二氧化硅和硅酸鹽

14.4.6二氧化硅和硅酸鹽

1.二氧化硅●存在——硅豐度為29.50％，居第二位。是組成礦物主要元素。硅易與氧結(jié)合，自然界無游離硅，以硅石SiO2及硅酸鹽形式存在——硅石有晶形和無定形兩種形態(tài)。硅藻土是無定形SiO2，由硅藻和放射蟲遺骸組成，具有多孔性，是良好吸附劑●構(gòu)造與性質(zhì)——構(gòu)造

SiO2是原子晶體，每個(gè)硅原子與4個(gè)氧原子以單鍵相連，組成[SiO4]四周體構(gòu)造單元。晶體最簡式為SiO2，但SiO2并不代表一種簡單分子。四周體排列形式不一樣組成了不一樣晶型10/10/20231第1頁——物理性質(zhì)純凈石英稱水晶，是堅(jiān)硬，脆性、難溶無色透明晶體，膨脹系數(shù)很小，驟熱驟冷也不易破裂，常用以作光學(xué)儀器，是光導(dǎo)纖維主要材料，紫水晶、煙水晶是由于混入雜質(zhì)所致——化學(xué)性質(zhì)

SiO2化學(xué)性質(zhì)不活潑，不溶于水

與酸作用情況只有濃磷酸和氫氟酸可與之作用SiO2+2H3PO4(濃)====SiP2O7+3H2OSiO2+4HF====SiF4+2H2OSiF4極易與HF配位形成氟硅酸SiF4

+2HF====H2SiF6氟硅酸在水溶液內(nèi)很穩(wěn)定，是強(qiáng)酸，酸性與硫酸相仿

10/10/20232第2頁

與堿作用情況SiO2是酸性氧化物，能遲緩地溶解在強(qiáng)堿中生成硅酸鹽SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O高溫時(shí)，SiO2與氫氧化鈉或碳酸鈉共熔得到硅酸鈉SiO2+2Na2CO3====Na2SiO3+CO2

Na2SiO3呈玻璃狀，能溶于水，水溶液稱為水玻璃，可作粘合劑、防火涂料和防腐劑2.硅酸●概況SiO2是硅酸酸酐，可組成多種硅酸，組成隨形成條件而變，以SiO2yH2O表達(dá)。已知有：偏硅酸H2SiO3（SiO2H2O）它最簡單，常以H2SiO3代表硅酸；二硅酸H6Si2O7（2SiO23H2O）；三硅酸H4Si3O8（3SiO22H2O）；二偏硅酸H2Si2O5（2SiO2H2O）；正硅酸H4SiO4（SiO22H2O）10/10/20233第3頁●性質(zhì)——制取試驗(yàn)室用可溶性硅酸鹽和酸作用制取硅酸SiO32-+2H+====H2SiO3

——硅酸是二元弱酸，Ka1=310-10，Ka2=210-12。硅酸在純水中溶解度很小。生成硅酸不立即沉淀。原因：單個(gè)硅酸分子可溶。硅酸分子會(huì)逐漸進(jìn)行聚合成多硅酸溶膠，加電解質(zhì)于稀硅酸溶膠中方可得粘漿狀硅酸沉淀，若硅酸較濃則得硅酸凝膠。蒸發(fā)硅酸凝膠部分水，得到硅酸干膠，即硅膠(silicagel)——有關(guān)硅膠白色稍透明固體，多孔性，內(nèi)表面積很大，可達(dá)800m2·g-1~900m2·g-1，有強(qiáng)吸附性能，可作吸附劑、干燥劑和催化劑載體。試驗(yàn)室用變色硅膠作干燥劑：硅膠用CoCl2溶液浸透后烘干。無水Co2+為藍(lán)色，水合Co(H2O)62+為粉紅色。吸附水分增多，顏色由藍(lán)向粉紅轉(zhuǎn)變，重新烘干變?yōu)樗{(lán)色10/10/20234第4頁3.硅酸鹽●性質(zhì)溶解性所有硅酸鹽中，僅堿金屬硅酸鹽可溶水，其他金屬硅酸鹽都難溶于水。貴金屬硅酸鹽一般具有特性顏色水溶液性質(zhì)溶液呈堿性。在硅酸鈉溶液中加入NH4Cl，NH4+與水作用而顯酸性，SiO32-與水作用顯堿性，互相促進(jìn)，使其與水作用更完全，H2SiO3沉淀和氨氣放出，可判定可溶性硅酸鹽SiO32-+2NH4++2H2O====H2SiO3+2NH3H2O2NH3+2H2O

