材料导论高分子材料课件

材料导论高分子材料第一节第一节 塑塑 料料第二节第二节 橡橡 胶胶第三节第三节 合成纤维合成纤维第四节第四节 胶胶 粘粘 剂剂材料导论高分子材料q 概概 述述 塑料塑料是在玻璃态下使用的、具有可塑性的高分子材是在玻璃态下使用的、具有可塑性的高分子材料。它以树脂为主要组分，加入各种添加剂，能在一定料。它以树脂为主要组分，加入各种添加剂，能在一定温度和压力下加工成形的各种材料的总称。温度和压力下加工成形的各种材料的总称。 1）树脂）树脂: 。它胶粘着塑料中的其它一切。它胶粘着塑料中的其它一切组成部分，并使其具有成型性能。绝大多数塑料就是以组成部分，并使其具有成型性能。绝大多数塑料就是以所用树脂命名的。所用树脂命名的。 材料导论高分子材料2）填充剂（填料）填充剂（填料）: 。它在塑料占有相当大的比例。如加入铝粉可提。它在塑料占有相当大的比例。如加入铝粉可提高光反射能力和防老化；加入二硫化钼可提高润滑性。高光反射能力和防老化；加入二硫化钼可提高润滑性。 常用填充剂有云母粉、石墨粉、炭粉、氧化铝粉、常用填充剂有云母粉、石墨粉、炭粉、氧化铝粉、木屑、玻璃纤维、碳纤维等。木屑、玻璃纤维、碳纤维等。 3）增塑剂）增塑剂: 。常用熔点低的。常用熔点低的低分子化合物来增加大分子链间距离，从而达到增加大低分子化合物来增加大分子链间距离，从而达到增加大分子链的柔顺性的目的。分子链的柔顺性的目的。 常用增塑剂有甲酸酯类、磷酸酯类、氯化石蜡等。常用增塑剂有甲酸酯类、磷酸酯类、氯化石蜡等。 材料导论高分子材料4）稳定剂）稳定剂: 。 常用常用热稳定剂热稳定剂有硬酯酸盐、环氧化合物和铅的化合有硬酯酸盐、环氧化合物和铅的化合物等。物等。光稳定剂光稳定剂有炭黑、氧化锌等遮光剂。有炭黑、氧化锌等遮光剂。5）增色剂）增色剂: 。 常用的着色剂是一些有机染料和无机颜料。有时也常用的着色剂是一些有机染料和无机颜料。有时也采用能产生荧光或磷光的颜料采用能产生荧光或磷光的颜料。材料导论高分子材料6）润滑剂）润滑剂: 。 常用润滑剂有硬酯酸、盐类等。常用润滑剂有硬酯酸、盐类等。7）固化剂）固化剂: 。 常用的常用的固化固化剂剂如六次甲基四胺、过氧化二苯甲酰等。如六次甲基四胺、过氧化二苯甲酰等。8）其他）其他: 还有发泡剂、催化剂、阻燃剂等还有发泡剂、催化剂、阻燃剂等。材料导论高分子材料 1）按塑料热性质分类：）按塑料热性质分类： 受热时软化或熔融、冷却后硬化，韧性受热时软化或熔融、冷却后硬化，韧性好，可反复成形。它包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、好，可反复成形。它包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚苯醚、聚四氟乙烯等。聚酰胺、聚苯醚、聚四氟乙烯等。 在加热、加压并经过一定时间后即固化在加热、加压并经过一定时间后即固化为不溶、不熔的坚硬制品，不可再生。具有更好耐热性为不溶、不熔的坚硬制品，不可再生。具有更好耐热性和抗蠕变能力。常用热固性塑料有酚醛树脂、环氧树脂、和抗蠕变能力。常用热固性塑料有酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、有机硅树脂等。氨基树脂、有机硅树脂等。材料导论高分子材料2）按塑料的功能和用途分类：）按塑料的功能和用途分类： ：产量大用途广价格低的塑料。主要包括聚乙产量大用途广价格低的塑料。主要包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料、氨基塑料烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料、氨基塑料等，产量占塑料总产量的等，产量占塑料总产量的75%以上。以上。 具有较高性能，能替代金属制造机械零件和具有较高性能，能替代金属制造机械零件和工程构件的塑料。聚酰胺、工程构件的塑料。聚酰胺、ABS、聚甲醛、聚碳酸酯、聚、聚甲醛、聚碳酸酯、聚砜、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂等。砜、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂等。 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。