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l一、高分子资料的根本概念一、高分子资料的根本概念l高分子资料是以高分子化合物为主要组分高分子资料是以高分子化合物为主要组分的资料。常称聚合物或高聚物。的资料。常称聚合物或高聚物。l高分子化合物的分子量普通高分子化合物的分子量普通104。l高分子化合物有天然的，也有人工合成的。高分子化合物有天然的，也有人工合成的。工业用高分子资料主要是人工合成的。工业用高分子资料主要是人工合成的。l1、高分子化合物的组成、高分子化合物的组成l由简单的构造单元反复衔接而成。如由乙烯合成聚乙由简单的构造单元反复衔接而成。如由乙烯合成聚乙烯烯:CH2=CH2+CH2=CH2+-CH2-CH2-CH2-CH2-,CH2CH2 nl可简写成可简写成 n CH2=CH2 。l组成聚合物的低分子化合物称为单体。组成聚合物的低分子化合物称为单体。l聚合物的分子为很长的链条，称为大分子链。聚合物的分子为很长的链条，称为大分子链。CH2CH2 nl大分子链中反复构造单元大分子链中反复构造单元(如聚乙烯中如聚乙烯中 )称为称为链节。链节。聚乙烯分子链聚乙烯分子链l2、高分子资料的分类、高分子资料的分类l 按用途分塑料、橡胶、纤维、胶按用途分塑料、橡胶、纤维、胶粘剂、涂料等。粘剂、涂料等。l 按聚合物反响类型分为加聚物和按聚合物反响类型分为加聚物和缩聚物。缩聚物。l 按聚合物的热行为分为热塑性聚按聚合物的热行为分为热塑性聚合物和热固性聚合物合物和热固性聚合物 l 按主链上的化学组成分为碳链聚按主链上的化学组成分为碳链聚合物、杂链聚合物和元素有机聚合物合物、杂链聚合物和元素有机聚合物 l1、大分子链的构造、大分子链的构造 l 大分子链的柔顺性大分子链的柔顺性 l大分子链主链共价键有一大分子链主链共价键有一定键长和键角，坚持键长定键长和键角，坚持键长和键角不变时单键可恣意和键角不变时单键可恣意旋转，称单键的内旋转。旋转，称单键的内旋转。l内旋转使大分子链卷曲成各种不同外形，对外力有很内旋转使大分子链卷曲成各种不同外形，对外力有很大的顺应性，这种特性称为大分子链的柔顺性。大的顺应性，这种特性称为大分子链的柔顺性。l柔顺性与单键内旋转的难易程度有关。柔顺性与单键内旋转的难易程度有关。l 大分子链的外形大分子链的外形l按照大分子链的几何外形，可将高分子化合物分为按照大分子链的几何外形，可将高分子化合物分为线型构造、支链型构造和体型构造。线型构造、支链型构造和体型构造。l线型构造高聚物的弹性、塑性好，硬度低，是热塑线型构造高聚物的弹性、塑性好，硬度低，是热塑性资料。支链型构造近于线型构造性资料。支链型构造近于线型构造。体型构造高聚。体型构造高聚物硬度高，脆性大，无弹性和塑性，是热固性资料。物硬度高，脆性大，无弹性和塑性，是热固性资料。l2、高分子的聚集态构造、高分子的聚集态构造l固态高聚物分为晶态和非晶态两大类，晶态为分子固态高聚物分为晶态和非晶态两大类，晶态为分子链陈列规那么的部分，而陈列不规那么的部分为非链陈列规那么的部分，而陈列不规那么的部分为非晶态。晶态。l一个大分子链可以穿一个大分子链可以穿过几个晶区和非晶区。过几个晶区和非晶区。