非金属材料

聚乙烯（PE）制品
聚丙烯PP
无毒、无味，密度小（0.9）；强度、刚度、硬度、耐 热性均优于低压聚乙烯，可在100℃左右使用。具有良好 的电性能和高频绝缘性；但低温时变脆、不耐磨、易老化。 常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用。
餐具、盆、桶、家具、薄膜、编织袋等；亦可制作耐腐 蚀零件和绝缘零件。 改性聚丙烯可制造汽车保险杠、仪表板、自来水管、家 电产品。
聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)
优点 ①有良好的力学性能，冲击强度是其他薄膜的3~5倍，耐折 性好。 ②耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀碱，耐大多数溶剂。 ③温度达到70℃时易变形，且有对人体有害的物质溶出。 ④气体和水蒸气渗透率低，即拥有优良的阻气、水、油及异 味性能。 ⑤透明度高，可阻挡紫外线，光泽性好。 ⑥无毒、无味，卫生安全性好，可直接用于食品包装。
多数密度在1～2g/cm3之间。 σb=50 ～ 200MPa。 受力容易弹性变形。
1.密度小、质量轻
4.可塑性好
5.电绝缘性高
6.耐腐蚀 7.耐热性差 多数只能在100℃以下使用，个别耐高温品种 使用温度也不能超过300 ℃。 8.有老化现象 在氧、热、紫外线、力、微生物等因素的 作用下，逐渐变硬、龟裂，或变软、发粘，或变色等等。
纤维是指长度比其直径 大很多倍(大于1000/1)， 并具有一定柔韧性的纤 细物质。
橡胶是有机高分子弹性 化合物。在很宽的温度 （－50～150℃）范围内 具有优异的弹性，所以 又称为高弹体。
能把各种材料紧 密地结合在一起 的物质。
非金属材料-高分子材料
9.1.2
2.强度低 3.刚度低
高分子材料的性能特点
9.有蠕变现象
会发生缓慢的塑性变形。
塑
料
9.1.3
塑料
非金属材料 –高分子材料
1.塑料的成分 1）合成树脂 是塑料的主要成分，在塑料中的比例为30%～ 100%，树脂在很大程度上决定塑料的性能。 市场上供应的树脂一般为颗粒状或粘稠的 流体。一般塑料都是以其所含树脂来命名的。 2）添加剂 填充剂 碳粉、木粉、氧化锌、金属粉、石棉…都可作为 填充剂。填充剂的作用是改善塑料的性能、降低成本。 增塑剂 作用是提高塑料的可塑性和柔韧性。 稳定剂 作用是防老化。 着色剂 其它 发泡剂、阻燃剂、防静电剂、固化剂等。
聚丙烯（PP）产品
聚氯乙烯（PVC） 强度、抗老化性优于聚乙烯。分为软、硬聚氯乙烯， 软制品柔而韧，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙 烯，而低于聚丙烯，在屈折处会出现白化现象。 硬质聚氯乙烯：制造管道、门窗型材、板材、鞋底、玩 具、文具。 软质聚氯乙烯：薄膜，软管、电缆绝缘层等。
聚氯乙烯（PVC）产品
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚体（ABS）
坚韧、质硬、刚度高，形状和尺寸稳定性好。耐热、 耐磨、耐腐蚀、耐油、耐老化。 制造手机、照相机和耐用电子产品的外壳、机械零件、 汽车附件等。
聚酰胺(PA，俗称尼龙)
1．优良的力学性能。尼龙的机械强度高，韧性好。 2．自润性、耐摩擦性好。尼龙具有很好酌自润性，摩擦系 数小，从而，作为传动部件其使用寿命长。 3.优良的耐热性。可在150℃下长期期使用。 4.优异的电绝缘性能。 5.优良的耐气候性。 6.吸水性。尼龙吸水性大，饱和水可达到3%以上。在一定程 度影响制件的尺寸稳定性
◆ 聚乙烯(PE)
为白色蜡状半透明材料，柔而韧，无毒，具有优越的介电 性能。易燃烧且离火后继续燃烧。常温下不溶于任何已知溶 剂中。聚乙烯有优异的耐蚀性，室温下耐盐酸、氢氟酸、磷 酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质，但 硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的腐蚀作用。易老化。
低密度聚乙烯（LDPE）：生产薄膜、包装袋、软管、电 线包裹层等 高密度聚乙烯（HDPE）：制造瓶、罐、桶和其它日常用 品等。