材料导论高分子材料 1） 结构单元：结构单元：q 热塑性塑料热塑性塑料PEpolyethylene）CH2CH2 2） 支化结构：支化结构： 右图：（右图：（a）高密度）高密度PE分子链（分子链（b）低密度）低密度PE分子链（分子链（c）线性低密）线性低密度度PE分子链分子链材料导论高分子材料 3）性质：）性质： 耐化学腐蚀；耐化学腐蚀； 良好的电绝缘性和高频介电性能；良好的电绝缘性和高频介电性能； 韧性、耐寒性好；韧性、耐寒性好； 较低的摩擦系数；较低的摩擦系数； 不易吸水；不易吸水； 不耐热，不耐大气老化。不耐热，不耐大气老化。材料导论高分子材料 4）应用：）应用： 聚乙烯是塑料中产量最大的一类品种，属于结晶聚乙烯是塑料中产量最大的一类品种，属于结晶性塑料，外观乳白，半透明。性塑料，外观乳白，半透明。 低密度聚乙烯低密度聚乙烯(LDPE) ：日用制品、薄膜、软质包日用制品、薄膜、软质包装材料、层压板、电线电缆包覆等。装材料、层压板、电线电缆包覆等。 高密度聚乙烯高密度聚乙烯(HDPE) ：小负荷齿轮和轴承、化工管小负荷齿轮和轴承、化工管道、阀门、高频电缆绝缘层、硬质包装材料等。道、阀门、高频电缆绝缘层、硬质包装材料等。材料导论高分子材料 1） 结构单元：结构单元：PVCpolyvinyl chloride ） 2） 性质：性质： 具有较高的强度、刚性；良好的电绝缘性、耐化学腐具有较高的强度、刚性；良好的电绝缘性、耐化学腐蚀性；能溶于四氢呋喃和环已酮等有机溶剂；具有阻燃蚀性；能溶于四氢呋喃和环已酮等有机溶剂；具有阻燃性；但热稳定性较差，使用温度较低，介电常数、介电性；但热稳定性较差，使用温度较低，介电常数、介电损耗较高。损耗较高。CH2CH2Cl材料导论高分子材料 3）应用：）应用： 纯聚氯乙烯属无规立构，无色透明，硬而脆，很少纯聚氯乙烯属无规立构，无色透明，硬而脆，很少应用。常利用橡胶和增塑剂对其改性处理。应用。常利用橡胶和增塑剂对其改性处理。 硬聚氯乙稀：硬聚氯乙稀：用于工业管道、给排水系统、板件、用于工业管道、给排水系统、板件、管件、建筑及家用防火材料，化工防腐设备及各种机械管件、建筑及家用防火材料，化工防腐设备及各种机械零件。零件。 增塑（软）聚氯乙稀：增塑（软）聚氯乙稀：用于窗帘、桌布、雨衣、手用于窗帘、桌布、雨衣、手提箱、人造革、墙纸；农用薄膜、耐酸碱软管及电线电提箱、人造革、墙纸；农用薄膜、耐酸碱软管及电线电缆包覆层等。缆包覆层等。材料导论高分子材料 1） 结构单元：结构单元：PP-polypropylene)） 2） 性质：性质： 无毒、无味、无臭、半透明蜡状固体。密度小，力无毒、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、耐水性良好，化学稳定性学性能高于聚乙烯；耐热性、耐水性良好，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。好；但不耐芳香族和氯化烃溶剂，耐寒性差，易老化。CH2CH2CH3材料导论高分子材料 3）应用：）应用： 聚丙烯属等规立构，结晶性塑料，外观乳白半透明。聚丙烯属等规立构，结晶性塑料，外观乳白半透明。 主要用于家庭厨房用具、包装薄膜、医疗器械、主要用于家庭厨房用具、包装薄膜、医疗器械、高频绝缘材料；化工管道、家用电器部件等，以及汽车高频绝缘材料；化工管道、家用电器部件等，以及汽车及机械零部件，如车门、方向盘、齿轮、接头等。及机械零部件，如车门、方向盘、齿轮、接头等。材料导论高分子材料 1） 结构单元：结构单元：PS-polystyrene ） 2） 性质：性质： 无毒、无味、无色透明状固体。电绝缘性优良，介无毒、无味、无色透明状固体。电绝缘性优良，介电损耗极小；耐化学腐蚀性优良，但不耐苯、汽油等有电损耗极小；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，脆性大，不耐冲击，耐热机溶剂；强度较低，硬度高，脆性大，不耐冲击，耐热性差，易燃。性差，易燃。CH2CH2材料导论高分子材料 3）应用：）应用： 聚丙烯属无规立构，非晶性塑料，高度透明（透光聚丙烯属无规立构，非晶性塑料，高度透明（透光率为率为8892）。）。 主要用于日用、装潢、包装及工业制品；仪器仪表主要用于日用、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、化外壳、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。工储酸槽，包装及管道的保温层，冷冻绝缘层等。