汽車材料-項(xiàng)目六-任務(wù)一-汽車用高分子材料

項(xiàng)目六汽車常用非金屬材料一、高分子材料的結(jié)構(gòu)二、汽車常用高分子材料任務(wù)一·汽車常用有色金屬及其合金一、高分子材料的結(jié)構(gòu)高分子材料的結(jié)構(gòu)主要是指高分子化合物的結(jié)構(gòu)。按研究單元不同，高分子化合物的結(jié)構(gòu)可分為高分子鏈結(jié)構(gòu)（分子內(nèi)結(jié)構(gòu)）和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)（分子間結(jié)構(gòu)）。（一）高分子鏈結(jié)構(gòu)按高分子鏈的幾何形狀不同，高分子鏈的結(jié)構(gòu)可分為線型、支鏈型和體型三種。（a）線型

（b）支鏈型

（c）體型

圖6-1高分子鏈結(jié)構(gòu)（二）聚集態(tài)結(jié)構(gòu)高分子鏈結(jié)構(gòu)只是對(duì)一個(gè)高分子而言的，而高分子材料是由很多高分子聚集而成的，其性能除與高分子鏈的結(jié)構(gòu)有關(guān)外，還與高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)有關(guān)。1．晶態(tài)結(jié)構(gòu)晶態(tài)結(jié)構(gòu)的高分子鏈排列規(guī)則有序，分子間作用力大，鏈段運(yùn)動(dòng)困難，其熔點(diǎn)、強(qiáng)度、剛度和耐熱性等性能高。晶態(tài)結(jié)構(gòu)中的高分子鏈又可分為橫向有序排列和縱向有序排列兩種情況。非晶態(tài)結(jié)構(gòu)即無(wú)規(guī)則排列的無(wú)定形結(jié)構(gòu)，其中的高分子鏈排列雜亂無(wú)規(guī)則。非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的分子間作用力小，鏈段運(yùn)動(dòng)比晶態(tài)結(jié)構(gòu)容易，其彈性、韌性好，伸長(zhǎng)率大。2．非晶態(tài)結(jié)構(gòu)部分晶態(tài)結(jié)構(gòu)的分子排列情況介于晶態(tài)和非晶態(tài)之間，其性能與結(jié)晶度有關(guān)，結(jié)晶度的變化范圍為50%～95%。3．部分晶態(tài)結(jié)構(gòu)高分子材料的結(jié)構(gòu)主要是指高分子化合物的結(jié)構(gòu)。按研究單元不同，高分子化合物的結(jié)構(gòu)可分為高分子鏈結(jié)構(gòu)（分子內(nèi)結(jié)構(gòu)）和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)（分子間結(jié)構(gòu)）。（一）高分子鏈結(jié)構(gòu)按高分子鏈的幾何形狀不同，高分子鏈的結(jié)構(gòu)可分為線型、支鏈型和體型三種。線型分子鏈?zhǔn)怯稍S多鏈節(jié)組成的長(zhǎng)鏈，一般卷曲成不規(guī)則的線團(tuán)狀，其分子的直徑與長(zhǎng)度之比可達(dá)1∶1000左右。這類結(jié)構(gòu)的高分子化合物具有加熱能軟化或熔化，冷卻能變硬的可逆物理特性，稱為熱塑性。1．線型分子鏈支鏈型分子鏈的高分子主鏈上帶有一些長(zhǎng)或短的小支鏈，整個(gè)分子呈枝狀。這類結(jié)構(gòu)高分子化合物的性能和加工都與線型分子鏈高分子化合物相似。體型分子鏈的高分子鏈之間通過(guò)許多支鏈相互交聯(lián)，空間形態(tài)呈網(wǎng)狀。這類結(jié)構(gòu)的高分子化合物硬度高，有良好的耐熱性和強(qiáng)度，但脆性大，彈性和塑性低，只能在形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)前進(jìn)行一次性成形，不能重復(fù)成形，這種性質(zhì)稱為熱固性。2．支鏈型分子鏈3．體型分子鏈二、汽車常用高分子材料按其來(lái)源不同，高分子材料可分為天然高分子材料和合成高分子材料。天然高分子材料有天然橡膠、纖維素、蠶絲等；合成高分子材料的種類很多，如合成塑料、合成橡膠、合成纖維等。按物理形態(tài)和用途不同，高分子材料可分為塑料、橡膠、纖維、黏合劑、功能高分子材料等。其中以塑料、橡膠、合成纖維的產(chǎn)量最大。汽車上較常用的高分子材料有塑料和橡膠等。（一）塑料圖6-3工程塑料在汽車上的應(yīng)用1．塑料的組成和特點(diǎn)質(zhì)量輕：塑料的密度為0.83～，只有鋼鐵的1/8～1/4和鋁的1/2。比強(qiáng)度高：材料的抗拉強(qiáng)度與材料表觀密度之比稱為比強(qiáng)度。塑料的強(qiáng)度比金屬低，但密度小，故其比強(qiáng)度較高。化學(xué)穩(wěn)定性好：塑料能耐大氣、水、堿和有機(jī)溶劑等的腐蝕。優(yōu)異的電絕緣性：塑料的電絕緣性可與陶瓷、橡膠以及其他絕緣材料相媲美。減摩、耐磨性好：塑料的硬度低于金屬，但多數(shù)塑料的摩擦系數(shù)小。消聲吸振性好，成型加工性好，且方法簡(jiǎn)單：大多數(shù)塑料制品的生產(chǎn)效率都很高。耐熱性差：大多數(shù)塑料件只能在100℃以下的環(huán)境中使用，少數(shù)品種可在200℃左右的高溫時(shí)使用。2．汽車常用塑料按應(yīng)用范圍不同，塑料可分為通用塑料和工程塑料兩種。常用工程塑料包括熱塑性工程塑料（聚乙烯PE、聚丙烯塑料PP、聚氯乙烯塑料PVC、ABS樹(shù)脂、聚酰胺PA、聚甲醛POM、聚碳酸酯PC等）和熱固性工程塑料（酚醛樹(shù)脂PF、氨基樹(shù)脂UF、環(huán)氧樹(shù)脂EP等）。圖6-4汽車塑料儀表板和前圍（二）橡膠橡膠是一種有機(jī)高分子彈性化合物，具有高彈性、耐油、耐腐蝕、耐熱寒、耐老化、耐輻射等特點(diǎn)。圖6-5汽車上的橡膠密封條1）橡膠的分類橡膠按原材料來(lái)源可分為天然橡膠和合成橡膠。習(xí)慣上按用途將合成橡膠分成兩類：通用橡膠和特種橡膠。2）橡膠制品的組成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而形成的。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、防老劑和著色劑等。3）橡膠的特性橡膠具有彈性大的特點(diǎn)；同時(shí)具有吸振能力強(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)度等優(yōu)點(diǎn)。橡膠的主要缺點(diǎn)是易于老化，老化后橡膠會(huì)喪失彈性、變硬、變脆、發(fā)黏甚至龜裂。使用或存放周期過(guò)長(zhǎng)，光照、高溫等因素均會(huì)加快橡膠老化。4）橡膠的主要用途在機(jī)械和汽車工業(yè)中，橡膠是常用的輪胎材料、密封材料、減振防振材料（汽車底盤(pán)橡膠彈簧）和傳動(dòng)材料（V帶）。2．汽車常用橡膠1）汽車輪胎汽車輪胎是汽車上橡膠用量最大的零件。圖6-6汽車輪胎及其結(jié)構(gòu)組成2）其他車用橡膠零件