晶区熔点、密度、强晶区熔点、密度、强度、硬度、刚性、耐度、硬度、刚性、耐热性、化学稳定性高，热性、化学稳定性高，而弹性、塑性、冲击而弹性、塑性、冲击强度下降。强度下降。l1、线型非晶态高分子资料的力学形状、线型非晶态高分子资料的力学形状 l 玻璃态：低温下，链段不能运动。在外力作用下，玻璃态：低温下，链段不能运动。在外力作用下，只发生大分子原子的微量位移，产生少量弹性变形。只发生大分子原子的微量位移，产生少量弹性变形。l高聚物呈玻璃态的高聚物呈玻璃态的最高温度称玻璃化最高温度称玻璃化温度，用温度，用Tg表示。表示。用于这种形状的资用于这种形状的资料有塑料和纤维。料有塑料和纤维。线型非晶态高聚物的温度线型非晶态高聚物的温度-变形曲线变形曲线 l 高弹态：温度高于高弹态：温度高于Tg，分子活动才干添加，受力，分子活动才干添加，受力时产生很大弹性变形。用于这种形状高聚物是橡胶。时产生很大弹性变形。用于这种形状高聚物是橡胶。l 粘流态：由于温度高，分子活动才干很大，在外粘流态：由于温度高，分子活动才干很大，在外力作用下，大分子链可以相对滑动。粘流态是高分力作用下，大分子链可以相对滑动。粘流态是高分子资料的加工态，子资料的加工态，大分子链开场发大分子链开场发生粘性流动的温生粘性流动的温度称粘流温度，度称粘流温度，用用Tf表示。表示。线型非晶态高聚物的温度线型非晶态高聚物的温度-变形曲线变形曲线 l2、线型晶态高分子资料的力学形状、线型晶态高分子资料的力学形状l分为普通分子量和很大分子量两种情况。普通分子分为普通分子量和很大分子量两种情况。普通分子量的高聚物在低温时，链段不能活动，变形小，在量的高聚物在低温时，链段不能活动，变形小，在 Tm 以下与非晶态的玻璃类似，高于以下与非晶态的玻璃类似，高于Tm 那么进入那么进入粘流态。分子量很大的晶态存高聚物在高弹态。粘流态。分子量很大的晶态存高聚物在高弹态。l部分结晶高聚物在部分结晶高聚物在非晶区非晶区Tg与晶区与晶区T m 间间,非晶区柔性好非晶区柔性好,晶晶区刚性好区刚性好,处于韧性处于韧性形状形状,即皮革态。即皮革态。线型晶态高聚物线型晶态高聚物的温度的温度-变形曲线变形曲线 l高分子工程资料高分子工程资料包括塑料、合成包括塑料、合成纤维、橡胶和胶纤维、橡胶和胶粘剂等。本节主粘剂等。本节主要引见工程上常要引见工程上常用的高分子工程用的高分子工程资料。资料。l塑料是在玻璃态下运用的高分子资料。在一定温度、塑料是在玻璃态下运用的高分子资料。在一定温度、压力下可塑制成型，在常温下能坚持其外形不变。压力下可塑制成型，在常温下能坚持其外形不变。l1、工程塑料概述、工程塑料概述 l 塑料的组成塑料的组成 l塑料是以树脂为主要成分，塑料是以树脂为主要成分，参与各种添加剂。参与各种添加剂。l树脂是塑料的主要成分，树脂是塑料的主要成分，对塑料性能起决议性作用。对塑料性能起决议性作用。塑料制品塑料制品l添加剂是为改善塑料某些性能而参与的物质。添加剂是为改善塑料某些性能而参与的物质。l填料主要起加强作用；填料主要起加强作用；l增塑剂用于提高树脂的可塑性和柔软性；增塑剂用于提高树脂的可塑性和柔软性；l固化剂用于使热固性树脂由线型构造转变为体型构造；固化剂用于使热固性树脂由线型构造转变为体型构造；l稳定剂用于防止塑料老化，延伸其运用寿命；稳定剂用于防止塑料老化，延伸其运用寿命；l光滑剂用于防止塑料加工时粘在模具上光滑剂用于防止塑料加工时粘在模具上,使制品光亮；使制品光亮；l着色剂用于塑料制品着色。