第八章高分子材料

1、第八章第八章 高分子材料高分子材料 Polymer Materials 认识高分子与高分子材料认识高分子与高分子材料高分子无处不在！高分子无处不在！现实生活中的高分子材料现实生活中的高分子材料现实生活中的高分子材料现实生活中的高分子材料现实生活中的高分子材料现实生活中的高分子材料现实生活中的高分子材料现实生活中的高分子材料现实生活中的高分子材料现实生活中的高分子材料现实生活中的高分子材料现实生活中的高分子材料现实生活中的高分子材料现实生活中的高分子材料现实生活中的高分子材料现实生活中的高分子材料现实生活中的高分子材料现实生活中的高分子材料现实生活中的高分子材料现实生活中的高分子材料现实生活中的

2、高分子材料现实生活中的高分子材料现实生活中的高分子材料现实生活中的高分子材料白色污染天天 然然 高高 分分 子子的的 直直 接接 利利 用用天天 然然 高高 分分 子子的的 化化 学学 改改 性性天然橡胶的硫化天然橡胶的硫化, , 硝化纤维的合成等硝化纤维的合成等淀粉、蛋白质、棉麻丝、竹、木等淀粉、蛋白质、棉麻丝、竹、木等聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯高高 分分 子子 合合 成成高高 分分 子子 时时 代代高分子科学的发展概况高分子科学的发展概况第一节第一节 高分子材料的高分子材料的 分类及性能分类及性能v按材料来源分：按材料来源分：橡胶橡胶纤维纤维塑料塑料高

3、分子胶粘剂高分子胶粘剂高分子涂料高分子涂料高分子基复合材料高分子基复合材料 v按材料特性分：按材料特性分：天然高分子天然高分子半合成高分子半合成高分子合成高分子合成高分子普通高分子材料普通高分子材料功能高分子材料功能高分子材料v按材料用途分：按材料用途分：按性能和用途分类按性能和用途分类塑料、橡胶、纤维塑料、橡胶、纤维、粘合剂、涂料、粘合剂、涂料、功能高分子功能高分子高分子分类高分子分类橡胶是有机高分子弹性化橡胶是有机高分子弹性化合物。在很宽的温度（合物。在很宽的温度（50150）范围内具有）范围内具有优异的弹性，所以又称为优异的弹性，所以又称为高弹体。高弹体。能把各种材料紧能把各种材料紧密地

4、结合在一起密地结合在一起的物质。的物质。涂布在物体表面涂布在物体表面而形成具有保护而形成具有保护和装饰作用膜层和装饰作用膜层的材料。的材料。具有特定的功能具有特定的功能作用，可作功能作用，可作功能材料使用的高分材料使用的高分子化合物。子化合物。在常温下具有固定的形状和在常温下具有固定的形状和强度，在高温下具有可塑性强度，在高温下具有可塑性的高分子化合物。在外力的的高分子化合物。在外力的作用下，可以产生形变，加作用下，可以产生形变，加工成任何所需的形状。工成任何所需的形状。纤维是指长度比其直径纤维是指长度比其直径大很多倍大很多倍(大于大于1000/1)，并具有一定柔韧性的纤并具有一定柔韧性的纤细

5、物质。细物质。第二节 塑料n塑料塑料 以有机合成树脂为主要组成的高分子以有机合成树脂为主要组成的高分子材料。可在加热、加压条件下塑制成型，故材料。可在加热、加压条件下塑制成型，故称塑料。称塑料。n 塑料以有机合成树脂为基础，加入添加剂塑料以有机合成树脂为基础，加入添加剂 所组成。所组成。一、塑料的组成及分类一、塑料的组成及分类 塑料的组成塑料的组成 1、合成树脂 高分子化合物：如酚醛树脂、聚乙烯等，高分子化合物：如酚醛树脂、聚乙烯等，是塑料的主要组成，也起粘接剂作用。是塑料的主要组成，也起粘接剂作用。 2、添加剂 (1) (1) 填料或增强材料填料或增强材料 起增强作用。起增强作用。 (2)

6、(2) 固化剂固化剂 使树脂具有体型结构，成使树脂具有体型结构，成为较坚硬和稳定的塑料制品。为较坚硬和稳定的塑料制品。 (3) (3) 增塑剂增塑剂 提高树脂可塑性和柔性。提高树脂可塑性和柔性。 (4) (4) 稳定剂稳定剂 防止塑料过早老化。防止塑料过早老化。 塑料的分类塑料的分类 1、按树脂的性质分类 （1 1）热塑性塑料）热塑性塑料 加热时软化并熔融，可塑造成形，冷却后成加热时软化并熔融，可塑造成形，冷却后成型并保持既得形状，该过程可反复进行。型并保持既得形状，该过程可反复进行。 如：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺如：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺( (尼尼龙龙) )、聚甲醛、聚碳酸

7、脂等。、聚甲醛、聚碳酸脂等。 加工成形简便，具有较高的机械性能，但耐加工成形简便，具有较高的机械性能，但耐热性和刚度较低。热性和刚度较低。塑料的分类塑料的分类 （2 2）热固性塑料）热固性塑料 初加热时软化，可塑造成形，但固化后初加热时软化，可塑造成形，但固化后再加热将不再软化再加热将不再软化, ,也不溶于溶剂。也不溶于溶剂。 如：酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯如：酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯 耐热性高，受压不易变形，有一定强度耐热性高，受压不易变形，有一定强度和刚度，较脆。和刚度，较脆。 2、按使用范围分类 （1 1）通用塑料）通用塑料 应用范围广、生产量大的塑料品种。应用范围广、生产量大