材料导论高分子材料 1） 结构单元：结构单元：PMMA-polymethyl methacrylate ） 2） 性质：性质： 较高的强度和韧性、优良的光学性能，透光率比普较高的强度和韧性、优良的光学性能，透光率比普通硅玻璃好（透光率约为通硅玻璃好（透光率约为91919393）；优良的电绝缘性；）；优良的电绝缘性；耐化学腐蚀性好，热导率低；但硬度低，表面易擦伤，耐化学腐蚀性好，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。CH2C CCH3COOCH3材料导论高分子材料 3）应用：）应用： 聚甲基丙烯酸甲酯又称有机玻璃，属无规立构，非聚甲基丙烯酸甲酯又称有机玻璃，属无规立构，非晶性塑料。晶性塑料。 主要用于飞机、汽车的窗玻璃和罩盖，光学镜片，主要用于飞机、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，透明模仪表外壳，装饰品，广告牌，灯罩，光学纤维，透明模型，标本，医疗器械等。型，标本，医疗器械等。 材料导论高分子材料 1） 结构单元：结构单元：PTFE） 2） 性质：性质： 出色的耐热、耐寒能力（出色的耐热、耐寒能力（-180-180+260+260长期使用）；长期使用）；摩擦系数极低，有自润滑效果；化学稳定性极佳，俗称摩擦系数极低，有自润滑效果；化学稳定性极佳，俗称“塑料王塑料王”；极好的电绝缘性和介电性；但强度低，抗；极好的电绝缘性和介电性；但强度低，抗蠕变性较差，不易加工成形。蠕变性较差，不易加工成形。CF2CF2材料导论高分子材料 3）应用：）应用： 聚四氟乙烯属结晶性塑料，外观呈瓷白色，一般在聚四氟乙烯属结晶性塑料，外观呈瓷白色，一般在360380烧结成形。烧结成形。 主要用于轴承、垫圈等自润滑材料；高温电缆绝缘主要用于轴承、垫圈等自润滑材料；高温电缆绝缘材料、电器元件；化工管道及零件；不粘锅涂层等。材料、电器元件；化工管道及零件；不粘锅涂层等。材料导论高分子材料 1） 结构：结构： 尼龙的品种很多，如尼龙尼龙的品种很多，如尼龙6、尼龙、尼龙66、尼龙、尼龙610等。等。数字表示基本单元中的碳原子数目。所有尼龙分子结构数字表示基本单元中的碳原子数目。所有尼龙分子结构单元中都有一个相同的特征基团酰胺基：单元中都有一个相同的特征基团酰胺基：PApolyamides ）CNO H材料导论高分子材料 3）应用：）应用： 纤维增强尼龙主要用于轴承、齿轮、高压密封圈、纤维增强尼龙主要用于轴承、齿轮、高压密封圈、阀门、包装材料、输油管、汽车保险杠及丝织品等。阀门、包装材料、输油管、汽车保险杠及丝织品等。 2） 性质：性质： 聚酰胺属结晶性塑料，半透明，乳白，略带黄色。聚酰胺属结晶性塑料，半透明，乳白，略带黄色。 由于酰胺基的存在，分子之间有很强的氢键作用，由于酰胺基的存在，分子之间有很强的氢键作用，因此聚酰胺的强度高，韧性好；另外因此聚酰胺的强度高，韧性好；另外耐磨性和自润滑性耐磨性和自润滑性好，摩擦系数低；具有良好的耐油、耐溶剂性、阻燃性；好，摩擦系数低；具有良好的耐油、耐溶剂性、阻燃性；但吸水性大，热膨胀系数大，耐热性不高。但吸水性大，热膨胀系数大，耐热性不高。材料导论高分子材料 1） 结构单元：结构单元： POM-polyformaldehyde ）CH2O 2） 性质：性质： 具有较高的强度、硬度、刚性、韧性、耐磨性和自具有较高的强度、硬度、刚性、韧性、耐磨性和自润滑性，耐疲劳性能高，吸水性小，摩擦系数小，耐化润滑性，耐疲劳性能高，吸水性小，摩擦系数小，耐化学品腐蚀性好，电绝缘性能良好，但热稳定性差，易燃。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，可以替代一些金属和尼龙。具有较高的综合性能，可以替代一些金属和尼龙。材料导论高分子材料 3）均聚甲醛的改性：）均聚甲醛的改性： 工业上利用共聚反应来生成共聚甲醛，来改善热稳工业上利用共聚反应来生成共聚甲醛，来改善热稳定性。共聚甲醛的结构单元为：定性。共聚甲醛的结构单元为： 4）应用：）应用： 聚甲醛属结晶性塑料，乳白色。聚甲醛属结晶性塑料，乳白色。 部分取代有色金属和合金，用于制造低载荷齿轮、部分取代有色金属和合金，用于制造低载荷齿轮、轴承，塑料弹簧等。轴承，塑料弹簧等。CH2OxCH2-CH2-CH2-CH2-Oy，材料导论高分子材料 1） 结构单元：结构单元： PC-polycarbonate ） 2） 性质：性质： 低温冲击韧性极佳；低温冲击韧性极佳； 高模量、高强度、抗蠕变，尺寸稳定性好；高模量、高强度、抗蠕变，尺寸稳定性好；OCOO C CH3CH3材料导论高分子材料 3）应用：）应用： 由于聚碳酸酯具有优异的综合力学性能，又高度透由于聚碳酸酯具有优异的综合力学性能，又高度透明，故俗称明，故俗称“透明金属透明金属”。 