典型高分子材料..
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环氧胶粘剂(“万能胶”) 性能较全面,应用广。为满足各种需要, 有很多配方
涂料(油漆)
涂料:有机高分子胶体的混合溶液,涂 在物体表面上能干结成膜
作用 保护作用 装饰作用 特殊作用
涂料(油漆)
组成 粘结剂+颜料+溶剂+辅助材料(催干剂、 稳定剂等)
酚醛树脂涂料 应用最早的涂料 清漆、绝缘漆、耐酸漆、地板漆
树脂:聚合树脂,线型高分子链 高温软化,冷却硬化,可反复进行,可以循环使用
热固性塑料(thermosetting polymer, thermosets)
树脂:缩聚树脂,体型高分子链 加热发生化学反应,固化为坚硬制品;不溶解,加热 时不再融化,不能循环使用
塑料的成型与加工
塑料成型工艺形式多样:浇铸成型、 吹 塑成型、压制成型、注射成型等
橡胶
生产过程:生胶的熔炼、胶料的混炼、压延、压出、制品的 硫化
橡胶的硫化(Curing)就是通过橡胶分子间的化学交联作用 将基本上呈塑性的生胶转化成弹性的和尺寸稳定的产品,硫 化后的橡胶的物性稳定,使用温度范围扩大。“硫化过程” 在橡胶化学中占有重要地位。
性能特点: 具有高弹性;优良的伸缩性和可贵的积储能量的能力;良好 的耐磨性、绝缘性、隔音性 应用: 弹性材料、密封材料、减震防震材料、传动材料、绝缘材料
胶粘剂(粘结剂、胶合剂或胶水)
胶接(粘接):用胶粘剂把物品连接在一起的 方法。 和其它连接方法相比,它有以下特点: 整个胶接面都能承受载荷 可连接不同种类的材料 胶接结构质量轻,表面光滑美观 具有密封作用,电绝缘性好 工艺简单,操作方便
胶粘剂(粘结剂、胶合剂或胶水)
组成:基料(一种或几种高聚物)+添加 剂(固化剂、填料、增塑剂、稀释剂等)
新型的高分子材料
新型的高分子材料
医用高分子材料,具有优异的生物相容 性,较少受到排斥,可以满足人工器官 对材料的苛刻要求,如:人工心脏、人 工关节、人造鼻等,下面的图中给出了 一些有关人工器官的图片。
人造心脏
人工肾脏
人工膝关节
塑料
塑料:是在玻璃态下使用的,具有可塑性的高分子材 料,以合成树脂为主要成分
成分: 合成树脂 + 添加剂 (填充剂、增塑剂、稳定 剂等)
分类: 按应用范围分类:通用塑料பைடு நூலகம்工程塑料和特种塑料 按塑料按树脂性质(受热时的行为)分:热塑性塑料; 热固性塑料
塑料
热塑性塑料(thermoplastic polymer, thermoplasts)
性能特点:有一定的机械强度和硬度,耐热性好;具 有较高的耐腐蚀性、耐磨性、良好的绝缘性 缺点: 脆性大,易碎;不耐碱;阳光下易变色,多是黑色、 墨绿色
应用:电器开关、插头等绝缘器件;汽车刹车片;机 械行业中的齿轮、凸轮、手柄等,化工中的耐酸泵
橡胶
橡胶是以高分子化合物为基础的具有显著高弹性的材 料。它是以生胶为原料加入适量的配合剂形成的高分 子弹性体 生胶:是橡胶制品的主要组成部分。在橡胶制备过程 中不但起粘结其他配合剂的作用,而且决定橡胶制品 的性能。 配合剂:是为了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、硫化促进剂,防老剂,软 化剂,填充剂,着色剂等
聚丙烯腈的高化学稳定性和高硬度 聚丁二烯的橡胶态韧性和弹性 聚苯乙烯的良好成型性 性能:高强度和高硬度,耐油和耐蚀,“质坚、性韧、 刚性大” 应用:各种电器的外壳,仪表盘,飞机舱内装饰板、 窗框、隔音板。汽车零件:汽车方向盘,挡泥板,扶 手以及小型轿车的车身等
