第九章非金属材料与复合材料.ppt

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1、第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系Ch9 非金属材料非金属材料1 高分子材料的基础知识高分子材料的基础知识2 工程塑料工程塑料3 合成橡胶合成橡胶4 粘合剂与胶接粘合剂与胶接5 陶瓷陶瓷6 复合材料复合材料 1第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、高分子化合物的组成与结构（一、高分子化合物的组成与结构（1）高高分分子子化化合合物物是是由由大大量量的的大大分分子子构构成成的的，高高分分子子化化合合物物又又称称高高聚聚物物或或聚聚合合物物。由由于于分分子子的的化化学学组组成成及及聚聚集状态不同，而形成性能各异的高聚物。集状态不同，而形成性能各异的高聚物。组组成成高高分分子子化化合合物物

2、的的低低分分子子化化合合物物称称为为单单体体。大大分分子子链链中中的的重重复复单单元元称称为为链链节节，链链节节的的重重复复数数目目称称为为聚聚合度合度。1 高分子材料的基础知识2第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、高分子化合物的组成与结构（一、高分子化合物的组成与结构（2）相对分子质量相对分子质量:M=mn 其中其中(m)为相对分子质量为相对分子质量(n)为聚合度为聚合度。由于聚合度的不同，因此高分子化合物的相对分由于聚合度的不同，因此高分子化合物的相对分子质量是一个平均值。子质量是一个平均值。例如例如:聚氯乙烯是由氯乙烯重复连接而成，其单体聚氯乙烯是由氯乙烯重复连接而成，其单体为为

3、CH2=CHCl，链节为链节为 CH2-CHCl，m=62.5，n为为8002400，M约为约为50000150000。1 高分子材料的基础知识3第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、高分子化合物的组成与结构（一、高分子化合物的组成与结构（3）1 高分子材料的基础知识4第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、高分子化合物的组成与结构（一、高分子化合物的组成与结构（4）聚聚 合合 反反 应：应：低分子化合物合成为高分子化合物的反应低分子化合物合成为高分子化合物的反应聚合反应类型：聚合反应类型：加成聚合反应（简称加聚）加成聚合反应（简称加聚）缩合聚合反应（简称缩聚）缩合聚合反应（简称缩聚

4、）1 高分子材料的基础知识5第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、高分子化合物的组成与结构（一、高分子化合物的组成与结构（4）加成聚合反应（简称加聚）：加成聚合反应（简称加聚）：由由一一种种或或几几种种不不饱饱合合单单体体借借助助于于引引发发剂剂，在在热热、光光或或辐辐射射的的作作用用下下活活化化产产生生自自由由基基，不不饱饱和和键键打打开开，相相互加成而连接成大分子链的这种反应称为加聚反应。互加成而连接成大分子链的这种反应称为加聚反应。若若加加聚聚反反应应的的单单体体为为一一种种，反反应应称称为为均均聚聚反反应应，产产品品为为均均聚聚物物；若若单单体体为为两两种种或或两两种种以以上上，

5、反反应应称称为为共共聚聚反应，产品为共聚物。反应，产品为共聚物。1 高分子材料的基础知识6第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、高分子化合物的组成与结构（一、高分子化合物的组成与结构（4）1 高分子材料的基础知识7第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、高分子化合物的组成与结构（一、高分子化合物的组成与结构（4）1 高分子材料的基础知识8第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、高分子化合物的组成与结构（一、高分子化合物的组成与结构（4）1 高分子材料的基础知识9第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、高分子化合物的组成与结构（一、高分子化合物的组成与结构（5）1 高分子材料的

6、基础知识10第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、高分子化合物的组成与结构（一、高分子化合物的组成与结构（6）1 高分子材料的基础知识11第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系二、高分子的聚集态及性能二、高分子的聚集态及性能(晶态、非晶态晶态、非晶态)1.晶晶态态结结构构 线线型型聚聚合合物物固固化化时时可可以以结结晶晶，但但由由于于分分子子链链运运动动较较困困难难，不不可可能能完完全全结结晶晶。所所以以晶晶态态聚聚合合物物实实际际为为晶晶区区（分分子子有有规规律律排排列列）和和非非晶晶区区（分分子子无无规规律律排排列列）两两相相结结构构，一一般般结结晶晶度度（晶晶区区所所占占有有的的

7、重重量量百百分分比比）只只有有50%85%，特特殊殊情情况况可可达达到到98%。在在结结晶晶聚聚合合物物中中，晶晶区区与与非非晶晶区区相相互互穿穿插插，紧紧密密相相连连，一一个大分子链可以同时穿过许多晶区和非晶区。个大分子链可以同时穿过许多晶区和非晶区。结结晶晶度度：晶晶区区所所占占的的面面积积。结结晶晶度度越越大大材材料料的的强强度度、硬度、刚性高，但弹性、伸长率低。硬度、刚性高，但弹性、伸长率低。1 高分子材料的基础知识12第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系二、高分子的聚集态及性能二、高分子的聚集态及性能(晶态、非晶态晶态、非晶态)2.非非晶晶态态结结构构 聚聚合合物物凝凝固固时时，