纤维增强聚碳酸酯纤维增强聚碳酸酯可部分取代钢、有色金属等制造可部分取代钢、有色金属等制造仪器仪表的机械传动部件。仪器仪表的机械传动部件。未增强聚碳酸酯未增强聚碳酸酯用于制作车用于制作车灯罩、护目镜、安全帽、门窗玻璃甚至防弹玻璃等。灯罩、护目镜、安全帽、门窗玻璃甚至防弹玻璃等。 透光率高，约为透光率高，约为8692； 电绝缘性好。电绝缘性好。材料导论高分子材料 1） 结构单元：结构单元： 丙烯晴丙烯晴(A)、丁二烯、丁二烯(B)、苯乙烯、苯乙烯(S)三种单体（共聚生成）三种单体（共聚生成） 2） 性质：性质： 丙烯晴丙烯晴能提高强度、硬度、耐热性和耐腐蚀性，能提高强度、硬度、耐热性和耐腐蚀性，丁丁二烯二烯能提高韧性，能提高韧性，苯乙烯苯乙烯能提高电性能和成型加工性能。能提高电性能和成型加工性能。 ABS塑料具有较好的抗冲击性能、尺寸稳定性和耐磨性，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，但不耐酮、醛、酯、成型性好，不易燃，耐腐蚀性好，但不耐酮、醛、酯、氯代烃类溶剂。氯代烃类溶剂。材料导论高分子材料 3）应用：）应用： ABS作为作为“坚韧、质硬且刚性坚韧、质硬且刚性”的材料，是最早被的材料，是最早被人人类认识和使用的类认识和使用的“高分子合金高分子合金”。 用于轻载齿轮、轴承，电器外壳，汽车部件，各类用于轻载齿轮、轴承，电器外壳，汽车部件，各类容器、管道等。容器、管道等。 材料导论高分子材料 1） 结构单元：结构单元： 2） 性质：性质： 结晶性塑料，呈乳白色，工程上常用玻璃纤维增强结晶性塑料，呈乳白色，工程上常用玻璃纤维增强PBT作为结构材料。作为结构材料。CH2CH2CH2CH2OC COO材料导论高分子材料 1） 聚聚 砜（砜（PSF）：）： 聚砜是含硫的透明树脂，其耐热性抗蠕变性突出，聚砜是含硫的透明树脂，其耐热性抗蠕变性突出，长期使用温度可达长期使用温度可达150174，脆化温度，脆化温度-100。广泛用。广泛用于电器、机械、交通和医疗领域。于电器、机械、交通和医疗领域。 2） 聚苯醚（聚苯醚（PPO）：）： 聚苯醚是线性非晶态工程塑料，综合性能好，使用聚苯醚是线性非晶态工程塑料，综合性能好，使用温度宽温度宽-190190，耐磨性、电绝缘性和耐水蒸气性能，耐磨性、电绝缘性和耐水蒸气性能好。主要用作在较高温度下工作的齿轮、轴承、凸轮、好。主要用作在较高温度下工作的齿轮、轴承、凸轮、化工管道、阀门和外科医疗器械等。化工管道、阀门和外科医疗器械等。材料导论高分子材料 3）聚酰亚胺：）聚酰亚胺： 聚酰亚胺是含氮的环形结构的耐热性树脂，其强度聚酰亚胺是含氮的环形结构的耐热性树脂，其强度硬度较高，使用温度可达硬度较高，使用温度可达260；但加工性较差，脆性大，；但加工性较差，脆性大，成本高。成本高。 主要用于特殊条件下工作的精密零件，如喷气发动主要用于特殊条件下工作的精密零件，如喷气发动机供燃料系统的零件，耐高温高真空用自润滑轴承及电机供燃料系统的零件，耐高温高真空用自润滑轴承及电气设备，是航空航天工业中常用的高分子材料。气设备，是航空航天工业中常用的高分子材料。材料导论高分子材料q 热固性塑料热固性塑料 热固性塑料是树脂经固化处理后获得的。所谓固化处热固性塑料是树脂经固化处理后获得的。所谓固化处理就是树脂中加入固化剂并压制成型，使其由线型聚合物理就是树脂中加入固化剂并压制成型，使其由线型聚合物变为体型聚合物的过程。变为体型聚合物的过程。 热固性塑料具有耐热性高，刚度大，抗蠕变性能好，热固性塑料具有耐热性高，刚度大，抗蠕变性能好，尺寸稳定性高；但脆性大，不易成形。尺寸稳定性高；但脆性大，不易成形。材料导论高分子材料PF-bakelitePF-bakelite ） 酚醛塑料中的酚醛树脂是酚类和醛类的缩聚产物。根酚醛塑料中的酚醛树脂是酚类和醛类的缩聚产物。根据酚类和醛类的反应摩尔比及反应介质据酚类和醛类的反应摩尔比及反应介质PH值的差异，可值的差异，可以分别得到热固性和热塑性两类材料。以分别得到热固性和热塑性两类材料。 苯酚上与羟基邻位或对位的苯酚上与羟基邻位或对位的3个氢原子都很活泼，均个氢原子都很活泼，均能与甲醛发生两种情形下的缩聚反应：能与甲醛发生两种情形下的缩聚反应： 1） 酚醛树脂：酚醛树脂： 材料导论高分子材料苯酚邻位氢原子与甲醛的缩聚反应如下：苯酚邻位氢原子与甲醛的缩聚反应如下：热塑性酚醛热塑性酚醛树脂树脂：只有加入能与之反应的固化剂，才能固化。