第2章-5-热固性塑料分析

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热固性塑料

热固性塑料

热固性塑料简介热固性塑料(Thermosetting plastics),也被称为固化塑料或热固塑料,是一种在加热过程中经历化学变化而形成三维固化结构的塑料。

与热塑性塑料不同,热固性塑料一旦固化就无法再被加热变形。

热固性塑料具有许多优点,例如耐热性、耐化学药品、机械强度高等,因此在诸多领域应用广泛。

本文将对热固性塑料的性质、制造工艺、应用领域进行详细介绍。

性质热固性塑料具有以下主要性质:1.耐热性:热固性塑料在高温下能保持其形状和强度,通常可耐受高达200°C以上的温度。

2.机械强度高:与热塑性塑料相比,热固性塑料的机械强度更高,能够承受更大的力和压力。

3.耐化学药品:热固性塑料对化学药品具有较好的抵抗能力,不易被腐蚀。

4.难燃性:热固性塑料在点燃后不易燃烧,能够自行熄灭火源。

制造工艺热固性塑料的制造工艺与热塑性塑料有所不同。

热固性塑料在加热过程中通过交联反应形成固化结构,无法再通过加热融化变形。

热固性塑料的制造主要包括以下步骤:1.原材料准备:选择适合的树脂材料作为基础,通常采用液态或固态树脂将其与填料、助剂等混合。

2.成型工艺:热固性塑料可以通过注塑、挤出、压缩成型等多种工艺进行成型。

其中,压缩成型是最常用的方法,通过将热塑性塑料放入加热的金属模具中,在高温和高压的条件下形成固化结构。

3.固化反应:成型后的热固性塑料需要进行固化反应。

固化反应可以通过热固化剂的添加或者外部加热来实现。

在固化过程中,树脂分子间发生交联反应,形成耐热的固体结构。

4.后续处理:固化完成后的热固性塑料需要进行后续处理。

这包括修整表面、去除残留的固化剂、进行表面涂层等。

应用领域热固性塑料由于其耐热性、机械强度高等特性,在许多领域被广泛应用。

下面是一些常见的热固性塑料的应用领域:1.电子电气:热固性塑料具有良好的绝缘性能,因此在电子电气行业中被广泛应用于绝缘材料、电路板等制造。

2.汽车工业:热固性塑料的高耐热性和机械性能使其成为汽车工业中的重要材料,例如用于汽车引擎部件、底盘零件等的制造。

高分子材料成型加工(考试重点及部分习题答案)

高分子材料成型加工(考试重点及部分习题答案)

高分子材料成型加工考试重点内容及部分习题答案第二章高分子材料学1、热固性塑料:未成型前受热软化,熔融可塑制成一定形状,在热或固化剂作用下,一次硬化成型。

受热不熔融,达到一定温度分解破坏,不能反复加工。

在溶剂中不溶。

化学结构是由线型分子变为体型结构。

举例:PF、UF、MF2、热塑性塑料:受热软化、熔融、塑制成一定形状,冷却后固化成型。

再次受热,仍可软化、熔融,反复多次加工。

在溶剂中可溶。

化学结构是线型高分子。

举例:PE聚乙烯,PP聚丙烯,PVC聚氯乙烯。

3、通用塑料:是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。

4、工程塑料:具有较好的力学性能,拉伸强度大于50MPa,冲击强度大于6kJ/m2,长期耐热温度超过100度的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀可作为结构材料。

举例:PA聚酰胺类、ABS、PET、PC5、缓冷:Tc=Tmax,结晶度提高,球晶大。

透明度不好,强度较大。

6、骤冷(淬火):Tc<Tg,大分子来不及重排,结晶少,易产生应力。

结晶度小,透明度好,韧性好。

定义:是指熔融状态或半熔融状态的结晶性聚合物,在该温度下保持一段时间后,快速冷却使其来不及结晶,以改善制品的冲击性能。

7、中速冷:Tc>=Tg,有利晶核生成和晶体长大,性能好。

透明度一般,结晶度一般,强度一般。

8、二次结晶:是指一次结晶后,在一些残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内,继续结晶并逐步完善的过程。

9、后结晶:是指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域,在成型后继续结晶的过程。

第三章添加剂1、添加剂的分类包括工艺性添加剂(如润滑剂)和功能性添加剂(除润滑剂之外的都是,如稳定剂、填充剂、增塑剂、交联剂)2、稳定剂:防止或延缓高分子材料的老化,使其保持原有使用性能的添加剂。

