工业设计材料与工艺-塑料
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减震消音，具有柔韧性和弹性
塑料的特性
3 塑料电绝缘性、热物理性能好。
几乎所有塑料都具有优异的电绝缘性能，如极小 的介电损耗和优良的耐电弧特性，可与陶瓷媲美
导热率极小,只有金属的1/600~1/200,泡沫塑料的 导热率与静态空气相当,因此被广泛用作绝热保温 材料或建筑节能、冷藏等绝热装置材料。
电剂和发泡剂等。
塑料的特性
塑料能自由成型并易加工。虽然塑料制品的性 能,根据其种类、成型条件及使用环境等变化 较大,但与其它材料相比较,塑料具有良好的综 合特性。
1 多数塑料制品有透明性,并富有光泽,能着鲜 艳色彩。
塑料的特性
2 质轻,耐振动与冲击,比强度高（按单位质量计算的强度）
塑料比金属轻,一般塑料比重在0.9~2.3之间(各种泡沫塑 料的比重在0.01~0.5之间)；
强度较高，有些增强塑料的比强度接近甚至超过钢材。例 如合金钢材，其单位质量的拉伸强度为160兆帕，而用玻 璃纤维增强的塑料可达到170 ~ 400兆帕。
大多数塑料具有优良的减摩、耐磨和自润滑特性。如工程 塑料制造的耐摩擦零件；在耐磨塑料中加入某些固体润滑 剂和填料时，可降低其摩擦系数或进一步提高其耐磨性能。
大分子链的化学组成、形态和聚合态
化学组成
组成大分子链的化学元素主要是碳、氢、氧， 另外还有氮、氯、氟、硼、硅、硫等元素， 其中碳是形成大分子链的主要元素。
大分子链的原子以共价键结合，其组成元素 不同，原子间共价键力就不同，高分子材料 的性能亦不同。
大分子链的化学组成、形态和聚集态
形态：
分子链的形态对聚合物性能有显著影响。 大分子链可呈现不同的几何形状，主要有线
塑料的组成
2．添加剂
(2)固化剂 它的作用在于通过交联使树脂具有体型网状
结构,成为较坚硬和稳定的塑料制品。 例如：
在酚醛树脂中加入六亚甲基四胺； 在环氧树脂中加入乙二氨、顺丁烯二酸酐等。
塑料的组成
2．添加剂
(3) 增塑剂
用以提高树脂可塑性和柔性的添加剂。常用的为 液态或低熔点的固体有机化合物。
例如：聚氯乙烯树脂中加入邻苯二甲酸二丁酯, 可变为橡胶一样的软塑料。
塑料的组成
2．添加剂
(4)稳定剂 为了防止受热、光等的作用使塑料过早老化,加
入少量能起稳定化作用的物质。 例如：
能抗氧的物质有酚类和胺类等有机物; 炭黑则可作紫外线吸收剂。 其他一些添加剂,如润滑剂、着色剂、阻燃剂、抗静
在这个数量之间的根据其性能来确定。
高分子材料
一般性能：
高分子化合物一般有较好的弹性、塑性和强度， 低分子化合物这些性能较低。所以，高分子化合 物是相对分子量大到使其机械性能具有工程意义 的化合物。
高分子材料
几个概念： 单体
高分子化合物由低分子化合物体通过聚核反 应获得，组成高分子化合物的低分子化合物 称作单体。
链节
大分子链由许多结构相同的基本单元重复连 接构成，组成大分子链的这种结构单元称作 链节。
高分子材料
高分子材料
聚合反应：加（成）聚合反应
一种或几种单体相互加成而链结成聚合 物的反应。（应用80%以上）
例：聚乙烯的反应方程式
缩（合）聚（合）反应
一种或几种单体相互混合而连结成聚合物， 同时析出（缩去）某种低分子物质（如：水、 氨、醇、卤化氢等）的反应。反应生成物成 份与单体不同，反应较复杂。少用。
塑料制品生产系统组成 成型、机械加工、修饰三个过程组成。
塑料的组成
1 合成树脂（高聚物）
是由低分子化合物通过缩聚或加聚反应合成的 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。合成树脂在塑料 中的含量约占40%~100%，对塑料的性能起决 定性作用。
塑料的组成
2．添加剂 为改善性能而加入的其他组分,主要有以下几种：
高分子材料分两类：
天然高分子材料
蚕丝、羊毛、纤维素、油脂、天然橡胶、淀粉、蛋 白质等
人工合成高分子材料
塑料、合成橡胶、合成纤维、胶粘剂、涂料等
