资源描述
,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第七章 高分子材料,HIGH POLYMER MATERIALS,第一节 概述,高分子材料,以相对分子量大于,5000,的高分子化合物为主要组成的材料,有机高分子材料,以,C,、,H,元素为主的有机化合物组成的材料,一、高分子材料的合成,1.,高分子链的组成,1),高分子链,一种或几种简单的低分子化合,物通过共价键重复连接而成的链,如，聚乙烯：,CH,2,CH,2,CH,2,2),单体,构成高分子链的低分子化合物,如，聚乙烯的单体,乙烯,：,CH,2,CH,2,3),链节,高分子链中的重复结构单元,如，聚乙烯的链节：,CH,2,CH,2,4),聚合度,高分子链中链节的重复次数,如，聚乙烯：,CH,2,CH,2,n,5),高分子链的分类,(1),碳链高分子,主链全部由,C,原子以共价键,连接而成的高分子链,如，聚乙烯：,C,C,C,H H H,H H H,(2),杂链高分子,主链中除,C,原子外，还有其,他原子的高分子链,如，,CCO,CC,(3),元素链高分子,主链中无,C,原子的高分子,链,如，,SiO,Si,2.,聚合反应的类型,1),加聚反应,由一种或多种单体相互加成而,连接成聚合物的反应，生成加聚物,如，,乙烯,聚乙烯：,C,C,C,H H H,H H H,C,C,H H,H H,2),缩聚反应,由一种或多种单体相互混合而,连接成聚合物，同时析出某种低分子物质,的反应，生成缩聚物和副产品,如，对苯二甲酸脂,乙二醇,聚脂纤维甲醇,二、高分子链的结构,1.,高分子材料的结合键,高分子链中为共价键,高分子链与链之间为范德瓦尔斯和氢键,2.,高分子链的形态,线型,支化型,体型,(,网型或交联型,),三,、高聚物的聚集态,高聚物三种聚集态结构示意图,a),晶态,b,),部分晶态,c,),非晶态,晶态：高的密度,、,熔点,、,强度,、,刚度,、,耐热性等,非晶态：好的弹性,、韧性、伸长率等,通常为部分晶态或非晶态,四,、高聚物的三种物理状态,线型非晶态高聚物的变形温度曲线示意图,玻璃态，高弹态，粘流态,塑料,室温下处于,玻璃态的高分子材料,橡胶,室温下处于高弹,态的高分子材料,第二节 高分子材料的性能特点,一,、高分子材料的力学性能特点,1.,低强度和较高比强度,珠光体：,强度较低的原因：分子链排列不规则,含有杂质,内部有空穴,内部有微裂纹,比强度较高的原因：比重小,2.,高弹性和低弹性模量,卷曲状的分子链,橡胶的弹性好,但模量较低,高弹态度,塑料的弹性较差,但模量较高,玻璃态,三类材料的应力应变曲线,1,纯金属,2,脆性材料,3,高弹性材料,3.,粘弹性,在外力作用下，高弹性变形和,粘性流动同时发生，且变形量随时间不断,增大,粘弹性引起,蠕变,应力松弛,内耗,4.,高耐磨性,小摩擦系数，如尼龙,大摩擦系数，如橡胶,1.,高绝缘性,二,、高分子材料的物化性能特点,由于是共价键结合，无自由电子,、,离子,2.,低导热性,由于无自由电子，大分子也不易振动,3.,低耐热性,受热时，分子链易发生运动，软化,4.,高热膨胀性,是金属的,3,10,倍，因为分子间结合力弱,5.,高化学稳定性,由于是共价键结合,塑料王,聚四氟乙烯，耐氢氟酸腐蚀,6.,易老化,裂解，变软,、,粘,脆化,防老化措施,加防老剂,改变结构,表面处理,喷涂料,镀金属,第三节 