《工程材料学高分子材料优秀PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程材料学高分子材料优秀PPT.ppt（48页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、工程材料学高分子材料你现在浏览的是第一页，共48页 高分子物质分天然和人工合成两大类。高分子物质分天然和人工合成两大类。天然高分子物质有天然高分子物质有:蚕丝、羊毛、纤维素、橡胶以及存在于蚕丝、羊毛、纤维素、橡胶以及存在于生物组织中的淀粉、蛋白质等。生物组织中的淀粉、蛋白质等。工程上的高分子物质：工程上的高分子物质：主要是人工合成的各种有机材料，主要是人工合成的各种有机材料，塑料、合成纤维、涂料、胶粘剂等。塑料、合成纤维、涂料、胶粘剂等。第一节第一节高分子材料概述高分子材料概述你现在浏览的是第二页，共48页 一一 基本概念基本概念1 1.高分子化合物高分子化合物 高分子化合物是指分子量很大的化
2、合物。它们的分子量都在几千、高分子化合物是指分子量很大的化合物。它们的分子量都在几千、几万、几十万或几百万以上，甚至趋于无穷，但是，高分子物质和几万、几十万或几百万以上，甚至趋于无穷，但是，高分子物质和低分子物质之间并没有严格的界限。低分子物质之间并没有严格的界限。把分子量小于把分子量小于500500的称为的称为低分子化合物低分子化合物；大于大于 5000 5000 的为的为高分子化合物高分子化合物。工程上认为，高分子化合物具有较好的强度、塑性和弹性等力学工程上认为，高分子化合物具有较好的强度、塑性和弹性等力学件能，而低分子化合物没有这些性能。所以，只有分子量达到了件能，而低分子化合物没有这些
3、性能。所以，只有分子量达到了使机械零件能具有工程意义的化合物，才可认是工程用高分子化使机械零件能具有工程意义的化合物，才可认是工程用高分子化合物或高分子材料。合物或高分子材料。你现在浏览的是第三页，共48页 2.2.单体单体 能组成高分子化合物的低分子化合物叫做单体，高分子化合物的能组成高分子化合物的低分子化合物叫做单体，高分子化合物的分子量虽很高，但化学组成并不复杂。它的每个分子都是由一种分子量虽很高，但化学组成并不复杂。它的每个分子都是由一种或几种较简单的低分子一个个连接起来而组成的。或几种较简单的低分子一个个连接起来而组成的。3.3.链节：链节：大大分分子子链链：高高分分子子化化合合物物
4、的的分分子子很很大大，主主要要呈呈长长链链形形，因因此常称大分子链或分子链。此常称大分子链或分子链。链链 节节：组组 成成 大大 分分 子子 链链 的的 这这 种种 特特 定定 结结 构构 单单 元元 叫叫 做做 链链 节节。大大分分子子链链极极长长，长长度度可可达达几几千千埃埃以以上上，而而截截面面一一般般只只有有几几埃，是由许许多多结构相同的基本单元重复连接构成的埃，是由许许多多结构相同的基本单元重复连接构成的。你现在浏览的是第四页，共48页4.4.4.4.聚合度聚合度聚合度聚合度 大分子链中链节的重复次数即叫做聚合度。大分子链中链节的重复次数即叫做聚合度。高分子化合物的大分高分子化合物的
5、大分链由大量链节连成。所以，一个大分子链的分子量链由大量链节连成。所以，一个大分子链的分子量M，是它的链节是它的链节的分子量的分子量m和聚合度和聚合度n的乘积，即的乘积，即M=nm。聚合度反映了大分子链的长聚合度反映了大分子链的长短和分子量的大小。短和分子量的大小。5 5.多分散性多分散性 高分子化合物由大量大分子链组成，各个大分子链的链节数不相同长短不高分子化合物由大量大分子链组成，各个大分子链的链节数不相同长短不一样，分子量不相等。高分子化合物中各个分子的分子量不相等的现象叫做一样，分子量不相等。高分子化合物中各个分子的分子量不相等的现象叫做分子量的多分散性。多分散性在低分子化合物中是不存
6、在的，它是高分子化分子量的多分散性。多分散性在低分子化合物中是不存在的，它是高分子化合物的一大特点。高分子化合物的多分散性，决定了它的物理合物的一大特点。高分子化合物的多分散性，决定了它的物理机械性能机械性能的大分散度。的大分散度。你现在浏览的是第五页，共48页 二、高分子材料的合成二、高分子材料的合成 高分了化合物的合成，就是把低分子化合高分了化合物的合成，就是把低分子化合物物(单体单体)聚合起来形成高分子化合物的过程。聚合起来形成高分子化合物的过程。其所进行的反应称为聚合反应。所以，高分子其所进行的反应称为聚合反应。所以，高分子化合物也叫做聚合物或者高聚物。最常用的聚化合物也叫做聚合物或者
