机械工程材料 第十一章 高分子材料

第十一章高分子材料(cáiliào)第一节工程(gōngchéng)塑料第二节工程(gōngchéng)橡胶精品资料第一节工程塑料(ɡōnɡchénɡsùliào)一、工程塑料(ɡōnɡchénɡsùliào)概述工程塑料是指具有耐热、耐寒及良好的力学、电气、化学等综合性能，可以作为结构材料用来制造机器零件或工程构件的塑料总称。塑料是以树脂为主要组分，加入各种添加剂，可塑制成型的材料。

（一）塑料的组成和分类1.塑料的组成由树脂和各种添加剂组成。精品资料（1）树脂

树脂是塑料的主要组分。对塑料性能(xìngnéng)起决定性作用。

树脂分为天然树脂和合成树脂。工业上常用的是合成树脂。如聚乙烯、聚氯乙烯(jùlǜyǐxī)、聚苯乙烯、聚碳酸酯、酚醛树脂等精品资料（2）添加剂

为改善塑料(sùliào)某些性能而必须加入的物质称添加剂。

填料：增强作用；增塑剂：提高树脂的可塑性和柔软性；固化剂：使热固性树脂由线型结构转变为体型结构；稳定剂：防止(fángzhǐ)塑料老化，延长其使用寿命；润滑剂：防止(fángzhǐ)塑料加工时粘模具上,使制品光亮；着色剂：塑料制品着色。发泡剂、催化剂、阻燃剂、抗静电剂等。精品资料2、塑料(sùliào)的分类按树脂受热时行为可分为热塑性塑料和热固性塑料。按使用范围可分为通用塑料、工程塑料和特种(tèzhǒng)塑料。(1)通用塑料产量大、价格低、用途广。(2)工程塑料力学性能高，耐热、耐蚀性能好。(3)特种(tèzhǒng)塑料是指具有某些特殊性能如耐高温、耐腐蚀的塑料，这类塑料产量少，价格贵，只用于特殊需要的场合。精品资料（二）塑料(sùliào)的特性塑料的优点：相对密度小(一般为0.9~2.3)；耐蚀性、电绝缘性、减摩、耐磨性好；有消音吸振性能。塑料的缺点：刚性差(为钢铁材料的1/100~1/10)，强度低；耐热性差、热膨胀系数(péngzhàngxìshù)大（是钢铁的10倍）、导热系数小(只有金属的1/200~1/600)；蠕变温度低、易老化。精品资料二、热塑性工程塑料(ɡōnɡchénɡsùliào)及应用（一）聚烯烃类塑料1、聚乙烯(PE)可作为化工设备与贮罐的耐腐蚀涂层衬里、化工耐腐蚀管道、阀件、衬套、滚动轴承保持器等。还可以用来(yònɡlái)制造小齿轮、轴承等；电缆包皮；食品包装袋、奶瓶、食品容器。全塑球阀PE管材

精品资料2、聚氯乙烯（PVC）产量仅次于PE，是最早工业化生产的塑料品种之一。硬质聚氯乙烯具有较高的机械强度和较好的耐蚀性。制品有管、板、棒、焊条、管件、离心泵、通风机等。软质聚氯乙烯延伸率高，制品柔软，并具有良好(liánghǎo)的耐蚀性和电绝缘性，常制成薄膜，用于工业包装、农业育秧和日用雨衣、台布等，还可用于制作耐酸碱软管、电缆包皮、绝缘层等。精品资料3、聚丙烯（PP）聚丙烯具有优良的电绝缘性能和耐蚀性能，在常温下能耐酸、碱，所以经常制作成导线外皮。力学性能、耐热性（可达150℃）在通用热塑料中最高。

聚丙烯的冲击韧性差，耐低温及抗老化性也差。聚丙烯可用于制作某些(mǒuxiē)零部件，如法兰、齿轮、风扇叶轮、泵叶轮、把手及壳体等，还可制作化工管道、容器、医疗器械等。

