材料科学基础_高分子材料结构.ppt

工程塑料的分类 从加热的结果来看，合成树脂可分为两大类。 一类是热塑性树脂， 如聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）， 如果把树脂加热就成为流体； 另一类是热固性树脂， 如不饱和聚酯、酚醛树脂和环氧树脂， 加热后就变硬，不熔化，在液体中也不溶解。 塑料的基本分类 塑料原料受热时容易软化而具有流动性，称为塑性(plasticity)，塑性依化学结构而异，有的塑料在成形之后再次加热依然有塑性，有的则不具有塑性。因此在分类上，我们又常依此性质，将塑料区分为两大类 第一类塑料在加热时软化，成形后冷却变硬，但是如果再予加热又可以软化再次成形，称为热塑性(thermoplastic type)塑料，这一类的产品多制成保鲜膜、化学纤维、塑料瓶、接着剂和涂料等等。 第二类塑料在加热到某一温度后就硬化而永久成形，即使再度加热也不再软化，称为热固性(thermosetting type)塑料，这一类的塑料制品由于一般强度较高、尺寸安定性好、绝缘性佳，多使用于电气零件、器具结构、外壳等。 热效应对树脂化学结构的影响 在这两种情况中，我们注意到第一阶段树脂受热软化，因为温度促使大分子链内部引起一定的活动性（迁移率）。 对热塑性树脂来说，这个阶段的时间较长，直至温度下降，结果是产品具有原来的硬度，经热加工使之成了形。 但对热固性树脂来说，鉴于它已超过软化点，加工时间相对短些，温度增加，树脂就永久硬化。 由于热效应，树脂的化学结构发生变化，树脂大分子链进行排列组成一个密而硬的网。 与金属材料加工的异同 不论加工热固性还是热塑性材料都要有两个基本要素： 加热和使用压力。这与加工金属的情况相同， 不同之处在于 加工塑料所耗的热和压力很低，它们远远达不到加工金属所需的值。 塑料日用品 塑料电线 塑料管 塑钢窗 工程塑料的应用实例 用聚乙烯制造的窗户构件 工程塑料的应用实例 用杜邦Zytel?尼龙制造的热交换器对于化学物质、溶剂、结焦、电化腐蚀和微 生物试剂有优良的抗蚀作用。这种交换器能耐多种环境，包括邻近盐水或暴露 在侵蚀性的气体和液体的环境。 工程塑料的应用实例 尼龙66制作的石膏墙螺钉 工程塑料的应用实例 电动机塑料齿轮 工程塑料的应用实例 用聚甲醛热塑性制造的传送器的支架、滚轮 与金属材料相比工程塑料的优点 工程塑料 容易加工； 生产效率高； 节约能源； 绝缘性能好； 质量轻，比重约1.0～1.4，比铝轻一半，比钢轻3/4； 比强度高；具有突出耐磨、耐腐蚀性等， 是良好的工程机械更新换代产品。 超级工程塑料 最近，化学家研制出了一种能代替玻璃和金属的耐高温高强度超级工程塑料。 这种塑料是一种把硫基单位结合进塑料聚合体长链中的一种新型材料。 这种塑料有着惊人的抗酸 性和耐高温特性。这种塑料还能填充到玻璃、不锈钢等材料中，制成特别需要高温消毒的器具(如医疗器械、食品加工机械等)。 另外，这种塑料还可以做成头发吹干机、烫发器、仪表外壳和宇航员头盔等。 “Kevlar”的塑料 从70年代中期开始，一些耐热性能更好、抗拉强度更高的类似金属塑料问世了。 一种商品名称叫做“Kevlar”的塑料，其强度甚至比钢大5倍以上， 为此它成为制造优质防弹背心不可缺少的材料。 强度最大的塑料“戴尔瑞ST” 最近，美国杜邦公司的工程技术人员研制成功迄今为止强度最大的塑料“戴尔瑞ST”。 由于这种塑料具有合金钢般的高强度，可以用来制造从汽车轴承、机器齿轮到打字机零件等许多耐磨损零部件。 耐高温、高强度塑料的一个潜在用途是制造塑料汽车发动机。 这种塑料发动机的重量不到金属发动机的一半，噪声也要小得多。而且，由于这种发动机可以经过模压一次成型，大大减小了加工时间和成本。 对工程塑料的需求量越来越大 随着国民经济的高速发展，我国对工程塑料的需求量也越来越大。 有关科研和生产部门加大了对工程塑料研制和开发的力度。 据国家有关部门预测，到2000年我国工程塑料产量可达250万吨，可代替钢材1250万吨。 弹性体与橡胶 天然聚合物或合成线形聚合物在受力时产生大量弹性变形，而能在短时间内回复，称为弹性体(Elastomers)。例如橡皮筋就是典型的代表。 弹性体与橡胶(Rubber)有何差异？根据ASTM D1566的定义：弹性体是指『一种巨形分子材料，在室温下当使之变形的外力移除之后，可以回复到原有的外形和尺寸者』，而橡胶的定义为：『一种材料能由剧烈变形中，很快恢复原来状态』而且『在不含稀释剂时，可以在室温下拉伸至本身长度的1.5~2倍，维持一分钟以上，除去外力后材料能在一分钟以内回复至原状态的者』，由此可知所有的橡胶都是属于弹性体，而且有些塑料等高分子材料也属于弹性体，因此弹性体的范围更广。 橡胶