7、高聚物。最常用的聚合反应有加成聚合反应合反应有加成聚合反应(简称简称加聚反应加聚反应)和缩合和缩合聚合反应聚合反应(简称简称缩聚反应缩聚反应)两种。两种。你现在浏览的是第六页，共48页 1.1.加聚反应加聚反应n 指指一一种种或或多多种种单单体体相相互互加加成成而而连连接接成成聚聚合合物物的的反反应应。其其生生成成物物叫叫加加聚聚物物。因因反反应应没没有有副副产产物物，加加聚聚物物具具有有向向其其单单体体相相同同的的成成分分。加加聚聚反反应应的的单单体体必必须须具具有有不不饱饱和和键键，并并能能形形成成两两个个或或两两个个以以上上的的新新键键，以以便便在在加加热热、光光照照或或化化学学引引发发
8、剂剂的的作作用用下下，打打开开不不饱饱和和键键，成成两两个个或或两两个个以以上上的的新新键键，使使单单体体通通过过单单键键一一个个一一个个地地连连接接起起来来，成成为为一一条条很很长长的的大大分分子子链链。如如果果形形成成的的新新键键只只有有一一个个，则单体不能加聚成高聚物，而只能成二聚物，或者低聚物。，则单体不能加聚成高聚物，而只能成二聚物，或者低聚物。2 2缩聚反应缩聚反应n 缩缩聚聚反反应应是是指指一一种种或或多多种种单单体体相相互互混混合合而而连连接接成成聚聚合合物物，同同时时析析出出（缩缩去去）某某种种低低分分子子物物质质(如如水水、氨氨、醇醇、卤卤化化氢氢等等)的的反反应应。所所生
9、生成成的的聚聚合合物物叫叫缩缩聚聚物物，其其成成分分和和单单体体不不同同。缩缩聚聚反反应应比加聚反应复杂得多。比加聚反应复杂得多。你现在浏览的是第七页，共48页三三 聚合物的命名聚合物的命名 国国际际上上曾曾提提出出过过聚聚合合物物的的命命名名方方法法，但但至至今今并并未未被被广广泛泛地地采采用用。现现在在流流行行着着各种各样的命名方法，比较惯用的有以下几种：各种各样的命名方法，比较惯用的有以下几种：(1).根据聚合物的化学结构命名根据聚合物的化学结构命名 以聚合物链节的化学组成和结构来命名。以聚合物链节的化学组成和结构来命名。(2)(2)根据聚合物的原料单体命名根据聚合物的原料单体命名 以以
10、合合成成聚聚合合物物的的低低分分子子原原料料单单体体为为基基础础来来命命名名。对对于于加加聚聚类类聚聚合合物物，在在其链节所含单体前加一其链节所含单体前加一“聚聚”字来取名，字来取名，例例如如，聚聚对对苯苯二二甲甲酸酸乙乙二二醇醇、聚聚苯苯乙乙烯烯、聚聚甲甲醛醛等等。对对于于缩缩聚聚类类以以及及某某些些共共聚聚类类聚聚合合物物，在在其其低低分分子子原原料料之之后后习习惯惯加加“树树脂脂”二二字字命命名名。例例如如，酚酚类类和和酸类的聚合物称酚醛树脂。酸类的聚合物称酚醛树脂。你现在浏览的是第八页，共48页 （3 3 3 3）采用商品名称和代表符号）采用商品名称和代表符号）采用商品名称和代表符号）
11、采用商品名称和代表符号 有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）、有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）、电木电木(酚醛塑料酚醛塑料)、电玉电玉(脲醛塑料脲醛塑料)、涤纶涤纶(或的确良、聚酯纤维或的确良、聚酯纤维)、晴纶晴纶(或人造羊毛、聚丙烯纤维）、或人造羊毛、聚丙烯纤维）、维纶（或维尼龙、聚乙烯醇纤维）、维纶（或维尼龙、聚乙烯醇纤维）、锦纶（或尼龙、聚酰胺纤维），锦纶（或尼龙、聚酰胺纤维），丙纶（聚丙烯）、氯纶丙纶（聚丙烯）、氯纶(聚氯乙烯聚氯乙烯)等。等。虽然各个国家或厂家称呼不统一，但是应用却极广。虽然各个国家或厂家称呼不统一，但是应用却极广。不少聚合物常用其英文名称的第一个字母表达。例如不少聚合物常用其英
12、文名称的第一个字母表达。例如PSPS代表聚苯乙烯，代表聚苯乙烯，PVCPVC代表聚氯乙烯，代表聚氯乙烯，EVAEVA代表聚乙烯等。代表聚乙烯等。你现在浏览的是第九页，共48页四、高分子材料的结构四、高分子材料的结构 高聚物的结构主要包括两个微观层次高聚物的结构主要包括两个微观层次1 1大分子链的结构：大分子链的结构：近程结构：近程结构：指单个高分子结构单元的化学组成、指单个高分子结构单元的化学组成、键接方式和立体构型等；键接方式和立体构型等；远程结构：远程结构：指分子的大小和构象等。指分子的大小和构象等。2 2高分子的聚集态结构：高分子的聚集态结构：指高聚物的分子间结构形指高聚物的分子间结构形
