高分子材料-分類介紹課件

一、塑料

塑料

以有機合成樹脂為主要組成的高分子材料?？稍诩訜帷⒓訅簵l件下塑制成型，故稱塑料。塑料以有機合成樹脂為基礎，加入添加劑所組成。

塑料的組成

1、合成樹脂

高分子化合物：如酚醛樹脂、聚乙烯等，是塑料的主要組成，也起粘接劑作用。2、添加劑

(1)填料或增強材料起增強作用。

(2)固化劑使樹脂具有體型結構，成為較堅硬和穩(wěn)定的塑料制品。

(3)增塑劑提高樹脂可塑性和柔性。

(4)穩(wěn)定劑防止塑料過早老化。

塑料的分類

1、按樹脂的性質(zhì)分類

（1）熱塑性塑料

加熱時軟化并熔融，可塑造成形，冷卻后成型并保持既得形狀，該過程可反復進行。

如：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺(尼龍)、聚甲醛、聚碳酸脂等。加工成形簡便，具有較高的機械性能，但耐熱性和剛度較低。

（2）熱固性塑料

初加熱時軟化，可塑造成形，但固化后再加熱將不再軟化,也不溶于溶劑。

如：酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯耐熱性高，受壓不易變形，有一定強度和剛度，較脆。

2、按使用范圍分類

（1）通用塑料

應用范圍廣、生產(chǎn)量大的塑料品種。

聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚烯烴、酚醛塑料和氨基塑料等，產(chǎn)量約占塑料總產(chǎn)量的四分之三以上。（2）工程塑料

綜合工程性能(機械性能、耐熱耐寒性能、耐蝕性和絕緣性能等)良好的各種塑料。

如聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯和ABS等。（3）耐熱塑料

能在較高溫度（100℃～200℃）工作。聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、有機硅樹脂、環(huán)氧樹脂等。聚乙烯(PE)

●高壓聚乙烯

相對分子質(zhì)量、結晶度和密度較低，質(zhì)地柔軟。制作塑料薄膜、軟管和塑料瓶等。●低壓聚乙烯

質(zhì)地剛硬，耐磨性、耐蝕性及電絕緣性較好。制造塑料管、板材、承載不高的零件，如齒輪、軸承。

聚乙烯管

聚丙烯(PP)

由丙烯單體聚合而成。

●剛性大,強度、硬度和彈性高于聚乙烯。

●密度小，僅為0.90g/cm3～0.91g/cm3,常用塑料中最輕。

●耐熱性良好,長期使用溫度為100℃～110℃。

●優(yōu)良的電絕緣性能和耐蝕性能，在常溫下能耐酸、堿。

●聚丙烯的沖擊韌性差，耐低溫及抗老化性也差。

聚苯乙烯(PS)

由苯乙烯單體聚合而成。

●剛度大、耐蝕性好、電絕緣性好。

●缺點是抗沖擊性差，易脆裂、耐熱性不高。應用：制造紡織工業(yè)中的紗管、紗綻、線軸；電子工業(yè)中的儀表零件、設備外殼；化工中的儲槽、管道、彎頭；車輛上的燈罩、透明窗；電工絕緣材料等。

ABS塑料

ABS塑料是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。

●具有"硬、韌、剛"的特性，綜合機械性能良好，●尺寸穩(wěn)定，容易電鍍和易于成形。

●耐熱性較好，在-40℃的低溫下仍有一定的機械強度。

ABS塑料應用：

制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、儲槽內(nèi)襯、電機外殼、儀表盤、蓄電池槽、水箱外殼等。在汽車零件上的應用發(fā)展很快，如作擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導管、小轎車車身。制作紡織器材、電訊器件。摩托車擋泥板

聚酰胺(PA)

又稱尼龍或錦綸,二元胺與二元酸縮合而成，或由氨基酸脫水成內(nèi)酰胺再聚合而得，有尼龍610、66、6等多個品種。

●良好的韌性，強度較高；

●具有優(yōu)異的耐磨性和自潤滑性能；

●耐蝕性好，如耐水、油、一般溶劑、許多化學藥劑，抗霉、抗菌，無毒；

●成形性能好。

聚酰胺的應用：制造耐磨耐蝕零件，如軸承、齒輪、螺釘、螺母等。

尼龍軸套尼龍拉桿聚碳酸酯(PC)

