典型高分子材料

1、第五章 有机高分子材料 第一节 概述 第二节第二节 典型的高分子材料典型的高分子材料 高分子材料 n高分子化合物的分类 按性能及用途, 可分为塑料、橡胶、纤维 以及胶粘剂和涂料 n室温下处于玻璃态的高聚物称为塑料。 室温下处于高弹态的高聚物称为橡胶。 塑料 n塑料：是在玻璃态下使用的，具有可塑性的高 分子材料，以合成树脂为主要成分 n成分： 合成树脂 + 添加剂 （填充剂、增塑剂、 稳定剂等） n分类： 按应用范围分类：通用塑料和工程塑料 按塑料按树脂性质分：热塑性塑料； 热固性 塑料 树脂（resin） n广义上是指用作塑料基材的聚合物或预聚物。一般不 溶于水，能溶于有机溶剂。 n按来源可分

2、为天然树脂和合成树脂；按其加工行为不 同的特点又有热塑性树脂和热固性树脂之分。 n相对分子量不确定但通常较高，常温下呈固态、中固 态、假固态，有时也可以是液态的有机物质。 n具有软化或熔融温度范围，在外力作用下有流动倾向， 破裂时常呈贝壳状。 塑料 n塑料：是在玻璃态下使用的，具有可塑性的高分子材 料，以合成树脂为主要成分 n成分： 合成树脂 + 添加剂 （填充剂、增塑剂、稳定 剂等） n分类： 按应用范围分类：通用塑料、工程塑料和特种塑料 按塑料按树脂性质（受热时的行为）分：热塑性塑料； 热固性塑料 塑料 n热塑性塑料（thermoplastic polymer， thermoplasts）

3、 树脂：聚合树脂，线型高分子链 高温软化，冷却硬化，可反复进行，可以循环使用 n热固性塑料（thermosetting polymer， thermosets） 树脂：缩聚树脂，体型高分子链 加热发生化学反应，固化为坚硬制品；不溶解，加热 时不再融化，不能循环使用 塑料的成型与加工 n塑料成型工艺形式多样：浇铸成型、 吹 塑成型、压制成型、注射成型等 n塑料的加工 机械加工 塑料的连接 表面处理 压制成型 注射成型 塑料的性能特点 n优点 相对密度低，耐腐蚀性能好，电绝缘性 好，减磨、耐磨性能好，有消音吸震性 n缺点 刚性差，强度低，耐热性低，膨胀系数 大，导热系数小，蠕变温度低（“冷 流”）

4、，有老化现象 热塑性工程塑料（一） 脂肪族聚酰胺（尼龙，绵纶) n树脂：以线性晶态聚酰胺为基体 n特点：强度高、韧性好，摩擦系数低，耐磨， 有自润滑性 n应用：在机械行业中应用广泛，可用于制造要 求耐磨、耐蚀的某些承载和传动零件，如轴承、 齿轮、螺钉、螺母以及其他小型零件（应用温 度T100C） n在聚酰胺的主链中引入苯环，可增加热稳定性增加热稳定性， 此类高分子成为芳香族聚酰胺 n这是一大类液晶高分子，它的硫酸溶液为液晶 性流体，挤出可纺制纤维，硫酸脱出后，纤维 中大分子仍为高度有序排列，其有序度比常规 纤维拉伸后还高，因此它的抗拉强度高于钢材 的抗拉强度，但密度仅为钢材的1/8 n可用于轮

5、胎帘子线和特种服装（宇宙服）等 热塑性工程塑料（一） 芳香族聚酰胺 n基体：丙烯腈A-丁二烯B-苯乙烯S三种单体共聚而成的 聚合体 n聚丙烯腈的高化学稳定性和高硬度 聚丁二烯的橡胶态韧性和弹性 聚苯乙烯的良好成型性 n性能：高强度和高硬度，耐油和耐蚀，“质坚、性韧、 刚性大” n应用：各种电器的外壳，仪表盘，飞机舱内装饰板、 窗框、隔音板。汽车零件：汽车方向盘，挡泥板，扶 手以及小型轿车的车身等 热塑性工程塑料（二） ABS塑料 n含氟塑料：聚四氟乙烯(F-4），聚三氟氯乙烯（F-3），聚全氟乙 丙烯（F-46）等 n性能：极优越的化学稳定性，良好的热稳定性；良好的绝缘性， 摩擦系数小，有自润