13、式，如晶态、非晶态、取向结构和织态结构等。式，如晶态、非晶态、取向结构和织态结构等。你现在浏览的是第十页，共48页大分子链的结构大分子链的结构 1.大分子链的化学组成大分子链的化学组成主要是碳、氢、氧，碳是形成大分子链的主要元素。主要是碳、氢、氧，碳是形成大分子链的主要元素。其他还有氮、氯、氟、硼、硅、硫等元素。其他还有氮、氯、氟、硼、硅、硫等元素。2.大分子链的形态大分子链的形态大分子链有线型、支链型和体型大分子链有线型、支链型和体型(或网型或网型)等三类。等三类。(1)(1)线型分子链线型分子链 各链节以共价链连接成线型长链分子，其直径小各链节以共价链连接成线型长链分子，其直径小 于于1
14、1纳米，而长度可达几百甚至几千纳米，像一纳米，而长度可达几百甚至几千纳米，像一 根长线，呈卷曲状或线团状。根长线，呈卷曲状或线团状。(2)(2)支链型分子链支链型分子链 在主链的两侧以共价链连接相当数量的长短不一的在主链的两侧以共价链连接相当数量的长短不一的 支链支链,其形状有树枝形、梳形、线团形。其形状有树枝形、梳形、线团形。你现在浏览的是第十一页，共48页 (3)体型体型(网型或交联型网型或交联型)分子链在线型或支链型分子链之间分子链在线型或支链型分子链之间,沿横向通沿横向通过链节以共价键连接起来过链节以共价键连接起来,形成的三维形成的三维(空间空间)网网状大分子。状大分子。大分子链的形态
15、大分子链的形态 你现在浏览的是第十二页，共48页3、大分子链的构象、大分子链的构象高聚物最大的特点是弹性极好。高聚物最大的特点是弹性极好。原原因因：分分子子链链非非常常长长，很很容容易易任任意意卷卷曲曲成成无无规线团；分子链的键可自由旋转；规线团；分子链的键可自由旋转；单单键键的的内内旋旋：每每一一个个单单键键可可以以围围绕绕其其相相邻邻单单键键按按一一定定角角度度进进行行旋旋转转。大大部部分分高高聚聚物物如如聚聚乙乙烯烯、聚聚丙丙烯烯、等等的的主主链链完完全全由由C-C单单键键组组成成。每每个个单单键键都都有有一一定定的的键键长长和和键键角角，并并且且能能在在保保持持键键长长和和键键角角不不
16、变变的的情情况况下下任任意意旋旋转。这就是单键的内旋。转。这就是单键的内旋。C-C单键的单键的内旋内旋示意示意图图你现在浏览的是第十三页，共48页 大分子链的构象：大分子链的构象：由于单键内旋引起的原子在空间据不同位置所由于单键内旋引起的原子在空间据不同位置所构成的分子链的各种形象，即称为大分子链的构象构成的分子链的各种形象，即称为大分子链的构象。4 4 4 4大分子链的柔顺性大分子链的柔顺性大分子链的柔顺性大分子链的柔顺性 大大分分子子能能由由构构象象变变化化获获得得不不同同卷卷曲曲程程度度的的特特性性即即为为大大分分子子链链的的柔柔顺顺性。性。单单链链为为纯纯C-CC-C键键时时，内内旋旋
17、完完全全自自由由，大大分分子子链链的的柔柔顺顺件件最最好好，但但实实际际上上C-CC-C键键上上总总带带有有其其它它的的原原子子或或基基团团。在在相相邻邻链链节节中中这这类类非非直直接接键键合合的的原原于于或或基基团团之之间间，存存在在有有一一定定的的近近程程相相互互作作用用，使使内内旋旋受受到到阻阻碍碍，所所以以实实际际的的内内旋旋都都是是受受阻阻内内旋。受阻程度越大，可能有的构象数越小，则分子键的柔顺性越低。旋。受阻程度越大，可能有的构象数越小，则分子键的柔顺性越低。你现在浏览的是第十四页，共48页n高分子的聚集态高分子的聚集态结构结构高分子材料的聚集状态有三种：高分子材料的聚集状态有三种
18、：晶态：分子链在空间规则排列。晶态：分子链在空间规则排列。部分晶态：分子链在空间部分规则排列。部分晶态：分子链在空间部分规则排列。非晶态：分子链在空间无规则排列，亦称玻璃态。非晶态：分子链在空间无规则排列，亦称玻璃态。通常线型聚合物在一定条件下可以形成晶态或部分晶态。通常线型聚合物在一定条件下可以形成晶态或部分晶态。体型聚合物为非晶态体型聚合物为非晶态(或玻璃态或玻璃态)。获得完全晶态的聚合物很困难，大多数聚合物都是部分晶态或完全非晶态获得完全晶态的聚合物很困难，大多数聚合物都是部分晶态或完全非晶态。聚合物三种聚集态结构示意图聚合物三种聚集态结构示意图 你现在浏览的是第十五页，共48页一、高分