热塑性工程塑料(三) ——氟塑料
成分: 合成树脂 + 添加剂 (填充剂、增塑剂、 稳定剂等) 分类: 按应用范围分类:通用塑料和工程塑料 按塑料按树脂性质分:热塑性塑料; 热固性 塑料
树脂(resin)
广义上是指用作塑料基材的聚合物或预聚物。一般不 溶于水,能溶于有机溶剂。
按来源可分为天然树脂和合成树脂;按其加工行为不 同的特点又有热塑性树脂和热固性树脂之分。 相对分子量不确定但通常较高,常温下呈固态、中固 态、假固态,有时也可以是液态的有机物质。 具有软化或熔融温度范围,在外力作用下有流动倾向, 破裂时常呈贝壳状。
含氟塑料:聚四氟乙烯(F-4),聚三氟氯乙烯(F-3),聚全氟乙 丙烯(F-46)等 性能:极优越的化学稳定性,良好的热稳定性;良好的绝缘性, 摩擦系数小,有自润滑性,不易老化 聚四氟乙烯(F-4)——塑料王 线型晶态高聚物,其结晶度为55~57%,熔点为327ºC,具有优 异的耐化学腐蚀性,不受任何化学试剂的侵蚀,即使在高温下及 强酸、强碱、强氧化剂中也不受腐蚀 缺点:在390C以上分解放出有毒气体,强度较低,冷流行强, 加工成型性较差
缺点: 表面硬度不高,易擦伤;导热性差和线膨胀系数大, 易在表面产生微裂纹(“银纹”),因而较脆
应用:用于航空、汽车、仪表、光学等工业,制造电 视和雷达的屏幕,仪表外壳,光学镜片等;亦可用作
防弹玻璃
热固性塑料 ——酚醛塑料(PF)
酚醛塑料(以非晶态酚醛树脂为基体)+ 填料(木粉、 布、石棉、纸等) 通过固化反应形成交联型热固性塑料
应用:主要用于制造减磨密封零件、密封圈、垫圈等;化工工业 中耐腐蚀零件、管道、内衬材料、过滤器,盛放氢氟酸容器;电 工中的绝缘材料;医疗中的代用血管、人工心肺等
热塑性工程塑料(四)
——聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,有机玻璃)
典型的线型无定形结构,分子链上带有极性基团 性能特点: 目前最好的透明材料,透光率高; 高强度、韧性 ,不易破碎,耐紫外线和大气老化,易 成型加工
这是一大类液晶高分子,它的硫酸溶液为液晶 性流体,挤出可纺制纤维,硫酸脱出后,纤维 中大分子仍为高度有序排列,其有序度比常规 纤维拉伸后还高,因此它的抗拉强度高于钢材 的抗拉强度,但密度仅为钢材的1/8 可用于轮胎帘子线和特种服装(宇宙服)等
热塑性工程塑料(二)
——ABS塑料
基体:丙烯腈A-丁二烯B-苯乙烯S三种单体共聚而成的 聚合体
第五章 有机高分子材料
第一节 概述
第二节 典型的高分子材料
高分子材料
高分子化合物的分类 按性能及用途, 可分为塑料、橡胶、纤维 以及胶粘剂和涂料
室温下处于玻璃态的高聚物称为塑料。 室温下处于高弹态的高聚物称为橡胶。
塑料
塑料:是在玻璃态下使用的,具有可塑性的高 分子材料,以合成树脂为主要成分
塑料的加工 机械加工 塑料的连接 表面处理
压制成型
注射成型
塑料的性能特点
优点 相对密度低,耐腐蚀性能好,电绝缘性 好,减磨、耐磨性能好,有消音吸震性
缺点 刚性差,强度低,耐热性低,膨胀系数 大,导热系数小,蠕变温度低(“冷 流”),有老化现象
热塑性工程塑料(一) ——脂肪族聚酰胺(尼龙,绵纶)
树脂:以线性晶态聚酰胺为基体
特点:强度高、韧性好,摩擦系数低,耐磨, 有自润滑性 应用:在机械行业中应用广泛,可用于制造要 求耐磨、耐蚀的某些承载和传动零件,如轴承、 齿轮、螺钉、螺母以及其他小型零件(应用温 度T<100ºC)