针对热、氧、光三个引起高分子材料老化的主要因素,可将稳定剂分为热稳定剂、抗氧剂(防老剂)、光稳定剂。

热稳定剂是一类能防止高分子材料在成型加工或使用过程中因受热而发生降解或交联的添加剂。

第2章塑料材料的组成及配制

第2章塑料材料的组成及配制

2.金属皂类热稳定剂:这类热稳定剂的优点是除起
热稳定作用外,可兼起材料的润滑作用。
3.有机锡化合物热稳定剂:这类热稳定剂的优点是
可使塑料制品保持良好的透明性、突出的耐热性,并可与 金属皂类热稳定剂产生协同效应,缺点是价格较贵。
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分类
盐基性 铅盐类
种类
使用
带有 PbO(盐基)的无机酸或有 耐热性优良,长期稳定性好,耐气候性、 机酸的铅盐。三盐基性硫酸铅, 电气绝缘性好。 二盐基性亚磷酸铅, 盐基性亚硫 使制品不透明,有毒,易受硫化污染。 酸铅等 硬脂酸和月桂酸的镉、钡、铅、 良好热稳定性,具润滑作用,但铅、镉毒 钙、 镁等二价金属盐。 硬脂酸钡, 性大,有硫化污染。不单独使用。主要用 硬脂酸钙,月桂酸钡等 于各种软质透明或半透明塑料制品。 带两个烷基的有机酸或硫醇的 高效,用量小,且有很好透明性,耐热性 锡盐。二月桂酸二丁基锡,十二 突出,加工性能优良,耐硫化污染。可单 硫醇二丁基锡等 独作用。 需要润滑剂较多。价格较高。常用于透明 塑料制品。 环氧化合物和有机亚磷酸酯。 单独使用稳定性很差,与金属皂类和有机 锡并用时,有很好的协同效应。广泛用于 软质聚氯乙烯透明制品中。
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抗静电剂品种
1、按化学结构分类 (1)离子型
• 阳离子型抗静电剂主要是 季胺盐,此外还有各种胺盐、烷基咪唑啉等 • 阴离子型抗静电剂包括有 高级脂肪酸盐,各种磷酸衍生物、硫酸衍生物。 • 两性离子型抗静电剂包括
季胺内盐、两性烷基咪唑啉、烷基氨基酸类。
(2)非离子型
主要有多元醇、多元醇的脂肪酸酯、胺类衍生物等。
(3)增强剂或填料的比表面大小。比表面积越大,增强效果 越好。
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9
§2.1.2 增塑剂(plasticizer)

热固性塑料名词解释

热固性塑料名词解释

热固性塑料名词解释热固性塑料是一类具有热稳定性和硬度强度的塑料材料,其特点是能够在高温下保持其形状和性能不变。

与热塑性塑料不同,热固性塑料在加热过程中会发生化学反应,形成一个具有三维网状结构的硬化网络,因此无法再通过加热融化回到流动状态。

下面将对热固性塑料的概念和常见类型进行详细解释。

1. 热固性塑料的概念:热固性塑料是一种通过加热硬化形成固态结构的塑料材料。

在加热过程中,树脂分子之间发生交联反应,形成一个固态的网络结构,使塑料材料具有较高的耐热性、硬度和强度。

由于具有较好的耐高温性和化学稳定性,热固性塑料通常用于制造高温工作环境下的零部件和耐腐蚀性要求较高的产品。

2. 热固性塑料的常见类型:(1) 聚酰胺类:如尼龙、防爆尼龙等;尼龙是一种常见的热固性塑料,具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性能,广泛应用于机械零件、汽车配件和航空航天领域。

(2) 聚酯类:如聚酯树脂、玻璃钢等;聚酯树脂是一种透明的热固性塑料,具有优良的电绝缘性能和耐腐蚀性能,广泛应用于电气设备、船舶和建筑材料等领域。

(3) 硅酮类:如硅酮橡胶;硅酮橡胶具有优异的耐高温性能和耐腐蚀性能,可在高温下保持弹性、耐磨性和电绝缘性能,广泛应用于汽车、电子产品和航空航天领域。

(4) 聚酰胺酸类:如聚酰胺酸酯、聚酰胺酸醇等;聚酰胺酸类热固性塑料具有良好的耐热性、耐磨性和耐腐蚀性能,可用于制造高温工作环境下的零部件、耐腐蚀性要求较高的产品和电子封装材料等。

总之,热固性塑料是一类通过加热硬化形成固态结构的塑料材料,具有高温稳定性和硬度强度,并且常见的热固性塑料类型有聚酰胺类、聚酯类、硅酮类和聚酰胺酸类等。

这些材料在航空航天、电子、汽车等领域中得到广泛应用,满足了高温工作环境和耐腐蚀性要求的需要。

《热固性塑料》课件

《热固性塑料》课件

汽车工业
用于汽车内饰件、外观件和发动 机零部件。
航空航天
在飞机结构、导航系统和发动机 中发挥重要作用。
环保方面与热固性塑料
热固性塑料具有较好的耐候性和耐腐蚀性,减少了对环境的污染。同时,可回收和再利用的热固性塑料技术正 在不断发展。
热塑性塑料与热固性塑料的比较
特点 可塑性 耐热性 耐化学性
热塑性塑料 可反复加热和成型 较低,易软化 较差,易受化学溶剂侵蚀
具有较高的强度和刚度,能够 承受较大的外力。
韧性
具有一定的韧性和抗冲击性, 能够抵抗外部损伤。
硬度
表面硬度较高,不易划伤或变 形。
酚醛树脂
优异的机械性能和耐高温性, 广泛应用于电子、汽车和航空 航天领域。
环氧树脂
优异的粘接性能和化学稳定性, 常用于粘接和涂覆材料。
聚氨酯
良好的强度和耐磨性,广泛应 用于涂料、粘合剂和弹性体。
热固性塑料的特点和优点
耐热性
能够耐受高温环境而不变形。
机械性能
具有出色的强度、刚度和耐磨性。
耐化学性
对酸碱、溶剂和化学介质具有较好的稳定性。
绝缘性能
优秀的电气绝缘性能,常用于电子器件。
热固性塑料的加工工艺
1
原料准备
选择适合的树脂和填料,进行预处理。
2
混合与制备
将原材料进行均匀混合,并通过加热/注塑/挤出等工艺制备成型。
3
固化与热处理
通过加热或化学反应使塑料固化并形成三维网络结构。
热固性塑料的应用领域
电子工业
广泛应用于半导体封装、电路板 和电子元件。
聚氨酯
聚氨酯是一种具有优异强度和耐磨性的热固性塑料。它在涂料、粘合剂和弹性体领域得到广泛应用,满足不同 行业的需求。