8、的塑料品种。 聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚烯烃、酚醛塑料聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚烯烃、酚醛塑料和氨基塑料等，产量约占塑料总产量的四分之和氨基塑料等，产量约占塑料总产量的四分之三以上。三以上。 （2 2）工程塑料）工程塑料 综合工程性能综合工程性能( (机械性能、耐热耐寒性能、机械性能、耐热耐寒性能、耐蚀性和绝缘性能等耐蚀性和绝缘性能等) )良好的各种塑料。良好的各种塑料。 如聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯和如聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯和ABSABS等。等。 （3 3）耐热塑料）耐热塑料 能在较高温度（能在较高温度（100100200200）工作。）工作。 聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、有机硅树聚四氟乙烯、聚三氟氯

9、乙烯、有机硅树脂、环氧树脂等。脂、环氧树脂等。改改良良的的聚聚碳碳酸酸酯酯材材料料 透明塑料制成的新款透明塑料制成的新款eXasis概念汽车概念汽车 2007.3日内瓦日内瓦二、塑料的性能特点二、塑料的性能特点n1质量轻n2化学稳定性好n3比强度高n4良好的电绝缘性能n5优良的耐磨、减摩性n6良好的吸振性和消声性三、塑料在汽车中的应用三、塑料在汽车中的应用表表8-2 8-2 汽车对塑料的性能要求汽车对塑料的性能要求力学性能要求具有一定的抗拉强度、抗压强度、剪切强度和冲击强度热学性能要求具有一定的耐热性。在发动机室里使用的部件温度一般为120，有时高达150170，塑料的性能受高温影响很大，高温

10、下性能降低，低温易发生脆化长期使用性能要求具有抗蠕变性能。塑料粘弹性体有蠕变特性，在长期承受载荷下易发生变形尺寸稳定性要求在使用过程中尺寸稳定。塑料比金属材料收缩率大，固化后达到稳定尺寸也需要一定时间三、塑料在汽车中的应用三、塑料在汽车中的应用三、塑料在汽车中的应用三、塑料在汽车中的应用具体部件的材料选择具体部件的材料选择仪表板总成仪表板总成123546标号部件材料特性1除雾格栅耐热ABS高耐热，高冲击，低光泽PC/ABSPP+Talc2仪表板耐热ABS高耐热，高冲击，低光泽，尺寸稳定性PC/ABSPP+Talc3仪表盘耐热ABS高耐热，高冲击，低光泽，PC/ABSPP+EPDM+Talc4控

11、制面板耐热ABS耐热，高冲击，易于涂装，PC/ABS5出风格栅耐热ABS高耐热，尺寸稳定，PC/ABSPET/PBT+GFPP+Talc6杂物箱耐热ABS高耐热，高冲击，低光泽，PC/ABSPP+ Talc具体部件的材料选择具体部件的材料选择车门内饰车门内饰标号部件材料特性1扶手耐热ABS耐热，高冲击，耐化学品PC/ABSPP+Talc2拉手耐热ABS耐热，高冲击、尺寸稳定，易于涂装、电镀PC/ABSPPPC/PBT3衬板耐热ABS耐热，高冲击，尺寸稳定PC/ABSPP+Talc4音箱盖板耐热ABS高耐热，高冲击，尺寸稳定PC/ABS2143具体部件的材料选择具体部件的材料选择保险杠保险杠部件

12、材料特性保险杠PBT/ABS超高冲击，耐低温、高流动性，尺寸稳定、耐化学品、易于涂装，PC/ABSPC/PBTPP/EPDM+Talc具体部件的材料选择具体部件的材料选择车车 灯灯标号部件材料特性1托架PC/ABS高耐热，高冲击、尺寸稳定PC/PBTPBT+GF2灯体耐热ABS高耐热，高流动，易于涂装、真空镀铝PC/ABSPP+Talc3透明面罩PC高透明，UV稳定PMMA123第三节第三节 橡胶橡胶 橡胶橡胶 具有极高弹性的高分子材料。具有极高弹性的高分子材料。 性能特点性能特点 弹性变形量可达弹性变形量可达10010010001000，而，而且回弹性好，回弹速度快。且回弹性好，回弹速度快。

13、 橡胶还有一定的耐磨性，很好的绝缘橡胶还有一定的耐磨性，很好的绝缘性和不透气、不透水性。性和不透气、不透水性。橡胶制品的应用领域 一架飞机需橡胶一架飞机需橡胶 600 Kg （上万个零件）（上万个零件） 一艘一艘35,000吨的轮船吨的轮船 需橡胶需橡胶 60 T 生产生产1,000 T年年 橡胶橡胶： 天然橡胶天然橡胶 占地占地3万亩，种树万亩，种树300万株，工人万株，工人5,000 6,000人人。 合成橡胶合成橡胶 占地占地10亩，工人几十人。亩，工人几十人。 一、橡胶制品的组成 生胶生胶 人工合成人工合成用于制胶的高分子聚合物。用于制胶的高分子聚合物。 生胶先进行塑练，呈塑性状态，再

14、加入各生胶先进行塑练，呈塑性状态，再加入各种配料，经过混练成型、硫化处理。种配料，经过混练成型、硫化处理。 （1 1） 硫化剂硫化剂 硫化处理：硫化处理：变塑性生胶为弹性胶的处理变塑性生胶为弹性胶的处理。能起硫化作用的物质称硫化剂，有硫磺、含能起硫化作用的物质称硫化剂，有硫磺、含硫化合物、硒、过氧化物等。硫化合物、硒、过氧化物等。 （2 2） 硫化促进剂硫化促进剂 胺类、胍类、硫脲类物质，胺类、胍类、硫脲类物质，降低硫化温度、降低硫化温度、加速硫化过程加速硫化过程。 （3 3） 补强填充剂补强填充剂 提高橡胶的机械性能，改善其加工工艺提高橡胶的机械性能，改善其加工工艺性能，降低成本。性能，降低

