山理工材料工程基础教案第10章 高分子材料的加工

PAGEPAGE1第十章高分子材料的加工本章内容及要求本章共三节，教授课时2学时，通过本章学习，要掌握高分子材料的加工方法，以及常见高分子材料的特点和应用。10.1塑料10.2橡胶10.3合成纤维与胶粘剂重点：塑料、橡胶的类型和成形工艺。要求：了解塑料的组成及作用；掌握常见热塑性和热固性塑料的特点与应用；掌握热塑性塑料、热固性塑料的主要成型方法；掌握塑料加工方法的工艺过程。具体内容本章介绍塑料、橡胶、合成纤维等典型高分子材料的特性与加工成形工艺。第一节塑料塑料是以高聚物为主并加入了各种添加剂、能在一定的温度和压力下成形加工的材料。塑料中常用的添加剂类型及其主要作用如下：（1）填充剂——提高塑料的力学性能或电性能并降低成本。（2）增塑剂——提高塑料的可塑性和柔软性。（3）稳定剂——提高塑料在加工和使用中对热、光、氧的稳定性，延长制品的使用寿命。（4）着色剂——赋予塑料制品各种色泽。（5）润滑剂——提高塑料在加工成形中的流动性和脱模性。（6）固化剂——与树脂(聚合物)起化学反应，形成不镕不熔的交联网络结构。塑料按其热行为可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。热塑性塑料中的高聚物是玻璃化转变温度高于室温的非晶态线形高聚物或熔点高于室温的部分结晶性高聚物。由于其中的高分子具有线形或支化结构，加热时能软化流动，冷却时硬化定型，再加热再流动，再冷却再硬化。原则上，只要温度不超过其分解温度，热塑性塑料可多次反复加工成形，回收利用率很高。用于成形制品的热塑性塑料原材料，常常是将粉状或珠粒状的热塑性高聚物与添加剂一起经过挤出造粒工艺得到的、混合均匀的颗粒状产物，常称为粒料。在不加填料的热塑性塑料中，添加剂的含量很低。热固性塑料在成形以前，原料中的聚合物一般都是由相对分子质量不高的线形或略有支化的分子组成，加热能软化流动，但进一步加热或与固化剂反应，能形成不溶不熔的交联结构，使制品定型。热固性塑料固化后再加热时，不可能在不发生化学变化的前提下再流动。温度太高时，发生分解与焦化，所以热固性塑料回收后再不能反复软化加工。热固性塑料中除了树脂、固化剂、颜料和润滑剂以外，一般都加入较大量的填料。各组分经过充分混合、热滚压和粉碎形成粉状产物，常称为压塑粉。塑料按产量和应用情况又可分为通用塑料、工程塑料和功能塑料三大类。通用塑料是指产量很高、价格低廉、应用范围很广的一类塑料，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料等。工程塑料是指强度、刚度和韧性都比较好，并耐高温、耐辐照、耐腐蚀，因而能在机械设备和工程结构中应用的一类塑料，如尼龙、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚砜、聚苯醚等。这类塑料虽然产量不大，但广泛应用于机械、仪表、电子工业、医疗器械和交通运输等方面，同时在航空航天工业中也占有重要地位。功能塑料是指具有特殊功能、能满足特殊使用要求的塑料，如导电塑料、医用塑科等。一、热塑性塑料1．聚乙烯(PE)聚乙烯是塑料中产量最高的一个品种。其分子的结构单元为。聚乙烯属结晶性塑料，外观乳白，有高密度、低密度和线型低密度三种类型，差别在于分子链支化程度的不同（见图10-1）。支化程度愈高，则结晶程度愈低，从而材料的刚性减小而韧性提高，同时透明度有所提高。聚乙烯最大的特点是：（1）耐化学试剂；（2）出色的电绝缘性能和高频介电性能；（3）韧性好，耐寒性好；（4）摩擦系数较低。主要的缺点是：（1）不耐热；（2）不耐大气老化。