分布硅酸鹽分布極廣，種類繁多，約占礦物總類1/4，組成地殼總質(zhì)量80%。硅酸鹽組成非常復(fù)雜，為方便，常看作硅酐和金屬氧化物相結(jié)合化合物，化學(xué)式可寫作10/10/20235第5頁鉀長石K2OAl2O36SiO2或K2Al2Si6O16高嶺土Al2O32SiO22H2O或Al2H4Si2O9白云母K2OAl2O36SiO22H2O或K2H4Al2(SiO3)6石棉CaO3MgO4SiO2或CaMg3(SiO3)4沸石Na2OAl2O32SiO2nH2O或Na2A12(SiO4)

2nH2O滑石3MgO4SiO2H2O或Mg3H2(SiO3)4高嶺土是粘土基本成份。純高嶺土為制造瓷器原料。鉀長石、云母和石英是組成花崗巖主要成份?；◢弾r和粘土都是主要建筑材料。石棉耐酸、耐熱，可用來包扎蒸氣管道和過濾酸液，也可制成耐火布。云母透明、耐熱，可作爐窗和絕緣材料。沸石可作硬水軟化劑，也是天然分子篩10/10/20236第6頁●構(gòu)造類型硅酸鹽基本構(gòu)造單位都是[SiO4]四周體。[SiO4]四周體不一樣連接方式組成4類不一樣硅氧骨干構(gòu)造形式（1）分立型硅酸鹽構(gòu)造中具有單個(gè)負(fù)離子[SiO4]2-或2，3，4，6個(gè)[SiO4]四周體，聯(lián)成直鏈或環(huán)狀構(gòu)造負(fù)離子[Si2O7]6-，[SinO3n]2n-，這些分立硅氧骨干靠帶正電金屬離子互相聯(lián)結(jié)（2）鏈型硅酸鹽許多[SiO4]四周體連接成無限長單鏈或雙鏈，因而此類構(gòu)造中具有在一種方向上無限延伸硅氧骨干如[SiO3]n2n-，[Si4O11]n6n-（3）層型硅酸鹽許多[SiO4]四周體通過共用頂角氧原子連成片狀構(gòu)造。具有在二維平面上延伸硅氧骨干[Si2O5]n2n-，[AlSi3O10]n5-（4）骨架型硅酸鹽許多[SiO4]四周體聯(lián)結(jié)成無限個(gè)三維網(wǎng)格構(gòu)造。[SiO4]四周體通過共用4個(gè)氧原子而組成多種各樣空間格架，其硅氧骨干如[AlSi3O8]nn-等10/10/20237第7頁§14.5*無機(jī)非金屬材料

