非金属材料-孙学强主编

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1、第九章非金属材料教学要求主要内容本章重点本章小结习题机械制造基础第九章教学要求通过学习，学生应了解非金属材料的基本知识，熟悉常用工程塑料、橡胶、工业陶瓷及复合材料的分类、性能特点及应用。机械制造基础第九章主要内容第一节高分子材料第二节其它非金属材料机械制造基础第九章本章重点塑料的组成、分类、加工、性能及主要用途。橡胶的组成、性能及用途。机械制造基础第九章第一节高分子材料一、高分子材料概述高分子物质分天然和人工合成两大类。天然高分子物质有羊毛、蚕丝、淀粉、蛋白质、天然橡胶等。工程上使用的高分子物质主要是人工合成的各种有机高分子材料。高分子材料是以高分子化合物为主

2、要组成物的材料。而高分子化合物是指分子量很大(>5000)的化合物。高分子化合物一般是由一种或几种简单的低分子化合物重复连接而成。低分子化合物聚合起来形成高分子化合物的过程叫聚合反应。因此，高分子化合物也叫高聚物或聚合物。机械制造基础第九章由单体聚合为高聚物的方法有加成聚合反应和缩合聚合反应两种。(1)加成聚合反应——简称加聚反应。它是一种或多种单体经反复多次地相互加成而生成聚合物的反应。由一种单体经加聚而成的高聚物叫均聚物，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等；而由两种或多种单体同时加聚生成的高聚物叫共聚物，如丁苯橡胶、ABS塑料等。在加聚反应中没有其它低分子副产物

3、生成，因此加聚反应所得的高聚物具有和单体相同的成分。(2)缩合聚合反应——简称缩聚反应。它是具有两个或两个以上活泼官能团(如-OH、=CO、-NH2等)的单体，互相缩合聚合成高聚物，同时有低分子副产物(如H20、NH3等)析出的反应。机械制造基础第九章由同一种单体进行的缩聚反应叫均缩聚，其产物叫均缩聚物。如由氨基己酸进行均缩聚生成聚酰胺6(尼龙6)。由两种或多种单体进行的缩聚反应叫共缩聚，其产物叫共缩聚物。如由己二胺和己二酸进行共缩聚生成尼龙66，并有水析出。由于在缩聚反应中有其它低分子副产物析出，故缩聚反应所得的高聚物具有和单体不同的成分。二、塑料（一）塑料

4、的组成塑料是以有机合成树脂为主要成分，加入适量的添加剂制成的高分子材料。合成树脂是由低分子化合物经聚合反应而获得的高分子化合物。它受热可软化，在塑料中起粘结作用，其种类、性能及加入量对塑料的性能起着决定性的作用。机械制造基础第九章大多数塑料是以所用树脂的名称来命名的。如聚氯乙烯塑料就是以聚氯乙烯树脂为主要成分的。有些树脂可以直接用作塑料，如聚乙烯、聚苯乙烯等。有些合成树脂不能单独用作塑料，必须在其中加入一些添加剂，如酚醛树脂、聚氯乙烯等。加入添加剂的目的是改善或弥补塑料某些性能的不足，添加剂有填充剂、增塑剂、固化剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、阻燃剂等。稳定剂主要

5、提高塑料在受热和光作用时的稳定性，防止老化；填充剂（如铝粉）主要提高塑料对光的反射能力等。（二）塑料的分类按其使用范围分：通用塑料、工程塑料和耐热塑料三类；按合成树脂的热性能分：热塑性塑料和热固性塑料两类。机械制造基础第九章1、热塑性塑料热塑性塑料主要由聚合树脂制成，仅加入少量的稳定剂和润滑剂等。这类塑料受热软化可塑造成型，冷却后变硬，再受热又可软化，冷却再变硬，可多次重复。优点：加工成型简便，力学性能较高。缺点：耐热性和刚性较差。常用的热塑性塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、尼龙、ABS、聚砜、聚苯乙烯等。2、热固性塑料热固性塑料大多是以缩聚树脂为基础，加入多种添加剂

6、制成。这类塑料在一定条件（如加热、加压）下会发生化学反应，经过一定时间即固化为坚硬制品。固化后既不溶于任何溶剂，也不会再熔融（温度过高时则发生分解）和再成型了。机械制造基础第九章优点：耐热性高，受压不易变形等。缺点：力学性能不高，但可加入填充剂来提高强度。常用的热固性塑料有酚醛塑料、氨基塑料和环氧树脂、有机硅树脂等。（三）塑料制品的成型与加工1、塑料制品的成型1）注射成型——又称注塑成型。热塑性塑料主要的成型方法之一。方法——将粒状或粉状的塑料在注射成型机的料筒内加热成为粘流态，然后以较高的压力和速度注入密闭的模具型腔内，经一定时间冷却，开启模具即可取出塑料制

7、品。特点：自动化程度高，生产速度快，制品尺寸准确，可制造形状复杂、壁厚或带金属嵌件的塑料制品。如各类外壳、电器零件、机械零件等。机械制造基础第九章2）压制成型。热固性塑料主要的成型方法之一，又分模压法和层压法。模压法——将塑料粉末（或颗粒）放在金属模型中加热和加压，使塑料在一定温度、压力和时间内发生化学反应而固化成型，脱模后获得塑料制品的方法。也可以用浸有树脂的碎布或纤维状塑料模压成型。层压法——用片状骨架填料(如纸、棉布、玻璃布等)浸以树脂，一层层叠放，然后加热、加压，使树脂粘结并固化，，以获得塑料制品的方法。这是生产各种增强塑料板、棒和管的主要方法。3)挤

8、出成型——又叫挤压成型。方法——将粉状