只有加入能与之反应的固化剂，才能固化。热固性酚醛热固性酚醛树脂树脂：制备时反应不彻底，在热的作用下可继续制备时反应不彻底，在热的作用下可继续进行缩聚反应形成高度交联网状结构。进行缩聚反应形成高度交联网状结构。材料导论高分子材料 2） 酚醛塑料：酚醛塑料： 热塑性酚醛树脂热塑性酚醛树脂固固 化化 剂剂添添 加加 剂剂压压 塑塑 粉粉 压压 坯坯 成成 品品混混 合合模模 压压加加 热热 以热塑性酚醛树脂为原料：以热塑性酚醛树脂为原料：材料导论高分子材料 通常作粘胶剂或浸渍增强剂压制成层状塑料。通常作粘胶剂或浸渍增强剂压制成层状塑料。 以热固性酚醛树脂为原料：以热固性酚醛树脂为原料： 有一定的强度和硬度、良好的耐热性、耐磨性、耐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，成本低廉。腐蚀性及电绝缘性、热导率低，成本低廉。 酚醛塑料所用的填料分为粉状、纤维状、层状。酚醛塑料所用的填料分为粉状、纤维状、层状。 应应 用用材料导论高分子材料 又称又称胶木粉或电木粉胶木粉或电木粉，它价格低廉，但性脆、耐光性差，用于制造手柄、瓶盖、它价格低廉，但性脆、耐光性差，用于制造手柄、瓶盖、电话及收音机外壳、灯头、开关、插座等。电话及收音机外壳、灯头、开关、插座等。 可用可用来制造电闸刀、电子管插座、汽车点火器等。来制造电闸刀、电子管插座、汽车点火器等。 可用于制造电炉、电熨斗等可用于制造电炉、电熨斗等设备上的耐热绝缘部件。设备上的耐热绝缘部件。 的可用于制的可用于制造轴承、齿轮、带轮、各种壳体等。造轴承、齿轮、带轮、各种壳体等。材料导论高分子材料EP-epoxy plastics ） 环氧塑料是以环氧树脂为基，加入填料及其它添加剂环氧塑料是以环氧树脂为基，加入填料及其它添加剂而制成。树脂中每个分子含有而制成。树脂中每个分子含有两个或两个以上环氧基团：两个或两个以上环氧基团： 1） 环氧树脂：环氧树脂： （CH2CH）O 环氧树脂中最常用的是双酚环氧树脂中最常用的是双酚A型环氧树脂：型环氧树脂：n07材料导论高分子材料 其中，其中，R为为 2） 环氧塑料：环氧塑料： 环氧树脂有环氧树脂有“万能胶万能胶”之称。其粘性好，强度高，之称。其粘性好，强度高，具有良好的耐热性、耐腐蚀性、尺寸稳定性，优良的电具有良好的耐热性、耐腐蚀性、尺寸稳定性，优良的电绝缘性能。绝缘性能。 主要用于：主要用于：仪表构件、塑料模具、精密量具、电子仪表构件、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。元件的密封和固定、粘合剂、复合材料等。 材料导论高分子材料q 塑料制品的成形工艺塑料制品的成形工艺 将将塑料原料放入成型塑料原料放入成型模加热熔化，加压，使塑模加热熔化，加压，使塑料充满整个型腔料充满整个型腔，同时发同时发生交联反应而固化生交联反应而固化。 模压成型主要用于热固性塑料，适用于形状复杂或带模压成型主要用于热固性塑料，适用于形状复杂或带有复杂嵌件的制品，但有复杂嵌件的制品，但生产率低、模具成本较高生产率低、模具成本较高。 材料导论高分子材料 将将塑料原料在注射塑料原料在注射机料筒内加热熔化，通机料筒内加热熔化，通过推杆或螺杆向前推压过推杆或螺杆向前推压至喷嘴，迅速注入封闭至喷嘴，迅速注入封闭模具内，冷却后即得塑模具内，冷却后即得塑料制品料制品。材料导论高分子材料 主要用于主要用于热塑性塑料。能生产形状复杂、薄壁、嵌热塑性塑料。能生产形状复杂、薄壁、嵌有金属或非金属的塑料制品。有金属或非金属的塑料制品。材料导论高分子材料 将原料在料筒中加热至流动状态，同时通过螺杆向将原料在料筒中加热至流动状态，同时通过螺杆向前推压至机头，通过不同形状和结构的口模连续挤出，前推压至机头，通过不同形状和结构的口模连续挤出，获得不同形状的型材，如管、棒、带、丝、板等。获得不同形状的型材，如管、棒、带、丝、板等。 挤出成形的生产效率高，可自动化连续生产，一般挤出成形的生产效率高，可自动化连续生产，一般使用热塑性塑料作原料。使用热塑性塑料作原料。材料导论高分子材料材料导论高分子材料材料导论高分子材料 熔融态的塑料坯通过熔融态的塑料坯通过挤出机或注射机挤出后，置于挤出机或注射机挤出后，置于模具内，用压缩空气将此坯料吹胀，使其紧贴模内壁成模具内，用压缩空气将此坯料吹胀，使其紧贴模内壁成型而获得中空制品。型而获得中空制品。材料导论高分子材料 吹塑成型还吹塑成型还可以用压缩空可以用压缩空气将型坯连续气将型坯连续吹胀成薄膜。吹胀成薄膜。