAll、PAl2、PA46、PA610、PA612、PAl010等，以及近幾年開發(fā)的半芳香族尼龍PA6T和特種尼龍等新品種。用途及作用：1、用于生產(chǎn)合成纖維，即卡普隆，10%用做塑料，用于制造齒輪、軸承、管材、醫(yī)療器械及電氣、絕緣材料等。也用于涂料、塑料劑及少量地用于合成賴氨酸等。2、主要用于制取己內(nèi)酰胺樹脂、纖維和人造革等，也用作醫(yī)藥原料。可溶性聚四氟乙烯PFA物料性能:1、為少量全氟丙基全氟乙烯基醚及聚四氟乙烯的共聚物。熔融粘結(jié)性增強(qiáng)，溶體粘度下降，而性能及聚四氟乙烯相比無變化。此種樹脂可以直接采用普通熱塑性成型方法加工成制品。2、長期使用溫度-80--260度，有卓越的耐化學(xué)腐蝕性，對所有化學(xué)品都耐腐蝕，摩擦系數(shù)在塑料中最低，還有很好的電性能，其電絕緣性不受