10常用非金属材料资料
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
10
（6）有机玻璃（PMMA) 有机玻璃的化学名称为：聚甲基丙烯酸甲酯， 是目前最好的透明有机物，透光率达92%，超过了 普通玻璃；且其力学性能好σb可达(60~70)MPa， 冲击韧性比普通玻璃高(7~8)倍（厚度为3~6mm 时），不易破碎，耐紫外线和防老化性能好，同 时密度低（1.18）易于加工成型。但其硬度低， 耐磨擦性，耐有机溶剂腐蚀性，耐热性，导热性 差，使用温度不能超过180 ℃ 。主要用于制造各 种窗体，罩及光学镜片和防弹玻璃等零部件。 3.特种塑料： 具有某些特殊的物理化学性能的塑料如耐高 温，耐蚀等性能塑料。其产量少，成本高，只用 11 于特殊场合。如医用塑料等。
8
（4）ABS塑料 ABS塑料是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种组 元共聚而成，三组元单体可以任意比例混合。由于 ABS为三元共聚物，丙烯腈使材料耐蚀性和硬度提 高，丁二烯提高其柔顺性，而苯乙烯则使具有良好 的热塑性加工性，因此ABS是“坚韧、质硬且刚性” 的材料，是最早被人类认识和使用的“高分子合 金”。 ABS由于其低的成本和良好的综合性能，且 易于加工成型和电镀防护，因此在机械，电器和 汽车等工业有着广泛的应用。
(5) 酚醛塑料：
(6) 氨基塑料：
6
2. 工程塑料 可用作工程结构或机械零件的一类塑料， 它们一般有较好的、稳定的机械性能，耐热耐 蚀性较好，且尺寸稳定性好。如ABS、尼龙、 聚甲醛等。是目前大力发展的塑料品种。 (1)聚酰胺(PA)： 聚酰胺的商品名称是尼龙或绵纶，是目前机 械工业中应用比较广泛的一种工程热塑性塑料。 聚酰胺的机械强度高，耐磨，自润滑性好， 而且耐油耐蚀消音减震，已大量用于制造小型零 件，代替有色金属及其合金；芳香尼龙具有良好 的耐磨耐热耐辐射性和电绝缘性，在95%相对湿 度下不受影响，而且可在200 ℃长期工作使用， 可用于制造高温下工作的耐磨零件，H级绝缘材 料及宇宙服等。大多数尼龙易吸水，导致性能和 尺寸的改变，这在使用时应予以注意。
3
一、塑料
塑料按应用范围分为三类： 1.通用塑料 主要用于日常生活用品的塑料。其产量大， 成本低，用途广，占塑料总产量的3/4以上。大部 分原料来源于石油天然气，原料丰富。 (1) 聚乙烯（PE）： 聚乙烯产品相对密度小（0.91~0.97），耐 低温、耐蚀、电绝缘性好。高压聚乙烯质软，主 要用于制造薄膜；低压聚乙烯质硬，可用于制造 一些零件。聚乙烯产品缺点是：强度、刚度、硬 度低；蠕变大，耐热性差，且容易老化。
第十章 常用非金属材料
本章主要知识：
高分子材料 陶瓷材料 复合材料
1
10.1 高分子材料
高分子材料按性能和用途分为：
塑料：在常温下有一定形状，强度较高，受力后能 发生一定变形的聚合物。按塑料热性能又分为热塑 性和热固性塑料。 橡胶：在常温下具有很高弹性，即受到很小载荷即 可发生很大变形甚至达原长的十余倍，而去除外力 后又可恢复原状的聚合物。 纤维：在室温下材料的轴向强度很大，受力后变形 很小，且在一定温度范围内力学性能变化不大的聚 合物。
(4) 聚丙烯（PP）：
聚丙烯相对密度小（0.9~0.91），是塑料中最轻 的。其力学性能如强度、刚度、硬度、弹性模量等都 优于低压聚乙烯（PE）；具有好的综合机械性能，故 常用来制各种机械零件、化工管道、容器；其无毒及 可消毒性，可用于药品的包装。它具有优良的耐热性， 在无外力作用时，加热至150℃不变形，因此它是常 用塑料中唯一能经受高温消毒的产品；还有优秀的电 绝缘性。其主要的缺点是：粘合性、染色性和印刷性 差；低温易脆化、易燃，且在光热作用下易变质。
4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(2) 聚氯乙烯（PVC）： 是最早使用的塑料产品之一，应用十分广泛。 PVC使用温度一般在(15~55) ℃。可将其制成硬质 品（板、管）和软质品（薄膜、日用品）其突出 的优点是耐化学腐蚀，不燃烧且成本低，易于加 工；但其耐热性差，抗冲击强度低，还有一定的 毒性。当然若用共聚和混合法改进，也可制成用 于食品和药品包装的无毒聚氯乙烯产品。 (3) 聚苯乙烯（PS）： 该类塑料的产量仅次于PE和PVC。PS具有良好的加 工性能；其薄膜有优良的电绝缘性，常用于电器零件； 其发泡材料相对密度低达0.33，是良好的隔音、隔热 和防震材料，广泛用于仪器包装和隔热。其中还可加 入各种颜色的填料制成色彩鲜艳的制品，用于制造玩 具及日常用品。聚苯乙烯的最大缺点是脆性大、耐热 5 性差。