第二章热塑性树脂

第二章热塑性树脂
缺点:如强度、硬度、耐热性、尺寸精度等较低,热膨胀系数
较大,力学性能受温度影响较大,蠕变、冷流、耐负荷变形大等 。
1
第二章 基体材料 第五节热塑性树脂
一、概述
用玻璃纤维增强热塑性树脂而制得的热塑性玻璃纤维增强复合材料,不 仅可使上述缺点得到不同程度的改善,还可使某些性能达到或超过热固性玻 璃纤维增强复合材料的水平,而且仍可以用一般注射方法成型。纤维的含量 通常在20%一40%。
16
第二章 基体材料 第五节热塑性树脂
三、 复合材料常用热塑性树脂
⑷聚苯乙烯
聚苯乙烯的分子结构式为:
聚苯乙烯是指有苯乙烯单体经自由基缩聚 反应合成的聚合物,英文名称为Polystyrene, 简 称PS。
聚苯乙烯为无定形结构,玻璃化温度为80℃左右.最高使用温度仅为 60~75℃。
聚苯乙烯具育良好的透明性,其透明度可达88%~92%。由于分子中含 有苯环,可使α位的C-H键活化而容易氧化,长时间在空气中会老化而产生 龟裂。
2
第二章 基体材料 第五节热塑性树脂
二、 热塑性树脂的基本性能
1、力学性能
决定合成树脂力学性能的结 构因素有以下五个:
热塑性树脂与热固性树脂在结构上的差别: 前者的大分子链为线型结构,而后者的大分 子链为体型网状结构。 由于这一结构上的差别,使热塑性树脂与热 固性树脂相比在力学性能上有以下3个显著特点,
分子量达到3,000,000-6,000,000的线性聚乙烯称为超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)。超高分子量聚乙烯的强度非常高,可以用来做防弹衣。
12
三、 复合材料常用热塑性树脂
⑵聚乙烯
低压法聚乙烯软化点在120 ℃以上,使用温度可达80-100 ℃ , 但此时不能承受载荷。

热固性塑料是指经加热或其它方法如辐射、催化等固化成型后...分析

热固性塑料是指经加热或其它方法如辐射、催化等固化成型后...分析

UF树脂合成反应机理研究
经典理论认为,UF树脂的合成分为两个阶段。第
一阶段在中性或弱碱性(pH=7~8)介质中,尿素与甲
醛进行羟甲基化反应即加成反应,可生成一羟、二羟 、
三羟和四羟甲基脲,其中四羟甲基脲从未分离出来过。 第二阶段在酸性条件下进行缩聚反应,当分子量达 到一定程度时,将反应液的pH值调至8~9,并降温至常 温,得到脲醛树脂的初期缩合液。
H C H+
热固性酚醛树脂可分为甲、乙、丙三个阶段, 甲阶PF为线型可溶可熔树脂,乙阶PF为少量交
联的半可溶可熔树脂,丙阶PF为交联网状结构的
不溶不熔树脂。 一般合成的PF树脂控制在甲阶或乙阶,以保 证在具体加工制品时可以流动,加工中加热即可 固化。 热固性酚醛树脂为红褐色的有毒和强烈苯酚 味的粘稠液体或脆性固体,常用于层压、泡沫及
(4)聚酰胺改性PF 用作改性的聚酰胺是一类羟甲基聚酰胺, 利用羟甲基或活泼氢在合成PF过程中或在PF 固化过程中发生反应形成化学键而达到改性的 目的。可提高酚醛树脂的冲击韧性和粘结性, 改善树脂的流动性,并可保持酚醛树脂优点。
1.4 酚醛塑料
酚醛塑料因具有优异的耐热性和较 好的性价比,至今仍具有其它通用塑料
O OH CH2 CH2OH n CH2OH n
CH2OH n (n=0,or 1)
OH CH 2O H + HO CH C 2 CH 2OH n (n=0,1or 2)
OH CH2O H2C OH CH2
OH
CH2
+ H2 O CH2OH n
OH
CH2OH n (n=0,1or 2)
...
OH CH2OH OH HO CH2 OH O H 2C CH2 OH CH2OH

高分子材料成型加工考试重点及部分习题答案

高分子材料成型加工考试重点及部分习题答案

高分子材料成型加工考试重点内容及部分习题答案第二章高分子材料学1、热固性塑料:未成型前受热软化,熔融可塑制成一定形状,在热或固化剂作用下,一次硬化成型。

受热不熔融,达到一定温度分解破坏,不能反复加工。

在溶剂中不溶。

化学结构是由线型分子变为体型结构。

举例:PF、UF、MF2、热塑性塑料:受热软化、熔融、塑制成一定形状,冷却后固化成型。

再次受热,仍可软化、熔融,反复多次加工。

在溶剂中可溶。

化学结构是线型高分子。

举例:PE聚乙烯,PP聚丙烯,PVC聚氯乙烯。

3、通用塑料:是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。

4、工程塑料:具有较好的力学性能,拉伸强度大于50MPa,冲击强度大于6kJ/m2,长期耐热温度超过100度的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀可作为结构材料。

举例:PA聚酰胺类、ABS、PET、PC5、缓冷:Tc=Tmax,结晶度提高,球晶大。

透明度不好,强度较大。

6、骤冷(淬火):Tc<Tg,大分子来不及重排,结晶少,易产生应力。

结晶度小,透明度好,韧性好。

定义:是指熔融状态或半熔融状态的结晶性聚合物,在该温度下保持一段时间后,快速冷却使其来不及结晶,以改善制品的冲击性能。

7、中速冷:Tc>=Tg,有利晶核生成和晶体长大,性能好。

透明度一般,结晶度一般,强度一般。

8、二次结晶:是指一次结晶后,在一些残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内,继续结晶并逐步完善的过程。

