第五章_有机高分子成形技术分析.ppt

第五章 有机高分子材料及其成形 第一节 有机高分子材料概述 一、有机高分子材料的类别 1.按聚合物的性能和用途分类： ⑴塑料：由合成树脂与添加剂组成的高分子材料。在一定条件下具有流动性、可塑性，并能加工成形，恢复平常条件时可保持加工时的形状。 ①热塑性塑料： 1） 性能：受热软化，冷却变硬，可反复多次成型，耐热性和刚性低。 2）常用类型：聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲醛、聚酰胺等。 3）制品的主要成型方法：注塑、吹塑、挤压 ② 热固性塑料： 1）性能：加热不软化，不溶于任何溶剂； 2）常用类型：酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺等 ⑵纤维：保持长度大于直径1000倍以上，并具 有一定强度的线条或丝状高分子材料。 ①天然纤维 ②化学纤维 1）改性纤维素纤维：将天然纤维经化学处理后 再纺丝而得到的纤维； 2）合成纤维：将单体经聚合反应得到的树脂经 纺丝而成的纤维。 重要纤维品种：聚酯纤维（涤纶），聚酰胺纤 维；聚丙烯腈纤维，聚丙烯纤维，聚乙烯纤维 ⑶橡胶：在室温下具有高弹性的高分子材料。 ①橡胶的主要特性：在外力作用下能产生很大 变形，去除外力后能迅速恢复原状。 ②橡胶的种类：聚丁二烯、并异戊二烯、氯丁 橡胶、丁基橡胶等。 二、有机高分子材料的性能 有机高分子材料具有良好的高弹性、耐磨性、化学稳定性等 1.有机高分子材料的力学性能 ⑴高弹性：轻度交联的高聚物具有良好的高弹 性，且弹性随温度升高而增加。如橡胶是典型的高弹性材料。 ⑵粘弹性：高聚物的粘弹性指高聚物既具有弹性材料的一般特性，又具有粘性流体的一些特性，即受力的同时发生高弹性变形和粘性流动，主要表现有蠕变、应力松弛、滞后和内耗等。 ①蠕变：在一定的温度和较小的恒定外力（拉力、压力或扭力等）作用下，材料的形变随时间的增加而逐渐增大的现象。 ②应力松弛：在恒定温度和形变保持不变的情况下，高聚物内部的应力随时间增加而衰减的现象。 ③滞后：高聚物在交变应力的作用下，形变落后于应力的现象。 ④内耗：在滞后现象中，克服内摩擦时一部分机械能被损耗，并转化为热能，这种现象称为内耗。 ⑤滞后与内耗对材料性能的影响： 1）滞后越严重，内耗越大； 2）内耗大对减振和吸声有利； 3）内耗会引起发热，导致高聚物老化。 ⑶强度：高聚物的强度低，一般低于100MPa,但是由于密度小（钢的1/4~1/8），所以比强度较高。 ⑷断裂：高聚物材料内部机构不均一，含有许多微裂纹，易断裂（环境应力断裂）。 ⑸韧性：各类高聚物的冲击韧度相差较大， 脆性高分子的冲击韧度≤0.2J/cm2 韧性高分子的冲击韧度≥0.9J/cm2。 ⑹耐磨性：高聚物的硬度低，耐磨性高。 2.有机高分子材料的电学和物理化学性能 ⑴电学性能：具有较高的绝缘性能； ⑵热性能：热胀系数大、导热性能低、耐热性能差； ⑶化学稳定性：化学稳定性好，对酸碱溶液具有优良的耐蚀性。 三、有机高分子材料的成形加工 1.塑料的成型加工 ⑴塑料成形加工的步骤 ①成形前的准备 ②成形过程 ③塑件的后处理 ⑵塑料成形的常用方法 注塑成型、压塑成形、压铸成型、挤出成形、 吹塑成形等。 2.橡胶的成形加工 ⑴干胶制品加工：原料为固态的弹性体，成形过 程包括塑炼、混炼、成形、硫化； ⑵乳胶制品：加工原料为胶乳。 3.纤维的成形加工 ⑴熔融纺丝 ⑵溶液纺丝 一、塑料概述 1.塑料的特性 优点：⑴易成形，成本低； ⑵质量轻，比强度高； ⑶耐磨、耐腐蚀； ⑷着色性能好； ⑸电绝缘性能好； ⑹减振消声性能好； 缺点：⑴耐热性能差；⑵易变形； ⑶易老化。 第二节 塑料及其成形工艺 2.塑料的类别 ⑴ 按成形工艺分类： 1）热塑性塑料：加热变软，冷却变硬，能反复 成形。 ①主要性能：可塑性好，力学性能好，易成形。 耐热性和刚性差。 ②常见热塑性塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙 烯、 ABS、聚酰胺等。 2）热固性塑料：在受热或其它条件下能固化成 形。 ①主要性能：固化后不再具有可塑性，刚度大、 硬度高、尺寸稳定、耐热性好。 ②常见热固性塑料：酚醛树脂、环氧树脂、氨 基树脂、有机硅塑料等。 ⑵按塑料的用途分类 ①通用塑料：具有一般用途的塑料。