高分子材料分类
• 按性能和用途分类
涂覆在物体表面 而形成具有保护 和装饰作用膜层 的材料。
塑料、橡胶、纤维、粘合剂、涂料、功能高分子
具有特定的功能 作用，可作功能 材料使用的高分 子化合物。
在常温下具有固定的形状和 强度，在高温下具有可塑性 的高分子化合物。在外力和 温度的共同作用下，可以产 生形变，加工成任何所需的 形状。
重复加工性 溶剂中情况 化学结构 举例
2、按用 途分类
通用塑料 产量大、价格较低、力学性能一般，主要 作非结构材料使用的塑料。 如PVC、PE、PP、PS等
工程塑料 一般指可作为结构材料使用，能经受较宽的温 度变化范围和较苛刻的环境条件，具有优异的力 学性能、耐热、耐磨性能和良好的尺寸稳定性的 塑料。 主要品种有PA、PET、PC、ABS、PTFE等
尼龙搭扣
聚四氟乙烯（PTFE）中文别名：特氟龙; F4; 塑料王
•耐高温——使用工作温度达250℃。 •耐低温——具有良好的机械韧性；即使温度下降到-196℃， 也可保持5%的伸长率。 •耐腐蚀——对大多数化学药品和溶剂，表现出惰性、能耐王 水。 •耐气候——有塑料中最佳的老化寿命。 •高润滑——是固体材料中摩擦系数最低者。 •不粘附——是固体材料中最小的表面张力，不粘附任何物质。 •无毒害——具有生理惰性，作为人工血管和脏器长期植入体 内无不良反应。 •强度和刚度较低——易变形。
非金属材料 –高分子材料
2.塑料的特性
1）密度小、质量轻
2）强度低 3）比强度高 4）刚度低 5）可塑性好 6）具有自润滑性，摩擦系数小，耐磨性好。 7）电绝缘性高 受力容易弹性变形。
多数密度在1～2g/cm3之间。
σb=50 ～ 200MPa。
8）耐腐蚀
9）耐热性差 多数只能在100℃以下使用，个别耐高温品种使用温度 也不能超过300 ℃。 10）有老化现象 在氧、热、紫外线、力、微生物等因素的作用下， 逐渐变硬、龟裂，或变软、发粘。 11）有蠕变现象 会发生缓慢的塑性变形。
硬质聚氯乙烯：制造管道、门窗 型材、板材、鞋底、玩具、文具。 软质聚氯乙烯：薄膜，软管、电 缆绝缘层等。
聚氯乙烯 PVC
强度、抗老化性优于聚乙烯。分为软、硬聚氯乙烯， 软制品柔而韧，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚 乙烯，而低于聚丙烯，在屈折处会出现白化现象。
聚苯乙烯 PS
透明，性脆，高频电绝缘性优，不耐有机溶剂。
聚对苯二甲酸 乙二醇酯ห้องสมุดไป่ตู้PET
丙烯腈-丁二烯苯乙烯共聚体 ABS 尼龙 PA 聚四氟乙烯 PTFE或F-4
透明度很好，强度和韧性优于聚苯乙烯和聚氯乙烯， 不易破碎。涂装性、表面光泽及刚性都很好。
饮料瓶、食品、药品和其它商品 的透明包装材料；感光胶片等的 基材；电气绝缘材料、薄膜开关 等。 制造手机、照相机和耐用电子产 品的外壳、机械零件、汽车附件 等。 制造耐磨零件、传动零件等。
非金属材料 –高分子材料
4.常用的塑料
1）热塑性塑料
名称及代号 主要特性 为白色蜡状半透明材料，柔而韧，无毒，具有优越的 介电性能。易燃烧且离火后继续燃烧。常温下不溶于 任何已知溶剂中。聚乙烯有优异的耐蚀性，室温下耐 盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧 化钾等各种化学物质，但硝酸和硫酸对聚乙烯有较强 的腐蚀作用。易老化。 应用举例 低密度聚乙烯（LDPE）：生产薄 膜、包装袋、软管、电线包裹层 等 高密度聚乙烯（HDPE）：制造 瓶、罐、桶和其它日常用品等。
酚醛塑料（PF）
• 特性：耐热（＜200℃），抗蠕变，绝缘性好，耐腐 蚀；阻燃；韧性较低。
• 用途：电绝缘器件（如插座、开关座）、印刷电路基板、 耐热塑料件（如炊具手柄）、阻燃泡沫保温板。
氨基树脂——指含有氨基或酰氨基的化合物与甲醛反应而
生成的热固性树脂。目前，工业上应用较多的氨基树脂有： 脲醛树脂（UF）、蜜胺树脂（三聚氰胺—甲醛树脂MF）。
制造透明器件，如灯罩等。 泡沫聚苯乙烯可作包装材料。
非金属材料 –高分子材料
1）热塑性塑料（续）
名称及代号 聚碳酸酯 PC 聚甲基丙烯酸甲 酯（有机玻璃） PMMA
主要特性