見第19章材料與化學(xué)§14.6*常見離子判定辦法略10/10/20238第8頁第十九章材料與化學(xué)本章重點(diǎn)本章主要介紹化學(xué)與材料科學(xué)之間關(guān)系，重點(diǎn)是化學(xué)在多種新材料開發(fā)和應(yīng)用中作用，包括金屬材料、新型無機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料、復(fù)合材料以及納米材料等10/10/20239第9頁§19.1引言●定義材料（materials）是能用以制作有用物件物質(zhì)●分類按化學(xué)組成——金屬材料以金屬元素為基礎(chǔ)材料——無機(jī)非金屬材料除金屬和高分子材料外幾乎所有材料——有機(jī)高分子材料——復(fù)合材料●意義國際社會(huì)公認(rèn)，材料、能源和信息技術(shù)是新科技革命三大支柱。從當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展史中能夠看到，每一項(xiàng)重大新技術(shù)發(fā)覺，往往都有賴于新材料發(fā)展10/10/202310第10頁§19.2金屬材料●概況——金屬材料是以金屬元素為基礎(chǔ)材料。純金屬機(jī)械性能常難滿足工程技術(shù)需要，故金屬材料常以合金形式使用——合金在純金屬中，加人一種或多種其他元素，通過合適成型加工，制造出具有不一樣性能多種金屬材料19.2.1輕質(zhì)合金●定義輕質(zhì)合金是以輕金屬為主要成份合金材料。有色金屬與合金中鋁、鎂及其合金屬于輕金屬和輕合金10/10/202311第11頁●類型——鋁合金按加工方式分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。經(jīng)熱處理提升強(qiáng)度變形鋁合金為硬鋁合金，其制品強(qiáng)度和鋼相近，而質(zhì)量僅為鋼1／4左右，但耐腐蝕性較差。用壓力加工法提升強(qiáng)度變形鋁合金稱為防銹鋁合金，可耐海水腐蝕，用于造船工業(yè)——鋁鋰合金輕合金中用途最廣泛。特點(diǎn)：高強(qiáng)高模。原因：鋰密度為0.534g／cm3，是鋁1／5，鋼1／15。在鋁合金中增加少許鋰可使密度顯著減少。對(duì)于追求輕質(zhì)高強(qiáng)材料航空航天工業(yè)有很大吸引力。民航機(jī)上改用鋁鋰合金，飛機(jī)重量能夠減輕8％～16％，如B737將可減重2178kg，B747SP可減重4200kg，B747—200可減重5200kg，A310可減重2600kg，A340可減重3900kg10/10/202312第12頁19.2.2形狀記憶合金●形狀記憶效應(yīng)合金材料在一定條件下變形后仍能恢復(fù)到變形前原始形狀能力。原因：合金存在著一對(duì)可逆轉(zhuǎn)變晶體結(jié)構(gòu)。1951年美國人首先發(fā)鈔票一鎘（Au—Cd）合金有記憶形狀特性。以后發(fā)現(xiàn)銦一鉈（In—Tl）、鎳一鈦（Ni—Ti）等●應(yīng)用——加工成內(nèi)徑比欲連接管外徑小套管，再擴(kuò)徑，把欲連管道插入。溫度至常溫時(shí)，套管收縮即形成緊固密封。20世紀(jì)70年代初，Ni—Ti合金管接頭在美國F14飛機(jī)油路連接系統(tǒng)上得到應(yīng)用——優(yōu)點(diǎn)連接方式接觸緊密，防滲漏、裝配時(shí)間短，遠(yuǎn)勝于焊接，特別適合于航空、航天、核工業(yè)及海底輸油管道等危險(xiǎn)場所等領(lǐng)域。Ni—Ti形狀記憶合金可制成人造衛(wèi)星天線而卷入衛(wèi)星體內(nèi)，當(dāng)衛(wèi)星進(jìn)入軌道后，借助于太陽熱或其他熱源在太空展開10/10/202313第13頁19.2.3貯氫合金●概況——貯氫材料某些過渡金屬、合金和金屬間化合物有特殊晶體構(gòu)造，使氫易進(jìn)入其晶格間隙形成金屬氫化物，這些金屬氫化物可貯存1000～1300倍氫，加熱時(shí)氫能從金屬中釋放出來——發(fā)覺史1968年美國布魯海文國家試驗(yàn)室首先發(fā)覺鎂一鎳合金具有吸氫特性，1969年荷蘭菲利普試驗(yàn)室發(fā)覺釤鈷（SmCo5）合金能大量吸取氫，隨后又發(fā)覺鑭一鎳（LaNi5）合金在常溫下具有良好可逆吸放氫性能，現(xiàn)貯氫合金正在向合金系多元化發(fā)展●應(yīng)用利用貯氫合金貯運(yùn)氫氣，既輕便又安全，不但沒有爆炸危險(xiǎn)，尚有貯存時(shí)間長、無損耗等長處。貯氫合金迅速發(fā)展，必為氫氣利用開辟更廣闊前程10/10/202314第14頁19.2.4金屬磁性材料●磁性材料（體）能磁化到較大磁化強(qiáng)度并在實(shí)際中可利用其磁性強(qiáng)磁性體即稱為磁性材料發(fā)展史——指南針、指南車——20世紀(jì)60年代：第一代稀土永磁合金。目前第四代稀土永磁材料●應(yīng)用主要有兩大類——硬磁材料或永磁材料用于發(fā)電機(jī)、電氣儀表等方面——軟磁材料用于電動(dòng)機(jī)及變壓器磁芯以及多種磁頭材料10/10/202315第15頁§19.3（新型）無機(jī)非金屬材料●概況——范圍無機(jī)非金屬材料包括了除金屬材料和高分子材料以外幾乎所有材料。所有材料中用量最大——無機(jī)非金屬材料種類