15、成本。如碳黑、陶土、碳酸钙、如碳黑、陶土、碳酸钙、硫酸钡、氧化硅、滑石粉等。硫酸钡、氧化硅、滑石粉等。橡胶工人从橡胶树橡胶工人从橡胶树上提取橡胶上提取橡胶 二、橡胶的分类 按照原料的来源，橡胶可分为按照原料的来源，橡胶可分为天然橡胶天然橡胶和和合成橡胶合成橡胶两大类。两大类。 合成橡胶：合成橡胶：丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、 氯丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、 硅橡胶、硅橡胶、 氟橡胶。氟橡胶。 按用途合成橡胶分成两类：按用途合成橡胶分成两类： 通用橡胶通用橡胶 性能和天然橡胶接近、可以性能和天然橡胶接近、可以代替天然橡胶代替天然橡胶 特种橡胶特种橡胶 具有特殊性能具有特殊性

16、能n（1 1）高弹性）高弹性 n（2 2）热可塑性）热可塑性 n（3 3）粘着性）粘着性n（4 4）耐热性）耐热性 n（5 5）耐候性）耐候性 n（6 6）耐油性）耐油性 三、橡胶的主要性能指标三、橡胶的主要性能指标四、橡胶在汽车中的应用四、橡胶在汽车中的应用橡胶在汽车中的应用橡胶在汽车中的应用汽车底盘用橡胶件真空助力密封件转向系统橡胶件 橡胶占汽车用材料总重量的橡胶占汽车用材料总重量的5%5%，每辆汽车需橡胶件每辆汽车需橡胶件400-500400-500个。汽个。汽车上大量使用的氟橡胶、硅橡胶、车上大量使用的氟橡胶、硅橡胶、丙烯酸酯橡胶等高档橡胶和耐热丙烯酸酯橡胶等高档橡胶和耐热.轮胎轮胎车

17、门窗密封条车门窗密封条雨刮器雨刮器连接软管连接软管密封件密封件防振件防振件传动件传动件衬垫类衬垫类液压制动缸中的皮碗液压制动缸中的皮碗风扇皮带风扇皮带第四节第四节 胶粘剂胶粘剂n胶黏剂胶黏剂（adhesive） ：又称粘合剂、粘接剂，简称胶。它是一种能够把又称粘合剂、粘接剂，简称胶。它是一种能够把两种两种同类同类或或不同类不同类材料紧密地结合在一起的物质。材料紧密地结合在一起的物质。 采用采用胶黏剂胶黏剂将各种材料或部件连接起来的技术将各种材料或部件连接起来的技术称为称为胶接技术胶接技术。n胶黏剂是一类胶黏剂是一类古老古老而又而又年轻年轻的材料。的材料。n早在数千年前，人类的祖先就已经开始使用

18、胶黏剂。早在数千年前，人类的祖先就已经开始使用胶黏剂。许多出土文物表明，许多出土文物表明，5000年前年前我们祖先就会用粘土、淀我们祖先就会用粘土、淀粉和香松等天然产物做胶黏剂；粉和香松等天然产物做胶黏剂；4000千多年前千多年前就会用生就会用生漆做胶黏剂和涂料制造器具；漆做胶黏剂和涂料制造器具；3000年前年前的周朝已用动物的周朝已用动物胶作木船的填缝密封胶。胶作木船的填缝密封胶。胶黏剂的历史胶黏剂的历史两千年前两千年前的秦朝用的秦朝用糯米浆糯米浆与与石灰石灰作砂浆粘合长城的作砂浆粘合长城的基石，使万里长城成为中基石，使万里长城成为中华民族伟大文明的象征之华民族伟大文明的象征之一。一。一、胶

19、粘剂的组成及分类一、胶粘剂的组成及分类1.胶黏剂组成胶黏剂组成n胶黏剂胶黏剂通常是由基料、固化剂、促进剂、填料、增韧通常是由基料、固化剂、促进剂、填料、增韧剂、稀释剂、偶联剂、稳定剂，防老剂、增粘剂、增剂、稀释剂、偶联剂、稳定剂，防老剂、增粘剂、增稠剂等配合而成。稠剂等配合而成。n基料又称基料又称粘料粘料，是胶黏剂的主要成分。有，是胶黏剂的主要成分。有天然聚合物天然聚合物、合成聚合物及合成聚合物及无机物无机物三大类。三大类。 1.胶黏剂组成胶黏剂组成固化剂：固化剂： 是使液态基料通过是使液态基料通过化学反应化学反应，发生聚合、缩，发生聚合、缩聚或交联反应，转变成聚或交联反应，转变成高分子量固体

20、高分子量固体，使胶接接头具有，使胶接接头具有力学强度力学强度和和稳定性稳定性的物质。不同的基料应选用固化快、的物质。不同的基料应选用固化快、质量好、用量少的固化剂。质量好、用量少的固化剂。1.胶黏剂组成胶黏剂组成填料：填料： 是是不参与反应的惰性物质不参与反应的惰性物质，可提高胶接强度、，可提高胶接强度、耐热性、尺寸稳定性并可降低成本。其品种很多，如石耐热性、尺寸稳定性并可降低成本。其品种很多，如石棉粉、铝粉、云母、石英粉、碳酸钙、钛白粉、滑石粉棉粉、铝粉、云母、石英粉、碳酸钙、钛白粉、滑石粉等。各有不同效果，根据要求选用。等。各有不同效果，根据要求选用。1.胶黏剂组成胶黏剂组成增韧剂：增韧剂

