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1、高分子合成工艺教材：o 赵德仁，张慰盛，高聚物合成工艺学第二版，化学工业出版社，1997年.参考书：o 1潘祖仁，高分子化学第三版，化学工业出版社，2003年.o 2陈敏恒，丛德滋，方图南等，化工原理第二版，化学工业出版社，2000年.o 3李克友，张菊华，向福如，聚合物合成原理及工艺学第二版，科学出版社，北京2000年.o 4何曼君，陈维孝，董西侠，高分子物理修订版，复旦大学出版社，1990年.课程学习的目的：高分子合成工艺学是高分子材料制备的基础工程型课程。通过该课程使学生了解塑料、橡胶和纤维三大合成材料主要品种的生产过程，掌握各种聚合方法的生产技术原理，流程和设备选择。第一章 绪论1.1
2、高分子材料科学的历史回忆高分子的概念始于20世纪20年代，但应用更早。o 1839年，人Goodyear创造硫化橡胶。o 1855年，英国人Parks用硝化纤维素与樟脑混合制得赛璐珞。o 1884年查唐纳脱把硝化纤维素放在酒精和乙醚中得到溶液，得到人造丝。o 1909年贝克兰创造酚醛树脂 第一个真正意义上人工合成的树脂是酚醛树脂，由此，翻开了合成高分子的。第一章 绪论o 1920年，德国人Staudinger发表了“论聚合的论文，提出了高分子的概念，并预测了聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物的结构。o 1935年，Carothes创造尼龙66，1938年工业化。o 30年代，一系列烯烃类加聚物
3、被合成出来并工业化，PVC19271937，PV Ac1936，PMMA19271931，PS19341937，LDPE1939。自由基聚合开展。第一章 绪论o 高分子溶液理论在30年代建立，并成功测定了聚合物的分子量。Flory为此获得诺贝尔奖。o 40年代，二次大战促进了高分子材料的开展，一大批重要的橡胶和塑料被合成出来。丁苯橡胶1937，丁腈橡胶1937，丁基橡胶1940，有机氟材料1943，ABS1947，涤纶树脂19401950。o 50年代，Ziegler和Natta创造配位聚合催化剂，制得高密度PE和有规PP，低级烯烃得到利用。第一章 绪论o 1956年，人Szwarc创造活性阴
4、离子聚合，开创了高分子结构设计的先河。o 50年后期至60年代，大量高分子工程材料问世。聚甲醛1956，聚碳酸酯1957，聚砜1965，聚苯醚1964，聚酰亚胺1962。o 60年代以后，特种高分子和功能高分子得到开展。特种高分子：高强度、耐高温、耐辐射、高频绝缘、半导体等。第一章 绪论功能高分子：别离材料离子交换树脂、别离膜等、导电高分子、感光高分子、高分子催化剂、高吸水性树脂、医用高分子、药用高分子、高分子液晶等。o 80年代以后，新的聚合方法和新结构的聚合物不断出现和开展。o 新的聚合方法：阳离子活性聚合、基团转移聚合、活性自由基聚合、等离子聚合等等；o 新结构的聚合物：新型嵌段共聚物、
5、新型接枝共聚物、星状聚合物、树枝状聚合物、超支化聚合物、含C60聚合物等等。a.原材丰富、易加工、成本低、效益高；第一章 绪论一座年产万吨的合成纤维厂相当于一座年产万吨的合成纤维厂相当于3030万万亩棉田或亩棉田或250250万头绵羊的棉毛产量。万头绵羊的棉毛产量。1.2合成高分子材料的特点:1000010000吨吨天然橡胶天然橡胶:需需要要热热带带7070万万亩亩土土地地，载载30003000万万株株橡橡胶胶树树，需需55万万劳劳力，力，6868年时间；年时间；1000010000吨吨合成橡胶合成橡胶:工厂：工厂：150150人人。Tears of the Treeb.材料性能优异1.1.耐
6、烧蚀 耐烧蚀 2.2.吸水性 吸水性3.3.疏水性 疏水性 4.4.阻尼性能 阻尼性能5.5.生物性能 生物性能 6.6.轻质高强 轻质高强7.7.透明性 透明性 8.8.加工性 加工性 9.9.耐蚀、绝缘性 耐蚀、绝缘性第一章 绪论人工合成橡胶第一章 绪论c.品种多有机玻璃第一章 绪论聚氯乙烯聚乙烯第一章 绪论玻璃钢第一章 绪论聚四氟乙烯酚醛树脂硅橡胶聚丙烯第一章 绪论d.产量大 7070年代：体积产量超金属材料；年代：体积产量超金属材料；8080年代：重量产量超金属材料；年代：重量产量超金属材料；20002000年代：占材料总量的年代：占材料总量的70%70%；形成五大工业产业 塑料工业；