材料导论高分子材料 将热塑性塑料板（片）材置于模具上，四周加紧并将热塑性塑料板（片）材置于模具上，四周加紧并加热；待塑料进入高弹态后，对模腔抽真空，使板材在加热；待塑料进入高弹态后，对模腔抽真空，使板材在大气压作用下紧贴模腔内壁，冷却后硬化成形。大气压作用下紧贴模腔内壁，冷却后硬化成形。抽真空前抽真空前抽真空后抽真空后材料导论高分子材料 又称又称浇塑法浇塑法，根据浇注方式的差异可分为，根据浇注方式的差异可分为静态铸型静态铸型、嵌铸型嵌铸型和和离心铸型离心铸型等。等。 在液态树脂中加入适量固化剂，然后浇入在液态树脂中加入适量固化剂，然后浇入模具型腔模具型腔中，在常压或低压及常温或适当加热条件下固化成型。中，在常压或低压及常温或适当加热条件下固化成型。此法主要用于生产大型制品，设备简单，但生产率低。此法主要用于生产大型制品，设备简单，但生产率低。材料导论高分子材料 橡胶是以高分子化合物为基础的、具有良好高弹性橡胶是以高分子化合物为基础的、具有良好高弹性的材料。以生胶为原料加入适量配合剂而形成的高分子的材料。以生胶为原料加入适量配合剂而形成的高分子弹性体。弹性体。材料导论高分子材料q 橡胶的组分橡胶的组分 橡胶是以生胶为主要成分，添加各种配合剂和增强橡胶是以生胶为主要成分，添加各种配合剂和增强材料制成的。材料制成的。 生胶是指无配合剂、未经硫化的橡胶。按原料来源生胶是指无配合剂、未经硫化的橡胶。按原料来源有天然有天然橡胶橡胶和合成和合成橡胶。橡胶。材料导论高分子材料 用来改善橡胶的某些性能。常用配合剂有硫化剂、用来改善橡胶的某些性能。常用配合剂有硫化剂、硫化促进剂、活化剂、填充剂、增塑剂、防老化剂、着硫化促进剂、活化剂、填充剂、增塑剂、防老化剂、着色剂色剂等。等。 硫化剂硫化剂: 用来使生胶的结构由线型转变为交联体型结用来使生胶的结构由线型转变为交联体型结构，从而具有一定强度、韧性、高弹性。构，从而具有一定强度、韧性、高弹性。 常用硫化剂有硫磺和含硫化合物，有机过氧化物，常用硫化剂有硫磺和含硫化合物，有机过氧化物，胺类化合物、树脂类化合物、金属氧化物等。胺类化合物、树脂类化合物、金属氧化物等。 材料导论高分子材料 活化剂：活化剂：用来提高用来提高促进剂的促进剂的作用。作用。 常用活化剂有氧化锌、氧化镁、硬酯酸等。常用活化剂有氧化锌、氧化镁、硬酯酸等。 硫化促进剂硫化促进剂: 缩短硫化时间，降低硫化温度，改善橡缩短硫化时间，降低硫化温度，改善橡胶性能。胶性能。 常用常用促进剂促进剂有二硫化氨基甲酸盐、黄原酸盐类、噻有二硫化氨基甲酸盐、黄原酸盐类、噻唑类、硫脲类和部分醛类及醛胺类等有机物。唑类、硫脲类和部分醛类及醛胺类等有机物。 材料导论高分子材料 填充剂：填充剂： 用来提高橡胶的强度、改善工艺性能和降用来提高橡胶的强度、改善工艺性能和降低成本。低成本。 用于提高性能的填充剂称为补强剂，如炭黑、二氧用于提高性能的填充剂称为补强剂，如炭黑、二氧化硅、化硅、氧化锌、氧化镁等；另外还有用于氧化锌、氧化镁等；另外还有用于降低成本的填降低成本的填充剂，如滑石粉、硫酸钡等。充剂，如滑石粉、硫酸钡等。 增塑剂：增塑剂： 用来增加橡胶的塑性和柔韧性。用来增加橡胶的塑性和柔韧性。 常用增塑剂有石油系列、煤油系列和松焦油系列增常用增塑剂有石油系列、煤油系列和松焦油系列增塑剂。塑剂。材料导论高分子材料 防老剂：防老剂：用来防止或延缓橡胶老化。用来防止或延缓橡胶老化。 主要有石蜡、胺类和酚类防老剂。主要有石蜡、胺类和酚类防老剂。q 橡胶的制备及成形橡胶的制备及成形 聚异戊二聚异戊二烯 的 硫 化烯 的 硫 化反应反应材料导论高分子材料 生胶流动温度高、粘度大，它与各种配合剂的混合，生胶流动温度高、粘度大，它与各种配合剂的混合，需要通过塑炼和混炼来实现。需要通过塑炼和混炼来实现。 1） 塑塑 炼：炼： 强迫生胶反复通过两个转速不同的滚筒之间的间隙，强迫生胶反复通过两个转速不同的滚筒之间的间隙，使之在强剪切力作用下长分子链被切断，相对分子量减小使之在强剪切力作用下长分子链被切断，相对分子量减小，从而流动性增加（即塑性增加）的工艺过程。，从而流动性增加（即塑性增加）的工艺过程。 塑炼一般在螺杆式塑炼机或两辊式塑炼机上进行。塑炼一般在螺杆式塑炼机或两辊式塑炼机上进行。材料导论高分子材料 2） 混混 炼：炼： 将塑炼后的生胶和配合剂将塑炼后的生胶和配合剂混合均匀混合均匀的过程。的过程。 混炼的加料顺序是：塑炼混炼的加料顺序是：塑炼胶、胶、防老剂、填充剂、增塑防老剂、填充剂、增塑剂、硫化剂及硫化促进剂剂、硫化剂及硫化促进剂等。等。混炼时要注意严格控制温度混炼时要注意严格控制温度和时间。和时间。 