21、： 能提高胶黏剂的能提高胶黏剂的柔韧性柔韧性，降低脆性降低脆性， 改善改善抗冲击性抗冲击性等。等。 稀释剂：稀释剂： 降低胶黏剂的降低胶黏剂的粘度粘度，便于施工操作，便于施工操作，有能参与固化反应的有能参与固化反应的活性稀释剂活性稀释剂和和惰性稀释剂惰性稀释剂两种。两种。 1.胶黏剂组成胶黏剂组成偶联剂偶联剂 ： 具有能分别和被粘物及粘合剂具有能分别和被粘物及粘合剂反反 应成键应成键的两种基团，提高胶接强度。多的两种基团，提高胶接强度。多为为硅氧烷硅氧烷或或聚对苯二甲酸酯化合物。聚对苯二甲酸酯化合物。稳定剂稳定剂 ：为防止胶黏剂：为防止胶黏剂长期受热分解长期受热分解或贮或贮存时性能变化的成分。

22、存时性能变化的成分。2、胶黏剂的分类、胶黏剂的分类 n（1） .按基料分类：按基料分类： （2）按胶粘剂的主要用途分类）按胶粘剂的主要用途分类n1）结构胶。n2）非结构胶。n3）次（准）结构胶。二、胶粘工艺二、胶粘工艺n 粘结技术是一门独立的边缘学科，是现代科学技术的一门新技术、新材料、新工艺，具有快速、牢固、经济、节能等特点，可代替部分铆接、焊接和机械装配繁琐工艺。1表面处理表面处理n（1 1）金属材料的表面处理）金属材料的表面处理 主要对金属材料表面进行除油和除主要对金属材料表面进行除油和除锈处理。通常采用有机溶剂清洗、碱性溶液清洗或电化学法去除锈处理。通常采用有机溶剂清洗、碱性溶液清洗或

23、电化学法去除表面油污；而除锈一般采用机械处理和化学处理两种方法。表面油污；而除锈一般采用机械处理和化学处理两种方法。n（2 2）非金属材料的表面处理）非金属材料的表面处理 处理方法有机械处理法，物理、处理方法有机械处理法，物理、化学处理法，辐射接枝法和溶剂处理法等。化学处理法，辐射接枝法和溶剂处理法等。n1 1）机械处理法。）机械处理法。n2 2）物理处理法。）物理处理法。n3 3）化学处理法。）化学处理法。n4 4）辐射接枝法。）辐射接枝法。n5 5）溶剂处理。）溶剂处理。2粘结剂的配制与涂敷粘结剂的配制与涂敷n（1）配制）配制 粘接剂与固化剂（或橡胶与硫化剂）的比例必须适当，粘接剂与固化剂

24、（或橡胶与硫化剂）的比例必须适当，搅拌充分，才能获得性能优良、分布均匀的固化产物，否则将会搅拌充分，才能获得性能优良、分布均匀的固化产物，否则将会降低粘接效果。如：环氧树脂和二乙烯三胺配制的粘结剂，搅拌降低粘接效果。如：环氧树脂和二乙烯三胺配制的粘结剂，搅拌不充分将使抗剪强度降低不充分将使抗剪强度降低1/2左右。左右。n（2）涂胶）涂胶 选用合适的工具将粘接剂涂敷在被粘材料表面。涂胶选用合适的工具将粘接剂涂敷在被粘材料表面。涂胶黏度、涂胶速度和涂胶量直接影响粘结强度与粘结效果。黏度、涂胶速度和涂胶量直接影响粘结强度与粘结效果。3粘合后的处理方式粘合后的处理方式n（1）粘合后胶层的晾置与环境 不

25、同特性的粘结剂，所需晾置时 间与环境亦不相同。n1）不含惰性溶剂的粘结剂（环氧树脂胶等）不需晾置。n2）需要微量潮湿环境催化、迅速聚合的胶粘剂（-氰基丙烯酸 酯等），晾置时间应越短越好。n3）含有惰性溶剂的粘结剂（酚醛树脂胶等）应采用多层涂敷、 逐层晾置的方式，即每涂一层晾置2030min，以保证溶剂得以 充分挥发，否则残存溶剂将降低粘结强度。n4）晾置环境的湿度应是越低越好，特别是对湿气敏感的粘结剂 （聚氨酯胶、氯丁胶等）。n5）要求高温固化的粘结剂，应按技术要求严格控制环境温度与 加温时间，防止早期固化。3粘合后的处理方式粘合后的处理方式n（2）固化方式、固化温度、时间及加热方法n（3）加

26、压方式 n1）触压。n2）锤击施压。n3）机械加压。n4）压力机加压。三、胶粘剂在汽车中的应用三、胶粘剂在汽车中的应用1 1、汽车风窗玻璃橡胶条的胶接和密封、汽车风窗玻璃橡胶条的胶接和密封、汽车顶篷泡沫塑料的胶接汽车顶篷泡沫塑料的胶接2 2、汽车风窗玻璃直接胶接、汽车风窗玻璃直接胶接3 3、汽车的钢板钣金件接缝的胶接密封、汽车的钢板钣金件接缝的胶接密封4 4、防震隔热用胶粘剂的应用、防震隔热用胶粘剂的应用5 5、汽车的流水槽密封胶接、汽车的流水槽密封胶接6 6、汽车刹车蹄与刹车片的胶接、汽车刹车蹄与刹车片的胶接7 7、汽车喇叭、车灯的胶接、汽车喇叭、车灯的胶接n纤维是指长度比其直径大很多倍、有