无色透明，耐热，抗冲击性优良，阻燃，在常温有良 好的力学性能。 透明，抗老化，硬度低，易划伤，耐热性差。
应用举例
观察窗、显示屏面板、头盔面罩、 光碟、眼镜片、防弹玻璃，护目 镜、汽车灯罩等。 仪表窗、显示屏面板、头盔面罩。

造 成高分子分子量很大的原因，是它们的分子是由特定的 结构单元多次重复连接组成的。例如聚氯乙烯分子是由 成 千上万个氯乙烯分子相互连接组成的。
CH2-CH CH2-CH CH2-CH Cl Cl Cl
聚氯乙烯
3）天然高分子材料——皮革、棉花、羊毛、木材、天然橡胶 等。
非金属材料-高分子材料
4）合成高分子材料——以合成树脂为主要成分的材料，包括 塑料、合成橡胶、合成纤维等。
第9 章
非金属材料
非金属材料 高分子材料 陶瓷材料
塑料
橡胶 合成纤维
普通陶瓷
特种陶瓷
非金属材料-高分子材料
9.1 高分子材料
9.1.1 高分子材料的概念 1）高分子材料——以高分子化合物为主要成分的材料。 2）高分子化合物（又称为有机化合物、树脂) ——分子量大 于10000的化合物。分为天然树脂、人工合成树脂两大类。
氨基树脂无毒、无臭、坚硬、耐刮伤、无色、半透明，耐 热性和绝缘性好，可制成各种色彩鲜艳的塑料制品，广泛应 用于航空、电器等领域。
聚氨酯（PU）
•家具业应用 1.油漆、2.涂料、3.粘合剂、4.沙发、5.床垫、6.座椅扶手 •家用电器应用 1.电器绝缘漆 2.电线电缆护套 3.冰箱、冷柜、消毒柜、热水器等保 温层 4.洗衣机电子器件防水灌封胶 •建筑业应用 1.密封胶、2.粘合剂、3.屋顶防水保温层、4.冷库保温、5.内外墙涂 料 6.地板漆、7.合成木材、8.跑道、9.防水堵漏剂 10 塑胶地板 •交通行业应用 1. 飞机、汽车内饰件座椅，扶手，头枕，门内板，仪表盘，方向盘， 保险杠，减震垫，挡泥板 2.地毯衬里，油漆 3.保温绝缘部件、管路 4.密封垫圈 5.防滑链 •制鞋、制革业应用 1. 鞋内、外底 2.粘合剂 3.皮革整饰剂 4.人造革、合成革涂层 •体育行业的应用 塑胶运动场地，运动服装（舞蹈服、泳衣）；运动鞋、滑板车。
聚乙烯 PE
聚丙烯 PP
无毒、无味，密度小（0.9）；强度、刚度、硬度、耐 热性均优于低压聚乙烯，可在100℃左右使用。具有良 好的电性能和高频绝缘性；但低温时变脆、不耐磨、 易老化。常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用。
适于餐具、盆、桶、家具、薄膜、 编织袋等；亦可制作耐腐蚀零件 和绝缘零件。 改性聚丙烯可制造汽车保险杠、 仪表板、自来水管、家电产品。
聚苯乙烯（PS）
聚苯乙烯（PS）包括普通聚苯乙烯，发泡聚苯乙烯 （EPS)，高抗冲聚苯乙烯（HIPS）。普通聚苯乙烯树脂为 无毒，无臭，无色的透明颗粒，似玻璃状脆性材料，其制 品具有极高的透明度，透光率可达90%以上，电绝缘性能好， 易着色，加工流动性好，刚性好及耐化学腐蚀性好等。普 通聚苯乙烯的不足之处在于性脆，冲击强度低，易出现应 力开裂，耐热性差及不耐沸水等。
聚碳酸酯（PC）
性能特点： 1、具高强度及刚度、高冲击韧性、耐疲劳、尺寸安定性良好; 2、高度透明性及自由染色性; 3、抗老化; 4、无味无臭对人体无害符合卫生安全 5、耐热性好：使用温度范围广120~140℃。 用途：观察窗、显示屏面板、头盔面罩、光碟、眼镜片、防弹 玻璃，护目镜、汽车灯罩等。
有机玻璃（PMMA），学名聚甲基丙烯酸甲酯。
极好的透光性能，可透过92%以上的太阳光，紫外线达 73.5%；机械强度较高，有一定的耐热耐寒性，耐腐蚀，绝 缘性能良好，尺寸稳定，易于成型，质地较脆，易溶于有机 溶剂，表面硬度不够，容易擦毛，可作要求有一定强度的透 明结构件，如油杯、车灯、仪表零件，光学镜片，装饰礼品 等等。
塑料的分类
1、按加工特性分类——热塑性塑料和热固性塑料
项目
加工特性
热塑性塑料
热固性塑料
受热软化、熔融、塑制 未成型前受热软化，熔融可塑 成一定形状，冷却后固 制成一定形状，在热和固化剂 化定型 作用下，一次硬化定型 再次受热，仍可软化、 受热不熔融，达到一定温度分 熔融，反复多次加工 解破坏，不能反复加工 可溶 线性高分子 PE、PP、PVC、ABS 不溶 由线性分子变为体形分子 PF、UF、MF、EP