7、塑料工业；纤维工业；纤维工业；橡胶工业；橡胶工业；涂料工业；涂料工业；粘合剂工业粘合剂工业 1.3高分子合成材料 塑料塑料纤维纤维橡胶橡胶涂料涂料粘合剂粘合剂第一章 绪论1.3.1塑料 第一章 绪论 我们现在通常所说的 我们现在通常所说的 塑料 塑料，一般是指以合成，一般是指以合成树脂 树脂为主要 为主要成分的可塑性材料。具体说来，塑料就是以合成树脂 成分的可塑性材料。具体说来，塑料就是以合成树脂 为基 为基体，添加一些具有特定作用的 体，添加一些具有特定作用的 助剂 助剂，将基体与助剂混合、，将基体与助剂混合、分散，再通过塑炼加工，并在加工过程中显示塑性且能流 分散，再通过塑炼加工，并在加工
8、过程中显示塑性且能流动成型的材料。动成型的材料。简而言之，塑料 塑料=树脂 树脂+助剂 助剂 树脂 树脂是硬而脆的、固体或半固体、无定形、易熔融、易燃 是硬而脆的、固体或半固体、无定形、易熔融、易燃的物质。包括天然树脂、合成树脂。的物质。包括天然树脂、合成树脂。用途 结构材料：结构材料：电视机壳体、冰箱壳体、轴承、机械零件 电视机壳体、冰箱壳体、轴承、机械零件 绝缘材料：绝缘材料：电缆、绝缘版、电器零件 电缆、绝缘版、电器零件 建筑材料：建筑材料：贴面板、地贴、塑料门窗、上下水管 贴面板、地贴、塑料门窗、上下水管 包装材料：包装材料：塑料袋、薄膜、泡沫塑料 塑料袋、薄膜、泡沫塑料 日 日 用
9、用：衣 衣架 架、椅 椅子 子、盆 盆类 类、书 书架 架、玩 玩具 具、文 文具 具、办 办公用品、家具 公用品、家具 运 运 输：输：道路交通设施、车辆部件 道路交通设施、车辆部件 第一章 绪论1.3.1 塑料塑料的分类及特性不同的标准有不同的分类方法。不同的标准有不同的分类方法。1.1.按树脂的 按树脂的 化学成分 化学成分 分类：分类：1 1 元素聚合物 元素聚合物 为基础的塑料：氟塑料、有 为基础的塑料：氟塑料、有机硅塑料 机硅塑料 2 2 无机聚合物 无机聚合物 为基础的塑料：聚氯化磷腈 为基础的塑料：聚氯化磷腈 3 3 有机树脂 有机树脂 为基础的塑料：为基础的塑料：PE PE、
10、PP PP、PVC PVC等 等第一章 绪论1.3.1 塑料2.2.按塑料的 按塑料的 产量 产量 分 分 1 1通用塑料：指一般用途的塑料。通用塑料：指一般用途的塑料。PE PE、PP PP、PS PS、PVC PVC优点：成本低、产量大、用途广泛、性能变化大、制品多样 优点：成本低、产量大、用途广泛、性能变化大、制品多样缺点：机械性能和耐热性不高 缺点：机械性能和耐热性不高 聚氯乙烯 聚乙烯 聚丙烯第一章 绪论1.3.1 塑料 2 2 工程塑料 工程塑料：指适于作工程机构件和化工设备等工业用途：指适于作工程机构件和化工设备等工业用途的塑料，与通用塑料无严格的区分。的塑料，与通用塑料无严格的
11、区分。聚酰胺 聚酰胺 尼龙、尼龙、PC PC、聚甲醛 聚甲醛POM POM、PBT/PET PBT/PET、聚苯醚、聚苯醚MPPO MPPO、ABS ABS、特氟隆、特氟隆 Teflon Teflon 优点：与通用塑料相比，工程塑料具有更优异的机械性能、电性能、优点：与通用塑料相比，工程塑料具有更优异的机械性能、电性能、耐化学性、耐热性、耐磨性、尺寸稳定性、耐候性等优点，比金属材 耐化学性、耐热性、耐磨性、尺寸稳定性、耐候性等优点，比金属材料轻，成型时能耗小，因此成为当今世界塑料工业开展中增长速度最 料轻，成型时能耗小，因此成为当今世界塑料工业开展中增长速度最快的材料。快的材料。缺点：产量相对
12、小，成本较高。缺点：产量相对小，成本较高。第一章 绪论1.3.1 塑料a.聚酰胺尼龙、PA聚酰胺是最早发现能够承受载荷的热塑性塑料。尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙1010、铸型尼龙和芳香尼龙是常应用于机械工业中的几种。被大量用于制造小型零件替代有色金属及其合金。铸型尼龙通过简便的聚合工艺使单体直接在模具内聚合成型的一种特殊尼龙尼龙6。芳香尼龙具有耐磨、耐辐射及很好的电绝缘性等优点，是尼龙中耐热性最好的品种。第一章 绪论1.3.1 塑料b.聚甲醛POM以线型结晶高聚物聚甲醛树脂为基的塑料，可分为均聚甲醛、共聚甲醛两种。聚甲醛的结晶度可达75%，有明显的熔点和高强度、高弹性模量等优良的综合力学