低密度聚乙烯的主要应用是制作瓶子和大水杯一类的中空制品、包装薄膜、冰盒和玩具，高密度聚乙烯的主要应用是制作受载较小的齿轮和轴承、化工设备防腐涂层、耐蚀管道和高频绝缘材料。聚氯乙烯(PVC)聚氯乙烯的结构单元为常用的聚氯乙烯为无规立构，因而是非结晶的。其主要的特点有：（1）强度较高；（2）耐腐蚀；（3）阻燃；（4）可通过加入增塑剂在广泛的范围内调节性能。其主要缺点是热稳定性差。纯聚氯乙烯无色透明，又硬又脆，应用不多。常用的聚氯乙烯有两大类。一类是用橡胶改性(增韧)的硬聚氯乙烯；另一类是添加了增塑剂的增塑聚氯乙烯。硬聚氯乙烯的主要应用有：建筑用的管道、板壁、窗框、漏斗和室内装饰；化工酸、碱槽。增塑聚氯乙烯的主要应用有；窗帘、桌布、雨衣、手提箱、地板革；农用薄膜、耐酸碱软管；电线、电缆外皮等。3．聚丙烯(PP)聚丙烯的结构单元为：聚丙烯塑料是等规立构聚丙烯，属结晶性塑料，外观乳白半透明。聚丙烯塑料的主要特点是：（1）轻，它是非泡沫塑料中密度最小的品种(900～910kg/m3)；（2）出色的耐折性；（3）良好的耐水性、化学稳定性、耐热性和尺寸稳定性；（4）良好的电绝缘性。其最主要的缺点是不耐紫外光老化。聚丙烯塑料的主要应用有：家庭厨房用具、包装薄膜；煮沸杀菌用的医疗器材和容器；高频绝缘材料、电线包皮；法兰、接头、泵叶轮、耐热耐蚀管道等。4．聚苯乙烯(PS)聚苯乙烯的结构单元为：常用的聚苯乙烯是无规立构聚苯乙烯，属非晶塑料。外观无色，高度透明(透光率达88％～92％)。聚苯乙烯塑料的主要特点是：（1）优良的电绝缘性能；（2）刚度大，尺寸稳定性高；（3）流动成形性能好，成形收缩率低。主要缺点是：（1）脆；（2）不耐油，不耐大气老化。其主要应用有：仪表壳体、车灯罩、透明窗、光学器件、贴墙砖、玩具等。为了克服聚苯乙烯性脆的缺点，常用橡胶进行改性。5．聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚甲基丙烯酸甲酯的结构单元是：无规立构聚甲基丙烯酸甲酯俗称有机玻璃，属非结晶塑料。其最大的特点是：（1）透光率高，达91％～93%，超过无机玻璃；（2）韧性好，特别是经双轴取向拉伸后的定向有机玻璃，韧性很高，子弹穿透时只由下空洞而不发生大面积破裂。其主要的缺点是表面硬度不够理想，易划伤。另外，遇到溶剂时易出现银纹。有机玻璃的主要应用有：光学镜头、灯罩、绘图尺；飞机、汽车和船舶的风挡和座舱罩；仪表壳、仪器设备的防护罩等。6．氟塑料氟塑料是结构单元中含有二个或多个氟原子的材料的总称。最重要的是聚四氟乙烯和聚三氟氯乙烯塑料，都是结晶性塑料，外观呈瓷白色。聚四氟乙烯的结构单元为。其主要的特点是：（1）出色的耐高、低温性能，能在-180℃～260℃长期使用，是目前热塑性塑料中使用温度范围最宽的一种塑料；（2）摩擦系数特别低，有自润滑作用；（3）化学稳定性超过玻璃、陶瓷甚至金和铂，耐强酸、浓碱、王水和强氧化剂，俗称“塑料王”；（4）出色的电绝缘性能和介电性能。其主要缺点是：（1）强度较低；（2）抗蠕变性不够好；（3）加工成形困难，必须在360℃～380℃聚三氟氯乙烯的特点是熔点较聚四氟乙烯的低，因而加工成形性比聚四氟乙烯好。7．聚酰胺(PA)聚酰胺俗称尼龙。尼龙的品种很多，如尼龙6、尼龙66、尼龙610等。数字表示单体单元中的碳原子数目，例如尼龙66表示由己二酸和已二胺缩聚而成。所有的尼龙分子结构单元中都有一个特征基团——酰胺基：此分子之间有很强的氢键作用。尼龙是结晶性塑料，外观半透明、乳白，略带黄色。尼龙的主要特点是：（1）强度高，韧性好；（2）摩擦系数小，耐磨，自润滑；（3）加工性能好。