9、后结晶:是指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域,在成型后继续结晶的过程。

第三章添加剂1、添加剂的分类包括工艺性添加剂(如润滑剂)和功能性添加剂(除润滑剂之外的都是,如稳定剂、填充剂、增塑剂、交联剂)2、稳定剂:防止或延缓高分子材料的老化,使其保持原有使用性能的添加剂。

针对热、氧、光三个引起高分子材料老化的主要因素,可将稳定剂分为热稳定剂、抗氧剂(防老剂)、光稳定剂。

热稳定剂是一类能防止高分子材料在成型加工或使用过程中因受热而发生降解或交联的添加剂。

初中热固性塑料知识点总结

初中热固性塑料知识点总结

初中热固性塑料知识点总结一、热固性塑料的特点1. 高耐热性由于热固性塑料在加热后能够固化,形成不可逆的化学结构,因此具有良好的耐高温性能。

一般来说,热固性塑料可以耐受200°C以上的高温。

2. 机械强度高热固性塑料在固化后形成了致密的分子结构,因此具有很高的机械强度和硬度。

3. 耐腐蚀性好由于热固性塑料固化后形成了致密的结构,因此能够很好地抵抗酸、碱、盐等化学物质的侵蚀,具有较好的耐腐蚀性能。

4. 不易燃性热固性塑料通常不易燃烧,甚至可以达到难燃或者阻燃的程度,因此在航空航天、电子电器等要求阻燃性能较高的领域得到了广泛应用。

5. 难以再加工热固性塑料一旦固化后,其分子结构难以改变,因此难以再加工。

这一特点也导致了热固性塑料的再生利用比热塑性塑料更为困难。

二、热固性塑料的种类根据不同的化学结构,热固性塑料可以分为酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、脲醛树脂等。

每一种热固性塑料都有其独特的特点和应用领域。

1. 酚醛树脂酚醛树脂具有优异的耐热性、电气性能和机械性能,因此在电气设备、电子零部件、汽车零部件等领域得到了广泛应用。

2. 环氧树脂环氧树脂具有良好的粘接性能和绝缘性能,因此在胶粘剂、涂料、复合材料、成型材料等方面都有着重要的应用。

3. 不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂具有良好的耐腐蚀性能和成型性能,因此在建筑材料、船舶、化工设备等领域得到了广泛应用。

4. 酚醛树脂酚醛树脂具有良好的耐热性能和耐腐蚀性能,因此在汽车、航空航天、建筑等领域得到了广泛应用。

5. 脲醛树脂脲醛树脂具有良好的耐热性能和机械性能,因此在汽车、电器、航空航天等领域得到了广泛应用。

三、热固性塑料的生产方法热固性塑料的生产主要包括树脂的合成、成型、固化等步骤。

其中,树脂的合成是热固性塑料生产的核心环节,其过程主要包括原料的选择、聚合反应、固化反应等。

1. 树脂的合成树脂的合成是热固性塑料生产的第一步,其过程主要包括原料的选择、聚合反应、固化反应等。

热固性塑料与热塑性塑料解析

热固性塑料与热塑性塑料解析

热固性塑料与热塑性塑料解析塑料是以高分子量合成树脂为主要成分,在一定条件下(如温度、压力等)可塑制成一定形状且在常温下保持形状不变的材料。

塑料按受热后表面的性能,可分为热固性塑料与热塑性塑料两大类。

前者的特点是在一定温度下,经一定时间加热、加压或加入硬化剂后,发生化学反应而硬化。

硬化后的塑料化学结构发生变化、质地坚硬、不溶于溶剂、加热也不再软化,如果温度过高则就分解。

后者的特点为受热后发生物态变化,由固体软化或熔化成粘流体状态,但冷却后又可变硬而成固体,且过程可多次反复,塑料本身的分子结构则不发生变化。

塑料都以合成树脂为基本原料,并加入填料、增塑剂、染料、稳定剂等各种辅助料而组成。

因此,不同品种牌号的塑料,由于选用树脂及辅助料的性能、成分、配比及塑料生产工艺不同,则其使用及工艺特性也各不相同。

为此模具设计时必须了解所用塑料的工艺特性。

第一节热固性塑料常用热固性塑料有酚醛、氨基(三聚氰胺、脲醛)聚酯、聚邻苯二甲酸二丙烯酯等。

主要用于压塑、挤塑、注射成形。

硅酮、环氧树脂等塑料,目前主要作为低压挤塑封装电子元件及浇注成形等用。

一、工艺特性(一)收缩率塑件自模具中取出冷却到室温后,发生尺寸收缩这种性能称为收缩性。

由于收缩不仅是树脂本身的热胀冷缩,而且还与各成形因素有关,所以成形后塑件的收缩应称为成形收缩。

1(成形收缩的形式成形收缩主要表现在下列几方面:(1)塑件的线尺寸收缩由于热胀冷缩,塑件脱模时的弹性恢复、塑性变形等原因导致塑件脱模冷却到室温后其尺寸缩小,为此型腔设计时必须考虑予以补偿。