13、性能。其强度与金属相近；摩擦因数小并有自润滑性，因而耐磨性好。聚甲醛塑料价格低廉，性能优于尼龙，故可代替有色金属和合金，并逐步取代尼龙制作轴承、衬套等。第一章 绪论1.3.1 塑料第一章 绪论1.3.1 塑料c.聚碳酸酯PC透明的线型局部结晶高聚物聚碳酸酯树脂为基的新型热塑性公尺塑料。聚碳酸酯的透明度为86%92%，被誉为“透明金属。它具有优异的冲击韧性和尺寸稳定性，较高的耐热性和耐寒性。主要用于制造高精度的结构零件，如齿轮、蜗轮、蜗杆飞机挡风罩。第一章 绪论1.3.1 塑料5.ABS塑料故ABS塑料具有较高强度和冲击韧性、良好的耐磨性和耐热性、较高的化学稳定性和绝缘性，以及易成型、机械加工性
14、好等优点。特氟隆Teflon杜邦公司对其研发的所有碳氢树脂的总称市面上常见为杜邦注册的“特富龙，包括聚四氟乙烯、聚全氟乙丙稀及各种共聚物；由于其独特优异的耐热180-260、耐低温-200、自润滑性及化学稳定性能等，而被称为“拒腐蚀、永不粘的特氟隆。不粘锅，其他如衣物、家居、医疗甚至宇航产品中也有应用。化学工业：用它作耐腐蚀材料，如制响罐、蓄电池壳、管子、过滤板；在电器工业上，在金属裸线外包上15微米厚的聚四氟乙烯就能很好的使电线彼此绝缘。机械工业：因为聚四氟乙烯塑料的外表异常光滑，所以用它制造的轴承、活塞环，不需要任何润滑剂。用它制造的雪橇，在冰雪上滑行如飞。医药工业：可以用聚四氟乙烯塑料制
15、造人造骨骼、软骨与外科器械，因为它对人体无害，而且可以用酒精、高压罐加热等方法消毒。耐高温、耐腐蚀的塑料王特氟隆第一章 绪论1.3.1 塑料 3 3 特种工程塑料 特种工程塑料：相对于通用工程塑料而言，其耐热等级更高，价格：相对于通用工程塑料而言，其耐热等级更高，价格更贵，产量更小。更贵，产量更小。主要品种包括：聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚酰亚胺等。主要品种包括：聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚酰亚胺等。第一章 绪论1.3.1 塑料 起初，一般是分子量不高的预聚物或齐聚物，在适当的溶剂中可 起初，一般是分子量不高的预聚物或齐聚物，在适当的溶剂中可以溶解或溶胀；受热也可以熔化。但是，热固性树脂具有一定的反响 以
16、溶解或溶胀；受热也可以熔化。但是，热固性树脂具有一定的反响活性，在熔化和继续受热过程中，具有反响活性的官能团基团会 活性，在熔化和继续受热过程中，具有反响活性的官能团基团会发生化学反响，形成新的化学键，即所谓的 发生化学反响，形成新的化学键，即所谓的“固化反响。经过 固化反响。经过“固 固化反响的塑料，由原来的线性结构演变为三维体型网状结构。化反响的塑料，由原来的线性结构演变为三维体型网状结构。这时的塑料不能溶于溶剂，受热也不会熔化。即 这时的塑料不能溶于溶剂，受热也不会熔化。即“不溶、不熔。不溶、不熔。最流行的按 最流行的按 化学结构 化学结构 及 及 热行为 热行为 分：分：1 1 热塑性
17、 热塑性 以热塑性树脂为基础，其树脂的结构一般为直链型或带有少量 以热塑性树脂为基础，其树脂的结构一般为直链型或带有少量支链的线性结构，多数为碳 支链的线性结构，多数为碳 碳为主链的聚合物。分子链之间主要以 碳为主链的聚合物。分子链之间主要以次价力或氢键相吸引而显示一定强度，同时表现出弹性和塑性。次价力或氢键相吸引而显示一定强度，同时表现出弹性和塑性。在适当的溶剂中能溶解；在加热状态下能熔化，其间只经历物 在适当的溶剂中能溶解；在加热状态下能熔化，其间只经历物理过程，不发生化学变化。即所谓的 理过程，不发生化学变化。即所谓的“可溶、可熔 可溶、可熔的特性。的特性。2 2 热固性 热固性第一章
18、绪论1.3.1 塑料塑料助剂 塑料助剂第一章 绪论1.3.1 塑料 塑料用助剂为改善塑料的使用性能或加工性能而添加的物质。塑料用助剂为改善塑料的使用性能或加工性能而添加的物质。填充剂、增塑剂、着色剂、稳定剂、抗静电剂、润滑剂、偶联剂、发 填充剂、增塑剂、着色剂、稳定剂、抗静电剂、润滑剂、偶联剂、发泡剂、阻燃剂、交联剂、增韧剂、成核剂、分散剂、增强剂等。泡剂、阻燃剂、交联剂、增韧剂、成核剂、分散剂、增强剂等。稳定剂和润滑剂是塑料中必须参加的添加剂，其他组分则根据塑料 稳定剂和润滑剂是塑料中必须参加的添加剂，其他组分则根据塑料种类和用途的不同而有增减。种类和用途的不同而有增减。塑料 塑料=树脂 树
19、脂+助剂 助剂塑料的组成 塑料的组成添加剂 作用 常用的各种添加剂 含量填充剂填料调整塑料的物理化学性能提高材料强度减少合成树脂的用量降低塑料成本木粉、纸、棉屑、硅石、硅藻土、云母、石棉、石金属粉、玻璃纤维、和碳纤维等20%50%增塑剂 提高塑件的可塑性和柔软性但会降低塑件的稳定性、介电性和机械强度不易挥发的高沸点的液体有机化合物或低熔点的固体有机化合物稳定剂 抑制和防止塑料在加工和使用过程中因受热、光及氧等作用而分解变质硬脂酸盐、铅的化合物及环氧化合物0.3%0.5%润滑剂 防止塑料在成型加工过程中粘附在模具上提高塑件的流动性硬脂酸及其盐类 1%着色剂 有机颜料、无机盐料、染料 0.01%0
