常见高分子材料

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3 塑料
PC其它类
PP 聚丙烯
HDPE高密度聚乙烯 PS 聚苯乙烯
PET 聚对苯二甲酸 乙二醇脂
PE 聚乙烯 PVC 聚氯乙烯
热塑性塑料 (聚乙烯, 聚氯乙烯, 聚丙烯等)
塑料
特性:加热熔化,可反复加工。线性结构,有弹性
热固性塑料(酚醛塑料)
特性:不会受热熔化,网状结构,硬化定型。
合成高分子的结构有:线型、支链型、网状(体型)
基加聚反应合成的聚合物。它是
一种无色透明的热塑性塑料,具 有高于100℃的玻璃化转化温度, 因此经常被用来制作各种需要承 受开水的温度的一次性容器,以
及一次性泡沫饭盒等。
聚苯乙烯 (PS)
聚苯乙烯热塑性弹性体
抗弯能力较强,弯曲强度较高。
PS
Tg约为100℃左右,脆化温度约-30℃,熔融温度为 140-180℃,因此常被用来制作各种需要承受开水的 一次性容器,以及一次性饭盒。
橡胶老化的原因:

机械应力:在机械应力反复作用下,会使橡胶分子链断裂 生成游离荃,引发氧化链反应,形成力化学过程。机械断
裂分子链和机械活化氧化过程。哪能个占优势,视其所处
的条件而定。此外,在应力作用下容易引起臭氧龟裂。
一种弹性纤维,学名聚氨酯纤维 (Polyurethane),简写(PU),中国大陆称为 “氨纶”。 具有高度弹性,能够拉长6~7倍,但随外 力的消失能迅速恢复到初始状态,其分子 结构为一个像链状的、柔软及可伸长性的 聚氨基甲酸酯,通过与硬链段连接在一起 而增强其特性。

氨纶弹性纤维分为两类:一类为聚酯链类; 一为聚醚链类。聚酯类弹性纤维抗氧化、 抗油性较强;聚醚类弹性纤维防霉性,抗 洗涤剂较好。

纯聚氯乙烯树脂是坚硬的热塑性物质,其
分解温度与塑化温度极为接近,而且机械
强度较差。因此,无法用聚氯乙烯树脂来
塑制产品,必须加入增塑剂、稳定剂、填
料等以改善性能。
PVC成品:
3.3 聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)
聚甲基丙烯酸甲酯缩写代号为PMMA,俗称有机玻璃,
是迄今为止合成透明材料中质地最优异,价格又比较

特种橡胶主要有硅橡胶(耐高温和严寒)、氟橡胶(耐热、
耐酸碱)和聚氨酯橡胶。
丁苯橡胶
氯丁橡胶
硅橡胶
顺丁橡胶
催化剂
nCH2=CH-CH=CH2
1 2 3 4
CH CH 1 2 4 2 C=C H 2 3 H n
两种:三叶橡胶(顺式)、杜仲胶(反式)

橡胶结构主要有线型、支链型和交联型结构三种。
3.5 聚四氟乙烯(PTFE)
聚四氟乙烯 (Polytetrafluoroethene,英文缩 写为PTFE,俗称“塑料王”),
是一种使用了氟取代聚乙烯中所
有氢原子的人工合成高分子材料。 这种材料具有抗酸抗碱、抗各种
有机溶剂的特点,几乎不溶于所
有的溶剂。同时,聚四氟乙烯具 有耐高温的特点,它的摩擦系数
天然橡胶含有C=C,易加成反应和易被氧化(老化)。 强氧化剂、卤素、有机物溶剂都易腐蚀橡胶。如: KMnO4 溶液、浓HNO3、液溴、汽油、苯、四氯化 碳等。
橡胶老化的原因:

氧:氧在橡胶中同橡胶分子发生游离基链锁反应,分子链
发生断裂或过度交联,引起橡胶性能的改变。氧化作用是
橡胶老化的重要原因之一。

高分子材料是由相对分子质量较高的化合 物构成的材料,通常分子量大于10000,包 括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高 分子基复合材料等等。高分子是生命存在 的形式,所有的生命体都可以看作是高分
子的集合体。
2 纤维
纤维
天然纤维
人造纤维
合成纤维
棉、麻、丝、毛等
粘纤、莫代尔、醋纤 铜氨纤维、莱赛尔等
而加速橡胶氧化反应速度,这是普遍存在的一种老化现象
--热氧老化。

光:光波越短、能量越大。对橡胶起破坏作用的是能量较 高的紫外线。紫外线除了能直接引起橡胶分子链的断裂和 交联外,橡胶因吸收光能而产生游离基,引发并加速氧化
链反应过程。经外线光起着加热的作用。光作用其所长另
一特点(与热作用不同)是它主要在橡表面进生。含胶率高 的试样,两面会出现网状裂纹,即所谓“光外层裂”。
线型结构:未硫化橡胶的普遍结构。由于分子量很大,无 外力作用下,呈细团状。当外力作用,撤除外力,细团的 纠缠度发生变化,分子链发生反弹,产生强烈的复原倾向, 这便是橡胶高弹性的由来。

