機(jī)械工程材料 第十一章 高分子材料

第十一章高分子材料(cáiliào)第一節(jié)工程(gōngchéng)塑料第二節(jié)工程(gōngchéng)橡膠精品資料第一節(jié)工程塑料(ɡōnɡchénɡsùliào)一、工程塑料(ɡōnɡchénɡsùliào)概述工程塑料是指具有耐熱、耐寒及良好的力學(xué)、電氣、化學(xué)等綜合性能，可以作為結(jié)構(gòu)材料用來制造機(jī)器零件或工程構(gòu)件的塑料總稱。塑料是以樹脂為主要組分，加入各種添加劑，可塑制成型的材料。

（一）塑料的組成和分類1.塑料的組成由樹脂和各種添加劑組成。精品資料（1）樹脂

樹脂是塑料的主要組分。對塑料性能(xìngnéng)起決定性作用。

樹脂分為天然樹脂和合成樹脂。工業(yè)上常用的是合成樹脂。如聚乙烯、聚氯乙烯(jùlǜyǐxī)、聚苯乙烯、聚碳酸酯、酚醛樹脂等精品資料（2）添加劑

為改善塑料(sùliào)某些性能而必須加入的物質(zhì)稱添加劑。

填料：增強(qiáng)作用；增塑劑：提高樹脂的可塑性和柔軟性；固化劑：使熱固性樹脂由線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)；穩(wěn)定劑：防止(fángzhǐ)塑料老化，延長其使用壽命；潤滑劑：防止(fángzhǐ)塑料加工時(shí)粘模具上,使制品光亮；著色劑：塑料制品著色。發(fā)泡劑、催化劑、阻燃劑、抗靜電劑等。精品資料2、塑料(sùliào)的分類按樹脂受熱時(shí)行為可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。按使用范圍可分為通用塑料、工程塑料和特種(tèzhǒng)塑料。(1)通用塑料產(chǎn)量大、價(jià)格低、用途廣。(2)工程塑料力學(xué)性能高，耐熱、耐蝕性能好。(3)特種(tèzhǒng)塑料是指具有某些特殊性能如耐高溫、耐腐蝕的塑料，這類塑料產(chǎn)量少，價(jià)格貴，只用于特殊需要的場合。精品資料（二）塑料(sùliào)的特性塑料的優(yōu)點(diǎn)：相對密度小(一般為0.9~2.3)；耐蝕性、電絕緣性、減摩、耐磨性好；有消音吸振性能。塑料的缺點(diǎn)：剛性差(為鋼鐵材料的1/100~1/10)，強(qiáng)度低；耐熱性差、熱膨脹系數(shù)(péngzhàngxìshù)大（是鋼鐵的10倍）、導(dǎo)熱系數(shù)小(只有金屬的1/200~1/600)；蠕變溫度低、易老化。精品資料二、熱塑性工程塑料(ɡōnɡchénɡsùliào)及應(yīng)用（一）聚烯烴類塑料1、聚乙烯(PE)可作為化工設(shè)備與貯罐的耐腐蝕涂層襯里、化工耐腐蝕管道、閥件、襯套、滾動軸承保持器等。還可以用來(yònɡlái)制造小齒輪、軸承等；電纜包皮；食品包裝袋、奶瓶、食品容器。全塑球閥PE管材

精品資料2、聚氯乙烯（PVC）產(chǎn)量僅次于PE，是最早工業(yè)化生產(chǎn)的塑料品種之一。硬質(zhì)聚氯乙烯具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和較好的耐蝕性。制品有管、板、棒、焊條、管件、離心泵、通風(fēng)機(jī)等。軟質(zhì)聚氯乙烯延伸率高，制品柔軟，并具有良好(liánghǎo)的耐蝕性和電絕緣性，常制成薄膜，用于工業(yè)包裝、農(nóng)業(yè)育秧和日用雨衣、臺布等，還可用于制作耐酸堿軟管、電纜包皮、絕緣層等。精品資料3、聚丙烯（PP）聚丙烯具有優(yōu)良的電絕緣性能和耐蝕性能，在常溫下能耐酸、堿，所以經(jīng)常制作成導(dǎo)線外皮。力學(xué)性能、耐熱性（可達(dá)150℃）在通用熱塑料中最高。

聚丙烯的沖擊韌性差，耐低溫及抗老化性也差。聚丙烯可用于制作某些(mǒuxiē)零部件，如法蘭、齒輪、風(fēng)扇葉輪、泵葉輪、把手及殼體等，還可制作化工管道、容器、醫(yī)療器械等。