热塑性工程塑料(一) ——芳香族聚酰胺
在聚酰胺的主链中引入苯环,可增加热稳定性, 此类高分子成为芳香族聚酰胺
涂料(油漆)
涂料:有机高分子胶体的混合溶液,涂 在物体表面上能干结成膜
作用 保护作用 装饰作用 特殊作用
涂料(油漆)
组成 粘结剂+颜料+溶剂+辅助材料(催干剂、 稳定剂等)
酚醛树脂涂料 应用最早的涂料 清漆、绝缘漆、耐酸漆、地板漆
树脂:聚合树脂,线型高分子链 高温软化,冷却硬化,可反复进行,可以循环使用
热固性塑料(thermosetting polymer, thermosets)
树脂:缩聚树脂,体型高分子链 加热发生化学反应,固化为坚硬制品;不溶解,加热 时不再融化,不能循环使用
塑料的成型与加工
塑料成型工艺形式多样:浇铸成型、 吹 塑成型、压制成型、注射成型等
橡胶
生产过程:生胶的熔炼、胶料的混炼、压延、压出、制品的 硫化
橡胶的硫化(Curing)就是通过橡胶分子间的化学交联作用 将基本上呈塑性的生胶转化成弹性的和尺寸稳定的产品,硫 化后的橡胶的物性稳定,使用温度范围扩大。“硫化过程” 在橡胶化学中占有重要地位。
性能特点: 具有高弹性;优良的伸缩性和可贵的积储能量的能力;良好 的耐磨性、绝缘性、隔音性 应用: 弹性材料、密封材料、减震防震材料、传动材料、绝缘材料
胶粘剂(粘结剂、胶合剂或胶水)
胶接(粘接):用胶粘剂把物品连接在一起的 方法。 和其它连接方法相比,它有以下特点: 整个胶接面都能承受载荷 可连接不同种类的材料 胶接结构质量轻,表面光滑美观 具有密封作用,电绝缘性好 工艺简单,操作方便
胶粘剂(粘结剂、胶合剂或胶水)
组成:基料(一种或几种高聚物)+添加 剂(固化剂、填料、增塑剂、稀释剂等)
新型的高分子材料
新型的高分子材料
医用高分子材料,具有优异的生物相容 性,较少受到排斥,可以满足人工器官 对材料的苛刻要求,如:人工心脏、人 工关节、人造鼻等,下面的图中给出了 一些有关人工器官的图片。
人造心脏
人工肾脏
人工膝关节
塑料
塑料:是在玻璃态下使用的,具有可塑性的高分子材 料,以合成树脂为主要成分
成分: 合成树脂 + 添加剂 (填充剂、增塑剂、稳定 剂等)
分类: 按应用范围分类:通用塑料பைடு நூலகம்工程塑料和特种塑料 按塑料按树脂性质(受热时的行为)分:热塑性塑料; 热固性塑料
塑料
热塑性塑料(thermoplastic polymer, thermoplasts)
性能特点:有一定的机械强度和硬度,耐热性好;具 有较高的耐腐蚀性、耐磨性、良好的绝缘性 缺点: 脆性大,易碎;不耐碱;阳光下易变色,多是黑色、 墨绿色
应用:电器开关、插头等绝缘器件;汽车刹车片;机 械行业中的齿轮、凸轮、手柄等,化工中的耐酸泵
橡胶
橡胶是以高分子化合物为基础的具有显著高弹性的材 料。它是以生胶为原料加入适量的配合剂形成的高分 子弹性体 生胶:是橡胶制品的主要组成部分。在橡胶制备过程 中不但起粘结其他配合剂的作用,而且决定橡胶制品 的性能。 配合剂:是为了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、硫化促进剂,防老剂,软 化剂,填充剂,着色剂等
聚丙烯腈的高化学稳定性和高硬度 聚丁二烯的橡胶态韧性和弹性 聚苯乙烯的良好成型性 性能:高强度和高硬度,耐油和耐蚀,“质坚、性韧、 刚性大” 应用:各种电器的外壳,仪表盘,飞机舱内装饰板、 窗框、隔音板。汽车零件:汽车方向盘,挡泥板,扶 手以及小型轿车的车身等
热塑性工程塑料(三) ——氟塑料