(2)收缩方向性成形时分子按方向排列,使塑件呈现各向异性,沿料流方向(即平行方向)则收缩大、强度高,与料流直角方向(即垂直方向)则收缩小、强度低。

另外,成形时由于塑件各部位密度及填料分布不匀,故使收缩也不匀。

产生收缩差使塑件易发生翘曲、变形、裂纹,尤其在挤塑及注射成形时则方向性更为明显。

因此,模具设计时应考虑收缩方向性按塑件形状、流料方向选取收缩率为宜。

热固性塑料产品举例分析报告

热固性塑料产品举例分析报告

热固性塑料产品举例分析报告引言热固性塑料是一类特殊的塑料材料,其在加热后能够固化成不可逆转的硬质结构。

相比于热塑性塑料,热固性塑料具有更高的耐温性、耐化学性和机械强度。

它们广泛应用于汽车制造、电子电器、航空航天等领域。

本报告将以几个典型的热固性塑料产品为例,分析其特点、应用和发展前景。

1. 酚醛树脂酚醛树脂是一种热固性塑料,具有优异的绝缘性、耐热性和耐化学性。

它可以制成坚硬的、耐高温的零件,广泛用于家电、电子电器、汽车和航空航天等领域。

例如,手机壳、电器插座和汽车发动机的配件都常采用酚醛树脂材料制造。

酚醛树脂还用于制造绝缘材料和耐热电器配件。

然而,酚醛树脂的加工难度较大,需要高温下进行,而且有一定的收缩率。

因此,未来发展的方向是提高酚醛树脂的加工性能,以满足更高要求的制造工艺。

2. 环氧树脂环氧树脂是一种重要的热固性塑料,具有优异的机械强度、绝缘性和耐化学性。

它可用于制造复杂的零件,并在航空航天、船舶、电子电器等领域有广泛应用。

环氧树脂可以通过与玻璃纤维等增强材料结合,制成复合材料,具有更高的强度和刚性。

另外,环氧树脂还可用于电子封装、电路板、涂料和胶粘剂等方面。

由于环氧树脂在固化过程中存在收缩的问题,因此需要控制好固化过程的温度和时间。

未来,随着材料科学的发展,环氧树脂的性能将不断提高,应用范围也将更加广泛。

3. 聚醚醚酮(PEEK)聚醚醚酮(PEEK)是一种具有高温稳定性和耐腐蚀性的热固性塑料。

由于其优异的性能,PEEK被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子电器等领域。

例如,在航空航天领域,PEEK可以制造高温引擎零件、航空器内部构件等。

PEEK材料还具有良好的耐磨性、抗化学腐蚀性和低摩擦系数,因此在医疗器械、化工设备等领域也有广泛应用。

未来,随着石油化工工业的发展和对高性能材料需求的增加,PEEK的市场前景非常广阔。

4. 聚酰亚胺(PI)聚酰亚胺(PI)是一种高性能热固性塑料,具有耐高温、耐化学腐蚀和优异的绝缘性能。

高分子材料成型加工唐颂超第三版第2-0章课后习题答案(仅供参考)

高分子材料成型加工唐颂超第三版第2-0章课后习题答案(仅供参考)

高分子材料成型加工唐颂超第三版第2-0章课后习题答案(仅供参考)高分子材料成型加工Chapter2-10课后习题答案(仅供参考)Chapter2高分子材料学1.分离区别“通用塑料”和“工程塑料”、“热塑性塑料”和“热固性塑料”,并请各举2、3 例。

答:通用塑料:普通指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。

通用塑料有PE、PP、PVC、PS 等工程塑料是指拉伸强度大于50MPa冲击强度大于6kJ/m2 ,长久耐热温度超过100℃,刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀等可代替金属用作结构件的塑料。

工程塑料有PA、PET、PBT、POM 等。

热塑性塑料:加热时变软以至流淌,冷却变硬。

这种过程是可逆的、可以反复举行。

如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚砜、聚苯醚好和氯化聚醚等都是热塑性塑料。

热固性塑料:第一次加热时可以软化流淌,加热到一定温度,产生化学反应一交链固化而变硬,这种变化是不行逆的。

此后,再次加热时,已不能再变软流淌了。

正是借助这种特性举行成型加工,利用第一次加热时的塑化流淌在压力下弥漫型腔,进而固化成为确定外形和尺寸的制品。

这种材料称为热固性塑料。

酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛、不饱和聚酯、有机硅等塑料都是热固性塑料。

2. 什么是聚合物的结晶和取向?它们有何不同?讨论结晶和取向对高分子材料加工有何实际意义?聚合物的结晶:高聚物发生的分子链在三维空间形成局部区域的、高度有序的罗列的过程。

聚合物的取向:高聚物的分子链沿某特定方向作优势的平行罗列的过程。

包括分子链、链段和结晶高聚物的晶片、晶带沿特定方向择优罗列。

不同之处:(1)高分子的结晶属于高分子的一个物理特性,不是全部的高聚物都会结晶,而全部的高聚物都可以在合适的条件下发生取向。

(2)结晶是某些局部区域内分子链在三维空间的规整罗列,而取向普通是在一定程度上的一维或二维有序,是在外力作用下囫囵分子链沿特定方向发生较为规整罗列。

(3)结晶是在分子链内部和分子链之间的互相作用下发生的,外部作用也可以对结晶产生一定的影响;取向普通是在外力作用和环境中发生的,没有外力的作用,取向普通不会内部产生。