20、.02%固化剂 促使合成树脂进行交联反响或加快交联反响速度第一章 绪论1.3.1 塑料第一章 绪论1.3.1 塑料原料配制 原料配制使树脂和助剂混合均匀的过程。使树脂和助剂混合均匀的过程。混合设备 混合设备转鼓式混合机 转鼓式混合机 第一章 绪论1.3.1 塑料螺带式混合机 螺带式混合机第一章 绪论1.3.1 塑料捏合机 捏合机 第一章 绪论1.3.1 塑料高速混合机 高速混合机 第一章 绪论1.3.1 塑料塑料成型方法 塑料成型方法塑料的成型方法与制品形式不同而不同。塑料的成型方法与制品形式不同而不同。注射成型 注射成型：挤塑成型 挤塑成型：用于热塑性塑料各种型材的生产，一：用于热塑性塑料各
21、种型材的生产，一般需要经二次加工才制成零件。般需要经二次加工才制成零件。浇铸成型 浇铸成型：吹塑成型 吹塑成型：模压成型 模压成型：通常用于热固性塑料的成型，有时也：通常用于热固性塑料的成型，有时也用于热塑性塑料。特别适用于形状复杂 用于热塑性塑料。特别适用于形状复杂或带有复杂嵌件的制品，如电器零件，或带有复杂嵌件的制品，如电器零件，机件、收音机外壳等。机件、收音机外壳等。1、注射成型将粒状或粉状的塑料参加到注射机的料斗，在注射机内塑料受热熔融并使之保持流动状态，然后在一定压力下注人闭合的模具，经冷却定型后，熔融的塑料就固化成为所需的塑件。到目前为止，除氟塑料以外，几乎所有的热塑性塑料都可以用
22、注射成型的方法成型。另外，一些流动性好的热固性塑料也可用注射成型。第一章 绪论1.3.1 塑料第一章 绪论1.3.1 塑料充模保压倒流冷却脱模退火处理调湿处理塑料预热和枯燥料筒清洗嵌件预热脱模剂的选用加料塑化成型前的准备注射过程塑件的后处理注射成型工艺退火处理调湿处理原料外观检验及工艺性能测定塑料预热和干燥料筒清洗嵌件预热脱模剂的选用加料塑化充模保压 倒流冷却脱模第一章 绪论1.3.1 塑料第一章 绪论1.3.2 1.3.2 合成橡胶 合成橡胶橡胶天然橡胶合成橡胶通用橡胶特种橡胶丁苯橡胶顺丁橡胶氯丁橡胶丁腈橡胶乙丙橡胶聚硫橡胶硅橡胶 橡胶是一种具有极高弹性的高分子材料，其弹性变形量可达 橡胶是
23、一种具有极高弹性的高分子材料，其弹性变形量可达100 100 1000 1000，而且回弹性好，回弹速度快。同时，橡胶还有一定的耐磨性，而且回弹性好，回弹速度快。同时，橡胶还有一定的耐磨性，很好的绝缘性和不透气、不透水性。它是常用的弹性材料、密封材料、很好的绝缘性和不透气、不透水性。它是常用的弹性材料、密封材料、减震防震材料和传动材料。减震防震材料和传动材料。第一章 绪论1.3.2 合成橡胶丁苯橡胶 丁苯橡胶性能：耐水，耐老化性能，特别是耐磨性和气密性好。缺点是不耐油和有机溶剂，抗撕强度小 结构式:用途：为合成橡胶中最大的品种约占50%，广泛用于制造汽车轮胎，皮带等；与天然橡胶共混可作密封材料
24、和电绝缘材料性能：弹性、耐老化性和耐低温性、耐磨性，都超过天然橡胶；缺点是抗撕裂能力差，易出现裂纹 结构式:用途：为合成橡胶的第二大品种约占15%，大约60%以上用于制造轮胎 顺丁橡胶 顺丁橡胶第一章 绪论1.3.2 合成橡胶氯丁橡胶 氯丁橡胶性能：耐油，耐氧化，耐燃，耐酸碱，耐老化，耐曲挠性及气密性都很好；缺点是密度较大，耐寒和弹性较差 结构式:用途：制造运输带、防毒面具，电缆外皮、轮胎、胶粘剂等第一章 绪论1.3.2 合成橡胶丁腈橡胶 丁腈橡胶性能：耐油性好，拉伸强度大，耐热性好；缺点是电绝缘性、耐寒性差，塑性低、难加工结构式:用途：用作机械上的垫圈以及制备收音机和汽车等需要耐油的零件第一
25、章 绪论1.3.2 合成橡胶乙丙橡胶 乙丙橡胶性能：分子无双键存在，故耐热、耐氧化、耐老化性好，使用温度高 结构式:用途：制造耐热胶管、垫片、三角胶带、输送带、人力车胎等第一章 绪论1.3.2 合成橡胶硅橡胶 硅橡胶性能：是一种耐热性和耐老化性很好的橡胶，它的特点是既耐高温，又耐低温，弹性好，耐油，防水，其制品柔软光滑，物理性能稳定、无毒、生物惰性、加工性能好，缺点是机械性能差，较脆，易撕裂结构式:用途：可用于医用材料，如导管，引流管，静脉插管，人造器管等，还可用于飞机、导弹上的一些零部件及电绝缘材料第一章 绪论1.3.2 合成橡胶第一章 绪论1.3.2 合成橡胶氟橡胶 氟橡胶n它是以碳原子为