聚碳酸酯譽稱"透明金屬"，

●具有優(yōu)良的綜合性能。沖擊韌性和延性突出，在熱塑性塑料中是最好的；彈性模量較高，不受溫度的影響；

●抗蠕變性能好，尺寸穩(wěn)定性高；

●透明度高，可染成各種顏色；

●吸水性?。?/p>

●絕緣性能優(yōu)良，在10℃～130℃間介電常數(shù)和介質(zhì)損耗近于不變。聚碳酸酯的應用：制造精密齒輪、蝸輪、蝸桿、齒條等。電絕緣性能高，制造墊圈、墊片、套管、電容器等絕緣件，儀器儀表的外殼、護罩。光盤透明性好，制造光盤。在航空及宇航工業(yè)中，是制造信號燈、擋風玻璃，座艙罩、帽盔等的重要材料。氟塑料比其它塑料的優(yōu)越性是：

●耐高、低溫;

●耐腐蝕,耐老化和電絕緣性能很好;

●吸水性和摩擦系數(shù)低。聚四氟乙烯（F-4）俗稱塑料王,具有非常優(yōu)良的耐高、低溫性能。缺點是強度低,冷流性強。氟塑料氟塑料的應用：制作減摩密封零件?；つ臀g零件與熱交換器。高頻或潮濕條件下的絕緣材料。

氟塑料制隔膜閥氟塑料制管道補償器聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)

即有機玻璃。

●有機玻璃的透明度比無機玻璃還高,透光率達92%;

●密度只有無機玻璃的一半,為1.18g/cm3。

●機械性能比普通玻璃高得多(與溫度有關)。制造儀表護罩、外殼、光學元件、透鏡等。有機玻璃頂棚酚醛塑料(PF)

由酚類和醛類縮聚合成酚醛樹脂,再加入添加劑而制得。一般為熱固性塑料。

●具有一定的機械強度和硬度,耐磨性好；

●絕緣性良好,耐熱性較高，耐蝕性優(yōu)良。

●缺點是性脆，不耐堿。

酚醛塑料的應用：

制作插頭、開關、電話機、儀表盒汽車剎車片、內(nèi)燃機曲軸皮帶輪紡織機和儀表中的無聲齒輪化工用耐酸泵、日常用具酚醛塑料制品環(huán)氧塑料(EP)