热固性塑料是指经加热或其它方法如辐射催化等固化成型后分析课件

热固性塑料是指经加热或其它方法如辐射催化等固化成型后分析课件

循环利用与回收:随着环保意识的提 高,对废弃物处理和资源回收的要求 也越来越高。未来,热固性塑料的循 环利用和回收将成为行业发展的重要 趋势之一。通过开展废弃物分类、回 收和再利用工作,可以减少废弃物的 产生和对环境的污染,同时提高资源 的利用效率。
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热固性塑料是指经加热或其它方 法如辐射催化等固化成型后分析 课件
• 热固性塑料概述 • 热固性塑料的种类与性能 • 热固性塑料的固化成型工艺 • 热固性塑料的加工与成型 • 热固性塑料的性能测试与评估 • 热固性塑料的应用案例与前景
01
热固性塑料概述
定义与特性
定义
热固性塑料是一种高分子材料,其分子链在加热或其它方法如辐射催化等作用 下,能够相互交联,形成三维网络结构,具有不可逆的固化性质。
随着环保和可持续发展逐渐成为全球 共识,热固性塑料也面临着新的挑战 和机遇。未来,热固性塑料的发展将 更加注重环保和可持续发展趋势,包 括以下几个方面
生物基热固性塑料:利用生物质资源 为原料制成的热固性塑料将成为未来 的研究热点之一。生物基热固性塑料 不仅可以减少对石油资源的依赖,还 可以降低生产过程中的碳排放量。通 过生物技术的不断进步,可以进一步 提高生物基热固性塑料的性能和降低 成本。
在航空航天领域,热固性塑料被广泛应用于 制造机翼、机身、起落架等部位。它们不仅 可以提高飞机的性能和安全性,还可以降低 飞机的重量和成本。此外,热固性塑料还被 用于制造火箭和卫星等航天器的结构部件和 内部部件。随着航空航天技术的不断发展, 该领域对热固性塑料的需求也在不断增加。
前景展望:环保与可持续发展趋势
加热固化过程中,需要控制好温度和时间,避免出现 固化不充分或者过度交联等现象,同时还需要注意防 止模具温度过高而引起塑料分解等问题。

第二章塑料制件设计-64页PPT资料

第二章塑料制件设计-64页PPT资料

2、成型通孔型芯的安装方法,孔深与孔径的关系
孔深与孔径的关系:一端固定时,压制L=2D,注
塑L=4~6D,一端固定另一端支撑时孔深L可翻倍
3、成型盲孔型芯的安装方法,孔深与孔径的关系
盲孔,盲孔只能用一端固定的型芯来成型。因 此其深度应浅于通孔。根据经验,注射成型或压 铸成型时,孔深应小于4d。压制成型时孔的深 度,则应更浅些,平行于压制方向的孔一般不超 过2.5d,垂直于压制方向的孔深为2d。直径过 小(例如小于1.5毫米)或深度太大(大于以上值) 的孔最好用成型后再经机械加工的办法来获得。 如能在模塑时在钻孔位置压出定位浅孔,则给后 加工带来很大方便。
五、支承面设计
六、圆角设计
1、避免应力集中。尖角在受力或受冲 击
振动时会发生破裂(见圆角与应力集 中之间的关系图) 2、可使料流平滑绕过,改善充模特性 (图例) 3、对电镀塑件,尖角会造成镀层厚度 增 加,凹陷处镀层过薄(P17图例) 4、模具圆角会增加模具的坚固性
七、孔的设计
(2)塑料的成型工艺性,如流动性。
(3)、塑料形状应有利于充模流动、排气、补 缩,同时能适应高效冷却硬化(热塑性塑料制品) 或快速受热固化(热固性塑料制品)。
(4)、塑件在成型后收缩情况及各向收缩率差 异。
(5)、模具的总体结构,特别是抽芯与脱出塑 件的复杂程度。
(6)、模具零件的形状及其制造工艺。
一、影响模塑尺寸精度的因素:
1、模具制造的精度; 2、塑料收缩率的波动; 3、磨损等原因造成模具尺寸不断变化,都会
使制件尺寸不稳定; 4、模制时工艺条件的变化,飞边厚度的变化
以及模制所需脱模斜度都会影响塑料制件 的精度; 5、活动配合间隙的变化。
有资料认为在引起制品尺寸的误差中,模 具制造公差和成型工艺条件波动引起的误差各 占1/3。实际上对小尺寸的制品来说,制造 公差对制品尺寸影响要大得多,而大尺寸制品, 收缩率波动则是影响尺寸精度的主要因素。