其主要的缺点是吸水性强，吸水后强度和刚度都明显下降。尼龙，特别是纤维增强尼龙，已广泛用来代替铜和其它有色金属制造机械、化工和电器零件，例如轴承、轴套、齿轮、凸轮、叶轮、高压密封圈和电线电缆套等。8．聚甲醛(POM)聚甲醛的结构单元为，它是结晶性塑料，外观乳白。聚甲醛具有优良的综合性能：（1）强度和刚度高；（2）耐疲劳，它是所有热塑性塑料中耐疲劳强度最高者；（3）耐磨、自润滑；（4）吸水性小，尺寸稳定性、化学稳定性和电绝缘性能好。其主要缺点是热稳定性差，高温下易分解。为了改善均聚甲醛的热稳定性，又发展了共聚甲醛。共聚甲醛的结构单元可表示为目前工业上以生产共聚甲醛为主。聚甲醛可用来代替部分有色金属和/或合金，在汽车、机床、化工、仪表等工业中制造某些齿轮、凸轮、轴承、轴套、滚轮和塑料弹簧等。9．聚碳酸酯聚碳酸酯的结构单元为它具有结晶能力，但由于分子链刚性大，结晶速率低，在通常热处理条件很难结晶，因而以非晶态存在。其外观透明、略发黄。聚碳酸酯的最大特点是：（1）冲击强度高，韧性好，是热塑性塑料中低温韧性最好的品种；（2）透明度高，透光率达86％～92％；（3）兼具良好的耐热性和耐寒性；可在-100℃～130℃长期使用；（4）模量、强度高，抗蠕变，尺寸稳定性好；（5）电绝缘性好。由于聚碳酸酯具有出色的综合性能，又高度透明，被人们誉为“透明金属”聚碳酸酯，特别是纤维增强聚碳酸酯可以代替钢、有色金属、玻璃和木材等制造仪器仪表的齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆和轴承等精密的传动部件。未增强聚碳酸酯常用作汽车外壳、车灯罩一类的壳体零件，以及防护面盔、安全帽、门窗玻璃甚至防弹玻璃和宇航员的护目镜等。10.ABSABS是丙烯腈(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)的三元共聚物，其中以S的含量最高。ABS是非均相体系，本色淡黄，不透明。在某种程度上可以说ABS兼具了聚丙烯腈的耐热性和化学稳定性、聚丁二烯的韧性以及聚苯乙烯的良好加工性能、电性能和富有光泽的外观特性，因此应用十分广泛。其缺点是易燃和不耐高温。ABS可作为结构材料制造齿轮、泵叶轮、轴承、方向盘、电视机、电话、计算机等的壳体以及废水排泄管道和接头等。11．聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)聚对苯二甲酸丁二醇酯的结构单元为它是结晶性塑料，外观乳白色。PBT的耐热性不高，作结构材料时，经常采用的是玻璃纤维增强PBT。此外，还有一些新型的工程塑料，如聚苯醚、聚砜和聚苯硫醚等。这类高分子链结构的共同特点是主链上既有刚性的苯环，又有柔性的基团。因此，材料的强度、刚度、韧性、耐热性、化学稳定性等都很好。但这些材料的价格暂时还比较昂贵。表10-1列出了若干种热塑性塑料的部分性能数据。表10-1几种热塑性塑料的部分物理性能数据塑料名称密度(103kg/m拉伸强度(MPa)冲击强度(J/m)介电强度(V/min)最高使用温度(℃)低密度PE0.92～0.936.21～17.251900082～100高密度PE0.95～0.9620.01～37.2621～7471900080～120硬聚氯乙烯1.49～1.5851.75～62.153～83326000110聚丙烯0.90～0.9133.12～37.9521～11770000107～150聚四氟乙烯2.1～2.36.9～27.6133～21416000～20000288尼龙661.13～1.1582.81071