8、分分子子不不能能规规则则排排列列，呈呈长长程程无无序序、近近程程有有序序状状态态。非非晶晶态态聚聚合合物物分分子子链链的的活活动动能能力力大大，弹弹性性和和塑塑性性较较好好。由由于于其其聚聚集集态态结结构构态态是是均均相相的的，因因而而材材料料各各个个方方向的性能是相同的。向的性能是相同的。1 高分子材料的基础知识13第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系二、高分子的聚集态及性能二、高分子的聚集态及性能(晶态、非晶态晶态、非晶态)1 高分子材料的基础知识晶 区非晶区14第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系三、高聚物的三态三、高聚物的三态1.线型无定型高聚物线型无定型高聚物玻璃态：塑玻璃态

9、：塑 料料高弹态：橡高弹态：橡 胶胶粘流态：粘结剂粘流态：粘结剂 1 高分子材料的基础知识15第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系三、高聚物的三态三、高聚物的三态2.线型结晶型高聚物线型结晶型高聚物只有只有Tm转变温度，转变温度，Tm既是熔点，又是既是熔点，又是粘流转变温度。粘流转变温度。1 高分子材料的基础知识16第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系四、高聚物的性能四、高聚物的性能1.高弹性和粘弹性高弹性和粘弹性高弹性：高弹性：弹性随温度而升高而增大。橡胶弹性随温度而升高而增大。橡胶粘弹性：粘弹性：受力同时发生高弹性变形和粘性流动。受力同时发生高弹性变形和粘性流动。蠕蠕 变变随时间的

10、延长形变增加随时间的延长形变增加应应 力力 松松 弛弛应力随时间延长而减小应力随时间延长而减小滞后与内耗滞后与内耗应变落后于应力的变化应变落后于应力的变化 1 高分子材料的基础知识17第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系四、高聚物的性能四、高聚物的性能 1 高分子材料的基础知识18第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系四、高聚物的性能四、高聚物的性能2.力学性能力学性能强强 度：度：一般低于一般低于100100MPaMPa，比金属材料低得很多。密度比金属材料低得很多。密度很小，钢的很小，钢的1/41/41/81/8，比强度高。，比强度高。断断 裂裂：在在一一定定的的介介质质中中、在在小小

11、应应力力下下即即可可断断裂裂，称称为为环境应力断裂。环境应力断裂。韧韧 性：性：脆性小于脆性小于0.20.2J/cmJ/cm2 2，韧性大于韧性大于0.90.9J/cmJ/cm2 2耐耐磨磨性性：硬硬度度低低，但但耐耐磨磨性性高高。摩摩擦擦系系数数小小，有有些些还还具具有自润滑性性能。有自润滑性性能。1 高分子材料的基础知识19第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系四、高聚物的性能四、高聚物的性能3.热性能热性能 高聚物在受热过程中，大分子链和链段容易产生运动，高聚物在受热过程中，大分子链和链段容易产生运动，因此其耐热性较差。由于高聚物内部无自由电子，因此因此其耐热性较差。由于高聚物内部无自

12、由电子，因此具有低的导热性能。高聚物的线膨胀系数也较大。具有低的导热性能。高聚物的线膨胀系数也较大。导热系数：导热系数：金属的金属的1/500-1/6001/500-1/600 膨胀系数：膨胀系数：比金属大比金属大3-103-10倍倍 1 高分子材料的基础知识20第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系四、高聚物的性能四、高聚物的性能4.电性能电性能 高聚物内原子间以共价键相连，没有自由电子和离高聚物内原子间以共价键相连，没有自由电子和离子，因此介电常数小、介电损耗低，具有高有绝缘性。子，因此介电常数小、介电损耗低，具有高有绝缘性。5.化学性能化学性能高聚物不发生电化学反应，也不易与其它物质发

13、生化学高聚物不发生电化学反应，也不易与其它物质发生化学反应。具有较高的化学稳定性，对酸、碱溶液具有优良反应。具有较高的化学稳定性，对酸、碱溶液具有优良的耐腐蚀性能。的耐腐蚀性能。1 高分子材料的基础知识21第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、塑一、塑 料（组成）料（组成）塑塑料料的的组组成成：合合成成树树脂脂填填充充剂剂、增增塑塑剂剂、稳稳定定剂剂、润润滑滑剂剂、固固化化剂剂、发发泡泡剂剂、着着色色剂剂、阻阻燃燃剂剂、防防老老化化剂剂等制成的。等制成的。（1）树树脂脂 在在塑塑料料中中起起胶胶粘粘各各组组分分的的作作用用，占占塑塑料料的的40%100%。如如聚聚乙乙烯烯、尼尼龙龙、聚聚

14、氯氯乙乙烯烯、聚聚酰酰胺胺、酚醛树脂等。大多数塑料以所用树脂命名。酚醛树脂等。大多数塑料以所用树脂命名。（2）填填充充剂剂 用用来来改改善善塑塑料料的的某某些些性性能能。常常用用填填充充剂剂有有云云母母粉粉、石石墨墨粉粉、炭炭粉粉、氧氧化化铝铝粉粉、木木屑屑、玻玻璃璃纤纤维维、碳纤维等。碳纤维等。2 工程塑料 22第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、塑一、塑 料（组成）料（组成）（3）增增塑塑剂剂 用用来来增增加加树树脂脂的的塑塑性性和和柔柔韧韧性性。常常用增塑剂有甲酸酯类、磷酸酯类、氯化石蜡等。用增塑剂有甲酸酯类、磷酸酯类、氯化石蜡等。（4）稳稳定定剂剂 包包括括热热稳稳定定剂剂和和