6、滑性，不易老化 n聚四氟乙烯(F-4）塑料王塑料王 线型晶态高聚物，其结晶度为5557%，熔点为327C，具有优优 异的耐化学腐蚀性异的耐化学腐蚀性，不受任何化学试剂的侵蚀，即使在高温下及 强酸、强碱、强氧化剂中也不受腐蚀 n缺点：在390C以上分解放出有毒气体，强度较低，冷流行强， 加工成型性较差 n应用：主要用于制造减磨密封零件、密封圈、垫圈等；化工工业 中耐腐蚀零件、管道、内衬材料、过滤器，盛放氢氟酸容器；电 工中的绝缘材料；医疗中的代用血管、人工心肺等 热塑性工程塑料（三） 氟塑料 n典型的线型无定形结构，分子链上带有极性基团 n性能特点： 目前最好的透明材料，透光率高； 高强度、韧性

7、 ，不易破碎，耐紫外线和大气老化，易 成型加工 缺点： 表面硬度不高，易擦伤；导热性差和线膨胀系数大， 易在表面产生微裂纹（“银纹”），因而较脆 n应用：用于航空、汽车、仪表、光学等工业，制造电 视和雷达的屏幕，仪表外壳，光学镜片等；亦可用作 防弹玻璃 热塑性工程塑料（四） 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA，有机玻璃） 热固性塑料 酚醛塑料（PF） n酚醛塑料（以非晶态酚醛树脂为基体） 填料（木粉、 布、石棉、纸等） 通过固化反应形成交联型热固性塑料 n性能特点：有一定的机械强度和硬度，耐热性好；具 有较高的耐腐蚀性、耐磨性、良好的绝缘性 缺点： 脆性大，易碎；不耐碱；阳光下易变色，多是黑色、 墨绿

8、色 n应用：电器开关、插头等绝缘器件；汽车刹车片；机 械行业中的齿轮、凸轮、手柄等，化工中的耐酸泵 橡胶 n橡胶是以高分子化合物为基础的具有显著高弹性的材 料。它是以生胶为原料加入适量的配合剂形成的高分 子弹性体 n生胶：是橡胶制品的主要组成部分。在橡胶制备过程 中不但起粘结其他配合剂的作用，而且决定橡胶制品 的性能。 n配合剂：是为了提高和改善橡胶制品的各种性能而加 入的物质，主要有硫化剂、硫化促进剂，防老剂，软 化剂，填充剂，着色剂等 橡胶 n生产过程：生胶的熔炼、胶料的混炼、压延、压出、制品的 硫化 橡胶的硫化（Curing）就是通过橡胶分子间的化学交联作用 将基本上呈塑性的生胶转化成弹

9、性的和尺寸稳定的产品，硫 化后的橡胶的物性稳定，使用温度范围扩大。“硫化过程” 在橡胶化学中占有重要地位。 n性能特点： 具有高弹性；优良的伸缩性和可贵的积储能量的能力；良好 的耐磨性、绝缘性、隔音性 n应用： 弹性材料、密封材料、减震防震材料、传动材料、绝缘材料 胶粘剂（粘结剂、胶合剂或胶水） n胶接（粘接）：用胶粘剂把物品连接在一起的 方法。 n和其它连接方法相比，它有以下特点： 整个胶接面都能承受载荷 可连接不同种类的材料 胶接结构质量轻，表面光滑美观 具有密封作用，电绝缘性好 工艺简单，操作方便 胶粘剂（粘结剂、胶合剂或胶水） n组成：基料（一种或几种高聚物）+添加 剂（固化剂、填料、增塑剂、稀释剂等） n环氧胶粘剂（“万能胶”） 性能较全面，应用广。为满足各种需要， 有很多配方 涂料（油漆） n涂料：有机高分子胶体的混合溶液，涂 在物体表面上能干结成膜 n作用 保护作用 装饰作用 特殊作用 涂料（油漆） n组成 粘结剂+颜料+溶剂+辅助材料（催干剂、 稳定剂等） n