19、子材料的力学性能一、高分子材料的力学性能1.高聚物的物理、力学状态高聚物的物理、力学状态(1)线型非晶态高聚物的三种力学状态线型非晶态高聚物的三种力学状态线型非晶态高聚物在不同温度下表现出三种物理状态：线型非晶态高聚物在不同温度下表现出三种物理状态：玻璃态、高弹态、粘玻璃态、高弹态、粘流态。流态。在恒定载荷作用下，其变形度在恒定载荷作用下，其变形度-温度曲线如图所示。温度曲线如图所示。Tb为脆化温度、为脆化温度、Tg为玻璃化温度、为玻璃化温度、Tf为粘流温度为粘流温度,Td为分解温度。为分解温度。第二节第二节高分子材料的性能高分子材料的性能你现在浏览的是第十六页，共48页 玻璃态玻璃态 在在T
20、 Tg g 温温度度以以下下曲曲线线基基本本上上是是水水平平的的,变变形形量量小小,而而弹弹性模量较高性模量较高,高聚物较刚硬高聚物较刚硬,处于玻璃态。处于玻璃态。此此时时，物物体体受受力力的的变变形形符符合合于于胡胡克克定定律律，应应变变与与应应力力成成直直线线比比，并在瞬时达到平衡。并在瞬时达到平衡。高弹态高弹态 T Tg g温温度度之之后后曲曲线线急急剧剧变变化化，但但很很快快稳稳定定而而趋趋于于水水平平。这这个个阶阶段段变变形形量量很很大大，而而弹弹性性模模量量显显著著降降低低，外外力力去去除除后后变变形形可可以以回回复复，弹弹性性是是可可逆逆的的。高高聚聚物物表表现现为为柔柔软软而而
21、富富弹弹性性，具有橡胶的特性，处于所谓高弹态或橡胶态。具有橡胶的特性，处于所谓高弹态或橡胶态。粘流态粘流态 温温度度高高于于T Tf f后后，变变形形迅迅速速发发展展，弹弹性性模模量量再再次次很很快快下下降降，高高聚聚物物开开始始产产生生粘粘性性流流动动，处处于于粘粘流流态态，此此时时变变形形变变为为不不可逆。可逆。你现在浏览的是第十七页，共48页(2)晶态高聚物和体型高聚物的力学状态晶态高聚物和体型高聚物的力学状态n完全晶态的线型高聚物与低分子晶体材料一样，没有高完全晶态的线型高聚物与低分子晶体材料一样，没有高弹态；弹态；n对于部分晶态的线型高聚物，非晶态区在对于部分晶态的线型高聚物，非晶态
22、区在T Tg g温度以上温度以上和晶态区在熔点和晶态区在熔点T Tm m温度以下存在一种即韧又硬的皮革温度以下存在一种即韧又硬的皮革态。此时态。此时,非晶态区处于高弹态非晶态区处于高弹态,具有柔韧性具有柔韧性,晶态晶态区则具有较高的强度和硬度区则具有较高的强度和硬度,两者复合组成皮革态。两者复合组成皮革态。你现在浏览的是第十八页，共48页2.2.高分子材料的力学性能特点高分子材料的力学性能特点 (1)强度低强度低 高聚物的强度平均为高聚物的强度平均为100 MPa,100 MPa,比金属低得多比金属低得多,但密度小，许多高聚物的比强但密度小，许多高聚物的比强度是很高的度是很高的,某些工程塑料的
23、比强度比钢铁和其他金属还高。某些工程塑料的比强度比钢铁和其他金属还高。(2)弹性高、弹性模量低弹性高、弹性模量低高聚物的弹性变形量大，可达到高聚物的弹性变形量大，可达到100%100%10001000。一般金属材料只有一般金属材料只有0.1%0.1%1.01.0。高聚物的弹性模量低，约为高聚物的弹性模量低，约为2 MPa2 MPa20 MPa20 MPa。一般金属材料为一般金属材料为103 MPa103 MPa2105 2105 MPaMPa。(3)粘弹性粘弹性大多数高聚物的高弹性大体是大多数高聚物的高弹性大体是“平衡高弹性平衡高弹性”，即应变与应力同步发生。有一些高聚物，即应变与应力同步发生
24、。有一些高聚物，例如橡胶例如橡胶,特别是在低温和老化状态时特别是在低温和老化状态时,高弹性表现出强烈的时间依赖性。应变不仅高弹性表现出强烈的时间依赖性。应变不仅决定于应力决定于应力,而且决定于应力作用的速率。它是高聚物的又一重要特性。而且决定于应力作用的速率。它是高聚物的又一重要特性。粘弹性粘弹性:应变滞后于应力作用时间。应变滞后于应力作用时间。你现在浏览的是第十九页，共48页 (4)(4)塑性塑性 高聚物由许多很长的分子组成高聚物由许多很长的分子组成,加热时分子链的一部分加热时分子链的一部分受热，其它部分不会受热或少受热，因此材料不会立即熔受热，其它部分不会受热或少受热，因此材料不会立即熔化
25、，而先有一软化过程，所以表现出明显的塑性。化，而先有一软化过程，所以表现出明显的塑性。处于高弹态的橡胶，在温度较低和分子量很高时具有这样的处于高弹态的橡胶，在温度较低和分子量很高时具有这样的性能。性能。处于玻璃态的塑料（如聚乙烯等热塑性塑料），当温度处于玻璃态的塑料（如聚乙烯等热塑性塑料），当温度较高时也具有这样的性能。较高时也具有这样的性能。高聚物拉伸时应力应变的关系高聚物拉伸时应力应变的关系你现在浏览的是第二十页，共48页1.1.塑料的组成塑料的组成n塑料塑料:是以树脂为主要成分，加入一些用来改善使用性是以树脂为主要成分，加入一些用来改善使用性能和工艺性能的添加剂而制成的。能和工艺性能的添