15、光光稳稳定定剂剂。常常用用热热稳稳定定剂剂有有硬硬酯酯酸酸盐盐、环环氧氧化化合合物物和和铅铅的的化化合合物物等等。光光稳定剂有炭黑、氧化锌等遮光剂。稳定剂有炭黑、氧化锌等遮光剂。（5）润润滑滑剂剂 用用来来防防止止塑塑料料粘粘在在模模具具或或其其它它设设备备上上。常用润滑剂有硬酯酸、盐类等。常用润滑剂有硬酯酸、盐类等。2工程塑料23第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、塑一、塑 料（组成）料（组成）（6）固固化化剂剂 能能将将高高分分子子化化合合物物由由线线型型结结构构转转变变为为体体型型交交联联结结构构的的物物质质，如如六六次次甲甲基基四四胺胺、过过氧氧化二苯甲酰等。化二苯甲酰等。（7

16、）发发泡泡剂剂 受受热热时时会会分分解解放放出出气气体体的的有有机机化化合合物物，用用于于制制备备泡泡沫沫塑塑料料等等。常常用用发发泡泡剂剂为为偶偶氮氮二二甲酰胺。甲酰胺。2 工程塑料24第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、塑一、塑 料（分类）料（分类）（1）按塑料受热时的性质分：）按塑料受热时的性质分：热热塑塑性性塑塑料料受受热热时时软软化化或或熔熔融融、冷冷却却后后硬硬化化，并并可可反反复复多多次次进进行行。它它包包括括聚聚乙乙烯烯、聚聚氯氯乙乙烯烯、聚聚苯苯乙乙烯烯、聚聚丙丙烯烯、聚聚酰酰胺胺、聚聚甲甲醛醛、聚聚碳碳酸酸酯酯、聚聚苯苯醚、聚砜、聚四氟乙烯等。醚、聚砜、聚四氟乙烯等

17、。热热固固性性塑塑料料在在加加热热、加加压压并并经经过过一一定定时时间间后后即即固固化化为为不不溶溶、不不熔熔的的坚坚硬硬制制品品，不不可可再再生生。常常用用热热固固性性塑塑料料有有酚酚醛醛树树脂脂、环环氧氧树树脂脂、氨氨基基树树脂脂、呋呋喃喃树树脂、有机硅树脂等。脂、有机硅树脂等。2 工程塑料25第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、塑一、塑 料（分类）料（分类）（2）按塑料的功能和用途分：）按塑料的功能和用途分：通通用用塑塑料料：产产量量大大用用途途广广价价格格低低的的塑塑料料。主主要要包包括括聚聚乙乙烯烯、聚聚氯氯乙乙烯烯、聚聚苯苯乙乙烯烯、聚聚丙丙烯烯、酚酚醛醛塑塑料料、氨氨基基

18、塑塑料等，产量占塑料总产量的料等，产量占塑料总产量的75%以上。以上。工工程程塑塑料料：具具有有较较高高性性能能，能能替替代代金金属属制制造造机机械械零零件件和和工工程程构构件件的的塑塑料料。聚聚酰酰胺胺、ABS、聚聚甲甲醛醛、聚聚碳碳酸酸酯酯、聚砜、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂等。聚砜、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂等。特种塑料：特种塑料：导电塑料、导磁塑料、感光塑料等。导电塑料、导磁塑料、感光塑料等。2 工程塑料26第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、塑一、塑 料（常用）料（常用）1聚乙烯聚乙烯(PE-polyethylene)无毒、无味，呈半透明状。无毒、无味，

19、呈半透明状。强度较低，耐热性不高，易燃烧，抗老化性能较差。具强度较低，耐热性不高，易燃烧，抗老化性能较差。具有良好的耐化学腐蚀性，优良的电绝缘性能，吸水率很有良好的耐化学腐蚀性，优良的电绝缘性能，吸水率很小。根据密度可分为低密度聚乙烯小。根据密度可分为低密度聚乙烯(LDPE)和高密度聚乙和高密度聚乙烯烯(HDPE)。LDPE：日用制品、薄膜、软质包装材料、层压纸、日用制品、薄膜、软质包装材料、层压纸、层压板、电线电缆包覆等。层压板、电线电缆包覆等。HDPE：硬质包装材料、化工管道、储槽、阀门、高硬质包装材料、化工管道、储槽、阀门、高频电缆绝缘层、型材、衬套、小负荷齿轮等。频电缆绝缘层、型材、衬

20、套、小负荷齿轮等。2 工程塑料 27第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、塑一、塑 料（常用）料（常用）2聚聚氯氯乙乙烯烯(PVC-polyvinyl chloride)具具有有较较高高的的强强度度、刚刚性性，良良好好的的电电绝绝缘缘性性、耐耐化化学学腐腐蚀蚀性性，能能溶溶于于四四氢氢呋呋喃喃和和环环已已酮酮等等有有机机溶溶剂剂，具具有有阻阻燃燃性性，但但热热稳稳定定性性较较差差，使使用用温温度度较较低低，介介电电常常数数、介介电电损损耗耗较较高高。根根据据增增塑塑剂剂用量的不同可分为硬质和软质。用量的不同可分为硬质和软质。硬硬质质：工工业业管管道道、给给排排水水系系统统、板板件件、管管

