1.7常用非金属材料

第七节常用非金属材料 塑料橡胶高分子材料粘结剂合成纤维陶器瓷器非金属材料陶瓷材料玻璃水泥玻璃钢复合材料搪瓷三合板橡胶轮胎 通常将金属及合金以外的其余材料称为非金属材料 一 高分子材料基本概念 高分子材料是以高分子化合物为主要组成部分的材料 高分子化合物是指分子量很大 分子量一般在5000以上 的有机化合物 也称聚合物或高聚物 1 单体组成高分子化合物的低分子化合物 是合成高分子的材料 如 低分子乙烯CH2 CH2单体组成聚乙烯 2 链节构成高分子链的基本结构单元 3 聚合度即 高分子所含链节的数目n 由此 大分子链的分子量M 链节的分子量m与聚合度n的乘积 即M m n 2 大分子链的几何形态 1 线型结构分子链呈细长条状 通常卷曲成不规则的线团 受拉时可伸展成直线 特点 分子链间没有化学键 易移动 可溶可熔 2 支链型结构在高分子主链上带有一些小支链 整个分子链呈树枝状 3 体型结构大分子链之间通过支链或化学键连接成网状结构 特点 结构稳定 不溶不熔 塑性低 脆性大 图1 18 高聚物的结构示意图 1 塑料塑料的组成树脂 40 90 主体 命名的依据填料 改善性能 降低成本 占5 50 如石棉 耐热 石墨 耐磨增塑剂 增加树脂塑性和柔韧性 例 聚氯乙烯增塑剂不同可制成硬管 软人革 泡沫塑料 其它 固化剂 稳定性 着色剂 阻燃剂 防老化剂等 塑料的特性 质轻 比强度高 耐化学腐蚀性好 耐磨 具有良好的消声吸振性 成型性 着色性和优异的电绝缘性能等 1 塑料的分类通用塑料按使用特性分工程塑料特种塑料 通用塑料有五大品种 聚乙烯 聚丙烯 聚氯乙烯 聚苯乙烯及丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 通用塑料特点 产量大 用途广泛 成型性好 价格低廉 聚乙烯 PE 特点 耐化学腐蚀性 绝缘性好 力学性能不好 工程塑料 有聚酰胺 聚砜等 特点 强度较高 韧性较好 耐磨 耐疲劳 耐油 耐水 耐腐蚀 耐热性不好 吸水性和成型收缩率较大 1 塑料的分类 按热性质可分为A热塑性塑料 常温下是固体 受热熔融 可反复重塑如聚乙烯 聚丙烯 尼龙 B热固性塑料 一次成型后 受热不再软化 强热下发生分解破坏 不可反复使用 不熔不溶如环氧塑料 酚醛塑料等 2 橡胶 基本概念 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100 1000 而且回弹性好 回弹速度快 橡胶的性能 良好的耐磨性 隔音性 绝缘性和不透气 不透水性 用途 密封 防腐 减振 绝缘 1 橡胶的分类1 按来源分 天然橡胶 合成橡胶天然橡胶主要来源于三叶橡胶树 2 按用途分 通用橡胶 特种橡胶通用橡胶有天然橡胶 丁苯橡胶 氯丁橡胶 特种橡胶有聚氨酯橡胶 乙丙橡胶和氟橡胶 特种橡胶具有特殊性能如耐热 耐寒 耐化学腐蚀 耐油 耐溶剂 耐辐射等 3 胶黏剂 基本概念 胶黏剂是利用化学力将两个分离的表面机械地粘合在一起的物质 主要由粘料 固化剂 促进剂 增塑剂 增韧剂 稀释剂 溶剂 填料 偶联剂 防老剂 阻燃剂 增粘剂 阻聚剂等组成 常用的粘料有合成树脂 合成橡胶以及由它们组成的混合物或共聚物 二 陶瓷 基本概念 陶瓷是无机高分子材料 随着无机非金属材料的发展 陶瓷材料包括陶器 瓷器 玻璃 水泥 耐火材料和新型无机非金属材料 陶瓷的特点 硬度极高 耐磨性 耐腐蚀性好 抗压强度高 耐高温和抗氧化性能力强 但质脆 易碎 延展性差 抗急冷 急热能力差 陶瓷的分类 1 普通陶瓷 陶瓷器 玻璃 水泥和耐火材料等 2 特殊陶瓷 具有独特的性能 用于化工 冶金 机械 电子 能源和一些新技术中 氮化硅陶瓷球 氮化硅全陶瓷轴承 三 复合材料基本概念 复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料 它可以发挥各种材料的优点 克服单一的材料的缺陷 扩大材料的应用范围 复合材料的特点 质量小 强度高 加工成型方便 弹性优良 耐腐蚀性好等 复合材料的分类 根据复合材料增强剂的种类和结构形式的不同 复合材料分为纤维增强复合材料 层状复合材料和颗粒复合材料三种 1 纤维增强复合材料 主要包括玻璃纤维增强复合材料和碳纤维增强复合材料 玻璃纤维增强复合材料 又称玻璃钢 是以玻璃纤维及制品为增强剂 以树脂为粘结剂制成的纤维增强复合材料 碳纤维增强复合材料 是以碳纤维或其织物为增强剂 以树脂 金属 陶瓷等为粘结剂而制成的纤维增强复合材料 2 层状复合材料 是由两层或两层以上不同材料结合而成 主要有玻璃复合 塑料复合 多层复合等层状复合材料 3 颗粒复合材料是由一种或多种颗粒均匀分布在基体材料内而制成的复合材料 主要有金属粒与塑料复合 陶瓷粒与金属复合