陶瓷、磚瓦、玻璃、水泥和耐火材料等以硅酸鹽化合物為主要成份制成傳統(tǒng)無機(jī)材料

由氧化物、碳化物、氮化物、硼化物等制成新型無機(jī)非金屬材料——性能特點(diǎn)耐高溫、高硬度、抗腐蝕等優(yōu)秀性能，以及優(yōu)良介電、壓電、光學(xué)、電磁學(xué)及其功能轉(zhuǎn)換等特性10/10/202316第16頁19.3.1陶瓷材料●陶瓷(ceramics)

——一般陶瓷，是以黏土為主要原料，高溫煅燒而制得硬而強(qiáng)、耐水、性脆硅酸鹽材料——陶瓷制作黏土等與適量水充足調(diào)制后，制成一定形狀坯體。經(jīng)低溫干燥，高溫?zé)Y(jié)和冷卻階段，生成以3A12O32SiO2為主要成份陶瓷材料——類型陶器用一般黏土為原料，在不高于1000℃溫度下燒結(jié)而得細(xì)瓷用較純凈黏土，在更高溫度下燒成，并經(jīng)上釉而得新型陶瓷用高純度無機(jī)化合物為原料，在嚴(yán)格控制條件下成型、燒結(jié)或作其他處理制成具有微細(xì)結(jié)晶組織無機(jī)材料10/10/202317第17頁——陶瓷材料長處化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸堿侵蝕和抗高溫氧化，制備工藝簡單，組成可變，可通過控制其組成取得新性能。某些材料經(jīng)合適處理，還能夠和晶體材料同樣顯示各向異性，有性能甚至比晶體材料還要優(yōu)越——新型陶瓷或高性能陶瓷（highperformanceceramics）幾乎不具有玻璃相結(jié)晶態(tài)陶瓷。為有別于傳統(tǒng)陶瓷，稱先進(jìn)陶瓷（advancedceramics），或高技術(shù)陶瓷（hightechceramics）；有時(shí)也稱為精細(xì)陶瓷（fineceramics），取其顯微構(gòu)造非常精細(xì)，制備技術(shù)非常精細(xì)之意；也稱為工程陶瓷（engineeringceramics）?？煞譃?/p>

先進(jìn)構(gòu)造陶瓷利用材料本身具有優(yōu)秀力學(xué)性質(zhì)用于制備多種機(jī)械構(gòu)造零部件，以至切削刀具。它提供了其他材料不能提供高使用效能。先進(jìn)構(gòu)造陶瓷代表了當(dāng)代陶瓷科學(xué)最高水平，生產(chǎn)和市場容量以每年15％～18％速度增加10/10/202318第18頁

先進(jìn)功能陶瓷利用材料電、磁、聲、光、熱、彈等方面直接或耦合效應(yīng)以實(shí)現(xiàn)某種使用功能陶瓷。功能陶瓷與電子技術(shù)有著很密切關(guān)系，所謂“功能”在很多情況下都與電子技術(shù)有聯(lián)系。特點(diǎn)：品種繁多、豐富多彩，如電容器陶瓷、磁性陶瓷、壓電陶瓷、電致伸縮陶瓷、熱釋電陶瓷、半導(dǎo)電陶瓷、導(dǎo)電陶瓷、透明和電光陶瓷等。電容器陶瓷作為云母電容器代用具陶瓷電容器已經(jīng)成為使用最多電容器。世界每年生產(chǎn)陶瓷電容器在500億只以上，超出電容器總產(chǎn)量二分之一，并且還在以每年15％速度增加。約占先進(jìn)陶瓷市場容量70％～80％

納米陶瓷陶瓷發(fā)展第三次飛躍，預(yù)期在本世紀(jì)初，陶瓷科學(xué)將在這一方面取得重大突破10/10/202319第19頁2.玻璃●定義熔融體通過一定方式冷卻，因黏度逐漸增加而具有固體性質(zhì)和構(gòu)造特性非晶體物質(zhì)，都稱為玻璃（glass）●類型——一般玻璃硅酸鹽玻璃，用石英砂、純堿和石灰石共熔而制得一種無色透明熔體Na2CO3+CaCO3+6SiO2====Na2OCaO6SiO2+2CO2