21、件件、建建筑筑及及家用防火材料，化工防腐设备及各种机械零件。家用防火材料，化工防腐设备及各种机械零件。软软质质：用用于于薄薄膜膜、人人造造革革、墙墙纸纸、电电线线电电缆缆包包覆覆及及软软管等。管等。2 工程塑料 28第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、塑一、塑 料（常用）料（常用）3聚苯乙烯聚苯乙烯(PS-polystyrene)聚苯乙烯是无毒、无味、聚苯乙烯是无毒、无味、无色透明状固体。吸水性低，电绝缘性优良，介电损耗无色透明状固体。吸水性低，电绝缘性优良，介电损耗极小。耐化学腐蚀性优良，但不耐苯、汽油等有机溶剂。极小。耐化学腐蚀性优良，但不耐苯、汽油等有机溶剂。强度较低，硬度高，脆

22、性大，不耐冲击，耐热性差，易强度较低，硬度高，脆性大，不耐冲击，耐热性差，易燃。燃。用途：用途：日用、装潢、包装及工业制品。仪器仪表外壳、日用、装潢、包装及工业制品。仪器仪表外壳、灯罩、光学零件、装饰件、透明模型、玩具、化工储酸灯罩、光学零件、装饰件、透明模型、玩具、化工储酸槽，包装及管道的保温层，冷冻绝缘层等。槽，包装及管道的保温层，冷冻绝缘层等。2 工程塑料 29第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、塑一、塑 料（常用）料（常用）4聚丙烯聚丙烯(PP-polypropylene)无毒、无味、无臭、半透无毒、无味、无臭、半透明蜡状固体。密度小，力学性能高于聚乙烯，耐热性良明蜡状固体。密

23、度小，力学性能高于聚乙烯，耐热性良好，化学稳定性好，但不耐芳香族和氯化烃溶剂，耐寒好，化学稳定性好，但不耐芳香族和氯化烃溶剂，耐寒性差，易老化。性差，易老化。用途：用途：主要用于化工管道、容器、医疗器械、家用电主要用于化工管道、容器、医疗器械、家用电器部件、家具、薄膜、绳缆、丝织网、电线电缆包覆等，器部件、家具、薄膜、绳缆、丝织网、电线电缆包覆等，以及汽车及机械零部件，如车门、方向盘、齿轮、接头以及汽车及机械零部件，如车门、方向盘、齿轮、接头等。等。2 工程塑料30第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、塑一、塑 料（常用）料（常用）5聚聚酰酰胺胺(PA-polyamides)尼尼龙龙或或

24、锦锦纶纶。具具有有较较高高的的强强度度和和韧韧性性，耐耐磨磨性性和和自自润润滑滑性性好好，摩摩擦擦系系数数低低。具具有有较较好好的的电电绝绝缘缘性性，良良好好的的耐耐油油、耐耐溶溶剂剂性性、阻阻燃燃性性。但但吸吸水性大，热膨胀系数大，耐热性不高。水性大，热膨胀系数大，耐热性不高。用用途途：主主要要用用于于制制造造机机械械、化化工工、电电气气零零部部件件，如如轴轴承承、齿齿轮轮、凸凸轮轮、泵泵叶叶轮轮、高高压压密密封封圈圈、阀阀门门零零件件、包包装装材材料料、输输油油管管、储储油油容容器器、丝丝织织品品及及汽汽车车保保险险杠杠、门门窗手柄等。窗手柄等。2 工程塑料 31第9章 非金属材料南通职业

25、大学机械工程系一、塑一、塑 料（常用）料（常用）6聚甲醛聚甲醛(POM-polyformaldehyde)具有较高的强度、硬具有较高的强度、硬度、刚性、韧性、耐磨性和自润滑性，耐疲劳性能高，度、刚性、韧性、耐磨性和自润滑性，耐疲劳性能高，吸水性小，摩擦系数小，耐化学品腐蚀性好，电绝缘性吸水性小，摩擦系数小，耐化学品腐蚀性好，电绝缘性能良好，但热稳定性差，易燃。具有较高的综合性能，能良好，但热稳定性差，易燃。具有较高的综合性能，可以替代一些金属和尼龙。可以替代一些金属和尼龙。用途：用途：制造轴承、齿轮、凸轮、叶轮、垫圈、法兰、制造轴承、齿轮、凸轮、叶轮、垫圈、法兰、活塞环、导轨、阀门零件、仪表外

26、壳、化工容器、汽车活塞环、导轨、阀门零件、仪表外壳、化工容器、汽车部件等，特别适用于无润滑的轴承、齿轮等。部件等，特别适用于无润滑的轴承、齿轮等。2 工程塑料 32第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、塑一、塑 料（常用）料（常用）7聚碳酸酯聚碳酸酯(PC-polycarbonate)无毒、无味、无臭、微无毒、无味、无臭、微黄的透明状物体。具有优良的耐热性和冲击韧度，耐低黄的透明状物体。具有优良的耐热性和冲击韧度，耐低温性好，尺寸稳定性高，良好的绝缘能，吸水性小，透温性好，尺寸稳定性高，良好的绝缘能，吸水性小，透光率高，阻燃性好，但化学稳定性差，耐磨性和抗疲劳光率高，阻燃性好，但化学稳定