支链结构:橡胶大分子链的支链的聚集,形成凝胶。凝胶
对橡胶的性能和加工都不利。在炼胶时,各种配合剂往往 进步了凝胶区,形成局部空白,形成不了补强和交联,成 为产品的薄弱部位。
不怕虫蛀等优点。
PAN基碳纤维
PAN基碳纤维的生产工艺主要包括原丝生产和原丝 碳化两个过程:首先通过丙烯腈聚合和纺纱等一系列工艺 加工成被称为“母体“的聚丙烯腈纤维或原丝, 将这些 原丝放入氧化炉中在200到300℃进行氧化,还要在碳化 炉中,在温度为1000到2000℃下进行碳化等工序制成 碳纤维。
热塑性塑料具有长链状的 线型结构。受热时,分子 间作用力减弱,易滑动; 冷却时,相互引力增强, 会重新硬化
热固性塑料再次受热时, 链与链间会形成共价键, 产生一些交联,形成体型 网状结构,硬化定型
3.1 聚乙烯塑料
聚乙烯是乙烯单体的均聚物,主要分为线 性低密度聚乙烯(LLDPE )、高压低密度聚 乙烯(LDPE )和高密度聚乙烯(HDPE )三大 类。 薄膜是其主要加工产品,其次是片材和涂 层、瓶、罐、桶等中空容器及其它各种注 塑和吹塑制品、管材和电线、电缆的绝缘 和护套等。主要用于包装、农业和交通等 部门。

交联结构:线型分子通过一些原子或原子团的架
桥而彼此连接起来,形成三维网状结构。随着硫
化历程的进行,这种结构不断加强。这样,链段
的自由活动能力下降,可塑性和伸长率下降,强
度,弹性和硬度上升,压缩永久变形和溶胀度下
降。
硫化橡胶
优点: 具有较高的强度、 韧性、良好的弹性和 化学稳定性等
天然橡胶为何容易老化?实验室盛哪些药 品的试剂瓶的瓶塞不能用橡胶塞?
种多样的高分子化合物,单体有丁二烯、苯乙烯、丙烯腈、 异丁烯、氯丁二烯等多种。聚合工艺有乳液聚合、溶液聚 合、悬浮聚合、本体聚合四种。

合成橡胶分为通用橡胶和特种橡胶。
通用橡胶如丁苯橡胶(单体丁二烯和苯乙烯),顺丁橡胶 (单体为丁二烯),异戊橡胶(单体为异戊二烯),氯丁 橡胶(单体为氯丁二烯),乙丙橡胶(单体为乙烯和丙 烯),丁腈橡胶(单体为丁二烯和丙烯腈)等。
涤纶、锦纶、腈纶、 氨纶、氯纶、芳纶等
合成纤维具有优良的性能:如强度高、弹性好、耐磨、 耐化学腐蚀和不怕虫蛀等。
2.1 聚酯纤维(涤纶)
聚酯纤维是指由多种二元醇和芳香族二元 羧酸或其酯经缩聚生成的聚酯为原料所制 得纤维的统称。 具体品种有:聚对苯二甲酸乙二醇(PET) 酯纤维,聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)纤 维,聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纤维等。 由于PET是其主要品种,故习称聚酯纤维即 指这种纤维。
焊接、热压和粘接等二次加工 。

广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、
纺织和建筑等工业领域,是一种用途极广的热塑
性工程塑料。
4 橡胶
橡胶按原料分为天
然橡胶和合成橡胶。
天然橡胶是从橡胶树、橡
胶草等植物中提取胶质后 加工制成。以聚异戊二烯 为主要成分的天然高分子 化合物 。
合成橡胶是由不同单体在引发剂作用下,经聚合而成的品
3.6 酚醛树脂

酚醛树脂,是一种合成塑料,无色
或黄褐色透明固体,因电气设备使
用较多,也俗称电木。

耐热性、耐燃性、耐水性和绝缘性
优良,耐酸性较好,耐碱性差,机
械和电气性能良好,易于切割,分 为热固性塑料和热塑性塑料两类。

合成时加入不同组分,可获得功能
各异的改性酚醛树脂,具有不同的 优良特性,如耐碱性、耐磨性、耐 油性、耐腐蚀性等。
3.7 ABS树脂

塑料ABS树酯是目前产量最大,应用最广泛的聚合物,是
丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物,A代表丙烯腈
(PAN),B代表丁二烯(PB),S代表苯乙烯(PS)。