27、一纤维是指长度比其直径大很多倍、有一定柔韧性的纤细物质。定柔韧性的纤细物质。 第五节第五节 纤维纤维合成纤维合成纤维天然纤维天然纤维羊毛羊毛棉棉聚酰胺纤维（锦纶）聚酰胺纤维（锦纶）聚酯纤维聚酯纤维(涤纶）涤纶）聚丙烯腈纤维（腈纶）聚丙烯腈纤维（腈纶）一、纤维的分类一、纤维的分类化学纤维化学纤维人造纤维人造纤维二、合成纤维的性能特点二、合成纤维的性能特点n（1）涤纶纤维 n（2）锦纶纤维 n（3）丙纶纤维n（4）腈纶纤维 n（5）玻璃纤维 n（6）碳纤维性能：性能：显著优点是：抗皱、保型、挺括、美观。对热、光稳定性好。显著优点是：抗皱、保型、挺括、美观。对热、光稳定性好。润湿时强度不降低，经洗耐

28、穿，可与其他纤维混纺。年久不会润湿时强度不降低，经洗耐穿，可与其他纤维混纺。年久不会变黄。缺点是不吸汗，而且需要高温染色变黄。缺点是不吸汗，而且需要高温染色 结构式结构式: :用途：用途：是产量最大的合成纤维，大约是产量最大的合成纤维，大约90%90%作为衣料用（纺织品为作为衣料用（纺织品为75%75%，纺织物为纺织物为15%15%）。用于工业生产的只占总量的）。用于工业生产的只占总量的6%6%左右左右 (1)涤纶、的确良涤纶、的确良 (聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯)nCOOCOO (CH2)2O性能：性能：强韧耐磨、弹性高、质量轻，染色性好，较不易起皱，抗疲强韧耐磨、弹性高、质量

29、轻，染色性好，较不易起皱，抗疲劳性好。吸湿率为劳性好。吸湿率为3.5%5.0%，在合成纤维中是较大的，吸，在合成纤维中是较大的，吸汗性适当，但容易走样汗性适当，但容易走样 用途：用途：约一半作衣料用，一半用于工业生产。在工业生产应用中，约约一半作衣料用，一半用于工业生产。在工业生产应用中，约1/31/3是做轮胎帘子线。是做轮胎帘子线。结构式结构式: :NH (CH2)6 NH C (CH2)4 COOn(2)锦纶锦纶-66，尼龙，尼龙-66（聚己二酰己二胺纤维）（聚己二酰己二胺纤维）性能：性能：具有与羊毛相似的特性，质轻，保温性和体积膨大性优良。具有与羊毛相似的特性，质轻，保温性和体积膨大性优

30、良。强韧（与棉花相同）而富有弹性，软化温度高。吸水率低，强韧（与棉花相同）而富有弹性，软化温度高。吸水率低，不适宜作贴身内衣。缺点是强度不如尼龙和涤纶不适宜作贴身内衣。缺点是强度不如尼龙和涤纶 结构式结构式: :用途：用途：大约大约70%70%作衣料用（纺织物占作衣料用（纺织物占60%60%左右），用于工业生产的只占左右），用于工业生产的只占5%5%左右左右 (3)腈纶、人造羊毛腈纶、人造羊毛 (聚丙烯腈纤维聚丙烯腈纤维)nCNCH2CH (4) 丙 纶 化学名化学名聚丙烯聚丙烯纤维，商品名丙纶。由丙烯纤维，商品名丙纶。由丙烯的聚合物的聚合物- -聚丙烯制成。聚丙烯制成。 1 1、特点、特点

31、质轻、强度大，密度只有质轻、强度大，密度只有0.91g/cm0.91g/cm3 3，比，比腈纶还轻，能浮在水面上，是腈纶还轻，能浮在水面上，是渔网渔网的理想材料，的理想材料，也是也是军用蚊帐军用蚊帐的好材料。的好材料。 丙纶耐磨性优良，吸湿性很小，还能耐丙纶耐磨性优良，吸湿性很小，还能耐酸、碱腐蚀。用丙纶制的织物，酸、碱腐蚀。用丙纶制的织物，易洗快干易洗快干，经，经久耐用。久耐用。 2 2、丙纶应用、丙纶应用 制作衣料、制作衣料、毛毯、地毯、工作服毛毯、地毯、工作服。 制作包装薄膜制作包装薄膜、降落伞。、降落伞。 医用纱布和手术衣等。医用纱布和手术衣等。丙纶纤维丙纶纤维 性能：性能：亲水性好，

32、吸湿率可达亲水性好，吸湿率可达5%，和尼龙相当，与棉花（，和尼龙相当，与棉花（7%）相）相近。强度与聚酯或尼龙相近，拉伸弹性比羊毛差，比棉花好近。强度与聚酯或尼龙相近，拉伸弹性比羊毛差，比棉花好 结构式结构式: :用途：用途：70%用于工业生产，其中以布和绳索居多。可代替棉花作衣料用于工业生产，其中以布和绳索居多。可代替棉花作衣料用用 (5)维纶、维尼纶（聚乙烯醇纤维）维纶、维尼纶（聚乙烯醇纤维）nOHCH2CH碳纤维碳纤维防静电手套 (6)碳纤维制品碳纤维制品宝马m3碳碳纤车顶版_（7）玻璃纤维制品玻璃纤维玻璃纤维窗纱图片玻璃纤维玻璃纤维纱图片玻璃纤维玻璃纤维硬管 合成合成树脂玻璃钢即玻璃纤