26、加剂而制成的。n树脂的种类、性能、数量决定了塑料的性能。工业中用的树脂的种类、性能、数量决定了塑料的性能。工业中用的树脂主要是合成树脂。树脂主要是合成树脂。第三节第三节 高聚物材料高聚物材料一、一、塑料塑料你现在浏览的是第二十一页，共48页n添加剂：添加剂：（1 1）填料）填料 填料可使塑料具有所要求的性能，并能降低成本。用木屑、纸屑、填料可使塑料具有所要求的性能，并能降低成本。用木屑、纸屑、石棉纤维、玻璃纤维等有机材料作填料，可增加塑料强度；用高岭土、滑石粉、石棉纤维、玻璃纤维等有机材料作填料，可增加塑料强度；用高岭土、滑石粉、氧化铝、二氧化硅、石墨、煤粉等无机物作填料，可使塑料有较高的耐热
27、性、氧化铝、二氧化硅、石墨、煤粉等无机物作填料，可使塑料有较高的耐热性、耐蚀性、耐磨性、热导性等。耐蚀性、耐磨性、热导性等。（2 2）增塑剂）增塑剂 增塑剂用以增加树脂的可塑性、柔软性，降低脆性，改善加工增塑剂用以增加树脂的可塑性、柔软性，降低脆性，改善加工性能。常用的增塑剂有磷酸脂类化合物、甲酸脂类化合物、氯化石蜡等。性能。常用的增塑剂有磷酸脂类化合物、甲酸脂类化合物、氯化石蜡等。（3 3）稳定剂（防老剂）稳定剂（防老剂）稳定剂可增强塑料对光、热、氧等老化作用的抵抗力，稳定剂可增强塑料对光、热、氧等老化作用的抵抗力，延长塑料寿命。常用的稳定剂有硬脂酸盐、铅的化合物、环氧化合物等。延长塑料寿命
28、。常用的稳定剂有硬脂酸盐、铅的化合物、环氧化合物等。n 此外，还有此外，还有:润滑剂、着色剂、固化剂润滑剂、着色剂、固化剂（使热固性树脂由线型结构转变为体（使热固性树脂由线型结构转变为体型结构）、型结构）、发泡剂、抗静电剂、稀释剂、阻燃剂发泡剂、抗静电剂、稀释剂、阻燃剂等。等。你现在浏览的是第二十二页，共48页2 2塑料的分类塑料的分类 （1 1）按树脂在加热和冷却时所表现出的性能，分为）按树脂在加热和冷却时所表现出的性能，分为热塑性和热塑性和热固性塑料热固性塑料 热热塑塑性性塑塑料料 分分子子结结构构主主要要是是链链状状的的线线型型结结构构，其其特特点点是是加加热热时时软软化化，可可塑塑造造
29、成成型型，冷冷却却后后则则变变硬硬，此此过过程程可可反反复复进进行行，其其基基本本性性能能不不变变。这这类类塑塑料料有有较较高高的的力力学学性性能能，且且成成型型工工艺艺简简便便，生生产产率率高高，可可直直接接注注射射、挤挤出出、吹吹塑塑成成形形。但但耐耐热热性性、刚性较差，使用温度刚性较差，使用温度120120。热热固固性性塑塑料料 分分子子结结构构为为体体型型，其其特特点点是是初初加加热热时时软软化化，可可塑塑制制成成型型，冷冷凝凝固固化化后后成成为为坚坚硬硬的的制制品品，若若再再加加热热，则则不不软软化化，不不溶溶于于溶溶剂剂中中，不不能能再再成成型型。这这类类塑塑料料具具有有抗抗蠕蠕变
30、变性性强强，受受压压不不易易变变形形，耐耐热热性性较较高高等等优优点点，但但强强度度低低，成成型型工工艺艺复复杂，生产率低。杂，生产率低。你现在浏览的是第二十三页，共48页 （2 2）按塑料应用范围分通用塑料和工程塑料）按塑料应用范围分通用塑料和工程塑料n 通通用用塑塑料料 指指产产量量大大（占占总总产产量量的的7575以以上上）、用用途途广广、通通用用性性强强、价价格格低低的的一一类类塑塑料料。主主要要制制作作生生活活用用品品、包包装装材材料料和和一一般小型零件。般小型零件。n 工工程程塑塑料料 指指具具有有优优异异的的力力学学性性能能（强强度度、刚刚性性、韧韧性性）、绝绝缘缘性性、化化学学
31、性性能能、耐耐热热性性和和尺尺寸寸稳稳定定性性的的一一类类塑塑料料。与与通通用用塑塑料料相相比比，工工程程塑塑料料的的产产量量较较小小，价价格格较较高高。主主要要制制作作机机械械零零件件和和工工程程结构件。结构件。你现在浏览的是第二十四页，共48页 3 3塑料的特性塑料的特性 （1）密密度度小小、比比强强度度高高 塑塑料料密密度度为为0.92.2 g/cm3，只只有有钢钢铁铁的的1/81/4，铝铝的的1/2。泡泡沫沫塑塑料料的的密密度度约约为为0.01g/cm3，这这对对减减轻轻产产品品自自重重有有重重要要意意义义。虽虽然然塑塑料料的的强强度度比比金金属属低低，但由于密度小，故比强度高。但由于