26、主链、含有氟原子的高聚物。氟橡胶具有很高的化学稳定性，它在酸、碱、强氧化剂中的耐蚀能力居各类橡胶之首，其耐热性也很好，缺点是价格昂贵、耐寒性差、加工性能不好。主要用于高级密封件、高真空密封件及化工设备中的里衬，火箭、导弹的密封垫圈。第一章 绪论1.3.3 1.3.3 合成纤维 合成纤维纤维天然纤维化学纤维棉花羊毛木材草类合成纤维：用石油、天然气等为原料制成的单体，再经聚合制成的纤维如：“六大纶、碳纤维、光导纤维等人造纤维：用木材、草类的纤维经化学加工制成。如粘胶纤维等第一章 绪论1.3.3 合成纤维合成纤维第一章 绪论1.3.3 合成纤维 合成纤维具有优良的性能，例如强度大、弹性好、耐磨、耐
27、合成纤维具有优良的性能，例如强度大、弹性好、耐磨、耐腐蚀、不怕虫蛀等。因而广泛地用于工农业生产和人们日常生 腐蚀、不怕虫蛀等。因而广泛地用于工农业生产和人们日常生活中。活中。合成纤维的条件：1.1.高聚物必须是线型结构，且相对分子质量大小要适当。高聚物必须是线型结构，且相对分子质量大小要适当。2.2.必须能够拉伸，这就要求高分子链应具有极性或链间能有氢 必须能够拉伸，这就要求高分子链应具有极性或链间能有氢键结合，或有极性基团间的相互作用 键结合，或有极性基团间的相互作用 随着高科技的开展，现在已制造出很多高功能性如抗静电、吸水性、阻燃 随着高科技的开展，现在已制造出很多高功能性如抗静电、吸水性
28、、阻燃性、渗 性、渗 透性、抗水性、抗菌防臭性、高感光性纤维及高性能纤维如全 透性、抗水性、抗菌防臭性、高感光性纤维及高性能纤维如全芳香族聚酯纤维、全芳香族聚酰胺纤维、高强聚乙烯醇纤维、高强聚乙烯纤 芳香族聚酯纤维、全芳香族聚酰胺纤维、高强聚乙烯醇纤维、高强聚乙烯纤维等。维等。常见的有：涤纶确实良、锦纶尼龙、腈纶人造羊毛、丙纶、维 常见的有：涤纶确实良、锦纶尼龙、腈纶人造羊毛、丙纶、维纶维尼纶等 纶维尼纶等第一章 绪论1.3.3 合成纤维性能：显著优点是：抗皱、保型、挺括、美观。对热、光稳定性好。显著优点是：抗皱、保型、挺括、美观。对热、光稳定性好。润湿时强度不降低，经洗耐穿，可与其他纤维混纺
29、。年久不会 润湿时强度不降低，经洗耐穿，可与其他纤维混纺。年久不会变黄。缺点是不吸汗，而且需要高温染色 变黄。缺点是不吸汗，而且需要高温染色 结构式:用途：用途：是产量最大的合成纤维，大约 是产量最大的合成纤维，大约90%90%作为衣料用纺织品为 作为衣料用纺织品为75%75%，纺织物为，纺织物为15%15%。用于工业生产的只占总量的。用于工业生产的只占总量的6%6%左右 左右 聚对苯二甲酸乙二醇酯涤纶、确实凉第一章 绪论1.3.3 合成纤维性能：强韧耐磨、弹性高、质量轻，染色性好，较不易起皱，抗疲 强韧耐磨、弹性高、质量轻，染色性好，较不易起皱，抗疲劳性好。吸湿率为 劳性好。吸湿率为3.5%
30、5.0%3.5%5.0%，在合成纤维中是较大的，吸，在合成纤维中是较大的，吸汗性适当，但容易走样 汗性适当，但容易走样 用途：约一半作衣料用，一半用于工业生产。在工业生产应用中，约 约一半作衣料用，一半用于工业生产。在工业生产应用中，约1/3 1/3是做轮胎帘子线。尼龙 是做轮胎帘子线。尼龙66 66的耐热性比尼龙 的耐热性比尼龙6 6高，做轮胎 高，做轮胎帘子线很受欢送 帘子线很受欢送 结构式:聚己二酰己二胺纤维锦纶66，尼龙66第一章 绪论1.3.3 合成纤维第一章 绪论1.3.3 合成纤维性能：具有与羊毛相似的特性，质轻，保温性和体积膨大性优良。具有与羊毛相似的特性，质轻，保温性和体积膨
31、大性优良。强韧与棉花相同而富有弹性，软化温度高。吸水率低，强韧与棉花相同而富有弹性，软化温度高。吸水率低，不适宜作贴身内衣。缺点是强度不如尼龙和涤纶 不适宜作贴身内衣。缺点是强度不如尼龙和涤纶 结构式:用途：用途：大约 大约70%70%作衣料用纺织物占 作衣料用纺织物占60%60%左右，用于工业生产的只 左右，用于工业生产的只占 占5%5%左右 左右 聚丙烯腈纤维腈纶、人造羊毛第一章 绪论1.3.3 合成纤维性能：亲水性好，吸湿率可达 亲水性好，吸湿率可达5%5%，和尼龙相等，与棉花，和尼龙相等，与棉花7%7%相 相近。强度与聚酯或尼龙相近，拉伸弹性比羊毛差，比棉花好 近。强度与聚酯或尼龙相近