33、维纤维增强 玻璃纤维连续毡玻璃纤维汽车配件（7）玻璃纤维制品三、合成纤维在汽车中的应用三、合成纤维在汽车中的应用合成纤维合成纤维原料:己内酰胺,尼龙6应用应用于汽车汽车部件的短玻璃纤维纤维第六节第六节 涂装材料涂装材料n涂装材料是一种流动状态的或粉末状态的有机物质，可以采用不同的工艺将其涂覆在物体表面上，形成黏附牢固、具有一定强度的连续固态薄膜。遮阳形成的膜通称涂膜，又称漆膜或涂层。n汽车用涂料是指汽车制造涂装和汽车修理涂装使用的涂料，一、涂装材料的组成及分类一、涂装材料的组成及分类涂料的组成成膜物质颜料溶剂助剂1. 成膜物质成膜物质n成膜物质是组成涂料的基础，它具有黏结涂料中其他组分形成涂膜

34、的作用，对涂料和涂膜的性质起着决定性作用。涂料的成膜物质可分为非转化型成膜物质和转化型成膜物质两大类。2. 颜料颜料 颜料是具有一定颜色的矿物质或有机物质。它一般不溶于水颜料是具有一定颜色的矿物质或有机物质。它一般不溶于水或其他介质（如油等），但其细微个体粉末能均匀或其他介质（如油等），但其细微个体粉末能均匀 地分散在介质地分散在介质中。中。 颜料是涂料的次要成膜物质，它不仅使涂膜呈现必要的色彩，颜料是涂料的次要成膜物质，它不仅使涂膜呈现必要的色彩，遮盖被涂物的底层，使涂膜具有装饰性，更重要遮盖被涂物的底层，使涂膜具有装饰性，更重要 的是它能改善涂的是它能改善涂料的物理及化学性能，提高涂膜的机

35、械强度、附着力和防腐性能。料的物理及化学性能，提高涂膜的机械强度、附着力和防腐性能。（1）按它们的化学成分可以划分为有机颜料和无机颜料两）按它们的化学成分可以划分为有机颜料和无机颜料两 大类。大类。（2） 每大类中，按其来源不同又可以分为天然颜料和合成每大类中，按其来源不同又可以分为天然颜料和合成 颜料之颜料之分。分。（3）在涂料工业中，根据颜料在涂料中所起的主要作用不）在涂料工业中，根据颜料在涂料中所起的主要作用不 同，可同，可分为着色颜料、体质颜料和防锈颜料分为着色颜料、体质颜料和防锈颜料3类。类。（1）着色颜料）着色颜料 着色颜料在涂料中的主要作用是赋予涂料各种不同的颜色，提高涂料的着色

36、颜料在涂料中的主要作用是赋予涂料各种不同的颜色，提高涂料的遮遮 盖性能，满足涂料的装饰性和其他特殊的要求。赋予涂料各种不同的颜盖性能，满足涂料的装饰性和其他特殊的要求。赋予涂料各种不同的颜色，提高涂料的遮盖性能，满足涂料的装饰性和其他特殊的要求。色，提高涂料的遮盖性能，满足涂料的装饰性和其他特殊的要求。（2）体质颜料）体质颜料 体质颜料又称为填料或填充料。涂料中凡折光体质颜料又称为填料或填充料。涂料中凡折光 率教较低的白色或无色的率教较低的白色或无色的细微固体粒子，配合其他颜料分散在有色颜料当中，用以提高颜料细微固体粒子，配合其他颜料分散在有色颜料当中，用以提高颜料 的体积的体积浓度，增加涂膜

37、的厚度和耐磨能力，几浓度，增加涂膜的厚度和耐磨能力，几 乎无着色力和遮盖力的，统称为体乎无着色力和遮盖力的，统称为体质颜料。质颜料。2. 颜料颜料（3）防锈颜料防锈颜料是涂料中主要起防锈作用的底漆等的防锈颜料是涂料中主要起防锈作用的底漆等的 重要组成，多为具有化重要组成，多为具有化学活性的物质。学活性的物质。涂料用于防腐其主要作用是从两方面来进行的涂料用于防腐其主要作用是从两方面来进行的 ： 一种是用物理隔绝的一种是用物理隔绝的方法；另一种方法是用化方法；另一种方法是用化 学侵蚀的方法。学侵蚀的方法。防锈涂料由于起防锈作用的侧重点不同，有的防锈涂料由于起防锈作用的侧重点不同，有的 偏重于物理防

38、锈，有的偏重于物理防锈，有的偏重于化学活性防锈，偏重于化学活性防锈， 因此采用的防锈颜料也不尽相同。因此采用的防锈颜料也不尽相同。2. 颜料颜料u 凡能够溶凡能够溶 解解 其其 他他 物物 质质 的的 物物 质质 叫叫 做做 溶溶 剂剂 。 涂涂 料料 用用 的的 溶溶 剂剂 是一是一 种种 能能 溶溶 解解 成成 膜膜物质物质 （ 油油 料料 和和 树树 脂脂 等等 ） 的的 、 易易 挥挥 发发 的的 有有 机机 液体液体 。 在在 涂涂 料料 干干 燥燥 成成 膜膜 后后 ， 溶剂溶剂 全部全部 或或 部部 分分 挥挥 发发 而而 不不 留留 存存 在在 涂层涂层 中中 ， 故故 溶溶

39、剂剂 又又 称称 为为 挥发成分。挥发成分。u 溶溶 剂剂 是是 涂涂 料料 的的 重要组重要组 成成 部分，起着部分，起着 辅辅 助助 成成 膜膜 的的 作作 用用 。3. 溶剂溶剂4. 助剂助剂 助剂也称为材料的辅助成分，其作用是改善助剂也称为材料的辅助成分，其作用是改善涂料或涂膜的某些性能。助剂的作用有不同类涂料或涂膜的某些性能。助剂的作用有不同类型，对涂料生产过程发生作用的助剂，如消泡型，对涂料生产过程发生作用的助剂，如消泡剂、润湿剂、分散剂、乳化剂等；对涂料储存剂、润湿剂、分散剂、乳化剂等；对涂料储存过程发生作用的助剂，如防沉剂、防结皮剂等；过程发生作用的助剂，如防沉剂、防结皮剂等；