成分: 合成树脂 + 添加剂 (填充剂、增塑剂、 稳定剂等) 分类: 按应用范围分类:通用塑料和工程塑料 按塑料按树脂性质分:热塑性塑料; 热固性 塑料
树脂(resin)
广义上是指用作塑料基材的聚合物或预聚物。一般不 溶于水,能溶于有机溶剂。
按来源可分为天然树脂和合成树脂;按其加工行为不 同的特点又有热塑性树脂和热固性树脂之分。 相对分子量不确定但通常较高,常温下呈固态、中固 态、假固态,有时也可以是液态的有机物质。 具有软化或熔融温度范围,在外力作用下有流动倾向, 破裂时常呈贝壳状。
含氟塑料:聚四氟乙烯(F-4),聚三氟氯乙烯(F-3),聚全氟乙 丙烯(F-46)等 性能:极优越的化学稳定性,良好的热稳定性;良好的绝缘性, 摩擦系数小,有自润滑性,不易老化 聚四氟乙烯(F-4)——塑料王 线型晶态高聚物,其结晶度为55~57%,熔点为327ºC,具有优 异的耐化学腐蚀性,不受任何化学试剂的侵蚀,即使在高温下及 强酸、强碱、强氧化剂中也不受腐蚀 缺点:在390C以上分解放出有毒气体,强度较低,冷流行强, 加工成型性较差
缺点: 表面硬度不高,易擦伤;导热性差和线膨胀系数大, 易在表面产生微裂纹(“银纹”),因而较脆
应用:用于航空、汽车、仪表、光学等工业,制造电 视和雷达的屏幕,仪表外壳,光学镜片等;亦可用作
防弹玻璃
热固性塑料 ——酚醛塑料(PF)
酚醛塑料(以非晶态酚醛树脂为基体)+ 填料(木粉、 布、石棉、纸等) 通过固化反应形成交联型热固性塑料
应用:主要用于制造减磨密封零件、密封圈、垫圈等;化工工业 中耐腐蚀零件、管道、内衬材料、过滤器,盛放氢氟酸容器;电 工中的绝缘材料;医疗中的代用血管、人工心肺等
热塑性工程塑料(四)
——聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,有机玻璃)
典型的线型无定形结构,分子链上带有极性基团 性能特点: 目前最好的透明材料,透光率高; 高强度、韧性 ,不易破碎,耐紫外线和大气老化,易 成型加工
这是一大类液晶高分子,它的硫酸溶液为液晶 性流体,挤出可纺制纤维,硫酸脱出后,纤维 中大分子仍为高度有序排列,其有序度比常规 纤维拉伸后还高,因此它的抗拉强度高于钢材 的抗拉强度,但密度仅为钢材的1/8 可用于轮胎帘子线和特种服装(宇宙服)等
热塑性工程塑料(二)
——ABS塑料
基体:丙烯腈A-丁二烯B-苯乙烯S三种单体共聚而成的 聚合体
第五章 有机高分子材料
第一节 概述
第二节 典型的高分子材料
高分子材料
高分子化合物的分类 按性能及用途, 可分为塑料、橡胶、纤维 以及胶粘剂和涂料
室温下处于玻璃态的高聚物称为塑料。 室温下处于高弹态的高聚物称为橡胶。
塑料
塑料:是在玻璃态下使用的,具有可塑性的高 分子材料,以合成树脂为主要成分
塑料的加工 机械加工 塑料的连接 表面处理
压制成型
注射成型
塑料的性能特点
优点 相对密度低,耐腐蚀性能好,电绝缘性 好,减磨、耐磨性能好,有消音吸震性
缺点 刚性差,强度低,耐热性低,膨胀系数 大,导热系数小,蠕变温度低(“冷 流”),有老化现象
热塑性工程塑料(一) ——脂肪族聚酰胺(尼龙,绵纶)
树脂:以线性晶态聚酰胺为基体
特点:强度高、韧性好,摩擦系数低,耐磨, 有自润滑性 应用:在机械行业中应用广泛,可用于制造要 求耐磨、耐蚀的某些承载和传动零件,如轴承、 齿轮、螺钉、螺母以及其他小型零件(应用温 度T<100ºC)
热塑性工程塑料(一) ——芳香族聚酰胺
在聚酰胺的主链中引入苯环,可增加热稳定性, 此类高分子成为芳香族聚酰胺