環(huán)氧樹脂加入固化劑后形成的熱固性塑料。

●強度較高，韌性較好；

●尺寸穩(wěn)定性高和耐久性好；

●具有優(yōu)良的絕緣性能；耐熱、耐寒；

●化學穩(wěn)定性很高；

●成形工藝性能好；

●膠粘能力強，對各種材料都有很好的膠粘能力。

環(huán)氧塑料的應用：用于制作塑料模具、印刷線路板，灌封電器元件，配制飛機漆、油船漆、罐頭涂料、膠粘劑。

環(huán)氧塑料導彈涂料環(huán)氧塑料地面二、合成纖維

用作衣料等生活用品用于汽車、飛機輪胎簾子線漁網(wǎng)、索橋、船纜、降落傘及絕緣布合成纖維

以石油、天然氣、煤和石灰石等為原料，經(jīng)過提煉和化學反應合成高分子化合物，再經(jīng)過熔融或溶解后紡絲制得的纖維?！駨姸雀?、密度小、彈性好；

●耐磨、耐酸堿性好

●不霉爛、不怕蟲蛀等特點。合成纖維的生產(chǎn)方法（僅供了解）

1、單體制備和聚合

原料:石油、天然氣、煤和石灰石

單體制備：分餾、裂化和分離得到有機低分子化合物，如苯、乙烯、丙烯、苯酚等。

聚合：在一定溫度、壓力和催化劑作用下，聚合成高聚物，又稱成纖高聚物。

2、紡絲

將成纖高聚物的熔體或濃溶液,用紡絲泵連續(xù)從噴絲頭的毛細孔中擠出，成為細流。在空氣、水或特定的凝固溶中固化成為初生纖維。

合成纖維的紡絲方法有兩大類：熔體紡絲法溶液紡絲法

熔體紡絲法

螺桿擠壓機中熔融的原料從噴絲板的毛細孔中壓出成為細流，在紡絲甬道中冷卻成形。

溶液紡絲法按凝固方式分：濕法紡絲、干法紡絲

濕法紡絲

紡絲溶液從噴絲頭毛細孔中擠出，溶液細流進入凝固浴，高聚物在凝固浴中析出形成初生纖維。干法紡絲

從噴絲頭毛細孔中擠出紡絲溶液細流在熱空氣作用下溶劑快速揮發(fā)。溶液細流濃縮并固化，在卷繞張力作用下變細成為初生纖維。

3、后加工

紡絲成形后的初生纖維結構不完善，物理、機械性能較差，如強度低、尺寸穩(wěn)定性差，不能直接用于紡織加工，必須經(jīng)過一系列的后加工。

后加工主要的工序是：

拉伸熱定型常用合成纖維

合成纖維主要有：

滌綸錦綸腈綸維綸丙綸氯綸其中最主要的是滌綸、錦綸和腈綸三個品種，它們的產(chǎn)品占合成纖維總產(chǎn)量的90％以上。滌綸

化學名稱為聚酯纖維，商品名稱為滌綸或的確良，由對苯二甲酸乙二酯抽絲制成。

1、特點

●彈性好，彈性模量大，不易變形，強度高，抗沖擊性能高，●耐磨性好，耐光性、化學穩(wěn)定性和電絕緣性也較好，●不發(fā)霉，不蟲蛀。外套里布●缺點:吸水性差、染色性差、不透氣、易起靜電，吸附灰塵，不宜暴曬。2、滌綸應用

紡織品材料：衣服、床單、窗簾。廣泛用于運輸帶、傳動帶、帆布、漁網(wǎng)、繩索、輪胎簾子線及電器絕緣材料等。

滌綸纖維

錦綸

化學名稱為聚酰胺纖維，商品名稱為錦綸或尼龍。由聚酰胺樹脂抽絲制成，主要品種有錦綸6、錦綸66和錦綸1010等。

1、特點

●質(zhì)輕、強度高?！駨椥院湍湍バ院谩⒘己玫哪蛪A性和電絕緣性。

●耐酸、耐熱、耐光性能較差。

●彈性模量低，容易變形，缺乏剛性。2、錦綸應用

錦綸纖維多用于輪胎簾子線、降落傘、宇航飛行服、漁網(wǎng)、針織內(nèi)衣、尼龍襪、手套等工農(nóng)業(yè)及日常生活用品。尼龍繩

腈綸

化學名為聚丙烯腈纖維，商品名為腈綸或奧綸。聚丙烯腈樹脂經(jīng)濕紡或干紡制成。

1、特點●質(zhì)輕，密度為1.14g/cm3～1.17g/cm3?！袢彳?，保暖性好，猶如羊毛。●不發(fā)霉，不蟲蛀,彈性好,吸濕小，耐光性能特別好。

●缺點是耐磨性差，彈性不如羊毛，易在表面產(chǎn)生許多小球，不易脫落，易吸收塵士。

2、腈綸應用制造毛線和膨體紗及室外用的帳蓬、幕布、船帆等織物。

與羊毛混紡，織成各種衣料。

腈綸毛衣

維綸

化學名聚乙烯醇纖維，商品名維尼綸或維綸。由聚乙烯醇樹脂經(jīng)混紡制成。

1、特點●最大特點是吸濕性好，具有較高的強度；●耐磨性、耐酸、堿腐蝕均較好；●耐日曬、不發(fā)霉、不蟲蛀，其紡織品柔軟保暖，結實耐磨，穿著時沒有悶氣感覺，是一種很好的衣著原料。

