非金属材料与新型材料.ppt

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1、赵健闯第4章非金属材料与新型材料4.1高分子材料高分子化合物有机高分子化合物无机高分子化合物有机高分子有天然的和合成的两种.工程中使用的主要是人工合成的高分子聚合物,简称高聚物.4.1.1高聚物的人工合成低分子化合物通过加聚反应和缩聚反应形成.1、加聚反应：一种或多种单体相互加成形成聚合物的反应。无低分子副产物生成。单体为一种的叫均加聚，如乙烯加聚成聚乙烯。单体为一种或两种以上的称为共加聚。如ABS工程塑料就是有丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种单体共聚合成。2、缩聚反应：一种或多种单体相互作用而形成高聚物，同时析出新的低分子副产物的反应

2、。其单体是含有两种或两种以上活泼官能团的低分子化合物。按照参加反应的单体不同，缩聚反应分为均缩聚和共缩聚两种。酚醛树脂（电木），聚酰胺（尼龙），环氧树脂等都是缩聚反应产物。4.1.2有机高分子材料的组成及性能特点1、有机高分子材料的组成：基料:高聚物（树脂、生橡胶），决定性能辅料:(添加剂)填充剂、增塑剂、软化剂、固化剂、稳定剂、防老化剂、润滑剂、发泡剂、着色剂等改善性能，补充性能2、有机高分子材料的性能特点：1）与金属材料相比，性能特点：A、比强度高：强度/密度B、高弹性和低弹性模量C、高耐磨性和低硬度2）物理性能特点：A、电绝

3、缘性优良：共价键，不易电离，导电能力低B、耐热性差：分子间力弱，受热、受力易软化、熔化C、导热性低：线膨胀系数是金属的3-4倍，机械中会因膨胀变形过量，引起开裂，脱落，松动等3）化学性能特点：化学稳定性高，在碱、酸、盐中耐蚀性强，如聚四氟乙烯在沸腾的王水中仍很稳定，但某些高聚物在某些特定的溶剂和油中会发生软化、熔胀等现象。4）有机高分子化合物的老化：高聚物在长期的使用和存放过程中，由于外界物理、化学及生物因素的影响（如热、光、辐射、氧和臭氧、酸碱、微生物的作用等），使得聚合物内部结构发生变化，从而导致聚合物的性能随时间延长逐渐恶化

4、，直至丧失使用功能，这个过程成为老化。橡胶：龟裂、变软、变粘塑料：脱色、失去光泽、开裂防止方法：表面防护，抗老化剂4.1.3工程塑料1、塑料的组成：基料:合成树脂，对塑料性能起决定性作用辅料:(添加剂)填充剂、增塑剂、固化剂、稳定剂（防老化剂）。此外还有阻燃剂、发泡剂、着色剂、抗静电剂等改善性能，补充性能2、塑料的分类：1）按树脂的热性能分为热塑性塑料和热固性塑料：（1）为热塑性塑料：加热时软化、熔融、冷却时凝固，变硬，可反复进行。如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺（尼龙）、ABS、聚甲醛、聚碳酸酯、聚砜、有机玻璃等。（

5、2）热固性塑料：密网型分子链结构。酚醛塑料、氨基塑料、环氧树脂、有机硅树脂、不饱和聚酯树脂。不可再生使用。2）按应用范围分为通用塑料，工程塑料和其他塑料（如耐热塑料）：A、通用塑料：产量大，用途广，价格低。聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料B、工程塑料：主要用于制作工程结构，机器零件，工业容器和设备。有聚酰胺（尼龙）、ABS、聚甲醛、聚碳酸酯C、其他塑料：如耐热塑料，工作温度>100℃，有聚四氟乙烯（F-4）、聚三氟乙烯、环氧树脂、有机硅树脂4.1.4合成橡胶1、橡胶的特性和应用：A室温下处于高弹态B弹性模量低，只有1-

6、10MPaC弹性变形量很大：100-1000%D具有优良的伸缩性和积储能量的能力E良好的耐磨性，隔音性，阻尼性和绝缘性F可做密封件，减震、防震件，传动件，运输胶带绝缘材料。2、橡胶的组成：（1）生胶：未加配合剂的天然或合成的橡胶（2）配合剂：为提高和改善橡胶制品的各种性能而加入的物质称为配合剂。硫化剂：相当于固化剂，为硫磺和硫化物填料：提高力学性能，降低成本，主要是碳黑，纤维，金属丝，织品或金属编织物等硫化促进剂，增塑剂，防老化剂等。3、常用橡胶：按来源分为：天然橡胶NR和合成橡胶按用途分为：通用橡胶和特种橡胶天然橡胶属于通用橡胶

7、，广泛用于制造轮胎、胶带、胶管等。常量最大的是丁苯橡胶SBR，60-70%，发展最快的是顺丁橡胶BR。特种橡胶主要用于要求耐热、耐寒、耐蚀的特殊环境，价格较贵。4.1.5胶粘剂胶粘剂是一种将同种或不同种材料粘合在一起，并在胶接面有足够强度的物质，它能起胶接、固定、密封、浸渗、补漏和修复的作用。1、胶粘剂的组成：（1）粘料：树脂、橡胶、淀粉、蛋白质等高分子材料；无机胶粘剂有硅酸盐类，磷酸盐类、陶瓷类（2）固化剂：胺、酸酐、咪唑。（3）该性剂：增塑剂、增韧剂、增粘剂、填料、稀释剂、稳定剂、分散剂、偶联剂、触变剂，阻燃剂、抗老化剂、发泡

8、剂、消泡剂、着色剂、防腐蚀剂等，有利于胶粘剂的配制、储存、加工工艺及性能等方面的改进2、胶粘剂的分类原则和表示方法：按应用性能分为：（1）结构胶：强度要求较高（2）非（半）结构胶：强度要求较低（3）密封胶：承受一定压力，不泄漏（4）浸渗胶：填塞微孔