精品資料4、聚苯乙烯（PS）剛度大、耐蝕性好、電絕緣性好，缺點(diǎn)是抗沖擊性差，易脆裂、耐熱性不高。產(chǎn)量(chǎnliàng)僅次于PE、PVC?？勺鳛楦鞣N儀表外殼、汽車燈罩、化工貯酸槽等。（二）ABS塑料"硬、韌、剛"的特性，綜合機(jī)械性能良好，同時(shí)尺寸穩(wěn)定，容易電鍍和易于成形，耐熱性較好，在－40℃的低溫下仍有一定的機(jī)械強(qiáng)度。常用來制造齒輪、泵葉片、軸承、把手、管道(guǎndào)、貯槽內(nèi)襯、電機(jī)外殼、儀表盤、蓄電池槽、水箱外殼、冷藏庫和冰箱襯里等。精品資料（三）其它(qítā)熱塑性塑料1、聚碳酸酯（PC）譽(yù)稱"透明金屬"，具有優(yōu)良的綜合性能。具有強(qiáng)度高、剛性好、耐沖擊、耐磨和尺寸穩(wěn)定性好，是良好的摩擦(mócā)傳動零件材料，如軸承、齒輪、齒條、蝸輪，也可做金剛砂磨輪粘結(jié)劑。在航空及宇航工業(yè)中，是一種不可缺少的制造信號燈、擋風(fēng)玻璃，座艙罩、帽盔等的重要材料。2、有機(jī)玻璃（PMMA）是目前最好的透明材料，透光率92%以上，比普通玻璃好。用于制造具有一定透明度和強(qiáng)度的零件，如油標(biāo)、油杯、化學(xué)鏡片、設(shè)備標(biāo)牌、透明管道、飛機(jī)、船舶、汽車的座窗和儀器儀表部件、電氣絕緣材料以及各種文具、生活用品等。精品資料3、聚甲醛（POM）具有優(yōu)良的綜合性能，其抗拉強(qiáng)度達(dá)到70MPa，可在104℃以下長期(chángqī)使用，脆化溫度-40℃，吸水性極小，尺寸穩(wěn)定性高，但熱穩(wěn)定性差，遇火會燃燒，在大氣中暴曬還會老化。聚甲醛塑料價(jià)格低廉，性能優(yōu)于尼龍，可代替有色金屬和合金，并逐步取代尼龍制作軸承、襯套等。用量最大的是汽車工業(yè)。精品資料4、聚酰胺（PA，又稱尼龍或錦綸）

是目前機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類工程塑料。機(jī)械強(qiáng)度很高，耐磨減摩，自潤滑性能好，而且耐油、耐蝕、消聲、減振。大量用于制造小型零件，代替非鐵（有色）金屬及其合金(héjīn)。尼龍易吸水，吸水后性能和尺寸變化大。5、聚四氟乙烯（F-4、PTFE）俗稱氟塑料、塑料王，商品名稱特氟隆。聚四氟乙烯具有優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性，故有“塑料之王”之稱。具有非常優(yōu)良的耐高、低溫性能(xìngnéng)，缺點(diǎn)是強(qiáng)度低。精品資料主要用來制作化工機(jī)械上的各種零部件，如管道、反應(yīng)器、活門、閥門、泵等，還廣泛用于高頻電子儀器的絕緣(juéyuán)，還可用來制作各種墊圈、閥座、閥瓣、軸承、活塞環(huán)等。精品資料三、熱固性工程塑料(ɡōnɡchénɡsùliào)及應(yīng)用（一）酚醛塑料(fēnquánsùliào)(PF)具有較高的強(qiáng)度和硬度、耐熱性、耐磨性、耐蝕性及良好的絕緣性。主要用于制造齒輪、軸承等結(jié)構(gòu)件和各種電氣絕緣零件，可用來做涂料、膠粘劑和日常生活用的電木制品（插頭、開關(guān)、電話機(jī)外殼等），也可制作汽車的剎車片，化學(xué)工業(yè)用耐酸泵，紡織工業(yè)用無聲齒輪及制作玻璃鋼、模壓塑料等。精品資料（二）環(huán)氧塑料(sùliào)(EP)以環(huán)氧樹脂為基，加入(jiārù)各種添加劑經(jīng)固化處理形成的熱固性塑料。有“萬能膠”之稱。具有比強(qiáng)度高、耐熱性、耐蝕性、絕緣性及加工成型性好的特點(diǎn)。主要用于制作塑料模具、精密量具、電子儀器的抗振護(hù)封的整體結(jié)構(gòu)以及電氣、電子元件、線圈的灌封，還可用作清漆、澆鑄塑料、層壓塑料及電絕緣材料等。精品資料（三）有機(jī)硅塑料(sùliào)有機(jī)硅樹脂的熱穩(wěn)定高，耐高溫(gāowēn)老化和耐熱性很好，具有優(yōu)良的電絕緣性，特別是高溫(gāowēn)下電絕緣性好，耐稀酸、稀堿、耐有機(jī)溶劑，主要用于壓制工作溫度達(dá)180~200℃的電絕緣零件。精品資料第二節(jié)工程(gōngchéng)橡膠一、橡膠材料概述(ɡàishù)橡膠是以高分子化合物為基礎(chǔ)的、具有顯著高彈性的材料。以生膠為原料加入適量的配合劑而形成的高分子彈性體。精品資料（一）橡膠(xiàngjiāo)的組成和分類1.橡膠的組成(zǔchénɡ)生膠橡膠主要組分，是決定橡膠制品性能的關(guān)鍵因素。配合劑提高和改善橡膠制品的各種性能而加入的物質(zhì)。主要有硫化劑（相當(dāng)于固化劑）、防老劑、軟化劑、著色劑等。精品資料2.橡膠的分類按原料來源：天然橡膠和合成橡膠；按應(yīng)用范圍：通用橡膠與特種橡膠。通用橡膠是指用于制造輪胎、工業(yè)用品、日常用品的量大面廣的橡膠。特種橡膠是指用于制造在特殊條件(tiáojiàn)（高溫、低溫、酸、堿、油、輻射等）下使用的零部件的橡膠。精品資料（二）橡膠(xiàngjiāo)的性能橡膠最大的特點(diǎn)是高彈性