500082～150聚甲醛(均聚)1.4269751260090ABS1.05～1.0740.713201520071～93聚酯(PBT)1.3155.2～56.5864～6923000～27600120聚苯醚1.06～1.1053.82～66.2426716000～2000080～105聚砜1.2470.386417000150聚苯硫醚1.34691623000260聚碳酸酯1.262.1640～85015000120二、热固性塑料与热塑性塑料相比，热固性塑料的主要优点是：（1）耐热性高；（2）刚度高；（3）抗蠕变性能好，尺寸稳定性高。其主要缺点是：（1）脆；（2）不能再成形。1．酚醛塑料酚醛塑料是塑料中最古老的品种，但至今仍广泛应用，产量在热固性塑料中居首位。酚醛塑料中的酚醛树脂，是酚类和醛类化合物的缩聚产物。酚醛树脂本身有热塑性与热固性之分。以苯酚与甲醛形成的酚醛树脂为例，苯酚上与羟基邻位及对位的3个氢原子都很活泼，能与甲醛发生缩合反应。例如，邻位氢与甲醛的缩合反应可表示如下：原则上，苯酚中与羟基邻、对位的氢都可以与甲醛缩合，从而形成热固性的交联网络。但在制备酚醛树脂时，可通过控制甲醛与苯酚的摩尔比以及反应介质的pH值，使合成产物或呈热塑性或呈热固性。热塑性酚醛树脂是在酸性溶液中，甲醛与苯酚按0.8～0.9摩尔比进行缩聚反应的产物，外观是无色或浅黄色透明脆性固体。这种酚醛树脂，由于甲醛量不够(苯酚过量)而具有线形结构，只有加入能与之反应的固化剂后，才能固化。常用的固化剂是六次甲基四胺，又称乌洛托品，其结构如下：酚醛压塑粉(俗称电木粉)就是热塑性酚醛树脂、固化剂和其它添加剂的混合物，供模压成形用。在加热成形过程中，树脂与固化剂反应，形成交联结构。另一方面，热固性酚醛树脂是在碱性溶液中，甲醛与苯酚按1.1～1.5摩尔比进行缩聚反应但反应程度控制在某一阶段(甲阶段)的产物。产物外观为红褐色透明液体,相对分子质量约在300～700之间。这种树脂，由于含有可反应的官能团，在热的作用下可继续进行缩聚反应直到形成高度交联网络结构。热固性酚醛树脂常用来作胶粘剂或浸渍增强剂(如玻璃纤维及其织物)成形层压制品。酚醛塑料制品的颜色一般呈棕色或黑色。酚醛塑料具有良好的刚度、耐热性、化学稳定性和电绝缘性，而且成本低廉。因此，自其问世以来，广泛用作电讯器材，如电灯灯头、插座、开关、电话机壳体等。用木质、布质或石棉等片状填料增强的酚醛层压制品，则由于具有较高的强度和冲击韧性，能代替金属制作耐热、耐磨和耐腐蚀的结构件，例如汽车的传动零件和制动器零件等。此外，耐高温酚醛塑料具有优异的耐烧蚀性能，瞬时能耐3000℃2．氨基塑料氨基塑料中的氨基树脂是带氨基(—NH2)官能团的化合物与醛类化合物的缩聚反应产物。最重要的有脲醛和三聚氰胺甲醛两类。脲醛缩聚的基本化学反应为：和酚醛塑料一样，通常也是将氨基树脂与填料和其它配合剂混合制成压塑粉(俗称电玉粉)。压塑粉在成形过程中的高温作用下进一步反应，形成交联的体型结构。氨基塑料的特点是表面硬度高，耐电弧性好，而且能制成各种色彩鲜艳的制品。脲醛塑料主要用于制造电器、照明设备零件以及电话机、收音机外壳等。脲醛树脂是胶合板、刨花板和纤维板的粘结剂。脉醛树脂若经发泡制成泡沫塑料，则是很好的保温、隔音材料，广泛用于家具、建筑、车辆、船舶、飞机，作内壁或表面的装饰材料。它具有不易划伤、耐溶剂、耐脂肪侵蚀以及不怕烫等优点。三聚氰胺甲醛塑料的表面硬度更高，耐热性和耐水性也优于脲醛塑料，常用来制造各色餐具、钮扣和旋钮等。3．环氧塑料环氧塑料中的环氧树脂是每个分子中含有两个或两个以上环氧基团的化合物。