32、，拉伸弹性比羊毛差，比棉花好 结构式:用途：70%70%用于工业生产，其中以布和绳索居多。可代替棉花作衣料 用于工业生产，其中以布和绳索居多。可代替棉花作衣料用 用 聚乙烯醇纤维维纶、维尼纶第一章 绪论1.3.3 合成纤维性能：它的抗张强度与蚕丝、棉花相当，润湿时也完全不变。最大 它的抗张强度与蚕丝、棉花相当，润湿时也完全不变。最大的优点是难燃性和自熄性。缺点是耐热性低染色不好 的优点是难燃性和自熄性。缺点是耐热性低染色不好 用途：几乎都不作衣料用，作过滤网等工业产品约占 几乎都不作衣料用，作过滤网等工业产品约占50%50%，室内装，室内装饰用占 饰用占40%40%结构式:聚氯乙烯氯纶第一章
33、绪论1.3.4涂料涂料是指涂布在物体外表而形成具有保护和装饰作用膜层 涂料是指涂布在物体外表而形成具有保护和装饰作用膜层的材料 的材料 成膜物质：与物体外表和颜料具有良好的结合力，可分为转化 成膜物质：与物体外表和颜料具有良好的结合力，可分为转化 型和非转化型两种类型。型和非转化型两种类型。颜料：起装饰作用，并对物体外表起抗腐蚀的保护作用 颜料：起装饰作用，并对物体外表起抗腐蚀的保护作用 填充剂：增量剂 填充剂：增量剂 体质颜料 体质颜料 溶剂：溶解成膜物质的易挥发性液体 溶剂：溶解成膜物质的易挥发性液体 增塑剂：提高漆膜柔性 增塑剂：提高漆膜柔性 催干剂：促使聚合或交联的催化剂 催干剂：促使
34、聚合或交联的催化剂 增稠剂：提高涂料的黏度 增稠剂：提高涂料的黏度 稀释剂：降低涂料的黏度 稀释剂：降低涂料的黏度 其他填加剂：杀菌剂，颜料分散剂，阻聚剂，防结皮剂等 其他填加剂：杀菌剂，颜料分散剂，阻聚剂，防结皮剂等第一章 绪论1.3.4涂料涂料的组成涂料的组成第一章 绪论1.3.4涂料 施工层次：腻子、底漆、面漆、罩光漆 施工层次：腻子、底漆、面漆、罩光漆 稀释介质：溶剂型、水溶型、水乳型 稀释介质：溶剂型、水溶型、水乳型 漆膜光泽：无光漆、半光漆、有光漆 漆膜光泽：无光漆、半光漆、有光漆 施工方法：喷漆、烘漆、电泳漆 施工方法：喷漆、烘漆、电泳漆 成膜物质：油性涂料 成膜物质：油性涂料
35、油基树脂漆 油基树脂漆、合成树脂类漆、合成树脂类漆涂料的分类涂料的分类天然树脂漆天然树脂漆 油脂类漆是以植物油或植物油加天然树脂或改性酚醛树 油脂类漆是以植物油或植物油加天然树脂或改性酚醛树脂为基的涂料，有清油、清漆、色漆等不同类型。清油是干 脂为基的涂料，有清油、清漆、色漆等不同类型。清油是干性油的加工产品，含有树脂时称为清漆。清漆中加颜料即为 性油的加工产品，含有树脂时称为清漆。清漆中加颜料即为色漆瓷漆。在配方中 色漆瓷漆。在配方中1 1份树脂所使用油的份数称为油度 份树脂所使用油的份数称为油度比。以质量比计，树脂：油为 比。以质量比计，树脂：油为1 1：3 3时称为长油度，时称为长油度，
36、1 1：2 2 3 3时，称为中油度，时，称为中油度，1 1：0.5 0.5 2 2时称为短油度。下面对油脂类 时称为短油度。下面对油脂类漆所用的主要成分简介如下。漆所用的主要成分简介如下。第一章 绪论1.3.4涂料 1 1 油类：植物油主要成分为甘油三脂肪酸酯。形成甘油三脂 油类：植物油主要成分为甘油三脂肪酸酯。形成甘油三脂肪酸酯的脂肪酸分为饱和及不饱和两种。饱和脂肪酸如硬脂酸，肪酸酯的脂肪酸分为饱和及不饱和两种。饱和脂肪酸如硬脂酸，不饱和脂肪酸如油酸、桐油酸等，含有双键，可在空气中氧的 不饱和脂肪酸如油酸、桐油酸等，含有双键，可在空气中氧的作用下进行聚合与交联反响。作用下进行聚合与交联反响
37、。含有不饱和脂肪酸的植物油可进行氧化聚合而枯燥成膜，故 含有不饱和脂肪酸的植物油可进行氧化聚合而枯燥成膜，故称为干性油，不能进行氧化聚合的植物油称为不干性油。涂料 称为干性油，不能进行氧化聚合的植物油称为不干性油。涂料工业应用的植物油可分成干性油、半干性油和不干性油 工业应用的植物油可分成干性油、半干性油和不干性油3 3种，是 种，是依碘值划分的。碘值在 依碘值划分的。碘值在140 140以上的为干性油，如桐油、梓油、亚 以上的为干性油，如桐油、梓油、亚麻油、大麻油等。碘值在 麻油、大麻油等。碘值在100 100一 一140 140的为半干性油，如豆油、花 的为半干性油，如豆油、花生油、棉子油
38、等它们枯燥的速度比干性油小。不能自行枯燥 生油、棉子油等它们枯燥的速度比干性油小。不能自行枯燥的油称为不干性油，一般用作增塑剂和制造合成树脂，如蓖麻 的油称为不干性油，一般用作增塑剂和制造合成树脂，如蓖麻油、椰子油、米糠油等都属于不干性油。油、椰子油、米糠油等都属于不干性油。第一章 绪论1.3.4涂料 2 2大漆 大漆 大漆是一种天然漆，俗称土漆和生漆，生漆经加工即成熟漆。大漆是一种天然漆，俗称土漆和生漆，生漆经加工即成熟漆。生 生漆 漆是漆树的分泌物，是一种天然水乳胶漆。生漆的主要成分是漆酚。是漆树的分泌物，是一种天然水乳胶漆。生漆的主要成分是漆酚。漆酚在生漆中的含量为 漆酚在生漆中的含量为