常用高分子材料,一,、常用工程塑料及成型加工,1.,塑料的组成及分类,1),塑料的组成,基料,树脂,添加剂,固化剂,着色剂,增塑剂，增加韧性,填充剂，改善性能，节约基料,2),塑料的分类,按树脂的热性质,热塑性塑料,热固性塑料,按应用范围,通用塑料,工程塑料,2.,常用塑料的成型与加工方法,1),几种常用成型方法,注射成型法,模压成型法,浇铸成型法,挤压成型法,注射成型示意图,1,注射机,2,模具,3,制品,模压成型示意图,1,上模,2,、,4,导柱,3,下模,2),塑料的加工,机械切削加工：与切削金属方法类似,连接,机械连接,热熔粘接（焊接）,溶剂粘接,胶粘剂粘接,表面处理,涂覆,浸渍,镀金属,3.,常用热塑性工程塑料,热塑性（热熔性）塑料,加热时软化并熔融，冷却后硬化成型，并可如此多次反复的塑料,1),聚酰胺（尼龙，锦纶）,优点：较高强度和韧性,小摩擦系数,缺点：吸水性大,影响尺寸稳定,应用：耐磨零件,如齿轮、涡轮、轴承、,密封圈、衬套等,2),聚甲基丙烯酸甲脂（有机玻璃）,优点：高透明度，高强度和韧性,缺点：低硬度，低耐磨性，低耐热性，,易溶于有机溶剂,应用：有一定透明度和强度要求的零构,件,窗玻璃，汽车风挡玻璃，飞,机座舱盖等,3),聚四氟乙烯（,F-4,塑料王）,优点：优异的耐腐蚀、耐老化及电绝缘,性，小摩擦系数，耐热,(250),耐寒,(,195),缺点：低强度,、,硬度,应用：小负荷的耐腐蚀零构件,热固性塑料,加热时经化学反应固化后，既不溶于任何溶剂，再加热也不会熔融直至分解的塑料,4.,常用热固性工程塑料,1),酚醛塑料,优点：良好的绝缘性,、耐热性，,较高强,度,、,硬度和刚度,缺点：性脆易碎，易变色,应用：电器开关、插座、插头、外壳等,绝缘零件，小负荷的机器零件,2),环氧塑料,优点：高的比强度,、,耐热性，耐蚀性,、,绝缘性,缺点：价格高,应用：塑料模具、精密量具、绝缘器件,等,二,、常用橡胶材料,1.,橡胶的组成,、成型及,分类,1),橡胶的组成,生胶,配合剂,硫化剂,着色剂,增塑剂,补强剂,防老剂,增强材料,纤维织品,帘布,钢丝,线型分子链经硫化处理,后，产生少量的交联碳硫共价结合犹如一根根小弹簧，使橡胶具有高弹性和低弹性模量,2),橡胶制品生产过程,生胶塑炼,胶料混炼,压延,压出,硫化,3),橡胶的分类,按原料来源,天然橡胶,合成橡胶,按应用范围,通用橡胶,特种橡胶,2.,天然橡胶,缺点：耐油和耐溶剂性能差，耐臭氧老,化较差，不耐高温,应用：制造轮胎、胶带、胶管,、胶鞋,等,3.,通用合成橡胶,1),顺丁橡胶,优点：弹性,、耐磨,性,、耐热性、耐寒性,优于天然橡胶,缺点：强度较低，加工性差，抗撕性差,应用：主要制作轮胎,2),氯丁橡胶（,“,万能橡胶,”,）,优点：耐油,、耐溶剂、耐氧化、耐老化、,耐酸、耐热、耐燃烧,缺点：耐寒性差，密度大,应用：主要制作（底下矿井用）耐燃橡,胶制品,4.,特种合成橡胶,1),丁腈橡胶,特点：,耐油,性好,应用：主要制作耐油制品，如汽车油刹,车皮碗,、胶管等,2),氟橡胶,特点：耐蚀,、耐热性好，价格贵,应用：主要制作高级密封件,3),硅橡胶,特点：耐热,、耐寒、抗老化、绝缘性,好，价格贵,应用：主要制作高级密封件，耐高温的,电线,、,电缆包皮,
展开阅读全文