40、对涂料施工成膜过程发生作用的助剂，如催干对涂料施工成膜过程发生作用的助剂，如催干剂、固化剂、流平剂等；对涂膜性能产生作用剂、固化剂、流平剂等；对涂膜性能产生作用的助剂，如增塑剂、平光剂、防静电剂等。的助剂，如增塑剂、平光剂、防静电剂等。二、涂装材料的性能特点二、涂装材料的性能特点n1）涂料的适用面广。n2）能适应不同性能的要求。n3）涂料使用方便。n4）涂膜容易维护和更新。n5）涂膜大都为有机物质，且一般涂层较薄，其装饰保护作用有一定的局限性，只能在一定的时间内发挥一定程度的作用三、涂装材料在汽车中的应用三、涂装材料在汽车中的应用 在汽车工业发达的国家中，汽车涂料的用量在涂料在汽车工业发达的国

41、家中，汽车涂料的用量在涂料产量中占有极其重要的地位，一般仅次于建筑用涂料，产量中占有极其重要的地位，一般仅次于建筑用涂料，但在涂料的销售额中所占的比例最大。但在涂料的销售额中所占的比例最大。汽车涂装材料主要包括底漆、腻子、中间涂料及面漆。汽车涂装材料主要包括底漆、腻子、中间涂料及面漆。 汽车整车生产和汽车修复所用涂料又有所不同，主汽车整车生产和汽车修复所用涂料又有所不同，主要是由于工艺的原因。要是由于工艺的原因。1、底漆 直接涂布于物体表面的打底涂料称为底漆。直接涂布于物体表面的打底涂料称为底漆。具具 备备 下下 述述 特特 性性 ： a 、底底 漆漆 对对 底底 材材 表表 面面 应应 有有

42、 良良 好好 的的 附附 着着 能能 力力 ； 对对 其其 他面他面 漆漆 或中或中 涂涂 层层 要要 有有 良良 好好 的的 结结 合合 能能 力力 。 b、底底 漆漆 干干 燥燥 后后 要要 又又 很很 好好 的的 物物 理理 性性 能能 ， 和和 机机 械械 强度强度 ； 能能 随随 金金 属属 伸伸 缩缩 、 弯弯 曲曲 ； 能能 抵抵 抗抗 外外 来来 的的 冲冲 击击 力力 而而 不不 开开 裂裂 、 不不 脱落脱落 ； 能能 够够 抵抵 抗抗 其其 上上 面面 涂涂 层层 的的 溶溶 剂剂 溶溶 蚀蚀 而而 不会不会 咬咬 起起 。 c、 底底 漆漆 要要 具具 有有 一一 定定

43、 的的 填填 充充 力力 。 d、 底底 漆漆 要要 便便 于于 施施 工工 ， 涂涂 膜膜 流流 平平 性性 要要 好好 ， 不不 流流 挂挂 、 干燥干燥 快而快而 且且 要要 容容 易易 打打 磨磨 平平 整整 、 不不 粘粘 砂砂 纸纸 ， 保保 证证 漆漆 面面 平平 滑滑 光光 亮亮 。 底底 漆漆 的的 种种 类类 比比 较较 多多 ， 现现 在在 汽汽 车车 涂涂 装装 中中 以以 环环 氧氧 树树 脂底脂底 漆漆 和和 侵侵 蚀蚀 底底 漆漆 最最 为为 多多 见见 。2、原子灰 原子灰又称加乘聚合型腻子，是原子灰又称加乘聚合型腻子，是 一种膏状一种膏状或厚浆状的涂料，由大量

44、的填充料和以各种涂或厚浆状的涂料，由大量的填充料和以各种涂料为粘结剂所组成的一种粘稠的浆状涂料。它料为粘结剂所组成的一种粘稠的浆状涂料。它容易干燥，干后坚硬，能耐砂磨。容易干燥，干后坚硬，能耐砂磨。 用来填平补齐底材上的凹坑、缝用来填平补齐底材上的凹坑、缝 隙、孔眼、隙、孔眼、焊疤、刮痕以及加工过焊疤、刮痕以及加工过 程中所造成的物面缺程中所造成的物面缺陷陷 等，使底材表面达到平整、匀等，使底材表面达到平整、匀 顺，使面漆顺，使面漆的丰满度和光泽度的丰满度和光泽度 等能够充分地显现。等能够充分地显现。原原 子子 灰灰 是是 涂涂 料料 ， 所所 以以 也也 是是 由由 树树 脂脂 、 颜颜 料

45、料 、 溶溶 剂剂 和和 填填 充充 材材 料等料等 组组 成成 的的 。现。现 在在 常常 见见 的的 原原 子灰子灰 基基 本本 都都 是聚是聚 酯酯 树树 脂脂 原原 子子 灰灰 。原原 子子 灰灰 中中 的的 颜颜 料料 以以 体体 质质 颜颜 料料 为为 主主 要要 物物 质质 ， 配配 以以 少少 量量 的的 着色着色 颜颜 料料 。 原原 子子 灰灰 多多 为为 双双 组组 份份 产产 品品 ， 需需 要要 加加 入入 固固 化化 剂剂 后后 方方 能能 干干 燥燥 固化固化 ， 以以 提提 高高 硬硬 度度 和和 缩缩 短短 干干 燥燥 时时 间间 。 车身常用原子灰的种类普通