环氧树脂的种类很多，最常用的是双酚A型环氧树脂：其中，R为n＝0～7。环氧树脂在成形固化前，相对分子质量较低，在室温下呈液态或稍加热即流动。在固化过程中，通过开环作用与固化剂结合，形成交联结构。反应中无小分子副产物产生。环氧树脂与其它物质的粘结性非常好，所以有“万能胶”之称。环氧塑料的主要特点是：（1）强度高，在热固性塑料中居于首位；（2）有优良的电绝缘性、良好的化学稳定性和尺寸稳定性。由于环氧树脂具有优良的成形工艺性和粘结性，环氧塑料、特别是纤维增强环氧塑料具有良好的综合性能，因此环氧树脂已成为粘结剂、电子元件的灌封材料和结构复合材料中最重要的一种基体树脂。4.不饱和聚酯不饱和聚酯通常是指饱和二元酸和一定量不饱和二元酸与饱和二元醇缩聚而成的线形高聚物。由于其主链中具有可反应的双键，在固化剂作用下能形成交联体型结构。不饱和聚酯树脂的粘度小，能与大量填料均匀混合。例如在玻璃纤维增强聚酯中，玻璃纤维含量可高达80％。不饱和聚酯可以在室温常压下成形固化，固化后具有优良的力学性能和电性能，因此成为复合材料中很有用的一种基体树脂。玻璃纤维增强聚酯俗称聚酯玻璃钢，已在汽车、造船和其它工业中获得广泛应用。表10-2列出了几种热固性塑料的部分物理性能数据。表10-2几种热固性塑料的部分物理性能数据塑性名称密度(103kg/m拉伸强度(Mpa)冲击强度(J/m)介电强度(V/min)最高使用温度(℃)酚醛木粉填充云母填充玻璃填充1.34～1.451.65～1.921.69～1.9535～6238～4835～12411～3216～2116～96010000～1600014000～160005550～16000170120～150177～288聚酯玻璃填充(片材模塑料)1.7～2.155～276427～117412500～16000150～177三聚氰胺甲醛纤维素填充玻璃填充1.45～1.521.80～2.035～6235～6911～2132～96012500～160007000～112000120150～200脲醛纤维素填充1.47～1.5238～9032～53512000～1600077环氧(双酚A)无填料矿物填料玻璃填充1.06～1.401.6～2.01.7～2.028～9035～10469～20711～53416～21534～160016000～2600012000～1600012000～16000120～260150～250150～260三、塑料制品的成形工艺塑料制品的成形方法很多。在大批量生产时，可采用模压、注射、挤出、吹塑、浇注或粉末压制烧结等方法成形。单件或小批量生产时可用切削加工成形。1．模压成形此法是将粉状、片状或颗粒状塑料原料，放在一定温度的模具中闭模加压，使之在模具中成形硬化(见图10-2)。模压法常用于成形热固性塑料制品。缺点是成形周期长，生产效率低。2．注射成形注射成形在塑料注射机上进行，注射过程如图10-3所示。将颗粒状或粉状塑料置于料斗内，在重力和旋转螺杆的作用下，原料进入料筒，在料筒中加热至流动状态，然后被注射进闭合模具内硬化成形。成形热塑性塑料时，模温远低于料温，物料在模腔内冷却硬化，成形热固性塑料时，模温远高于料温，物料在模腔中迅速发生固化反应而硬化。注射成形法自动化程度高，生产效率高；既可以生产小型精密零件，也能生产大型部件。3．挤出成形挤出成形原理如图10-4所示。将塑料原料在料筒中加热至流动状态，借助于螺杆的推进力将塑料挤压经过各种类型的口模，制得截面形状不同的型材，如管、棒、板、薄膜和各种异型材。挤出成形的生产效率高，可自动化连续生产，一般不用于热固性塑料。4．