27、性差，耐磨性和抗疲劳性较差，容易产生应力腐蚀开裂。性较差，容易产生应力腐蚀开裂。用途：用途：广泛用于制造轴承、齿轮、蜗轮、蜗杆、凸轮、广泛用于制造轴承、齿轮、蜗轮、蜗杆、凸轮、透镜、挡风玻璃、防弹玻璃、防护罩、仪表零件、设备透镜、挡风玻璃、防弹玻璃、防护罩、仪表零件、设备外壳、绝缘零件、医疗器械等。外壳、绝缘零件、医疗器械等。2 工程塑料 33第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、塑一、塑 料（常用）料（常用）8聚砜聚砜(PSF-polysulfone)具有优良的耐热性，蠕变抗具有优良的耐热性，蠕变抗力高，尺寸稳定性好，电绝缘性能优良，耐热老化性能力高，尺寸稳定性好，电绝缘性能优良，耐热

28、老化性能和耐低温性能也很好。聚砜耐化学腐蚀性能较好，但不和耐低温性能也很好。聚砜耐化学腐蚀性能较好，但不耐某些有机极性溶剂。耐某些有机极性溶剂。聚砜主要用于聚砜主要用于：制造高强度、耐热、抗蠕变的结构零：制造高强度、耐热、抗蠕变的结构零件，耐腐蚀零件及电气绝缘件，如齿轮、凸轮、仪表壳件，耐腐蚀零件及电气绝缘件，如齿轮、凸轮、仪表壳罩、电路板、家用电器部件、医疗器具等。罩、电路板、家用电器部件、医疗器具等。2 工程塑料 34第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、塑一、塑 料（常用）料（常用）9ABS塑料塑料由丙烯晴由丙烯晴(A)、丁二烯丁二烯(B)、苯乙烯苯乙烯(S)三种三种单体共聚而成。

29、丙烯晴能提高强度、硬度、耐热性和耐单体共聚而成。丙烯晴能提高强度、硬度、耐热性和耐腐蚀性，丁二烯能提高韧性，苯乙烯能提高电性能和成腐蚀性，丁二烯能提高韧性，苯乙烯能提高电性能和成型加工性能。型加工性能。ABS塑料具有较好的抗冲击性能、尺寸稳塑料具有较好的抗冲击性能、尺寸稳定性和耐磨性，成型性好，不易燃，耐腐蚀性好，但不定性和耐磨性，成型性好，不易燃，耐腐蚀性好，但不耐酮、醛、酯、氯代烃类溶剂。耐酮、醛、酯、氯代烃类溶剂。用途：用途：电器外壳，汽车部件，轻载齿轮、轴承，各类电器外壳，汽车部件，轻载齿轮、轴承，各类容器、管道等。容器、管道等。2 工程塑料35第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系

30、一、塑一、塑 料（常用）料（常用）10聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA-polymethyl methacrylate)又称有机玻璃。较高的强度和韧性、优良的光学性能，又称有机玻璃。较高的强度和韧性、优良的光学性能，透光率比普通硅玻璃好。优良的电绝缘性。耐化学腐蚀透光率比普通硅玻璃好。优良的电绝缘性。耐化学腐蚀性好，耐候性好，热导率低，但硬度低，表面易擦伤，性好，耐候性好，热导率低，但硬度低，表面易擦伤，耐磨性差，耐热性不高。耐磨性差，耐热性不高。用途：用途：飞机、汽车的窗玻璃和罩盖，光学镜片，仪表飞机、汽车的窗玻璃和罩盖，光学镜片，仪表外壳，装饰品，广告牌，灯罩，光学纤维，透明模型

31、，外壳，装饰品，广告牌，灯罩，光学纤维，透明模型，标本，医疗器械等。标本，医疗器械等。2 工程塑料 36第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、塑一、塑 料（常用）料（常用）11酚醛塑料酚醛塑料(PF-bakelite)有一定的强度和硬度、良好的耐热性、有一定的强度和硬度、良好的耐热性、耐磨性、耐腐蚀性及电绝缘性、热导率低。填料分为粉状、纤维耐磨性、耐腐蚀性及电绝缘性、热导率低。填料分为粉状、纤维状、层状。状、层状。以木粉为原料以木粉为原料的酚醛塑料粉又称胶木粉或电木粉，它的酚醛塑料粉又称胶木粉或电木粉，它价格低廉，但性脆、耐光性差，用于制造手柄、瓶盖、电话及收价格低廉，但性脆、耐光性差，