2、應用

主要用作帆布、包裝材料、輸送帶、背包、床單和窗簾等。

丙綸

化學名聚丙烯纖維，商品名丙綸。由丙烯的聚合物-聚丙烯制成。

1、特點

●質(zhì)輕、強度大，密度只有0.91g/cm3，比腈綸還輕，能浮在水面上，是漁網(wǎng)的理想材料，也是軍用蚊帳的好材料。

●丙綸耐磨性優(yōu)良，吸濕性很小，還能耐酸、堿腐蝕。用丙綸制的織物，易洗快干，經(jīng)久耐用。

2、丙綸應用

制作衣料、毛毯、地毯、工作服。

制作包裝薄膜、降落傘。醫(yī)用紗布和手術衣等。

丙綸纖維

氯綸

化學名稱為聚氯乙烯纖維，商品名稱為氯綸。由聚氯乙烯樹脂制成。

1、特點

●保暖性好；●遇火不易燃燒；

●化學穩(wěn)定性好，能耐強酸和強堿；

●彈性、耐磨性、耐水性和電絕緣性均很好；

●能耐日光照射，不霉爛，不蟲蛀。

●缺點是耐熱性差，熱水中收縮率大。

2、應用

用作化工防腐和防火衣著的用品，以及絕緣布、窗簾、地毯、漁網(wǎng)、繩索等。氯綸的保暖性好，靜電作用強，做貼身內(nèi)衣。

氨綸

化學名稱為聚氨酯纖維，商品名稱為氨綸。由聚酯、芳香族二異氰酸酯聚合，用脂肪族二胺交聯(lián)而成。

1、特點

●高彈性。伸長600%～750%時，回彈率達95％以上。

2、應用

用作運動衣、游泳衣。與滌綸混紡后，制作夏季衣服。三、橡膠合成橡膠

橡膠

具有極高彈性的高分子材料。

●性能特點彈性變形量可達100％～1000％，而且回彈性好，回彈速度快。橡膠還有一定的耐磨性，很好的絕緣性和不透氣、不透水性。

●用途彈性材料密封材料傳動材料減震防震材料橡膠制品橡膠的分類和橡膠制品的組成

1、橡膠的分類

按照原料的來源，橡膠可分為天然橡膠和合成橡膠兩大類。

合成橡膠：丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠、

硅橡膠、氟橡膠。按用途合成橡膠分成兩類：

通用橡膠

性能和天然橡膠接近、可以代替天然橡膠

特種橡膠

具有特殊性能2、橡膠制品的組成

生膠人工合成用于制膠的高分子聚合物。生膠先進行塑練，呈塑性狀態(tài)，再加入各種配料，經(jīng)過混練成型、硫化處理。

（1）硫化劑

硫化處理：變塑性生膠為彈性膠的處理。能起硫化作用的物質(zhì)稱硫化劑，有硫磺、含硫化合物、硒、過氧化物等。（2）硫化促進劑

胺類、胍類、硫脲類物質(zhì)，降低硫化溫度、加速硫化過程。

（3）補強填充劑

提高橡膠的機械性能，改善其加工工藝性能，降低成本。如碳黑、陶土、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化硅、滑石粉等。

1.丁苯橡膠

是以丁二烯和苯乙烯為單體共聚而成。具有較好的耐磨性、耐熱性、耐老化性，價格便宜。

應用主要用于制造輪胎、膠帶、膠管及生活用品。

2.順丁橡膠（反丁橡膠？？）

由丁二烯聚合而成。

順丁橡膠的彈性、耐磨性、耐熱性、耐寒性均優(yōu)于天然橡膠，是制造輪胎的優(yōu)良材料。

缺點是強度較低、加工性能差。應用：主要用于制造輪胎、膠帶、彈簧、減震器、耐熱膠管、電絕緣制品等。順丁橡膠

3.氯丁橡膠

由氯丁二烯聚合而成。

●機械性能和天然橡膠相似。

●耐油性、耐磨性、耐熱性、耐燃燒性、耐溶劑性、耐老化性能均優(yōu)于天然橡膠，稱“萬能橡膠”。

●氯丁橡膠耐寒性較差(-35℃)，密度較大(為1.23g/cm3),生膠穩(wěn)定性差,成本較高。

應用制造電線、電纜的外皮、膠管、輸送帶等。特種橡膠

1.丁腈橡膠

丁二烯和丙烯腈的共聚物

●耐油（耐油橡膠），耐有機溶劑；

●耐熱、耐老化、耐腐蝕性比天然橡膠和通用橡膠好，具有較好的抗水性?！衲秃圆?，脆化溫度為-10～-20℃；●耐酸性差，對硝酸、濃硫酸、次氯酸和氫氟酸的抗蝕能力特別差；

●電絕緣性能很差；

●強度很低，只有3～4MPa。加入補強劑以后，可提高到25MPa～30MPa。應用各種耐油制品。輸油膠管、油封制品和貯油容器襯里及隔膜等。耐油膠管、印刷膠輥和耐油手套等。

2.硅橡膠

由各種硅氧烷縮聚而成。以二甲基硅橡膠應用最廣，由二甲基硅氧烷縮聚而成。

●既耐高溫又耐嚴寒，橡膠中工作溫度范圍最廣（-100℃～300℃），

●具有十分優(yōu)異的耐臭氧老化、耐光老化和耐候老化性能