吹塑成形吹塑成形是将挤出的管状塑料段(称为型坯)放进模具，利用压缩空气将型坯吹胀使之与模腔内壁贴合，冷却硬化成中空制品(见图10-5)，或用压缩空气将挤出型坯连续地吹胀成薄膜(见图10-6)的工艺过程。5．真空成形(吸塑成形)将热塑性塑料片材或板材置于模具上，四周夹紧。用加热器将片材或板材加热至高弹态，然后将模腔抽真空。这时片材在大气压力的作用下紧贴模腔，冷却后硬化成形(见图10-7)。这种方法主要用来制造盘、罩、盖、壳体等敞口制品。6．浇注成形有些树脂在室温或稍高的温度下是液体。在这类树脂中加入固化剂或催化剂与其它添加剂后，可在液态下浇入模腔，通过化学反应硬化成形。这种方法叫浇注成形。用这种方法可生产体积很大的零件。第二节橡胶橡胶是一类在宽阔温度范围内表现良好高弹性行为的高分子材料的总称。实用的橡胶材料都是多组分体系；其中除主体高聚物组分之外，还有硫化剂(如硫磺、含硫化合物等)、补强剂(如炭黑、白炭黑等)、增容剂、操作助剂和防老剂等。橡胶材料按其中高聚物的来源有天然橡胶与合成橡胶之分。按热行为有热塑弹体与硫化橡胶(热固性)之分。热塑弹体由线形高分子组成，加热能流动，所以可以像热塑性塑料一样反复加工成形。硫化橡胶具有交联结构，加热不再呈流动态。橡胶硫化前称为生橡胶(简称生胶)，硫化后称为熟橡胶或橡皮。生胶的弹性和耐磨性都不好，且遇冷变硬，遇热发粘，难以定型。多数橡胶的硫化是在生胶中加入硫磺之类的硫化剂，通过反应使橡胶分子之间以硫桥的方式进行化学交联。例如，聚异戊二烯的硫化反应可表示如下：橡胶硫化后弹性模量与强度都大幅度提高。弹性模量随硫化程度(即交联度)的增加而单调地上升(变硬)，但强度在某一合适的硫化程度达到最高。硫化剂的用量一般为生胶的1％～5％。橡胶中的高聚物是玻璃化转变温度远低于室温的非晶态高聚物。它们无一例外地由相对分子质量很高的柔性分子链组成。生胶的流动温度高、粘度很大，它与各种配合剂的混合需通过塑炼与混炼实现。所谓塑炼，是强迫生胶反复通过两个转速不同的辊筒之间的间隙使之在强剪切作用下相对分子质量降低、相对分子质量分布变宽，从而流动性增加。混炼的作用是使生胶与配合剂均匀混合。最常用的混炼设备是密炼机和开炼机(见图10-8)，通常是联合使用。密炼机产生复杂的流动方式和高剪切力，有利于非橡胶配合剂的均匀分散和粒状添加剂的粉碎。但高剪切力作用会使物料温度迅速上升(一般达130℃一、天然橡胶天然橡胶是一种以聚顺式l，4异戊二烯为主的天然高分子化合物，结构式为相对分子质量为10万～180万。天然橡胶具有出色的高弹性，弹性伸长率高达500％～700％，回弹率在0～100℃之间高达85％以上。天然橡胶的抗拉强度为17～29MPa，用炭黑补强并经硫化后可提高到25～35MPa。此外，天然橡胶还具有良好的耐磨性、耐蚀性、耐寒性和良好的工艺性。它主要用来制造轮胎，尤其是子午线轮胎和载重轮胎。此外也用于制造胶带、胶管以及其它橡胶制品。二、合成橡胶天然橡胶的产量远远不能满足工业上对橡胶的需求，因此大量地采用合成橡胶。比较重要的通用合成橡胶有丁苯橡胶、顺丁橡胶和乙丙橡胶等。在国防和尖端科学中较重要的特种橡胶有丁腈橡胶、氯丁橡胶、氟橡胶和硅橡胶等。1．丁苯橡胶丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯的无规共聚物。它是目前合成橡胶中产量最大、应用最广的一种。其消耗量占合成橡胶总消耗量的80％。丁苯橡胶按其中苯乙烯的含量分几种不同的牌号，最常见的有丁苯-10、丁苯-30和丁苯-50，其中的苯乙烯含量分别为10％、30％和50％。与天然橡胶相比，丁苯橡胶最大的特点是耐磨性高。苯乙烯含量愈高，丁苯橡胶的耐磨性愈好，但随之而带来的缺点是耐寒性降低。