它将PB,PAN,PS的各种性能有机地统一起来,兼具韧, 硬,刚相均衡的优良力学性能。

其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性 能优良,还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等 特点,容易涂装、着色,还可以进行表面喷镀金属、电镀、
极低,所以可作润滑作用之余,
亦成为了不沾锅和水管内层的理 想涂料。
PTFE的优良特性:
耐腐蚀性:能够承受除了熔融的碱金属,氟化介质以及高于300 ℃氢氧 化钠之外的所有强酸(包括氟锑酸、王水)、强碱、强氧化剂、还原剂 和各种有机溶剂的作用。 绝缘性:不受环境及频率的影响,体积电阻可达10^18欧姆· 厘米,介质 损耗小,击穿电压高。
1 材料
简介
能源
三 大 支 柱 产 业
有机合成材料是材料工 业的一个重要方面
是能源和信息 发展的基础
材料
信息
无机非金属材料,如碳纤维 无机材料
无机金属材料
材料 天然高分子材料(棉、麻、丝、毛; 天然橡胶等)
塑料 有机材料 合成高分子材料 合成纤维
合成橡胶等 功能高分子材料 新型高分子材料 复合材料
使其应用范围十分广泛。在工业方面如轮
胎帘子线、高强度绳索、传送、降
落伞、装甲板等;航空航天方面如飞机结
构和内部装饰材料、机身、机翼、火箭发
动机外壳等;体育器材如高尔夫球杆、网
球拍、钓鱼杆、滑雪板、游艇等。
2.5 聚氨酯纤维(氨纶)
氨纶(spandex),译名“斯潘德克斯”,是
2.3 聚丙烯腈纤维(腈纶)

聚丙烯腈(PAN)或丙烯腈含量大于85%
(质量百分比)的丙烯腈共聚物制成的合 成纤维。常用的第二单体为非离子型单体, 如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯等,第三 单体为离子型单体如丙烯磺酸钠和2-亚甲基 -1,4-丁二酸等。
聚丙烯腈纤维有人造羊毛之称。具有柔软、
膨松、不易染、色泽鲜艳、耐光、抗菌、

PE包装
PE瓶
耳机线为什么总缠在一起?
聚乙烯分子链上的 碳原子完全由碳碳 单键相连,单键可 旋转,使它不可能 成一条直线,只能 成不规则的卷曲状 态。高分子化合物 具有一定的弹性。
3.2 聚氯乙烯塑料

聚氯乙烯塑料是由氯乙烯单体聚合而成的,
是常用的热塑性塑料之一。它的商品名称
简称为“氯塑”,英文缩写为PVC。
适宜的品种。
透明度优良,有突出的耐老化性;比重不到普通玻璃的一
半,抗碎裂能力却高出几倍;它有良好的绝缘性和机械强
度;对酸、碱、盐有较强的耐腐蚀性能;且又易加工;可 进行粘接、锯、刨、钻、刻、磨、丝网印刷、喷砂等手工 和机械加工,加热后可弯曲压模成各种亚克力制品。
3.4 聚苯乙烯(PS)
聚苯乙烯(Polystyrene,缩写 PS)是指由苯乙烯单体经自由

臭氧:臭氧的化学活性比氧高得多,破坏性更大,它同样 是使分子链发生断裂,但臭氧对橡胶的作用情况随橡胶变 形与否而不同。当作用于变形的橡胶(主要是不饱和橡胶) 时,出现与应力作用方向直的裂纹,即所谓“臭氧龟裂”; 作用于变形的橡胶时,仅表面生成氧化膜而不龟裂。
橡胶老化的原因:

热:提高温度可引起橡胶的热裂解或热交联。但热的基本 作用还是活化作用。提高氧扩散速度和活化氧化反应,从
2.4 芳纶
纺纶1313纺纶1313即聚间苯二甲酰间苯二胺 (Polymetaphenyleneisophthalamide,PMIA)纤维 可以用于制作易燃易爆环境中的工作服


芳纶1414即聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)
美国商品名为Kevlar,是优秀的耐高温纤维之一。

Kevlar纤维的优良物理力学性能和耐高温性,

2.2 聚酰胺纤维(锦纶)

锦纶是聚酰胺纤维的商品名称,Polyamide(简 称PA),其基本组成物质是通过酰胺键— [NHCO]—连接起来的脂肪族聚酰胺。

常见的聚酰胺主要有两类: 由己二胺和己二酸缩聚而得的聚己二酸己二胺: H—[HN(CH2)6NHCO(CH2)4CO]n—OH
另一类是由己内酰胺缩聚或开环聚合得到 的聚合物: H—[NH(CH2)5CO]—OH
耐高低温性:对温度的影响变化不大,温域范围广,可使用温度190~260 ℃。 自润滑性:具有塑料中最小的摩擦系数,是理想的无油润滑材料。 表面不粘性:已知的固体材料都不能粘附在表面上,是一种表面能最小 的固体材料。 耐大气老化性:耐辐照性能和较低的渗透性:长期暴露于大气中,表面 及性能保持不变。 不燃性:极限氧指数在90以下。
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