工程上使用的主要是人工合成的高分子材料。
高分子材料
高分子化合物——是指相对分子质量很 大的化合物（5000以上乃至几百万）
低分子化合物——相对分子质量在500 以下。
型、支化型、和体型（或网型）三类。
大分子链的化学组成、形态和聚合态
高分子材料的聚合态：
晶态 部分结晶态 非晶态（玻璃态）
高分子材料的性能
机械性能：高聚物的物理、力学状态
线性非晶态高聚物的三种力学状态： 线性非晶态高聚物在不同温度下表现出三种物
理状态，即玻璃态、高弹态和粘流态。
塑料概念
(1)填料或增强材料
填料在塑料中主要起增强作用。有时也可改善或提高塑 料的某些特殊性能,以扩大其应用范围。填料的用量可 达20%~50%, 是塑料改性最重要的组成。
例如：
加入石墨、石棉纤维或玻璃纤维等,可以改善塑料的机械性能； 加人石棉粉可提高塑料的耐热性； 加入云母粉可提高塑料的电绝缘性； 加入二硫化钼等可提高塑料的自润滑性； 加入铝粉可提高塑料对光的反射能力等。
• 塑料的特点
– 比重小，比强度大；
易老化 耐热性差
– 耐腐蚀，耐磨，绝缘，减磨，消声，减震； 刚性差
– 易成型，易复合等优良的综合性能。
源自文库尺寸稳定性差
塑料生产
塑料工业 （树脂或半制品生产）
塑料制品的生产
（塑料成型工业 or 加工工业）
塑料制品的简单生产流程
原料
树脂
塑料生产
塑料
塑料制品
塑料制品生产
以天然树脂或合成树脂（也称合成高分子化合物，因外 观似天然树脂如琥珀、松香、虫胶等而得名）为原料， 在一定温度和压力条件下，可以用模具使其成型为具有 一定形状和尺寸的塑料制件，当外力解除后，在常温下 其形状保持不变。多数以合成树脂为基本成分，一般含 有添加剂如：填料、稳定剂，增塑剂、色料或润化剂等。
第三章 工程塑料及其加工技术塑料
本章主要内容
第一节 常用工程塑料及其性质 第二节 工程塑料的成型技术与工艺 第三节 表面处理与装饰技术
第一节 常用工程塑料及其性质
高分子材料
塑料属高分子材料，高分子材料又称高分子 化合物或高分子聚合物（高聚物），是以高 分子化合物为主要成份的有机材料。
塑料的特性
3 塑料电绝缘性、热物理性能好。
几乎所有塑料都具有优异的电绝缘性能，如极小 的介电损耗和优良的耐电弧特性，可与陶瓷媲美
导热率极小,只有金属的1/600~1/200,泡沫塑料的 导热率与静态空气相当,因此被广泛用作绝热保温 材料或建筑节能、冷藏等绝热装置材料。
电剂和发泡剂等。
塑料的特性
塑料能自由成型并易加工。虽然塑料制品的性 能,根据其种类、成型条件及使用环境等变化 较大,但与其它材料相比较,塑料具有良好的综 合特性。
1 多数塑料制品有透明性,并富有光泽,能着鲜 艳色彩。
塑料的特性
2 质轻,耐振动与冲击,比强度高（按单位质量计算的强度）
塑料比金属轻,一般塑料比重在0.9~2.3之间(各种泡沫塑 料的比重在0.01~0.5之间)；
强度较高，有些增强塑料的比强度接近甚至超过钢材。例 如合金钢材，其单位质量的拉伸强度为160兆帕，而用玻 璃纤维增强的塑料可达到170 ~ 400兆帕。
大多数塑料具有优良的减摩、耐磨和自润滑特性。如工程 塑料制造的耐摩擦零件；在耐磨塑料中加入某些固体润滑 剂和填料时，可降低其摩擦系数或进一步提高其耐磨性能。
大分子链的化学组成、形态和聚合态
化学组成
组成大分子链的化学元素主要是碳、氢、氧， 另外还有氮、氯、氟、硼、硅、硫等元素， 其中碳是形成大分子链的主要元素。
大分子链的原子以共价键结合，其组成元素 不同，原子间共价键力就不同，高分子材料 的性能亦不同。
大分子链的化学组成、形态和聚集态
形态：
分子链的形态对聚合物性能有显著影响。 大分子链可呈现不同的几何形状，主要有线
塑料的组成
2．添加剂
(2)固化剂 它的作用在于通过交联使树脂具有体型网状
结构,成为较坚硬和稳定的塑料制品。 例如：
在酚醛树脂中加入六亚甲基四胺； 在环氧树脂中加入乙二氨、顺丁烯二酸酐等。
塑料的组成
2．添加剂
(3) 增塑剂