32、用于制造手柄、瓶盖、电话及收音机外壳、灯头、开关、插座等。音机外壳、灯头、开关、插座等。以云母粉、石英粉、玻璃纤维以云母粉、石英粉、玻璃纤维为填料的塑料粉可用来制造电闸刀、电子管插座、汽车点火器等。为填料的塑料粉可用来制造电闸刀、电子管插座、汽车点火器等。以石棉为填料以石棉为填料的塑料粉可用于制造电炉、电熨斗等设备上的耐热的塑料粉可用于制造电炉、电熨斗等设备上的耐热绝缘部件。绝缘部件。以玻璃布、石棉布以玻璃布、石棉布等为填料的层状塑料的可用于制造等为填料的层状塑料的可用于制造轴承、齿轮、带轮、各种壳体等。轴承、齿轮、带轮、各种壳体等。2 工程塑料 37第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一

33、、塑一、塑 料（常用）料（常用）12环氧塑料环氧塑料(EP-epoxy plastics)以环氧树脂为基，加入以环氧树脂为基，加入填料及其它添加剂而制成。环氧树脂的强度较高，成型填料及其它添加剂而制成。环氧树脂的强度较高，成型性好，具有良好的耐热性、耐腐蚀性、尺寸稳定性，优性好，具有良好的耐热性、耐腐蚀性、尺寸稳定性，优良的电绝缘性能。良的电绝缘性能。环氧塑料主要用于：环氧塑料主要用于：仪表构件、塑料模具、精密量具、仪表构件、塑料模具、精密量具、电子元件的密封和固定、粘合剂、复合材料等。电子元件的密封和固定、粘合剂、复合材料等。2 工程塑料 38第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、塑一

34、、塑 料（常用）料（常用）13有有机机硅硅塑塑料料(organic organic silicon silicon plastics)plastics)具具有有优优良良的的耐耐热热性性和和电电绝绝缘缘性性，吸吸水水性性低低，抗抗辐辐射射，但但强强度低。度低。有有机机硅硅塑塑料料主主要要用用于于：电电气气、电电子子元元件件和和线线圈圈的的灌灌封封和和固固定定、耐耐热热零零件件、绝绝缘缘零零件件、耐耐热热绝绝缘缘漆漆、高高温温粘粘合剂、密封件、医用材料等。合剂、密封件、医用材料等。2 工程塑料 39第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、塑一、塑 料（常用塑料的性能）料（常用塑料的性能）2 工

35、程塑料 40第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、塑一、塑 料（成型方法）料（成型方法）（1 1）注注射射成成型型(注注塑塑成成型型)将将塑塑料料原原料料在在注注射射机机料料筒筒内内加加热热熔熔化化，通通过过推推杆杆或或螺螺杆杆向向前前推推压压至至喷喷嘴嘴，迅迅速速注注入入封封闭闭模模具具内内，冷冷却却后后即即得得塑塑料料制制品品。主主要要用用于于热热塑塑性性塑塑料料。能生产形状复杂、薄壁、嵌有金属或非金属的塑料制品。能生产形状复杂、薄壁、嵌有金属或非金属的塑料制品。（2 2）挤挤出出成成型型(挤挤塑塑成成型型)原原料料在在挤挤出出机机内内受受热热熔熔化化的的同同时时通通过过螺螺杆杆向向

36、前前推推压压至至机机头头，通通过过不不同同形形状状和和结结构构的的口口模模连连续续挤挤出出，获获得得不不同同形形状状的的型型材材，如如管管、棒棒、带带、丝丝、板板及及各各种种异异型型材材，还还可可用用于于电电线线、电电缆缆的的塑塑料料包包覆覆等等。挤出成型主要用于热塑性塑料。挤出成型主要用于热塑性塑料。2 工程塑料 41第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、塑一、塑 料（成型方法）料（成型方法）2 工程塑料 42第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、塑一、塑 料（成型方法）料（成型方法）（3 3）吹吹塑塑成成型型 熔熔融融态态的的塑塑料料坯坯通通过过挤挤出出机机或或注注射射机机挤挤

37、出出后后，置置于于模模具具内内，用用压压缩缩空空气气将将此此坯坯料料吹吹胀胀，使使其紧贴模内壁成型而获得中空制品。其紧贴模内壁成型而获得中空制品。（4 4）浇浇铸铸成成型型 在在液液态态树树脂脂中中加加入入适适量量固固化化剂剂，然然后后浇浇入入模模具具型型腔腔中中，在在常常压压或或低低压压及及常常温温或或适适当当加加热热条条件件下下固固化化成成型型。此此法法主主要要用用于于生生产产大大型型制制品品，设设备备简简单单，但生产率低。但生产率低。2 工程塑料 43第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、塑一、塑 料（成型方法）料（成型方法）2 工程塑料 44第9章 非金属材料南通职业大学机械工程

38、系一、塑一、塑 料（成型方法）料（成型方法）（5 5）模模压压成成型型 将将塑塑料料原原料料放放入入成成型型模模加加热热熔熔化化，通通过过压压力力机机对对模模具具加加压压，使使塑塑料料充充满满整整个个型型腔腔，同同时时发发生生交交联联反反应应而而固固化化，脱脱模模后后即即得得压压塑塑制制品品。模模压压成成型型主主要要用用于于热热固固性性塑塑料料，适适用用于于形形状状复复杂杂或或带带有有复复杂杂嵌嵌件件的的制制品品，但但生生产产率率低低、模具成本模具成本较较高高。2 工程塑料 45第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、塑一、塑 料（加工方法）料（加工方法）主主要要方方法法：机机械械加加工工