——特殊玻璃變化一般玻璃化學(xué)組成或?qū)ΣＡ厥馓幚恚傻玫蕉喾N特殊性能玻璃10/10/202320第20頁

有色玻璃加入少許金屬氧化物制得

光色玻璃加入AgCl和CuCl2制得：強(qiáng)光下AgC極小晶體分解成Ag和Cl原子，Ag使玻璃變暗，光照撤除，結(jié)合成AgCl

硅酸硼玻璃減少玻璃中Na2O量加入B2O3，得質(zhì)硬、耐熱，最高使用溫度可達(dá)1600℃以上，又稱硬質(zhì)玻璃或耐熱玻璃

微晶玻璃玻璃中加Li2O為催化劑，用紫外線照射，形成Li2O、SiO2微晶。其強(qiáng)度比玻璃大6倍，比高碳鋼硬、比鋁輕，有很高熱穩(wěn)定性，加熱到900℃，驟然投入冷水中也不會(huì)炸裂，用于無線電、電子、航空航天、原子能和化工生產(chǎn)

鋼化玻璃采取合適措施，提升其破壞時(shí)表面張力，增加玻璃強(qiáng)度。其雖然破碎，碎塊也不成尖銳角，又稱“安全玻璃”

其他

生化玻璃、激光玻璃、導(dǎo)電玻璃、玻璃光導(dǎo)纖維10/10/202321第21頁3.水泥(cement)●定義和組成水泥是一種水硬性膠凝材料，加入適量水后成為塑性漿體，可將砂、石、纖維等材料黏結(jié)起來，硬化成有較高強(qiáng)度整體。在硬化過程中，一般硅酸鹽水泥與水主要形成4種化合物：氫氧化鈣、含水鋁酸鈣、硅酸鈣和鐵酸鈣●制作粘土和石灰石調(diào)勻，放入旋轉(zhuǎn)窯中，于1500℃以上煅燒成熔塊，混入少許石膏，磨粉后制成。主要成份是CaO（占總重量62%~67%）、SiO2（20%~24%），Al2O3（4%~7%），F(xiàn)e2O3（2%~5%）等●特點(diǎn)水泥與水拌和后，一段時(shí)間內(nèi)具有可塑性，便于成型，再逐漸變硬，在一定期間內(nèi)具有足夠強(qiáng)度。據(jù)我國標(biāo)準(zhǔn)，將水泥按要求辦法制成試樣，在一定溫度、濕度下，經(jīng)28天后所達(dá)成抗壓強(qiáng)度（kgcm-2）數(shù)值，表達(dá)為水泥標(biāo)號(hào)數(shù)10/10/202322第22頁●硬化機(jī)理復(fù)雜物理化學(xué)過程，大體可分為三個(gè)階段（1）溶解期加水后，水泥顆粒與水反應(yīng)、溶解、水化生成硅酸鹽、鋁酸鹽水化物及Ca(OH)2等（2）膠化期水化產(chǎn)物在水中溶解達(dá)成飽和后，逐漸形成膠凝體，水泥凝結(jié)但還不具有強(qiáng)度（3）結(jié)晶期凝膠體脫水，氫氧化鈣及水化鋁酸鈣等析出針狀晶體伸入硅酸鈣凝膠體內(nèi)，水泥硬化而具有強(qiáng)度除硅酸鹽水泥外，尚有適應(yīng)多種不一樣用途水泥，如高鋁水泥和耐酸水泥等10/10/202323第23頁4.耐火材料(fireproofmaterial)（自學(xué)）