着色剂用于塑料制品着色。l其他的还有发泡剂、催化其他的还有发泡剂、催化l 剂、阻燃剂、抗静电剂等。剂、阻燃剂、抗静电剂等。添加剂添加剂l 塑料的分类塑料的分类l按树脂受热时行为可分为热塑性塑料和热固性塑料。按树脂受热时行为可分为热塑性塑料和热固性塑料。l按运用范围可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。按运用范围可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。l通用塑料产量大、价钱低、用途广。通用塑料产量大、价钱低、用途广。l工程塑料力学性能高，耐热、耐蚀性能好。工程塑料力学性能高，耐热、耐蚀性能好。l特种塑料是指具有某些特殊特种塑料是指具有某些特殊性能如耐高温、耐腐蚀的塑性能如耐高温、耐腐蚀的塑料，这类塑料产量少，价钱料，这类塑料产量少，价钱贵，只用于特殊需求的场所。贵，只用于特殊需求的场所。热固性塑料制品热固性塑料制品l 塑料的性能特点塑料的性能特点l塑料的优点：塑料的优点：l相对密度小相对密度小(普通为普通为0.9 2.3)；耐蚀性、电绝；耐蚀性、电绝缘性、减摩、耐磨性缘性、减摩、耐磨性好；有消音吸振性能好；有消音吸振性能。l塑料的缺陷：塑料的缺陷：l刚性差刚性差(为钢铁资料的为钢铁资料的1/1001/10)，强度低；耐热性，强度低；耐热性差、热膨胀系数大是钢铁的差、热膨胀系数大是钢铁的10倍、导热系数小倍、导热系数小(只需金属的只需金属的1/2001/600)；蠕变温度低、易老化。；蠕变温度低、易老化。l2、常用工程塑料、常用工程塑料l 普通构造用塑料普通构造用塑料l包括聚乙烯包括聚乙烯(PE)、聚氯乙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯、聚苯乙烯(PS)、聚、聚丙烯丙烯(PP)和和ABS塑料等。塑料等。l聚丙烯具有优良的综合性能，可制造各种机械零件。聚丙烯具有优良的综合性能，可制造各种机械零件。lABS塑料塑料“坚韧、质硬、刚性坚韧、质硬、刚性，运用广泛。，运用广泛。PE波纹管波纹管PP方向盘方向盘ABS阀门阀门PS管管l聚酰胺又称尼龙或绵纶，强度较高，耐磨、自光滑性聚酰胺又称尼龙或绵纶，强度较高，耐磨、自光滑性好，广泛用作机械、化工及电气零件。好，广泛用作机械、化工及电气零件。l聚甲醛具有优良的综合性能，广泛用于汽车机床、化聚甲醛具有优良的综合性能，广泛用于汽车机床、化工、电气仪表、农机等工业工、电气仪表、农机等工业。尼龙管件尼龙管件PC挡风板挡风板l聚碳酸酯具有优良的机械性聚碳酸酯具有优良的机械性能，透明无毒，运用广泛。能，透明无毒，运用广泛。l 摩擦传动零件用塑料摩擦传动零件用塑料l包括聚酰胺包括聚酰胺(PA)、聚甲醛、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯、聚碳酸酯(PC)、聚四、聚四氟乙烯氟乙烯(PTFE)等。等。