39、50 50一 一80 80，是生漆的成膜物质。，是生漆的成膜物质。生漆中含有不到 生漆中含有不到1 1的漆酶，它是一种氧化酶，为生漆的天然有机催干剂。的漆酶，它是一种氧化酶，为生漆的天然有机催干剂。生漆中还含有 生漆中还含有20 20一 一40 40的水分 的水分1 1一 一5 5的油分，的油分，3 3 5 5一 一9 9的树脂质。的树脂质。树脂质即松香质，是一种多糖类化合物。在生漆中起悬浮剂和稳定剂的作 树脂质即松香质，是一种多糖类化合物。在生漆中起悬浮剂和稳定剂的作用。用。生漆可用油类改件及其他树脂改性。生漆可用油类改件及其他树脂改性。第一章 绪论1.3.4涂料合成树脂漆合成树脂漆 1 1
40、醇酸树脂漆 醇酸树脂漆 以醇酸树脂为基参加植物油类而成的漆类。以醇酸树脂为基参加植物油类而成的漆类。醇酸树脂是由多元醇、多元酸与脂肪酸制得的。常用的多元醇有甘油、醇酸树脂是由多元醇、多元酸与脂肪酸制得的。常用的多元醇有甘油、季戊四醇。常用的多元酸有邻苯二甲酸酐。常用的油类有椰子油、蓖麻 季戊四醇。常用的多元酸有邻苯二甲酸酐。常用的油类有椰子油、蓖麻油、豆油、亚麻油、桐油等。油、豆油、亚麻油、桐油等。醇酸树脂分为两类。一类是干性油醇酸树脂，是采用不饱和脂肪酸制 醇酸树脂分为两类。一类是干性油醇酸树脂，是采用不饱和脂肪酸制成的，能直接固化成膜。另一类是不干性油醇酸树脂，它不能直接作涂 成的，能直接
41、固化成膜。另一类是不干性油醇酸树脂，它不能直接作涂料用，需与其他树脂混合使用。料用，需与其他树脂混合使用。醇酸树脂漆具有附着力强、光泽好、硬度大、保光性和耐候性好等特 醇酸树脂漆具有附着力强、光泽好、硬度大、保光性和耐候性好等特点，可制成清漆、磁漆、底漆和腻子。点，可制成清漆、磁漆、底漆和腻子。第一章 绪论1.3.4涂料 2 2氨基树脂漆 氨基树脂漆 涂料中使用的氨基树脂有三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树 涂料中使用的氨基树脂有三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂、烃基三聚氰胺甲醛树脂以及各种改性的和共聚的氨基树脂。氨基树 脂、烃基三聚氰胺甲醛树脂以及各种改性的和共聚的氨基树脂。氨基树脂也可与醇酸树脂、丙烯酸树
42、脂、环氧树脂、有机硅树脂等并用制得改 脂也可与醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、有机硅树脂等并用制得改性的氨基树脂漆。性的氨基树脂漆。3 3环氧树脂漆 环氧树脂漆 环氧树脂漆可根据固化剂的类型分为：胺固化型漆、环氧树脂漆可根据固化剂的类型分为：胺固化型漆、合成树脂固化型漆、脂肪酸酯固化型漆等。环氧树脂也可制成无溶剂漆 合成树脂固化型漆、脂肪酸酯固化型漆等。环氧树脂也可制成无溶剂漆和粉末涂料。和粉末涂料。环氧树脂漆常为双组分的，一种是树脂组分，另一种是固化剂组分，环氧树脂漆常为双组分的，一种是树脂组分，另一种是固化剂组分，使用时将二者按比例混合。使用时将二者按比例混合。4 4聚氨酯漆 聚氨酯漆 选
43、用不同的异氰酸酯与不同的聚酯、聚醚、多元醇或与 选用不同的异氰酸酯与不同的聚酯、聚醚、多元醇或与其他树脂配用可制得许多品种的聚氨酯漆。其他树脂配用可制得许多品种的聚氨酯漆。聚氨酯漆具有耐磨性优异、附着力强、耐化学腐蚀，广泛用作地板漆甲 聚氨酯漆具有耐磨性优异、附着力强、耐化学腐蚀，广泛用作地板漆甲板漆、纱管漆等。板漆、纱管漆等。第一章 绪论1.3.4涂料 5 5纤维素漆 纤维素漆 纤维素漆是指以纤维素醚或纤维素酯为基料的漆类。常用 纤维素漆是指以纤维素醚或纤维素酯为基料的漆类。常用的有：硝酸纤维素、醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、乙基纤维素等。使用 的有：硝酸纤维素、醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、乙
44、基纤维素等。使用时常与其他天然的或合成的树脂并用以改善漆膜的性能。时常与其他天然的或合成的树脂并用以改善漆膜的性能。6 6丙烯酸酯漆 丙烯酸酯漆 丙烯酸酯漆分热塑性及热固性两类 丙烯酸酯漆分热塑性及热固性两类 7 7其他合成树脂漆 其他合成树脂漆 其他合成树脂漆有：乙烯树脂漆、不饱和聚酯漆；其他合成树脂漆有：乙烯树脂漆、不饱和聚酯漆；有机硅树脂漆；橡胶漆等。有机硅树脂漆；橡胶漆等。第一章 绪论1.3.4涂料水性树脂涂料水性树脂涂料 水性树脂涂料主要指以水为溶剂的水溶性聚合物涂料和 水性树脂涂料主要指以水为溶剂的水溶性聚合物涂料和以水为介质的乳胶型涂料。以水为介质的乳胶型涂料。1 1水溶性树脂涂