2
塑料、橡胶和纤维这三大合成材料之间其实也 没有严格的界限，有时同一种高分子化合物可用不 同的方法加工成不同种类的产品。如典型的聚氯乙 烯塑料也可抽丝成为纤维（氯纶）。我们还常常将 聚合后未加工成型的聚合物为树脂，以区分加工后 的塑料或纤维制品，如电木未固化前称为酚醛树脂， 涤纶纤维未抽丝前称为涤纶树脂。 除上述三类外，胶粘剂、涂料等都是以树脂形 式不加工而直接使用的高分子化合物。
9
（5）聚四氟乙烯（PTFE) 聚四氟乙烯是含氟塑料的一种，具有极好的 耐高低温性和耐磨蚀等性能。PTFE几乎不受任何 化学药品的腐蚀，即使在高温下在强酸强碱及强 氧化环境中也都稳定，故有“塑料王”之称；其 熔点为327 ℃ ，能在(-195~+250) ℃范围内保 持性能的长期稳定性；其摩擦系数小，只有 0.04， 具有极好的自润滑；且具有憎水憎油和不粘性； 在极潮湿的环境中也保持良好的电绝缘性。但其 强度硬度较低，冷流性大，加工成型性较差，只 能用冷压烧结方法成型。在高于390 ℃时分解出 剧毒气体，应予注意。PTFE的优良性能使其在电 子，国防，涂料等领域的应用日益广泛。
7
(2)聚甲醛(POM) POM是没有侧链，高密度、高结晶性的线型聚 合物，性能比尼龙好，其按分子链结构特点又分为 均聚甲醛和共聚甲醛。聚甲醛性能较好，但热稳定 性和耐热性差、大气中易老化、遇火燃烧。但目前 仍广泛用于汽车、机床、化工、仪表等工业中。 （3）聚碳酸酯（PC） PC是一种新型热塑性塑料，品种较多。工程 上用的是芳香族聚碳酸酯，产量仅次于尼龙。PC 的化学稳定性很好，能抵抗日光雨水和气温变化 的影响；它透明度高，成型收缩小，因此制件尺 寸精度高。广泛用于机械、仪表、电讯、交通、 航空、照明和医疗机械等工业。如波音 747飞机 上有2500个零件要用到聚碳酸酯。
（6）有机玻璃（PMMA) 有机玻璃的化学名称为：聚甲基丙烯酸甲酯， 是目前最好的透明有机物，透光率达92%，超过了 普通玻璃；且其力学性能好σb可达(60~70)MPa， 冲击韧性比普通玻璃高(7~8)倍（厚度为3~6mm 时），不易破碎，耐紫外线和防老化性能好，同 时密度低（1.18）易于加工成型。但其硬度低， 耐磨擦性，耐有机溶剂腐蚀性，耐热性，导热性 差，使用温度不能超过180 ℃ 。主要用于制造各 种窗体，罩及光学镜片和防弹玻璃等零部件。 3.特种塑料： 具有某些特殊的物理化学性能的塑料如耐高 温，耐蚀等性能塑料。其产量少，成本高，只用 11 于特殊场合。如医用塑料等。
8
（4）ABS塑料 ABS塑料是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种组 元共聚而成，三组元单体可以任意比例混合。由于 ABS为三元共聚物，丙烯腈使材料耐蚀性和硬度提 高，丁二烯提高其柔顺性，而苯乙烯则使具有良好 的热塑性加工性，因此ABS是“坚韧、质硬且刚性” 的材料，是最早被人类认识和使用的“高分子合 金”。 ABS由于其低的成本和良好的综合性能，且 易于加工成型和电镀防护，因此在机械，电器和 汽车等工业有着广泛的应用。
(5) 酚醛塑料：
(6) 氨基塑料：
6
2. 工程塑料 可用作工程结构或机械零件的一类塑料， 它们一般有较好的、稳定的机械性能，耐热耐 蚀性较好，且尺寸稳定性好。如ABS、尼龙、 聚甲醛等。是目前大力发展的塑料品种。 (1)聚酰胺(PA)： 聚酰胺的商品名称是尼龙或绵纶，是目前机 械工业中应用比较广泛的一种工程热塑性塑料。 聚酰胺的机械强度高，耐磨，自润滑性好， 而且耐油耐蚀消音减震，已大量用于制造小型零 件，代替有色金属及其合金；芳香尼龙具有良好 的耐磨耐热耐辐射性和电绝缘性，在95%相对湿 度下不受影响，而且可在200 ℃长期工作使用， 可用于制造高温下工作的耐磨零件，H级绝缘材 料及宇宙服等。大多数尼龙易吸水，导致性能和 尺寸的改变，这在使用时应予以注意。
3