在橡胶的各种应用中，丁苯橡胶可代替天然橡胶。2．顺丁橡胶顺丁橡胶是聚顺式1，4丁二烯，其结构式为。与天然橡胶相比顺丁橡胶最大的特点是弹性好，耐寒性好(Tg=-110℃)和耐磨性好。但由于其抗撕裂强度较低和加工性能不够好，一般不单独用于制造轮胎，而是与天然橡胶和其它合成橡胶混合并用。3．乙丙橡胶乙丙橡胶是乙烯和丙烯的共聚物。主链上不含双键，处于饱和状态，分子链十分柔软。它具有优异的耐老化性和耐高、低温特性。除了作一般橡胶制品外，在轮胎工业中，乙丙橡胶主要与其它橡胶并用，作外胎、内胎或无内胎轮胎。4．丁腈橡胶丁腈橡胶是丁二烯和丙烯腈的共聚物，常用的牌号有丁腈-18、丁腈-26和丁腈-41，数字表示其中丙烯腈的百分含量。丁腈橡胶最大的特点是耐油性好；丙烯腈含量愈高，耐油性愈好。它适用于制作各种耐油橡胶制品，如油箱、耐油软管、油泵密封垫圈等。不过，随丙烯腈含量的提高，丁腈橡胶的耐寒性降低。5．氯丁橡胶氯丁橡胶是聚l，4氯丁二烯，其结构式为氯丁橡胶有出色的耐油、耐酸碱腐蚀、耐热、耐燃等特点，因而有“万能橡胶”之称。它不但能代替天然橡胶作一般橡胶制品，还能作为特种橡胶广泛应用于海底电缆、化工防腐材料以及地下采矿用的耐燃安全橡胶制品中。6．氟橡胶氟橡胶是主链或侧链上含有氟原子的特种合成橡胶的总称。这类橡胶的最大特点是耐酸碱和各种化学试剂的腐蚀，同时还有耐油、耐高温等性能，是尖端科学技术中不可缺少的材料。7．硅橡胶硅橡胶的分子链结构为其中R和R'为烷基，如甲基、乙基等。这种高分子链具有很好的柔性。硫化后的硅橡胶既耐高温又耐低温，使用温度范围为-100℃～300℃，甚至可在5008．SBS热塑弹体SBS热塑弹体是苯乙烯和丁二烯的三嵌段共聚物。分子链的两头是柔性较小的聚苯乙烯段，中间是柔性很好的聚丁二烯段。这种高聚物具有两相织构，聚丁二烯软段聚集在一起构成连续相，聚苯乙烯硬段聚集在一起构成分散相。分子之间无化学交联，但分散相具有较高的玻璃化转变温度，使用条件下处于玻璃态，链段之间的范德瓦耳斯作用较强，成为聚丁二烯软段之间的物理交联点，使整个材料体系的性能像硫化橡胶；但在高温下，分散相中链段间的范德瓦耳斯作用大大削弱，分子链间能发生相对滑移，即转变为流动态，因此具有热塑性，可反复多次加工，回收利用率也高。另一种比较重要的热塑弹体是聚氨酯热塑弹体。其分子链由多个硬段与软段构成。三、橡胶制品的成形工艺大多数橡胶制品用模制法成形。模制中成形与硫化同时进行。常用的模制法有三类：模压法、传递模压法和注射法。三者的共性是都需将模具(钢模或铝模)加热到硫化温度；差别在于将胶料引入模腔的方法不同。1．模压法将预压好或经称重的型坯直接放入模腔，合模，将模具放进硫化机平板间，加热加压，使制品硫化直至定型。2．传递模压法模具上除主模腔以外，还有一个与之连通的第二空腔。模制操作开始前，模腔是闭合的，胶料先被加进第二空腔，然后通过对接触胶料的柱塞加压，把料转移进主模腔，硫化成形。该法的优点是：（1）胶料在转移过程中接收到相当一部分能量，从而可缩短硫化时间；（2）能确保制品中的金属嵌件位置正确。大部分工程橡胶都是用该法制成的。3．注射法与热固性塑料注射成形类似。此外，也可以用挤出成形法成形管、棒之类的橡胶型材。第三节合成纤维与胶粘剂一、合成纤维合成纤维是由一类能被高度拉伸成纤的高聚物制成的。不论作衣料还是工业用品，都要求纤维在较宽的温度范围内能满足高强度、耐磨、耐酸碱、耐溶剂、耐日光和阻燃等基本性能。大多数合成纤维都是结晶性高聚物，如涤纶(聚酯)、锦纶(聚酰胺)、腈纶(聚丙烯腈为主)和丙纶(聚丙烯)等。表10-4列了几种常用纤维的性能特点和应用