39、、焊焊接接、粘粘接接、表表面面喷喷涂涂、电镀、镀膜、彩印等。电镀、镀膜、彩印等。塑塑料料可可进进行行各各种种机机械械加加工工，由由于于塑塑料料强强度度低低、弹弹性性大大、导导热热性性差差，塑塑料料切切削削加加工工时时刀刀刃刃应应锋锋利利，刀刀具具的的前前角角与与后后角角要要大大，速速度度要要高高，切切削削量量要要小小，装夹不宜过紧，冷却要充分。装夹不宜过紧，冷却要充分。2 工程塑料 46第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、橡胶（组成）一、橡胶（组成）橡橡胶胶是是以以生生胶胶为为主主要要成成分分，添添加加各各种种配配合合剂剂和增强材料制成的。和增强材料制成的。1 1生生 胶胶 生生胶胶是

40、是指指无无配配合合剂剂、未未经经硫硫化化的的橡胶。按原料来源有天然橡胶。按原料来源有天然橡胶橡胶和合成和合成橡胶。橡胶。2 2配配合合剂剂 用用来来改改善善橡橡胶胶的的某某些些性性能能。常常用用配配合合剂剂有有硫硫化化剂剂、硫硫化化促促进进剂剂、活活化化剂剂、填填充充剂剂、增塑剂、防老化剂、着色剂增塑剂、防老化剂、着色剂等。等。3 合成橡胶 47第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、橡胶（组成一、橡胶（组成-配合剂）配合剂）（1 1）硫硫化化剂剂 用用来来使使生生胶胶的的结结构构由由线线型型转转变变为为交交联联体体型型结结构构，从从而而使使生生胶胶变变成成具具有有一一定定强强度度、韧韧性

41、性、高高弹弹性性的的硫硫化化胶胶。常常用用硫硫化化剂剂有有硫硫磺磺和和含含硫硫化化合合物物，有有机机过过氧化物，胺类化合物、树脂类化合物、金属氧化物等。氧化物，胺类化合物、树脂类化合物、金属氧化物等。（2 2）硫硫化化促促进进剂剂 作作用用是是缩缩短短硫硫化化时时间间，降降低低硫硫化化温温度度，改改善善橡橡胶胶性性能能。常常用用促促进进剂剂有有二二硫硫化化氨氨基基甲甲酸酸盐盐、黄黄原原酸酸盐盐类类、噻噻唑唑类类、硫硫脲脲类类和和部部分分醛醛类类及及醛醛胺胺类类等等有有机物。机物。3 合成橡胶 48第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、橡胶（组成一、橡胶（组成-配合剂）配合剂）（3 3）活

42、活化化剂剂 用用来来提提高高促促进进剂剂的的作作用用。常常用用活化剂有氧化锌、氧化镁、硬酯酸等。活化剂有氧化锌、氧化镁、硬酯酸等。（4 4）填填充充剂剂 用用来来提提高高橡橡胶胶的的强强度度、改改善善工工艺艺性性能能和和降降低低成成本本。能能提提高高性性能能的的填填充充剂剂称称为为补补强强剂剂如如炭炭黑黑、二二氧氧化化硅硅、氧氧化化锌锌、氧氧化化镁镁等等；用用于于降低成本的有滑石粉、硫酸钡等。降低成本的有滑石粉、硫酸钡等。3 合成橡胶 49第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、橡胶（组成一、橡胶（组成-配合剂）配合剂）（5 5）增增塑塑剂剂 用用来来增增加加橡橡胶胶的的塑塑性性和和柔柔韧

43、韧性性。常常用用增增塑塑剂剂有有石石油油系系列列、煤煤油油系系列列和和松松焦焦油油系系列列增塑剂。增塑剂。（6 6）防防老老剂剂 用用来来防防止止或或延延缓缓橡橡胶胶老老化化，主主要有石蜡、胺类和酚类防老剂。要有石蜡、胺类和酚类防老剂。【增强材料主要有纤维织品、钢丝加工制成的【增强材料主要有纤维织品、钢丝加工制成的帘布、丝绳、针织品等类型】帘布、丝绳、针织品等类型】3 合成橡胶 50第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系二、橡胶（加工成形）二、橡胶（加工成形）包括塑炼、混炼、压延与压出、包括塑炼、混炼、压延与压出、成型、硫化。成型、硫化。1 1塑塑炼炼 生生胶胶具具有有很很高高的的弹弹性性，

44、难难以以加加工工。塑塑炼炼是是生生胶胶在在机机械械或或化化学学作作用用下下，部部分分橡橡胶胶长长分分子子链链被被切切断断，分分子子量降低，塑性增加的过程。通常在炼胶机中进行。量降低，塑性增加的过程。通常在炼胶机中进行。2 2混混炼炼 将将生生胶胶和和配配合合剂剂混混合合均均匀匀的的过过程程。混混炼炼的的加加料料顺顺序序是是：塑塑炼炼胶胶、防防老老剂剂、填填充充剂剂、增增塑塑剂剂、硫硫化化剂剂及及硫化促进剂硫化促进剂等。等。混炼时要注意严格控制温度和时间。混炼时要注意严格控制温度和时间。3 合成橡胶 51第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系二、橡胶（加工成形）二、橡胶（加工成形）3 3压压延