密封件密封件聚四氟乙烯管聚四氟乙烯管聚四氟乙烯零件聚四氟乙烯零件l聚四氟乙烯俗称聚四氟乙烯俗称“塑料王，具有极优越的化学稳定塑料王，具有极优越的化学稳定性和热稳定性以及优越的电性能，几乎不受任何化性和热稳定性以及优越的电性能，几乎不受任何化学药品的腐蚀，摩擦系数极低，只需学药品的腐蚀，摩擦系数极低，只需0.04。缺陷是。缺陷是强度低、加工性差。主要用于减摩密封件、化工耐强度低、加工性差。主要用于减摩密封件、化工耐蚀件与热交换器以及高频或潮湿条件下的绝缘资料。蚀件与热交换器以及高频或潮湿条件下的绝缘资料。l 耐蚀用塑料耐蚀用塑料l耐蚀用塑料主要有聚四氟耐蚀用塑料主要有聚四氟乙烯、氯化聚醚乙烯、氯化聚醚(PENTON)、聚丙烯等。聚丙烯等。l氯化聚醚的化学稳定性仅氯化聚醚的化学稳定性仅次于聚四氟乙烯，但工艺次于聚四氟乙烯，但工艺性比聚四氟乙烯好，本钱性比聚四氟乙烯好，本钱低。在化学工业和机电工低。在化学工业和机电工业获得广泛运用，如化工业获得广泛运用，如化工设备零件、管道、衬里等。设备零件、管道、衬里等。氯化聚醚防腐蝶阀氯化聚醚防腐蝶阀 l 耐高温件用塑料耐高温件用塑料l有聚砜有聚砜(PSF)、聚苯醚、聚苯醚(PPO)、聚酰亚胺、聚酰亚胺(PI)及氟塑料等。及氟塑料等。l聚砜的热稳定性高是其聚砜的热稳定性高是其聚酰亚胺层压板聚酰亚胺层压板 最突出的特点。运用温度达最突出的特点。运用温度达150174。用于机械设。用于机械设备等工业。备等工业。聚苯醚具有良好的综合性能聚苯醚具有良好的综合性能,用于机电等方面。用于机电等方面。聚酰亚胺在聚酰亚胺在260下可长期运用。主要用于特殊条件下下可长期运用。主要用于特殊条件下运用的精细零件。运用的精细零件。l 热固性塑料热固性塑料l热固性塑料是在树脂中参与固化剂压制成型而构成的热固性塑料是在树脂中参与固化剂压制成型而构成的体形聚合物。体形聚合物。l酚醛塑料是以酚醛树脂为基，参与填料及其他添加剂酚醛塑料是以酚醛树脂为基，参与填料及其他添加剂而制成。广泛用于制造各种电讯器材和电木制品如而制成。广泛用于制造各种电讯器材和电木制品如插座、开关等，耐热绝缘部件及各种构造件。插座、开关等，耐热绝缘部件及各种构造件。电器配件电器配件l橡胶是以高分子化合物为根底的具有高弹性的资料。橡胶是以高分子化合物为根底的具有高弹性的资料。l1、橡胶的组成和性能特点、橡胶的组成和性能特点 l工业用橡胶由生胶和橡胶配合剂组成。生胶无配合工业用橡胶由生胶和橡胶配合剂组成。生胶无配合剂并未经硫化。橡胶配合剂有硫化剂、硫化促进剂、剂并未经硫化。橡胶配合剂有硫化剂、硫化促进剂、防老剂、软化剂、填充剂、发泡剂、着色剂等。防老剂、软化剂、填充剂、发泡剂、着色剂等。l橡胶最大的特点是高弹性。橡胶有储能、耐磨、隔橡胶最大的特点是高弹性。橡胶有储能、耐磨、隔音、绝缘等性能。音、绝缘等性能。l2、常用合成橡胶、常用合成橡胶l合成橡胶按用途和用量分为通用橡胶和特种橡胶，合成橡胶按用途和用量分为通用橡胶和特种橡胶，前者主要用于制造轮胎、运输带、胶管、胶板、垫前者主要用于制造轮胎、运输带、胶管、胶板、垫片、密封安装等；后者主要用于高低温、强腐蚀、片、密封安装等；后者主要用于高低温、强腐蚀、强辐射等特殊环境下任务的橡胶制品。强辐射等特殊环境下任务的橡胶制品。密封圈密封圈胶管胶管轮胎轮胎
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