46、原子灰普通原子灰 合金原子灰合金原子灰 纤维原子灰纤维原子灰 塑料原子灰塑料原子灰 幼滑原子灰幼滑原子灰 原子灰的种类：原子灰的种类： 普普 通通 原原 子，子， 适适 用用 于于 大大 多多 数数 底底 材材 。合合 金金 原原 子子 灰，灰， 可可 以以 直直 接接 用用 于于 镀镀 锌锌 板板 、 不不 锈锈 钢钢 板板 和和 铝铝 板板 等等 裸裸 金金 属属 而而 不必不必 首首 先先 施施 涂涂 隔隔 绝绝 底底 漆漆 。 纤纤 维维 原原 子子 灰灰 ，可，可 以以 直直 接接 填填 充充 直直 径径 小小 于于 50mm 的的 孔孔 洞洞 或或 锈锈 蚀蚀 而而 无须无须 钣钣

47、 金金 修修 复复 ， 对对 孔孔 洞洞 的的 隔隔 绝绝 防防 腐腐 能能 力力 也也 很很 强强 。 塑塑 料料 原原 子子 灰灰 ，塑，塑 料料 原原 子子 灰灰 专专 用用 于于 柔柔 软软 的的 塑塑 料料 制品制品 的的 填填 补补 工工 作作 。 幼幼 滑滑 原原 子子 灰灰 ，幼，幼 滑滑 原原 子子 灰灰 也也 称称 填填 眼眼 灰灰 ， 有有 双双 组组 份的份的 也也 有有 单单 组组 份份 的的 ， 以以 单单 组组 份份 产产 品品 较较 为为 常常 见见 。 原子灰使用注意：原子灰使用注意： 应注意底部处理，应注意底部处理， 被修补的部位处理是否清洁。被修补的部位处

48、理是否清洁。 要避免原子灰涂层局部过热。一般烘烤温度应不超过要避免原子灰涂层局部过热。一般烘烤温度应不超过80为宜。为宜。不要追求较快的硬化速度。不要追求较快的硬化速度。 应当选用优质的产品。应当选用优质的产品。 3、中涂漆所谓中涂漆是指介于底漆涂层和面漆涂所谓中涂漆是指介于底漆涂层和面漆涂 层之间所用的涂料，也称底漆喷灰，层之间所用的涂料，也称底漆喷灰，俗俗 称称 “ 二道浆二道浆”。中涂漆的主要功能是改善。中涂漆的主要功能是改善 被涂工件表面和底漆涂层的被涂工件表面和底漆涂层的平整度，为平整度，为 面漆层创造良好的基础，以提高面漆涂面漆层创造良好的基础，以提高面漆涂 层的鲜映性和丰满度，层

49、的鲜映性和丰满度，提高整个涂层的提高整个涂层的 装饰性和抗石击性。装饰性和抗石击性。中涂漆特性：中涂漆特性： （1）应与底、面漆配套良好，涂层间的结合力强，硬度）应与底、面漆配套良好，涂层间的结合力强，硬度 配套适中，不被面配套适中，不被面 漆的溶剂所咬起。漆的溶剂所咬起。 （2）应具有足够的填平性。）应具有足够的填平性。 （3）打磨性能良好，不粘砂纸，在打磨后能得到平整光）打磨性能良好，不粘砂纸，在打磨后能得到平整光 滑的表面。滑的表面。 （4）具有良好的韧性和弹性，抗石击性良好。）具有良好的韧性和弹性，抗石击性良好。中涂层的颜料多为体质颜料，具有良好的填充性能。中涂层的颜料多为体质颜料，具

50、有良好的填充性能。 4、面漆所谓面漆是相对于底漆而言，涂装于被涂物面所谓面漆是相对于底漆而言，涂装于被涂物面 的最上层的涂料。在的最上层的涂料。在涂装时应首先用底漆打底，再用面漆罩面。面漆的主要作用是对被涂装时应首先用底漆打底，再用面漆罩面。面漆的主要作用是对被涂涂 物体提供防护作用的同时，提高被涂物面的装物体提供防护作用的同时，提高被涂物面的装 饰作用。饰作用。 涂装后的物体，在一般和特殊的使用条件下，涂装后的物体，在一般和特殊的使用条件下， 其保护和装饰效果都其保护和装饰效果都取决于涂料取决于涂料 的性能，精心的施工以及底材、底漆、中涂、面漆等的的性能，精心的施工以及底材、底漆、中涂、面漆

51、等的适宜配套。适宜配套。 表表8-5 8-5 涂料在汽车上的应用涂料在汽车上的应用涂料用途车身外板底漆钢板的接缝、箱型结构内部及车身外板的防锈中间涂料（二道底漆）提高面漆精度及一般涂膜性能面漆涂料确保美观、耐候性及一般涂膜性能行驶系底盘各部涂料汽车底部防锈隔音耐冲击涂料汽车底部的隔声、防振、耐冲击其他自然干燥型修补用涂料修补用防锈涂料车底部、箱型结构内部的防锈涂膜保护剂涂膜的保护密封剂钢板接缝的防渗、防锈、防水塑料用涂料保险杠、仪表盘、其他部件的美观、耐候性及一般涂膜性能功能高分子功能高分子知识延伸知识延伸功能高分子材料于功能高分子材料于20世纪世纪60年代末开始得到发展。年代末开始得到发展。 功能高分子是指具有化学反应活性、催化性、光敏性、功能高分子是指具有化学反应活性、催化性、光敏性、导电性、磁性、生物相容性、药理性、选