●定義耐火材料是指能耐1580℃以上高溫，并在高溫下能耐氣體、熔融爐渣等物質(zhì)侵蝕，且具有一定機(jī)械強(qiáng)度無機(jī)非金屬材料

●分類——一般耐火材料（1580℃~1770℃）——高級(jí)耐火材料（1770℃~2023℃）——特級(jí)耐火材料（＞2023℃）還可根據(jù)材料化學(xué)性質(zhì)將其分為酸性、中性和堿性耐火材料。幾個(gè)耐火材料成份、性能和用途，見表14.2010/10/202324第24頁19.3.2半導(dǎo)體材料(略)10/10/202325第25頁19.3.3激光晶體（自學(xué)）●激光器固體、液體和氣體都能受激發(fā)光。用這些材料制成激光器分別稱固體、液體和氣體激光器。固體激光器由兩部分組成：作為“發(fā)光中心”激活離子和作為激活離子載體基質(zhì)材料●激活離子類型有Cr3+、三價(jià)和二價(jià)稀土離子（Nd3+、Ho3+）、（Dy2+）及錒系元素●基質(zhì)晶體類型有氧化物（－Al2O3）、氟化物（CaF2）、復(fù)合氧化物（Y3Al5O12）和復(fù)合氟化物（LiYF4）。應(yīng)用較廣和性能較好激光晶體是紅寶石、Y3Al5O12（即YAG）及其摻雜體和La2Be2O5：Nd3+。新近研制開發(fā)許多復(fù)合功能激光晶體，由于其本身亦具有非線性光學(xué)性質(zhì)，因而在受激發(fā)射同步也可實(shí)現(xiàn)自信頻、自鎖模等多種功能，可用于制成緊湊、高效率、低成本微小型激光器10/10/202326第26頁§19.4有機(jī)高分子材料●概況——類型塑料、化纖和橡膠三大類——性能密度小（僅為鋼鐵1／8～1／7）、比強(qiáng)度（強(qiáng)度與密度之比）大、電絕緣性和耐腐蝕性好、加工容易等許多長處，可部分取代金屬材料及無機(jī)材料——應(yīng)用發(fā)展極迅速，應(yīng)用遍布衣、食、住、行以至信息、能源、航空航天及國防等各個(gè)領(lǐng)域●高分子材料分類——根據(jù)起源分為天然高分子和合成高分子——根據(jù)用途提成通用高分子材料、工程高分了材料和功能高分子材料10/10/202327第27頁

通用高分于材料三大合成材料

——塑料高低壓聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯與聚氯乙烯五個(gè)烯類聚合物，占80％。其他20％包括酚醛樹脂、脲醛樹脂、聚氨酯與聚酯四個(gè)縮聚型高分于材料

——合成橡膠丁苯橡膠占50％以上；其他為順丁橡膠、氯丁橡膠與丁腈橡膠。乙丙橡膠與異戊橡膠是有發(fā)展?jié)摿ζ贩N

——合成纖維有滌綸（PET，占40％），尼龍一6與尼龍一66，聚丙烯腈

工程高分子材料是一類本身或與其他材料配合使用時(shí)，具有優(yōu)秀機(jī)械力學(xué)性能新型高分于材料。主要包括工程塑料、高分子粘膠劑、高分子涂料以及高分子密封材料等

10/10/202328第28頁

功能高分子材料一類新型高分子材料，除有優(yōu)良機(jī)械力學(xué)性能外，還具有特殊物理功能和化學(xué)功能。例，集成電路因體積小，其引線無法使用焊錫聯(lián)接，但用導(dǎo)電橡膠就可取代焊錫將引線聯(lián)接起來。為避免大規(guī)模集成電路硅片破碎，將它固定在氧化鋁陶瓷上，再用環(huán)氧一氨基甲酯高分子材料包封起來，抗曲撓強(qiáng)度高達(dá)133．6MPa。由于功能高分子材料很多特殊功能，使它在工程技術(shù)和高科技領(lǐng)域中有著廣泛而主要應(yīng)用10/10/202329第29頁19.4.1工程塑料(engineeringplastics)●定義具有優(yōu)良機(jī)械性能，可用作工程構(gòu)造材料熱塑性塑料。其基體是多分子主鏈，除含碳原子外，還含氧、氯、硫原子雜鏈線形構(gòu)造合成樹脂●分類——以聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚和熱塑性聚酯為基材五大通用工程塑料——耐熱150℃以上，以聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚芳酯、聚酰胺、聚酰胺－酰亞胺等為基材特種工程塑料。也有把丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物（ABS樹脂）和用作構(gòu)造改性聚丙烯歸入工程塑料10/10/202330第30頁●性能及應(yīng)用——工程塑料主要特性是密度小，比強(qiáng)度高，化學(xué)穩(wěn)定性好，電絕緣性優(yōu)良，耐磨，具有自潤滑性，耐熱和尺寸穩(wěn)定性高，抗沖擊、抗疲勞性能優(yōu)良等。廣泛用于機(jī)械設(shè)備、儀器儀表、電子電器、石油化工、交通運(yùn)輸、建筑行業(yè)及家電、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品加工、生活日用等方面，在航空航天、國防軍工及尖端科技領(lǐng)域，也有著廣泛應(yīng)用——工程塑料可采取一般塑料加工辦法加工成多種制品。雖價(jià)格常高于通用塑料，仍受到普遍重視，發(fā)展很快——主要品種聚酰胺(polyamide)、聚甲醛(polyformaldehyde)、聚碳酸酯(polycarbonate)、ABS樹脂(acrylonitrile-butadiene-styreneresin)、聚砜(polysulfone)、聚苯硫醚(polyphenylenesulfide)及其他芳雜環(huán)聚合物等。這里著重介紹聚碳酸酯和ABS樹脂10/10/202331第31頁1.聚碳酸酯