实验探究热固性塑料的特性教案二

实验探究热固性塑料的特性教案二

实验探究热固性塑料的特性教案二本次教案的主题是实验探究热固性塑料的特性。

在正文中,我们将会从以下几个方面进行介绍。

一、实验目的此次实验的主要目的是探究热固性塑料的特性,深入了解它们的物理化学性质以及其应用领域。

通过实验的过程,我们将会更加了解热固性塑料的性质以及对于工业生产的重要性。

二、实验原理热固性塑料,指在一定条件下进行高温固化后无法回复原状的塑料。

通常采用加快反应速度的方法,例如加热,使之分子间发生聚合,由于长链分子的高度交联和交联部位的热固性反应产生,使树脂固化,称为热固性塑料。

此次实验将会利用到热固性塑料的这些性质。

三、实验材料本次实验所需材料主要有:热固性塑料(如酚醛树脂、环氧树脂等)、电热鼓风干燥箱、真空干燥箱、玻璃纤维布、砂纸、镊子、刀子等。

四、实验步骤1.准备材料:将热固性塑料搅拌均匀,再将其倒入玻璃纤维布上。

2.固化:将带有热固性塑料的玻璃纤维布放入电热鼓风干燥箱中,加热固化。

3.打磨:将干燥后的样品取出,用砂纸打磨,使其表面光滑。

4.制成样品:将样品用刀子、镊子等制成需要的形状。

五、实验注意事项1.实验室用品与材料须清洗干净,储存和放置应当有序。

2.制备和加工操作应遵循实验室安全措施,操作者要注意自身安全,严格遵守实验室操作规程。

3.根据实验需要调整电热鼓风干燥的温度和时间。

4.在操作实验时,应当记录下实验过程的关键节点,如温度变化、热固化后的样品性质等。

六、实验结果我们从实验中了解到了热固性塑料在加热固化后的不可逆变化,以及其性质的稳定性与高强度,从而可以了解到热固性塑料在工业生产中的重要性。

另外,我们还可以通过观察实验结果中样品的形态,了解到其在应用领域的广泛性。

七、实验评价本次实验简单明了,步骤清晰,从实验中了解到了热固性塑料的特性,同时也具备良好的操作性。

通过实验,加深了对于热固性塑料的认知。

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成型性好,但收缩及方向性比氨基树脂大,并含水分等挥 发物。成型前应预热,成型时应排气,否则需提高模温和成 型压力; 模温对流动性影响大,>160℃时流动性迅速下降; 固化速度比氨基树脂慢,固化时放热量大,而导热系数低。 大型厚壁制件内部易过热,导致固化不均。
2.4.2 氨基树脂
含有氨基或酰胺基团的化合物与醛类化合物缩聚反应制得 的树脂统称氨基树脂,英文名称Amino resin,简称AF。
邻苯二甲酸酐 间苯二甲酸 对苯二甲酸 c.不饱和酸与饱和酸的比例:比例增加,粘度、凝胶时间和折 射率下降,而交联度增大,固化产物的耐热性、耐溶剂、耐腐 蚀性提高。
二元醇
1,2-丙二醇:具有不对称甲基,结晶倾向小,与苯乙烯有良好的 相容性,固化物物理化学性能良好。 一缩二乙二醇:使UP基本不结晶并增加柔性,但使固化物耐水 性降低。

根据伯胺与仲胺固化剂氨基上的活泼氢与环氧基的反应, 可计算固化剂用量: 100g环氧树脂固化所需胺的质量(g)
例:若100gE-40双酚A型环氧树脂完全固化,需要添加多 少克乙二胺固化剂?
解:M乙二胺=60g/mol,乙二胺固化剂用量(g):
酸酐类固化剂 常用多元酸酐
种类 邻苯二甲酸酐PA 固化温度150~170℃;固化时间4~24h;耐酸性强,耐 碱性差;HDT100℃;用于大型浇铸件和层压件。 顺丁烯二酸酐MA HDT120℃,使用过氧化物→HDT200℃; 均苯四甲酸酐PMDA
加入热固性酚醛树脂,其分子中的羟甲基与酚基活泼氢反应;
酚醛树脂的性能
强度及弹性模量比较高,长期经受高温后强度保持率高。质 脆,抗冲击性能差。
使用温度高,经玻纤和石棉填充最高使用温度可达180 ℃ 。
耐化学药品性能优良,可耐有机溶剂和弱酸,但不耐强酸和 强氧化剂,由于酚羟基的存在,耐碱性差。

固化速度快,反应时放热促进固化反应;
毒性大,固化产物较脆且耐热性差。
芳香族胺类 含稳定苯环结构的伯、仲胺,常用的是间苯二胺和间苯 二甲胺,特点是:

反应活性较低,需加热下固化; 固化产物HDT高,耐化学药品性、电性能、力学性能好。
叔胺 多用作固化反应促进剂,氮原子上电子云密度越大,促 进效果越好,常用三乙胺、二甲基苄胺、甲基苄胺等。
其他类型不饱和聚酯
二酚基丙烷型 端双键型
先合成端羟基的饱和或不饱和聚酯,然后加入丙烯酸继续酯 化,即得丙烯酸化聚酯。由于双键位于两端,其性能比位于 链中无规分布的有所提高。 热塑性树脂改性型
2.4.4 聚氨酯
聚氨酯是指主链上含有氨基甲酸酯基团(-NHCOO-) 基团的聚合物,全称为聚氨基甲酸酯,英文名称 Polyurethane,简称PU。于1937年由德国科学家首先研制成 功,1939年开始工业化生产。 聚氨酯按结构可分为线型的热塑性聚氨酯和体型的热 固性聚氨酯。前者用作热塑性弹性体和合成纤维,而后者 广泛地应用于泡沫塑料、涂料、胶粘剂及橡胶制品等。
脲甲醛树脂(Urea Formaldehyde resin,简称UF)
三聚氰胺甲醛树脂(Melamine Formaldehyde resin,简称MF)
脲三聚氰胺甲醛树脂(简称UMF)
苯胺甲醛尿素)与甲醛缩聚合成的氨基树脂,经加成和缩聚 两步得到线形或带支链的预聚物,加热或加入草酸、苯甲 酸等固化剂交联成型。可用作模塑料、层压塑料、泡沫塑 料,还大量用作粘合剂、织物处理剂、涂料等。 透明,表面粗糙度低,易着色,固化后无毒、无臭、无味; 表面硬度高,耐刮伤,俗称电玉; 耐热性较差,长期使用温度≤70 ℃ ; 耐弱酸弱碱及油脂等介质,易吸水,吸湿后制品会发生变形 及裂纹;
环氧树脂的特性

具有多样化的形式:从极低粘度的液态到高熔点固体;
粘附力强:极性羟基、醚键和环氧基团的存在,使其对 金属、木材等各种物质具有突出的粘附力,称“万能胶”; 收缩率低:固化过程为加成反应,没有水或其它挥发性 产物放出,收缩率≤2%,比PF、UP低;