32、密度小，故比强度高。（2）化化学学稳稳定定性性好好 塑塑料料能能耐耐大大气气、水水、酸酸、碱碱、有有机机溶溶液液等等的的腐腐蚀蚀。聚聚四四氟氟乙乙烯烯能能耐耐“王水王水”腐蚀。腐蚀。（3）优优异异的的电电绝绝缘缘性性 多多数数塑塑料料有有很很好好的的电电绝绝缘缘性性，可可与与陶陶瓷瓷、橡橡胶胶等等绝绝缘缘材材料料相媲美。相媲美。（4）减减摩摩、耐耐磨磨性性好好 塑塑料料的的硬硬度度比比金金属属低低，但但多多数数塑塑料料的的摩摩擦擦系系数数小小。另另外外，有有些些塑料（如聚四氟乙烯、尼龙等）本身有自润滑能力。塑料（如聚四氟乙烯、尼龙等）本身有自润滑能力。你现在浏览的是第二十五页，共48页（5）消
33、声吸振性好）消声吸振性好。（6）成成形形加加工工性性好好 大大多多数数塑塑料料都都可可直直接接采采用用注注射射或或挤挤出出工工艺艺成成形形，方方法法简简单单，生生产产率率高。高。（7）耐热性低）耐热性低，多数塑料只能在多数塑料只能在100左右使用，少数可在左右使用，少数可在200左右使用；左右使用；塑料在室温下受载荷后容易产生塑料在室温下受载荷后容易产生蠕变现象蠕变现象，载荷过大时甚至会发生蠕变断裂；，载荷过大时甚至会发生蠕变断裂；（8）易易燃燃烧烧、易易老老化化（因因光光、热热、载载荷荷、水水、酸酸、碱碱、氧氧等等长长期期作作用用，使使塑塑料变硬、变脆、开裂等现象，称为老化）；料变硬、变脆、
34、开裂等现象，称为老化）；（9）导热性差）导热性差 约为金属的约为金属的1/5001/600；（10）热膨胀系数大）热膨胀系数大 约为金属的约为金属的310倍；刚性差。倍；刚性差。你现在浏览的是第二十六页，共48页4 4常用工程塑料常用工程塑料1 1）常用热塑性塑料）常用热塑性塑料 名称（代号）名称（代号）主要性能主要性能用途举例用途举例聚乙烯聚乙烯(PE)按合成方法不同，分低、中、高按合成方法不同，分低、中、高压三种。低压聚乙烯质地坚硬，压三种。低压聚乙烯质地坚硬，良好的耐磨性、耐蚀性和电绝缘良好的耐磨性、耐蚀性和电绝缘性；高压聚乙烯化学稳定性高，性；高压聚乙烯化学稳定性高，良好的绝缘性、柔软
35、性、耐冲击良好的绝缘性、柔软性、耐冲击性和透明性，无毒等性和透明性，无毒等低压聚乙烯制造塑料管、低压聚乙烯制造塑料管、塑料板、塑料绳、承载塑料板、塑料绳、承载不高的齿轮、轴承等；不高的齿轮、轴承等；高压聚乙烯制作塑料薄高压聚乙烯制作塑料薄膜、塑料瓶、茶杯、食膜、塑料瓶、茶杯、食品袋及电线、电缆包皮品袋及电线、电缆包皮等等 你现在浏览的是第二十七页，共48页名称（代号）名称（代号）主要性能主要性能用途举例用途举例聚氯乙烯聚氯乙烯(PVC)分硬质和软质两种。硬质聚氯分硬质和软质两种。硬质聚氯乙烯强度较高，绝缘性、耐蚀乙烯强度较高，绝缘性、耐蚀性好，耐热性差，在性好，耐热性差，在-1560使用；软质
36、聚氯乙烯强度低于使用；软质聚氯乙烯强度低于硬质，伸长率大，绝缘性较好，硬质，伸长率大，绝缘性较好，耐蚀性差，在耐蚀性差，在-1560使用使用硬质聚氯乙烯用于化工耐蚀硬质聚氯乙烯用于化工耐蚀的结构材料、如输油管、容的结构材料、如输油管、容器、离心泵、阀门管件等；器、离心泵、阀门管件等；软质聚氯乙烯制作电线、电软质聚氯乙烯制作电线、电缆的绝缘包皮，农用薄膜，缆的绝缘包皮，农用薄膜，工业包装。因有毒，不能包工业包装。因有毒，不能包装食品装食品聚丙烯聚丙烯(PP)密度小（密度小（0.90.92g/cm3)，强，强度、硬度、刚性、耐热性均优度、硬度、刚性、耐热性均优于低压聚乙烯，电绝缘性好，于低压聚乙烯
37、，电绝缘性好，且不受湿度影响，耐蚀性好，且不受湿度影响，耐蚀性好，无毒、无味，低温脆性大，不无毒、无味，低温脆性大，不耐磨，易老化，在耐磨，易老化，在100120使用使用一般机械零件，如齿轮、接一般机械零件，如齿轮、接头；耐蚀件，如泵叶轮、化头；耐蚀件，如泵叶轮、化工管道、容器；绝缘件，如工管道、容器；绝缘件，如电视机、收音机、电扇等壳电视机、收音机、电扇等壳体；生活用具、医疗器械、体；生活用具、医疗器械、食品和药品包装等；汽车保食品和药品包装等；汽车保险杠、编织袋险杠、编织袋你现在浏览的是第二十八页，共48页名称（代号）名称（代号）主要性能主要性能用途举例用途举例聚苯乙烯聚苯乙烯(PS)耐蚀