(polycarbonate)簡稱PC構(gòu)造性能是一種熱塑性樹脂，以雙酚A型聚碳酸酯使用最為普遍。無毒、無臭、透明，除了有優(yōu)秀沖擊韌性外，還具有良好絕緣性能、耐熱耐焊性和成型加工性能應(yīng)用據(jù)聚碳酸酯可用于齒輪等機(jī)械零件、汽車零部件、電開工具外殼、電器儀表零件和照相機(jī)機(jī)體等。由于其抗沖擊強(qiáng)度高，可做成安全防護(hù)用面盔、安全帽、機(jī)械防護(hù)罩，以及飛機(jī)擋風(fēng)罩、座艙蓋和儀表板等。另外，在醫(yī)療衛(wèi)生和食品工業(yè)等方面也有廣泛應(yīng)用10/10/202332第32頁2.ABS樹脂(acrylonitrile-butadiene-styreneresin)簡稱ABS構(gòu)造由丁二烯橡膠、丙烯腈及苯乙烯接枝共聚所得性能沖擊強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定，耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性及電性能優(yōu)良，易于成型加工，表面還可電鍍(如鍍鉻)。變化ABS三種組分百分比，可使它具有稍微不一樣性能，以適應(yīng)多種特殊用途應(yīng)用ABS生產(chǎn)量大、發(fā)展快，是工程塑料中主要品種。它兼?zhèn)淞巳N組分長處。廣泛用于機(jī)械、汽車、石油化工，作為金屬材料代用具；可用作新型建筑材料；用作電視機(jī)、洗衣機(jī)、收錄機(jī)、電冰箱等外殼材料以及水表、紡織器材、電氣零件、郵箱、食品包裝容器、家俱等優(yōu)質(zhì)材料10/10/202333第33頁19.4.2功能高分子材料●定義功能高分子(functionalpolymers)是指除了具有傳統(tǒng)力學(xué)性能外，還具有某些特定功能（化學(xué)活性、光敏性、導(dǎo)電性、催化活性、生物相容性、藥理性能、選擇分離性能等）一類高分子。功能高分子是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來新領(lǐng)域(1)光敏高分子(photosensitivepolymers)又稱光敏樹脂——定義一類在光作用下能迅速發(fā)生化學(xué)或物理變化，或通過高分子或小分子上光敏官能團(tuán)起光化學(xué)反應(yīng)和對(duì)應(yīng)物理性質(zhì)變化而取得高分子材料。廣泛用于印刷版、光刻膠、光敏油墨、光敏油漆——分類一類是成像系統(tǒng)，主要用于光加工工藝、非銀鹽照相、復(fù)制、信息統(tǒng)計(jì)和顯示等方面；另一類是非圖像系統(tǒng)，大量用于光固化涂層、印刷油墨、粘合劑和醫(yī)用材料等方面10/10/202334第34頁——原理例，光致抗蝕劑光致抗蝕劑又稱為光刻膠，大量用于印刷制版和電子工業(yè)光刻技術(shù)中。工作原理：受光部分高分子發(fā)生交聯(lián)，生成難溶性硬化膜，未曝光部分可被溶劑沖洗掉。可在金屬板上有目標(biāo)地保存電路圖形，再經(jīng)化學(xué)腐蝕，制成微小印刷線路板或多種凸凹形狀不一樣膠輥(負(fù)像)。原不溶膠光照后成為可溶性，加工可得正像一般用光致抗蝕劑有：聚肉桂酸酯型，丙烯酰基型，疊氮型和重氮鹽類光敏高分子10/10/202335第35頁(2)電學(xué)功能高分子——原理高聚物分子中若存在共軛雙鍵，電子可在整個(gè)共軛系統(tǒng)中自由運(yùn)動(dòng)，能夠?qū)щ?。如聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚?/p>