力学性能:因含大量极性基团,固化后结构紧密,强度 高、模量大,力学性能优良,但脆性大;
固化收缩率和放热效应较胺类固化剂低;
缺点 需高温固化,固化周期长,可加入适当催化剂克服; 应用 多用于浇铸和增强塑料。
2.3.1 不饱和聚酯树脂
不饱和聚酯是聚酯的一种,英文名称Unsaturated Polyester,简称UP。是由不饱和二元酸(酐)、饱和二元酸( 酐)与多元醇缩聚而成的线形高分子化合物。其结构式为:
吸水性较大,吸湿后制品会膨胀,产生内应力,出现翘曲。
电绝缘性较好,绝缘电阻和介电强度高,是优良的工频绝缘 材料,俗称“电木”。但介电常数和介电损耗较大,且电性能 受温度及湿度影响。 蠕变小,尺寸稳定,阻燃性好,发烟量低。
酚醛树脂的成型加工
成型加工方法主要有模压成型、层压成型、泡沫成型。
交联单体 与不饱和聚酯的不饱和双键共聚,使之交联。要求高沸 点、低粘度,能溶解树脂、引发剂、促进剂、染料等呈均匀溶 液,无毒、反应活性大、共聚能在室温或较低温度进行。
苯乙烯:粘度低、与树脂相容性好、双键活性大;易挥发 、有 毒。 乙烯基甲苯:挥发性、毒性、固化时收缩率较苯乙烯低,产物柔 韧性较好 二乙烯基苯:比苯乙烯活性大,固化物交联密度高
OH CH2OH CH2OH OH OH CH2OH
CH2OH
OH HOH2C CH2OH
OH H 2 C
OH CH2OH
2.缩聚 控制反应程度,可得
CH2OH
线型结构,可 溶于丙酮、乙 醇的甲阶树脂
带支链、部分交联、有 弹性,加热软化而不融 化的固态乙阶树脂;
立体网状结构, 不溶不熔的固 体丙阶树脂



化学稳定性:优良的耐酸、碱和溶剂性;
电绝缘性:宽广的温度和频率范围内,具有高介电性能、 耐表面漏电、耐电弧性。
环氧树脂的种类

缩水甘油醚类 缩水甘油酯类 缩水甘油胺类
R
O CH2CH O
CH2

R
CO CH2CH O
CH2

R' R
N CH2CH O
CH2

线型脂肪族类
R
HC O
CH R' CH O
2.4.3 环氧树脂
分子中含有两个或以上环氧基团的线形高分子化合物, 其相对分子质量一般不高。经与多种类型的固化剂发生交联 反应制得具有不溶不熔性质的三维网状聚合物,英文名称为 Epoxy resin,简称EP。
环氧树脂产量大、品种多,具有一系列优异性能,可用 作胶黏剂、涂料、纤维增强树脂基复合材料基体,广泛应用 于机械、电机、化工、航空航天、汽车、建筑等领域。
使用温度比热塑性塑料高,高温下分子链不产生相对流动。
蠕变性小,形状稳定、绝缘性好、物理力学性能和老化性能 均优于热塑性塑料。
2.4.1 酚醛树脂
凡是酚类化合物与醛类化合物经缩聚反应制得的树脂统 称酚醛树脂,英文名称Phenolics resin。 常见酚类化合物有苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚; 常见醛类化合物有甲醛、乙醛、糠醛。 最重要的酚醛树脂是苯酚和甲醛的缩聚产物,英文名称 Phenol-Formaldehyde,简称PF,是最早(1909年)实现 工业化的树脂品种。 通过控制原料苯酚和甲醛的物质的量比及体系pH值,可 合成两种性质不同的酚醛树脂: 热塑性酚醛树脂 热固性酚醛树脂

多元胺类固化剂
伯胺氮原子上的氢原子与环氧基团反应,转变为仲胺
R NH2
+
H2C O
CH
R
N CH2 CH3
CH OH
仲胺再与另一环氧基团反应生成叔胺
CH2 CH R N CH2 CH3 CH OH
+
H2 C O
CH
RN
OH CH2 CH OH
脂肪族胺类 常用的室温固化剂,包括乙二胺、多亚乙基多胺(二 亚乙基三胺、三亚乙基四胺等)、己二胺等,特点是:
O H O G O C R O C x O G C O CH CH C y OH
G和R分别代表二元醇和饱和二元酸中的亚烷基或芳基。
不饱和聚酯的合成原料
二元酸 a.不饱和二元酸:提供不饱和双键 顺丁烯二酸酐:熔点低,反应时缩水量少,价廉。 反丁烯二酸:固化速率快、固化程度较高。
b.饱和二元酸:调节双键密度,增加树脂韧性,降低结晶倾向
酚醛树脂的固化 热固性酚醛树脂的固化 热压法固化(温度145~175℃) 热压过程产生溶剂、水分、甲醛等挥发分,需较大成型压 力加以排除,否则制品内易形成气泡和微孔; 热压中产生挥发分越多、温度越高,所需成型压力越大。 室温固化
用作粘合剂及浇注树脂时采用;
需加入酸类固化剂:盐酸、磷酸、对甲苯磺酸、苯酚磺酸 热塑性酚醛树脂的固化 加入固化剂甲醛或六次甲基四胺,与酚基活泼氢反应;
耐电弧,耐燃。 模塑料主要用于色泽鲜艳的日用品、装饰品及电器零件, 如餐具、发卡、电器插座、钟表外壳等。
三聚氰胺甲醛树脂MF 由三聚氰胺(密胺)与甲醛缩聚合成的氨基树脂,又称密胺 树脂。 由于分子结构中具有三氮杂环结构,并有多个可进行交联 的活性基团,因此其固化产物的耐热性、耐湿性及力学性能 均优于UF。 表面硬度高,耐污染,色浅,可自由着色,广泛用于餐具、 医疗器械; 可在沸水中长期使用,短期使用温度可达150~200℃ ; 介电性能良好,耐电弧性突出。
酚醛树脂的合成 热塑性酚醛树脂的合成 酸性条件(pH<7) 下,甲醛与苯酚摩尔比小于1(0.8)时缩
聚而成的一种线性树脂,可溶、可熔,分子内不含羟甲基。
其聚合度与苯酚用量有关,一般为4 ~12。因分子内不含 羟甲基,受热时只能熔融,不会自行交联。
依pH值大小,可得两种分子结构热塑性酚醛树脂: 通用型酚醛树脂 强酸条件下(pH<3),缩聚主要通过酚基的对位实现,
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