38、性、绝缘性、透明性好，耐蚀性、绝缘性、透明性好，吸水性小，强度较高，耐热性、吸水性小，强度较高，耐热性、耐磨性差，易燃、易脆裂，使耐磨性差，易燃、易脆裂，使用温度用温度80绝缘件、仪表外壳、灯罩、绝缘件、仪表外壳、灯罩、接线盒、开关按钮、玩具、接线盒、开关按钮、玩具、日用器皿、装饰品、食品盒、日用器皿、装饰品、食品盒、耐油的零件等耐油的零件等聚酰胺（俗称聚酰胺（俗称尼龙或绵轮）尼龙或绵轮）(PA)强度、韧性、耐磨性、耐蚀性、强度、韧性、耐磨性、耐蚀性、吸振性、自润滑性良好，成形吸振性、自润滑性良好，成形性好、摩擦系数小、无毒、无性好、摩擦系数小、无毒、无味。蠕变值较大，导热性较差味。蠕变值较大
39、，导热性较差（约为金属的（约为金属的1/100)，吸水性，吸水性高、成形收缩率大，在高、成形收缩率大，在100使用使用常用的有尼龙常用的有尼龙6、尼龙、尼龙66、尼龙尼龙610、尼龙、尼龙1010等。制等。制作耐磨、耐蚀的承载和传动作耐磨、耐蚀的承载和传动零件，如轴承、机床导轨、零件，如轴承、机床导轨、齿轮、螺母；高压耐油密封齿轮、螺母；高压耐油密封圈或喷涂在金属表面作防腐、圈或喷涂在金属表面作防腐、耐磨涂层耐磨涂层你现在浏览的是第二十九页，共48页名称名称（代号）（代号）主要性能主要性能用途举例用途举例聚丙烯聚丙烯(PP)聚苯乙烯聚苯乙烯(PS)分硬质和软质两种。硬质聚氯乙烯分硬质和软质两种
40、。硬质聚氯乙烯强度较高，绝缘性、耐蚀性好，耐强度较高，绝缘性、耐蚀性好，耐热性差，在热性差，在-1560使用；软质聚使用；软质聚氯乙烯强度低于硬质，伸长率大，氯乙烯强度低于硬质，伸长率大，绝缘性较好，耐蚀性差，在绝缘性较好，耐蚀性差，在-1560使用使用 硬质聚氯乙烯用于化工硬质聚氯乙烯用于化工耐蚀的结构材料、如输耐蚀的结构材料、如输油管、容器、离心泵、油管、容器、离心泵、阀门管件等；软质聚氯阀门管件等；软质聚氯乙烯制作电线、电缆的乙烯制作电线、电缆的绝缘包皮，农用薄膜，绝缘包皮，农用薄膜，工业包装。因有毒，不工业包装。因有毒，不能包装食品能包装食品你现在浏览的是第三十页，共48页名称名称（代
41、号）（代号）主要性能主要性能用途举例用途举例聚甲基丙聚甲基丙烯烯酸酸甲甲酯酯（俗称有机玻（俗称有机玻璃）璃）(PMMA)绝缘绝缘性、着色性和透光性好，耐性、着色性和透光性好，耐蚀蚀性、性、强强度、耐紫外度、耐紫外线线、抗大气、抗大气老化性老化性较较好。但脆性大，易溶于好。但脆性大，易溶于有机溶有机溶剂剂中，表面硬度不高，易中，表面硬度不高，易擦擦伤伤，在，在-60100使用使用航空、航空、仪仪器、器、仪仪表、汽表、汽车车和无和无线电线电工工业业中的透明件和装中的透明件和装饰饰件，件，如如飞飞机座窗、灯罩、机座窗、灯罩、电视电视和雷和雷达的屏幕，油达的屏幕，油标标、油杯，、油杯，设备设备标标牌等
42、牌等丙丙烯腈烯腈（A）-丁二丁二烯烯（B）-苯乙苯乙烯烯（S）共聚物共聚物（ABS)兼具三兼具三组组分性能，分性能，韧韧性和尺寸性和尺寸稳稳定性高，定性高，强强度、度、刚刚性、耐磨性、性、耐磨性、耐油性、耐水性、耐油性、耐水性、绝缘绝缘性好。但性好。但长长期使用易起期使用易起层层电话电话机、机、扩扩音机、音机、电视电视机、机、电电机、机、仪仪表外壳，表外壳，齿轮齿轮、泵泵叶叶轮轮、轴轴承、把手、管道、承、把手、管道、贮贮槽内槽内衬衬、仪仪表表盘盘、轿车车轿车车身、汽身、汽车挡车挡泥泥板、扶手、冰箱内板、扶手、冰箱内衬衬等等你现在浏览的是第三十一页，共48页名称名称（代号）（代号）主要性能主要性
43、能用途举例用途举例聚四氟乙聚四氟乙烯烯（塑料王塑料王）(PTFE)耐耐蚀蚀性性优优良（可抗王水腐良（可抗王水腐蚀蚀，优优于陶瓷、不于陶瓷、不锈钢锈钢、金、金、铂铂），），绝缘绝缘性、自性、自润润滑性、耐老化性、滑性、耐老化性、耐耐热热性和耐寒性好，不吸水，性和耐寒性好，不吸水，摩擦系数小，可在摩擦系数小，可在-195250长长期使用。加工成形性不好，期使用。加工成形性不好，抗蠕抗蠕变变性差，性差，强强度低，价格度低，价格较较耐耐蚀蚀件、减摩件、耐磨件、件、减摩件、耐磨件、密封件、密封件、绝缘绝缘件，如高件，如高频电频电缆缆、电电容容线线圈架，化工反圈架，化工反应应器、管道、器、管道、热热交交换
44、换器等器等聚碳酸脂聚碳酸脂(PC)高高强强度高，尺寸度高，尺寸稳稳定性、抗蠕定性、抗蠕变变性、透明性好，无毒、吸水性、透明性好，无毒、吸水性小。耐磨性和耐疲性小。耐磨性和耐疲劳劳性不如性不如尼尼龙龙和聚甲和聚甲醛醛，可在，可在-60120长长期使用，有透明金属之称期使用，有透明金属之称齿轮齿轮、凸、凸轮轮、涡轮涡轮，电电气气仪仪表零件，大型灯罩、防表零件，大型灯罩、防护护玻玻璃、璃、飞飞机机挡风挡风罩、高罩、高级绝缘级绝缘材料等，波音材料等，波音747飞飞机上机上约约有有2500个零件用此制作个零件用此制作你现在浏览的是第三十二页，共48页（2 2）常用热固性塑料）常用热固性塑料 名称名称（代