用以提高树脂可塑性和柔性的添加剂。常用的为 液态或低熔点的固体有机化合物。
例如：聚氯乙烯树脂中加入邻苯二甲酸二丁酯, 可变为橡胶一样的软塑料。
塑料的组成
2．添加剂
(4)稳定剂 为了防止受热、光等的作用使塑料过早老化,加
入少量能起稳定化作用的物质。 例如：
能抗氧的物质有酚类和胺类等有机物; 炭黑则可作紫外线吸收剂。 其他一些添加剂,如润滑剂、着色剂、阻燃剂、抗静
在这个数量之间的根据其性能来确定。
高分子材料
一般性能：
高分子化合物一般有较好的弹性、塑性和强度， 低分子化合物这些性能较低。所以，高分子化合 物是相对分子量大到使其机械性能具有工程意义 的化合物。
高分子材料
几个概念： 单体
高分子化合物由低分子化合物体通过聚核反 应获得，组成高分子化合物的低分子化合物 称作单体。
链节
大分子链由许多结构相同的基本单元重复连 接构成，组成大分子链的这种结构单元称作 链节。
高分子材料
高分子材料
聚合反应：加（成）聚合反应
一种或几种单体相互加成而链结成聚合 物的反应。（应用80%以上）
例：聚乙烯的反应方程式
缩（合）聚（合）反应
一种或几种单体相互混合而连结成聚合物， 同时析出（缩去）某种低分子物质（如：水、 氨、醇、卤化氢等）的反应。反应生成物成 份与单体不同，反应较复杂。少用。
塑料制品生产系统组成 成型、机械加工、修饰三个过程组成。
塑料的组成
1 合成树脂（高聚物）
是由低分子化合物通过缩聚或加聚反应合成的 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。合成树脂在塑料 中的含量约占40%~100%，对塑料的性能起决 定性作用。
塑料的组成
2．添加剂 为改善性能而加入的其他组分,主要有以下几种：
高分子材料分两类：
天然高分子材料
蚕丝、羊毛、纤维素、油脂、天然橡胶、淀粉、蛋 白质等
人工合成高分子材料
塑料、合成橡胶、合成纤维、胶粘剂、涂料等
工程上使用的主要是人工合成的高分子材料。
高分子材料
高分子化合物——是指相对分子质量很 大的化合物（5000以上乃至几百万）
低分子化合物——相对分子质量在500 以下。
型、支化型、和体型（或网型）三类。
大分子链的化学组成、形态和聚合态
高分子材料的聚合态：
晶态 部分结晶态 非晶态（玻璃态）
高分子材料的性能
机械性能：高聚物的物理、力学状态
线性非晶态高聚物的三种力学状态： 线性非晶态高聚物在不同温度下表现出三种物
理状态，即玻璃态、高弹态和粘流态。
塑料概念
(1)填料或增强材料
填料在塑料中主要起增强作用。有时也可改善或提高塑 料的某些特殊性能,以扩大其应用范围。填料的用量可 达20%~50%, 是塑料改性最重要的组成。
例如：
加入石墨、石棉纤维或玻璃纤维等,可以改善塑料的机械性能； 加人石棉粉可提高塑料的耐热性； 加入云母粉可提高塑料的电绝缘性； 加入二硫化钼等可提高塑料的自润滑性； 加入铝粉可提高塑料对光的反射能力等。
• 塑料的特点
– 比重小，比强度大；
易老化 耐热性差
– 耐腐蚀，耐磨，绝缘，减磨，消声，减震； 刚性差
– 易成型，易复合等优良的综合性能。
源自文库尺寸稳定性差
塑料生产
塑料工业 （树脂或半制品生产）
塑料制品的生产
（塑料成型工业 or 加工工业）
塑料制品的简单生产流程
原料
树脂
塑料生产
塑料
塑料制品
塑料制品生产
以天然树脂或合成树脂（也称合成高分子化合物，因外 观似天然树脂如琥珀、松香、虫胶等而得名）为原料， 在一定温度和压力条件下，可以用模具使其成型为具有 一定形状和尺寸的塑料制件，当外力解除后，在常温下 其形状保持不变。多数以合成树脂为基本成分，一般含 有添加剂如：填料、稳定剂，增塑剂、色料或润化剂等。
第三章 工程塑料及其加工技术塑料
本章主要内容
第一节 常用工程塑料及其性质 第二节 工程塑料的成型技术与工艺 第三节 表面处理与装饰技术
第一节 常用工程塑料及其性质
高分子材料
塑料属高分子材料，高分子材料又称高分子 化合物或高分子聚合物（高聚物），是以高 分子化合物为主要成份的有机材料。