常用的混炼机有常用的混炼机有密炼机密炼机和和开炼机开炼机，通常联合使用。，通常联合使用。材料导论高分子材料材料导论高分子材料开炼后的状态开炼后的状态材料导论高分子材料 2）注射法：）注射法： 与热固性塑料注射成形类似。与热固性塑料注射成形类似。 大多数橡胶制品都是被加热到硫化温度以上，在模大多数橡胶制品都是被加热到硫化温度以上，在模具中成形。具中成形。 1）模压法：）模压法： 将预压好或经称重的型坯直接放入模腔，合模加将预压好或经称重的型坯直接放入模腔，合模加热加压，使产品硫化直至定型。热加压，使产品硫化直至定型。材料导论高分子材料q 常见橡胶常见橡胶 具有较高的弹性、较好的力学性能、良好的电绝缘具有较高的弹性、较好的力学性能、良好的电绝缘性及耐碱性。主要用于制造轮胎、胶带、胶管等。性及耐碱性。主要用于制造轮胎、胶带、胶管等。 由丁二烯和苯乙烯共聚而成的。其耐磨性、耐热性、由丁二烯和苯乙烯共聚而成的。其耐磨性、耐热性、耐油、抗老化性均比天然橡胶好。缺点是生胶强度低、耐油、抗老化性均比天然橡胶好。缺点是生胶强度低、粘接性差、成型困难、硫化速度慢。粘接性差、成型困难、硫化速度慢。 材料导论高分子材料 由丁二烯聚合而成。其弹性、耐磨性、耐热性、耐寒由丁二烯聚合而成。其弹性、耐磨性、耐热性、耐寒性均优于天然橡胶，是制造轮胎的优良材料。缺点是强性均优于天然橡胶，是制造轮胎的优良材料。缺点是强度较低，加工性能差、抗撕性差。度较低，加工性能差、抗撕性差。 由乙烯和丙稀的共聚物。由于主链不含双链，分子由乙烯和丙稀的共聚物。由于主链不含双链，分子链十分柔软。它具有优异的耐老化和耐高、低温特性。链十分柔软。它具有优异的耐老化和耐高、低温特性。 用于制作一般橡胶制品及内外轮胎等。用于制作一般橡胶制品及内外轮胎等。 材料导论高分子材料 由丁二烯与丙烯睛聚合而成。其耐油性好，耐热、耐由丁二烯与丙烯睛聚合而成。其耐油性好，耐热、耐燃烧、耐磨、耐碱、耐有机溶剂。缺点是耐寒性差，其脆燃烧、耐磨、耐碱、耐有机溶剂。缺点是耐寒性差，其脆化温度为化温度为-10-10-20-20。 由氯丁二烯聚合而成。具有天然橡胶和一般通用橡由氯丁二烯聚合而成。具有天然橡胶和一般通用橡胶所没有的优良性能。故有胶所没有的优良性能。故有“万能橡胶万能橡胶”之称。缺点是之称。缺点是耐寒性差，密度大，生胶稳定性差。用于制造矿井的运耐寒性差，密度大，生胶稳定性差。用于制造矿井的运输管、胶管、电缆、高速带、垫圈等。输管、胶管、电缆、高速带、垫圈等。 材料导论高分子材料 以碳原子为主链，含有氟原子的聚合物。其化学稳定以碳原子为主链，含有氟原子的聚合物。其化学稳定性高、耐蚀性能居各类橡胶之首，耐蚀性好，最高使用温性高、耐蚀性能居各类橡胶之首，耐蚀性好，最高使用温度为度为300300。主要用于国防和高技术中的密封件。主要用于国防和高技术中的密封件。 由二甲基硅氧烷与其它有机硅单体共聚而成。具有由二甲基硅氧烷与其它有机硅单体共聚而成。具有高耐热性和耐寒性，抗老化能力强、绝缘性好。缺点是高耐热性和耐寒性，抗老化能力强、绝缘性好。缺点是强度低、耐磨性、耐酸性差，价格较贵。强度低、耐磨性、耐酸性差，价格较贵。 材料导论高分子材料 苯乙烯和丁二烯的三嵌段共聚物。分子链的两端是苯乙烯和丁二烯的三嵌段共聚物。分子链的两端是柔性较小的聚苯乙烯段，中间是柔性很好的聚丁二烯。柔性较小的聚苯乙烯段，中间是柔性很好的聚丁二烯。兼有硫化橡胶和热塑性橡胶的优点。兼有硫化橡胶和热塑性橡胶的优点。 强度高，弹性好，可反复回收利用。强度高，弹性好，可反复回收利用。 材料导论高分子材料 凡能保持长度比本身直径大凡能保持长度比本身直径大100100倍的均匀条状或丝状倍的均匀条状或丝状的高分子材料均称的高分子材料均称纤维纤维。 它可分为它可分为天然纤维天然纤维和和化学纤维化学纤维。 化学纤维又可分为化学纤维又可分为人造纤维人造纤维和和合成纤维合成纤维。人造纤维。人造纤维是用自然界的纤维加工制成，如：是用自然界的纤维加工制成，如：“人造丝人造丝”、“人造人造棉棉”。合成纤维是以石油、煤、天然气为原料制成的，它发展合成纤维是以石油、煤、天然气为原料制成的，它发展很快。很快。 材料导论高分子材料 1 1）涤纶）涤纶 即聚酯纤维，又叫的确良，具有高强度、耐磨、耐腐即聚酯纤维，又叫的确良，具有高强度、耐磨、耐腐 蚀，易洗快干等优点，是很好的衣料纤维。蚀，易洗快干等优点，是很好的衣料纤维。 2 2）尼龙）尼龙 即聚酰胺，又称棉纶，其强度大、耐磨性好、弹性较即聚酰胺，又称棉纶，其强度大、耐磨性好、弹性较 好，主要缺点是耐光性差。好，主要缺点是耐光性差。 3 3）腈纶）腈纶 即聚丙烯腈，有人造羊毛之称。