45、号）（代号）主要性能主要性能用途举例用途举例酚酚醛醛塑料（俗塑料（俗称称电电木）木）(PF)强强度、硬度、度、硬度、绝缘绝缘性、耐性、耐蚀蚀性性（除（除强强碱外）、尺寸碱外）、尺寸稳稳定性好，定性好，在水在水润润滑条件下摩擦系数小，价滑条件下摩擦系数小，价格低。脆性大，耐光性差，加工格低。脆性大，耐光性差，加工性差，工作温度性差，工作温度100，只能模，只能模压压成形）成形）仪仪表外壳，灯表外壳，灯头头、灯座、插座、灯座、插座、电电器器绝缘绝缘板、耐酸板、耐酸泵泵、刹、刹车车片、片、电电器开关、水器开关、水润润滑滑轴轴承、皮承、皮带带轮轮、无声、无声齿轮齿轮等等环环氧塑料氧塑料(EP)有固有固
46、态态、液、液态态两种。固两种。固态态使用使用时时，强强度高，度高，韧韧性、化学性、化学稳稳定性、定性、绝绝缘缘性、耐性、耐热热性、耐寒性好，防水、性、耐寒性好，防水、防潮，粘防潮，粘结结力力强强，成形工，成形工艺简艺简便，便，成形后收成形后收缩缩率小，在率小，在-80155长长期使用。液期使用。液态态作胶粘作胶粘剂剂和涂料使和涂料使用（俗称万能胶用（俗称万能胶塑料模具，量具，塑料模具，量具，仪仪表、表、电电器器零件，灌封零件，灌封电电器、器、电电子子仪仪表装表装置及置及线线圈，涂覆、包封和修复圈，涂覆、包封和修复机件。是很好的胶粘机件。是很好的胶粘剂剂你现在浏览的是第三十三页，共48页名称（代
47、号）名称（代号）主要性能主要性能用途举例用途举例氨基塑料氨基塑料（脲醛脲醛塑料和三聚塑料和三聚氰氰胺胺甲甲醛醛塑料）塑料）颜颜色色鲜艳鲜艳，半透明如玉，半透明如玉，绝缘绝缘性好。耐水性差，性好。耐水性差，在在80长长期使用。三期使用。三聚聚氰氰胺甲胺甲醛醛塑料又称蜜塑料又称蜜胺胺-甲甲醛醛塑料（塑料（MF），），吸水率小、耐沸水煮、吸水率小、耐沸水煮、硬度高，耐磨、无毒。硬度高，耐磨、无毒。脲醛脲醛塑料制作装塑料制作装饰饰件和件和绝缘绝缘件，如开关、插件，如开关、插头头、旋旋钮钮、把手、灯座，、把手、灯座，钟钟表、表、电话电话机外壳等；蜜机外壳等；蜜胺胺-甲甲醛醛塑料制作餐具、塑料制作餐具、医
48、医疗疗器具等器具等你现在浏览的是第三十四页，共48页二、橡胶二、橡胶1 1橡胶的组成和性能橡胶的组成和性能n橡胶是以生胶为主要原料，加入适量配合剂而制橡胶是以生胶为主要原料，加入适量配合剂而制成的高分子材料。生胶是指未加配合剂的天然胶成的高分子材料。生胶是指未加配合剂的天然胶或合成胶，它也是将配合剂和骨架材料粘成一体或合成胶，它也是将配合剂和骨架材料粘成一体的粘结剂。橡胶制品的性能主要取决于生胶的性的粘结剂。橡胶制品的性能主要取决于生胶的性能能。n配合剂配合剂是指为改善和提高橡胶制品性能而加入的物是指为改善和提高橡胶制品性能而加入的物质，如硫化剂、活性剂、软化剂、填充剂、防老剂、质，如硫化剂、
49、活性剂、软化剂、填充剂、防老剂、着色剂等。着色剂等。你现在浏览的是第三十五页，共48页n常用硫磺做硫化剂常用硫磺做硫化剂，经硫化处理后，可提高橡胶制品的弹性、强度、，经硫化处理后，可提高橡胶制品的弹性、强度、耐磨性、耐蚀性和抗老化能力；耐磨性、耐蚀性和抗老化能力；n活性剂活性剂能加速发挥硫化促进剂的作用，常用的活性剂为氧化锌；能加速发挥硫化促进剂的作用，常用的活性剂为氧化锌；n软化剂软化剂可增强橡胶塑性，改善附着力，降低硬度，提高耐寒性；可增强橡胶塑性，改善附着力，降低硬度，提高耐寒性；n填充剂填充剂可提高橡胶强度，减少生胶用量，降低成本和改善工艺性；可提高橡胶强度，减少生胶用量，降低成本和改
50、善工艺性；n防老剂防老剂可在橡胶表面形成稳定的氧化膜，以抵抗氧化作用，防止和延缓可在橡胶表面形成稳定的氧化膜，以抵抗氧化作用，防止和延缓橡胶发粘、变脆和性能变坏等老化现象；橡胶发粘、变脆和性能变坏等老化现象；n骨架材料骨架材料可提高橡胶承载能力、减少制品变形，常用的骨架材料有金属丝、可提高橡胶承载能力、减少制品变形，常用的骨架材料有金属丝、纤维织物等。纤维织物等。橡胶弹性大，最大伸长率可达橡胶弹性大，最大伸长率可达8001 000%，外力去除后能迅速恢复原状；，外力去除后能迅速恢复原状；吸振能力强；耐磨性、隔声性、绝缘性好；可积储能量；有一定的耐蚀性和足吸振能力强；耐磨性、隔声性、绝缘性好；可