45、料 水溶性树脂涂料 聚合物一般不溶于水，但可通过一定的 聚合物一般不溶于水，但可通过一定的方法制得水溶性聚合物。制备方法有：带有氨基的聚合物以 方法制得水溶性聚合物。制备方法有：带有氨基的聚合物以羧酸中和成盐；带有羧基的聚合物用胺或碱中和成盐；破坏 羧酸中和成盐；带有羧基的聚合物用胺或碱中和成盐；破坏氢键；皂化等。氢键；皂化等。2 2乳胶涂料 乳胶涂料 各种合成乳液参加颜料、体质颜料、保护胶体、各种合成乳液参加颜料、体质颜料、保护胶体、增塑剂、润湿剂、防冻剂、防锈剂、防霉剂等，经研磨分散 增塑剂、润湿剂、防冻剂、防锈剂、防霉剂等，经研磨分散即成为乳胶涂料即乳胶漆。即成为乳胶涂料即乳胶漆。第一章
46、 绪论1.3.4涂料粉末涂料粉末涂料粉末涂料为固体粉末状的涂料，全部组分都是固体采用 粉末涂料为固体粉末状的涂料，全部组分都是固体采用喷涂、静电喷涂等工艺施工，再经加热熔化成膜。喷涂、静电喷涂等工艺施工，再经加热熔化成膜。粉末涂料分为两类，一是热塑性粉末涂料如聚乙烯、尼龙 粉末涂料分为两类，一是热塑性粉末涂料如聚乙烯、尼龙和聚苯硫醚等；另一类是热固性粉末涂料，它是由反响性成 和聚苯硫醚等；另一类是热固性粉末涂料，它是由反响性成膜物质复合物树脂、交联剂、颜料、填料、流干剂等混 膜物质复合物树脂、交联剂、颜料、填料、流干剂等混合而成，最常用的有环氧粉末涂料、聚酯型粉末涂料等。合而成，最常用的有环氧
47、粉末涂料、聚酯型粉末涂料等。第一章 绪论1.3.4涂料第一章 绪论1.3.5胶粘剂胶粘剂的基本组成 胶粘剂的基本组成 胶粘剂通常是以具有粘性或弹性的天然或合成高分子 胶粘剂通常是以具有粘性或弹性的天然或合成高分子化合物为基本原料，参加固化剂、填料、增韧剂、稀释剂、化合物为基本原料，参加固化剂、填料、增韧剂、稀释剂、防老剂等添加剂而组成的一种混合物。防老剂等添加剂而组成的一种混合物。基料：基料是使胶粘剂具有粘结特性的主要且必需的成 基料：基料是使胶粘剂具有粘结特性的主要且必需的成分。基料通常是由一种高分子化合物或几种高分子化合 分。基料通常是由一种高分子化合物或几种高分子化合物混合而成，通常为合
48、成橡胶或合成树脂。物混合而成，通常为合成橡胶或合成树脂。固化剂：又称硬化剂。填料：填料的参加可以增加胶粘剂的弹性模量，降低线膨胀系数，减少固化收缩率，增加电导率、粘度、抗冲击性；提高使用温度、耐磨性、胶结强度；改善胶粘剂耐水、耐介质性和耐老化性等。但会增加胶粘剂的密度，增大粘度，而不利于涂布施工，容易造成气孔等缺陷。增韧剂：树脂固化后一般较脆，参加增韧剂后可提高冲击韧性。稀释剂：其作用是降低粘度，便于涂布施工，同时起到延长使用寿命的作用。改性剂：例如，提高胶粘强度可参加偶联剂；为促进固化反响可参加促进剂等。第一章 绪论1.3.5胶粘剂第一章 绪论1.3.5胶粘剂胶结原理 胶结原理是胶接强度的形
49、成及其本质的理论分析。是胶接强度的形成及其本质的理论分析。吸附理论认为，粘结力是胶粘剂和被胶结物分子之间 吸附理论认为，粘结力是胶粘剂和被胶结物分子之间的相互作用力，这种作用力主要是范德华力和氢键，的相互作用力，这种作用力主要是范德华力和氢键，有时也有化学键力。有时也有化学键力。化学键理论认为，粘结力是胶粘剂和被胶结物外表能 化学键理论认为，粘结力是胶粘剂和被胶结物外表能形成化学键。形成化学键。扩散理论认为，物质的分子始终处于运动之中，由于 扩散理论认为，物质的分子始终处于运动之中，由于胶粘剂中的高分子链具有柔顺性，在胶结过程中，胶 胶粘剂中的高分子链具有柔顺性，在胶结过程中，胶粘剂分子与被胶
50、结物分子因相互的扩散作用而更加接 粘剂分子与被胶结物分子因相互的扩散作用而更加接近，并形成牢固的粘结。近，并形成牢固的粘结。静电理论认为，由于胶粘剂和被胶结物具有不同的电 静电理论认为，由于胶粘剂和被胶结物具有不同的电子亲和力，当它们接触时就会在界面产生接触电势，子亲和力，当它们接触时就会在界面产生接触电势，形成双电层而产生胶结。形成双电层而产生胶结。机械理论认为，胶结是胶粘剂和被胶结物间的纯机械 机械理论认为，胶结是胶粘剂和被胶结物间的纯机械咬合或镶嵌作用。咬合或镶嵌作用。第一章 绪论1.3.5胶粘剂 胶粘剂在实际应用中，有许多因素影响着粘结强度，其 胶粘剂在实际应用中，有许多因素影响着粘结