45、延与与压压出出 混混炼炼胶胶通通过过压压延延与与压压出出等等工工艺艺，可以制成一定形状的橡胶半成品。可以制成一定形状的橡胶半成品。4 4成成型型 把把橡橡胶胶半半成成品品通通过过粘粘贴贴、压压合合等等方方法法制制成成品形状的过程。成成品形状的过程。5 5硫硫化化 胶胶料料大大分分子子结结构构由由线线型型转转变变为为交交联联体体型型结构的过程。硫化后即得制品。结构的过程。硫化后即得制品。3 合成橡胶 52第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系三、橡胶（常用橡胶东代号、性能及应用）三、橡胶（常用橡胶东代号、性能及应用）3 合成橡胶 53第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系三、橡胶（常用橡胶东

46、代号、性能及应用）三、橡胶（常用橡胶东代号、性能及应用）3 合成橡胶 54第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、胶粘剂与胶接技术一、胶粘剂与胶接技术 把把两两个个固固体体表表面面粘粘合合在在一一起起，并并且且在在胶胶接接面面处处具具有有足足够够强强度度的的物物质质；以以各各种种树树脂脂、橡橡胶胶、淀淀粉粉等等为为基基体体材材料料，添加各种添加各种辅辅料而制成的。料而制成的。分类：分类：4 粘合剂与胶接技术 55第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、胶粘剂（常用）一、胶粘剂（常用）1 1环环氧氧树树脂脂胶胶粘粘剂剂 具具有有很很高高的的粘粘接接力力，操操作作简简便便，不不需需外外力力

47、即即可可粘粘接接；有有良良好好的的耐耐酸酸、碱碱、油油及及有有机机溶溶剂剂的性能。但的性能。但环氧环氧胶胶层较脆。胶胶层较脆。用用途途：环环氧氧树树脂脂胶胶粘粘剂剂对对金金属属、玻玻璃璃、陶陶瓷瓷、塑塑料料、橡橡胶胶、混混凝凝土土等等均均具具有有较较好好的的粘粘合合能能力力，常常用用于于以以上上物物品品之之间间的的粘粘接接和和修修补补，也也可可用用于于竹竹木木和和皮皮革革、织织物物、纤纤维之间的粘接。维之间的粘接。4 粘合剂与胶接技术 56第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、胶粘剂（常用）一、胶粘剂（常用）2 2酚酚醛醛树树脂脂胶胶粘粘剂剂 具具有有较较强强的的粘粘接接力力，耐耐高高温

48、温，但但韧韧性性低低，剥剥离离强强度度差差。主主要要用用于于木木材材、胶胶合合板板、泡泡沫沫塑料等，也可用于胶接金属、陶瓷。塑料等，也可用于胶接金属、陶瓷。改改性性的的酚酚醛醛-丁丁晴晴胶胶可可在在-60-60150150使使用用，广广泛泛用用于于机机器器、汽汽车车、飞飞机机结结构构部部件件的的胶胶接接，也也可可用用于于胶胶接接金金属属、玻玻璃璃、陶陶瓷瓷、塑塑料料等等材材料料。改改性性的的酚酚醛醛-缩缩醛醛胶胶具具有有较较好好的的胶胶接接强强度度和和耐耐热热性性，主主要要用用于于金金属属、玻玻璃璃、陶陶瓷、塑料的胶接，也可用于玻璃纤维层压板的胶结。瓷、塑料的胶接，也可用于玻璃纤维层压板的胶结

49、。4 粘合剂与胶接技术 57第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、胶粘剂（常用）一、胶粘剂（常用）3 3聚聚氨氨酯酯树树脂脂胶胶粘粘剂剂 初初粘粘结结力力大大，常常温温触触压压即即可可固固化化，有有利利于于粘粘接接大大面面积积柔柔软软材材料料及及难难以以加加压压的的工工件件。在在-250-250以以下下仍仍能能保保持持较较高高的的剥剥离离强强度度，而而且且其其抗抗剪剪强强度度随随着着温温度度下下降降而而显显著著提提高高。聚聚氨氨酯酯树树脂脂胶胶毒毒性性大大，固固化化时时间间长长，耐耐热热性性不不高高，易易与与水水反反应应。可可对对金金属属、玻玻璃璃、陶陶瓷瓷、橡橡胶胶、木木材材、皮皮革革

50、和和极极性性塑塑料料有有很很强强的的粘粘结结力力，特别是超低温工件的粘接。特别是超低温工件的粘接。4 粘合剂与胶接技术 58第9章 非金属材料南通职业大学机械工程系一、胶粘剂（常用）一、胶粘剂（常用）4 4-氰氰基基丙丙烯烯酸酸酯酯胶胶粘粘剂剂 具具有有透透明明性性好好、粘粘度度低低、粘粘结结速速度度极极快快等等特特点点，使使用用很很方方便便。但但它它不不耐耐水水，性性脆脆，耐耐温温性性和和耐耐久久性性较较差差，有有一一定定气味。气味。广广泛泛用用于于：金金属属、陶陶瓷瓷、玻玻璃璃及及大大多多数数塑塑料料和和橡橡胶胶制制品品的的粘粘接接及及日日常常修修理理。市市场场上上销销售售的的“50150