精品资料4、聚苯乙烯（PS）刚度大、耐蚀性好、电绝缘性好，缺点是抗冲击性差，易脆裂、耐热性不高。产量(chǎnliàng)仅次于PE、PVC。可作为各种仪表外壳、汽车灯罩、化工贮酸槽等。（二）ABS塑料"硬、韧、刚"的特性，综合机械性能良好，同时尺寸稳定，容易电镀和易于成形，耐热性较好，在－40℃的低温下仍有一定的机械强度。常用来制造齿轮、泵叶片、轴承、把手、管道(guǎndào)、贮槽内衬、电机外壳、仪表盘、蓄电池槽、水箱外壳、冷藏库和冰箱衬里等。精品资料（三）其它(qítā)热塑性塑料1、聚碳酸酯（PC）誉称"透明金属"，具有优良的综合性能。具有强度高、刚性好、耐冲击、耐磨和尺寸稳定性好，是良好的摩擦(mócā)传动零件材料，如轴承、齿轮、齿条、蜗轮，也可做金刚砂磨轮粘结剂。在航空及宇航工业中，是一种不可缺少的制造信号灯、挡风玻璃，座舱罩、帽盔等的重要材料。2、有机玻璃（PMMA）是目前最好的透明材料，透光率92%以上，比普通玻璃好。用于制造具有一定透明度和强度的零件，如油标、油杯、化学镜片、设备标牌、透明管道、飞机、船舶、汽车的座窗和仪器仪表部件、电气绝缘材料以及各种文具、生活用品等。精品资料3、聚甲醛（POM）具有优良的综合性能，其抗拉强度达到70MPa，可在104℃以下长期(chángqī)使用，脆化温度-40℃，吸水性极小，尺寸稳定性高，但热稳定性差，遇火会燃烧，在大气中暴晒还会老化。聚甲醛塑料价格低廉，性能优于尼龙，可代替有色金属和合金，并逐步取代尼龙制作轴承、衬套等。用量最大的是汽车工业。精品资料4、聚酰胺（PA，又称尼龙或锦纶）

是目前机械工业中应用最广泛的一类工程塑料。机械强度很高，耐磨减摩，自润滑性能好，而且耐油、耐蚀、消声、减振。大量用于制造小型零件，代替非铁（有色）金属及其合金(héjīn)。尼龙易吸水，吸水后性能和尺寸变化大。5、聚四氟乙烯（F-4、PTFE）俗称氟塑料、塑料王，商品名称特氟隆。聚四氟乙烯具有优异的耐化学腐蚀性，故有“塑料之王”之称。具有非常优良的耐高、低温性能(xìngnéng)，缺点是强度低。精品资料主要用来制作化工机械上的各种零部件，如管道、反应器、活门、阀门、泵等，还广泛用于高频电子仪器的绝缘(juéyuán)，还可用来制作各种垫圈、阀座、阀瓣、轴承、活塞环等。精品资料三、热固性工程塑料(ɡōnɡchénɡsùliào)及应用（一）酚醛塑料(fēnquánsùliào)(PF)具有较高的强度和硬度、耐热性、耐磨性、耐蚀性及良好的绝缘性。主要用于制造齿轮、轴承等结构件和各种电气绝缘零件，可用来做涂料、胶粘剂和日常生活用的电木制品（插头、开关、电话机外壳等），也可制作汽车的刹车片，化学工业用耐酸泵，纺织工业用无声齿轮及制作玻璃钢、模压塑料等。精品资料（二）环氧塑料(sùliào)(EP)以环氧树脂为基，加入(jiārù)各种添加剂经固化处理形成的热固性塑料。有“万能胶”之称。具有比强度高、耐热性、耐蚀性、绝缘性及加工成型性好的特点。主要用于制作塑料模具、精密量具、电子仪器的抗振护封的整体结构以及电气、电子元件、线圈的灌封，还可用作清漆、浇铸塑料、层压塑料及电绝缘材料等。精品资料（三）有机硅塑料(sùliào)有机硅树脂的热稳定高，耐高温(gāowēn)老化和耐热性很好，具有优良的电绝缘性，特别是高温(gāowēn)下电绝缘性好，耐稀酸、稀碱、耐有机溶剂，主要用于压制工作温度达180~200℃的电绝缘零件。精品资料第二节工程(gōngchéng)橡胶一、橡胶材料概述(ɡàishù)橡胶是以高分子化合物为基础的、具有显著高弹性的材料。以生胶为原料加入适量的配合剂而形成的高分子弹性体。精品资料（一）橡胶(xiàngjiāo)的组成和分类1.橡胶的组成(zǔchénɡ)生胶橡胶主要组分，是决定橡胶制品性能的关键因素。配合剂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（相当于固化剂）、防老剂、软化剂、着色剂等。精品资料2.橡胶的分类按原料来源：天然橡胶和合成橡胶；按应用范围：通用橡胶与特种橡胶。通用橡胶是指用于制造轮胎、工业用品、日常用品的量大面广的橡胶。特种橡胶是指用于制造在特殊条件(tiáojiàn)（高温、低温、酸、碱、油、辐射等）下使用的零部件的橡胶。精品资料（二）橡胶(xiàngjiāo)的性能橡胶最大的特点是高弹性