一、塑料
塑料按应用范围分为三类： 1.通用塑料 主要用于日常生活用品的塑料。其产量大， 成本低，用途广，占塑料总产量的3/4以上。大部 分原料来源于石油天然气，原料丰富。 (1) 聚乙烯（PE）： 聚乙烯产品相对密度小（0.91~0.97），耐 低温、耐蚀、电绝缘性好。高压聚乙烯质软，主 要用于制造薄膜；低压聚乙烯质硬，可用于制造 一些零件。聚乙烯产品缺点是：强度、刚度、硬 度低；蠕变大，耐热性差，且容易老化。
第十章 常用非金属材料
本章主要知识：
高分子材料 陶瓷材料 复合材料
1
10.1 高分子材料
高分子材料按性能和用途分为：
塑料：在常温下有一定形状，强度较高，受力后能 发生一定变形的聚合物。按塑料热性能又分为热塑 性和热固性塑料。 橡胶：在常温下具有很高弹性，即受到很小载荷即 可发生很大变形甚至达原长的十余倍，而去除外力 后又可恢复原状的聚合物。 纤维：在室温下材料的轴向强度很大，受力后变形 很小，且在一定温度范围内力学性能变化不大的聚 合物。
(4) 聚丙烯（PP）：
聚丙烯相对密度小（0.9~0.91），是塑料中最轻 的。其力学性能如强度、刚度、硬度、弹性模量等都 优于低压聚乙烯（PE）；具有好的综合机械性能，故 常用来制各种机械零件、化工管道、容器；其无毒及 可消毒性，可用于药品的包装。它具有优良的耐热性， 在无外力作用时，加热至150℃不变形，因此它是常 用塑料中唯一能经受高温消毒的产品；还有优秀的电 绝缘性。其主要的缺点是：粘合性、染色性和印刷性 差；低温易脆化、易燃，且在光热作用下易变质。
4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(2) 聚氯乙烯（PVC）： 是最早使用的塑料产品之一，应用十分广泛。 PVC使用温度一般在(15~55) ℃。可将其制成硬质 品（板、管）和软质品（薄膜、日用品）其突出 的优点是耐化学腐蚀，不燃烧且成本低，易于加 工；但其耐热性差，抗冲击强度低，还有一定的 毒性。当然若用共聚和混合法改进，也可制成用 于食品和药品包装的无毒聚氯乙烯产品。 (3) 聚苯乙烯（PS）： 该类塑料的产量仅次于PE和PVC。PS具有良好的加 工性能；其薄膜有优良的电绝缘性，常用于电器零件； 其发泡材料相对密度低达0.33，是良好的隔音、隔热 和防震材料，广泛用于仪器包装和隔热。其中还可加 入各种颜色的填料制成色彩鲜艳的制品，用于制造玩 具及日常用品。聚苯乙烯的最大缺点是脆性大、耐热 5 性差。
2
塑料、橡胶和纤维这三大合成材料之间其实也 没有严格的界限，有时同一种高分子化合物可用不 同的方法加工成不同种类的产品。如典型的聚氯乙 烯塑料也可抽丝成为纤维（氯纶）。我们还常常将 聚合后未加工成型的聚合物为树脂，以区分加工后 的塑料或纤维制品，如电木未固化前称为酚醛树脂， 涤纶纤维未抽丝前称为涤纶树脂。 除上述三类外，胶粘剂、涂料等都是以树脂形 式不加工而直接使用的高分子化合物。
9
（5）聚四氟乙烯（PTFE) 聚四氟乙烯是含氟塑料的一种，具有极好的 耐高低温性和耐磨蚀等性能。PTFE几乎不受任何 化学药品的腐蚀，即使在高温下在强酸强碱及强 氧化环境中也都稳定，故有“塑料王”之称；其 熔点为327 ℃ ，能在(-195~+250) ℃范围内保 持性能的长期稳定性；其摩擦系数小，只有 0.04， 具有极好的自润滑；且具有憎水憎油和不粘性； 在极潮湿的环境中也保持良好的电绝缘性。但其 强度硬度较低，冷流性大，加工成型性较差，只 能用冷压烧结方法成型。在高于390 ℃时分解出 剧毒气体，应予注意。PTFE的优良性能使其在电 子，国防，涂料等领域的应用日益广泛。
7
(2)聚甲醛(POM) POM是没有侧链，高密度、高结晶性的线型聚 合物，性能比尼龙好，其按分子链结构特点又分为 均聚甲醛和共聚甲醛。聚甲醛性能较好，但热稳定 性和耐热性差、大气中易老化、遇火燃烧。但目前 仍广泛用于汽车、机床、化工、仪表等工业中。 （3）聚碳酸酯（PC） PC是一种新型热塑性塑料，品种较多。工程 上用的是芳香族聚碳酸酯，产量仅次于尼龙。PC 的化学稳定性很好，能抵抗日光雨水和气温变化 的影响；它透明度高，成型收缩小，因此制件尺 寸精度高。广泛用于机械、仪表、电讯、交通、 航空、照明和医疗机械等工业。如波音 747飞机 上有2500个零件要用到聚碳酸酯。