即聚丙烯腈，有人造羊毛之称。 材料导论高分子材料4 4）维纶）维纶 性能与棉花相似，且强度高，缺点是弹性差，织物性能与棉花相似，且强度高，缺点是弹性差，织物 易皱。易皱。5 5）丙纶）丙纶 即聚丙烯，以轻、牢、耐磨著称，缺点是可染性较即聚丙烯，以轻、牢、耐磨著称，缺点是可染性较 差，且晒易老化。差，且晒易老化。6 6）氯纶）氯纶 难燃、保暖、耐晒、耐磨、弹性好，但染色性差，难燃、保暖、耐晒、耐磨、弹性好，但染色性差， 热收缩大，限制了它的应用。热收缩大，限制了它的应用。 材料导论高分子材料 胶粘剂是把胶粘剂是把两个固体表面粘合在一起，并且在胶接两个固体表面粘合在一起，并且在胶接面处具有足够强度的物质面处具有足够强度的物质；以各种树脂、橡胶、淀粉等以各种树脂、橡胶、淀粉等为基体材料，添加各种辅料而制成的。为基体材料，添加各种辅料而制成的。材料导论高分子材料 环氧树脂环氧树脂胶粘剂胶粘剂 具有很高的粘接力，操作简便，不需外力即可粘接；具有很高的粘接力，操作简便，不需外力即可粘接；有良好的耐酸、碱、油及有机溶剂的性能。但有良好的耐酸、碱、油及有机溶剂的性能。但环氧环氧胶胶胶胶层较脆。层较脆。 用途：用途：环氧树脂环氧树脂胶粘剂对金属、玻璃、陶瓷、塑料、胶粘剂对金属、玻璃、陶瓷、塑料、橡胶、混凝土等均具有较好的粘合能力，常用于以上物橡胶、混凝土等均具有较好的粘合能力，常用于以上物品之间的粘接和修补，也可用于竹木和皮革、织物、纤品之间的粘接和修补，也可用于竹木和皮革、织物、纤维之间的粘接。维之间的粘接。材料导论高分子材料 具有较强的粘接力，耐高温，但韧性低，剥离强度具有较强的粘接力，耐高温，但韧性低，剥离强度差。主要差。主要用于用于木材、胶合板、泡沫塑料等，也可用于胶木材、胶合板、泡沫塑料等，也可用于胶接金属、陶瓷。接金属、陶瓷。 改性的改性的酚醛酚醛- -丁晴胶丁晴胶可在可在-60-60150150使用，广泛用于使用，广泛用于机器、汽车、飞机结构部件的机器、汽车、飞机结构部件的胶胶接，也可用于胶接金属、接，也可用于胶接金属、玻璃、陶瓷、塑料等材料。玻璃、陶瓷、塑料等材料。 改性的酚醛改性的酚醛- -缩醛胶缩醛胶具有较好的胶接强度和耐热性，具有较好的胶接强度和耐热性，主要用于金属、玻璃、陶瓷、塑料的胶接，也可用于玻主要用于金属、玻璃、陶瓷、塑料的胶接，也可用于玻璃纤维层压板的胶结。璃纤维层压板的胶结。 酚醛酚醛树脂树脂胶粘剂胶粘剂 材料导论高分子材料 初粘结力大，常温触压即可固化，有利于粘接大面初粘结力大，常温触压即可固化，有利于粘接大面积柔软材料及难以加压的工件。积柔软材料及难以加压的工件。 在在-250-250以下以下仍能保持较高的剥离强度，而且其抗仍能保持较高的剥离强度，而且其抗剪强度随着温度下降而显著提高。剪强度随着温度下降而显著提高。 聚氨酯树脂胶毒性大，固化时间长，耐热性不高，聚氨酯树脂胶毒性大，固化时间长，耐热性不高，易与水反应。易与水反应。 可对可对金属、玻璃、陶瓷、橡胶、木材、皮革和极性金属、玻璃、陶瓷、橡胶、木材、皮革和极性塑料有很强的粘结力，特别是超低温工件的粘接。塑料有很强的粘结力，特别是超低温工件的粘接。 聚氨酯树脂胶粘剂聚氨酯树脂胶粘剂 材料导论高分子材料 具有透明性好、粘度低、粘结速度极快等特点，使具有透明性好、粘度低、粘结速度极快等特点，使用很方便。但它不耐水，性脆，耐温性和耐久性较差，用很方便。但它不耐水，性脆，耐温性和耐久性较差，有一定气味。有一定气味。 广泛用于：广泛用于：金属、陶瓷、玻璃及大多数塑料和橡胶制金属、陶瓷、玻璃及大多数塑料和橡胶制品的粘接及日常修理。市场上销售的品的粘接及日常修理。市场上销售的“501501”胶和胶和“ 502502”胶就属于这类胶粘剂。胶就属于这类胶粘剂。-氰基丙烯酸酯胶粘剂氰基丙烯酸酯胶粘剂 材料导论高分子材料 具有良好的弹性和柔韧性，初粘力强，但强度较低，具有良好的弹性和柔韧性，初粘力强，但强度较低，耐热性不高，贮存稳定性较差，耐寒性不佳，溶剂有毒。耐热性不高，贮存稳定性较差，耐寒性不佳，溶剂有毒。氯丁橡胶胶粘剂使用方便，价格低廉，氯丁橡胶胶粘剂使用方便，价格低廉，广泛用于广泛用于橡胶与橡胶与橡胶、金属、纤维、木材、塑料之间的粘接。橡胶、金属、纤维、木材、塑料之间的粘接。 氯丁橡胶胶粘剂氯丁橡胶胶粘剂 即乳白胶。无毒、粘度小、价格低、不燃。但耐水性即乳白胶。无毒、粘度小、价格低、不燃。但耐水性和耐热性较差。和耐热性较差。主要用于主要用于胶接木材、纤维、纸张、皮革、胶接木材、纤维、纸张、皮革、混凝土、瓷砖等。混凝土、瓷砖等。 聚醋酸乙烯乳液胶粘剂聚醋酸乙烯乳液胶粘剂