第七章聚合物成型与加工基础课件.ppt

1 1 7.1.1 塑料 1、定义： 塑料是具有可塑性的一类高分子材料总称，即在一定温度和压力下受到外力作用会产生形变，去除外力后仍能保持受力时形状的材料。 从高分子分子结构观点来看，能作为塑料用的高分子材料必须是：线型或支化聚合物，其中非晶态聚合物的使用温度必须低于玻璃化转变温度，而晶态聚合物的使用温度应低于其熔点。 2、分类： 按塑料的使用范围可分为通用塑料和工程塑料两大类。 通用塑料：是指产量大、应用广、价格较低、力学性能一般，主要作非结构材料使用的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。 工程塑料：是指能经受较宽温度变化范围和较苛刻环境条件，具有优异的力学性能，耐热，耐腐性能和良好的尺寸稳定性，可用作结构材料的塑料。虽然产量不大，价格较高，但它可代替金属作为工程材料使用，如聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛等。 3、衡量塑料的性能主要从以下方面进行： 1) 物理性能：比重、吸水性、透气性、透明性等。 2) 力学性能：抗张强度、抗冲强度、伸长率、压缩强度、模量、硬度等。 3) 热性能：导热系数、热膨胀系数、熔点、软化点、热分解温度、连续耐热温度、玻璃化温度、比热、耐寒性等。 4) 电性能：介电常数、表面电阻、体积电阻、电导率介质损耗、击穿电压等。 5) 耐化学与耐老化性能：耐酸、耐碱、耐有机溶剂和耐无机盐水溶液性能，耐日光及空气中氧、水的老化性能。 6) 其它性能：阻燃性、光学性能、粘结性能等。 7.1.2 橡胶 1、定义： 橡胶是指在较低的应力下可发生较大的可逆伸长(达500％～1000％)的一类高分子材料。即在相当宽的温度内(约-50～100℃)能呈现高弹性的一类高分子化合物，在除去应力时能完全恢复原来尺寸，伸长时表现出高抗张强度和高模量。 作为橡胶用的高分子材料玻璃化转变温度要比室温低得多，使它们能在常温使用 大分子链上应存在可交联的基团，交联后形成网络结构。这种交联主要是通过化学反应，也可采用物理交联方法。 3、分类： 橡胶按其来源，可分为天然橡胶和合成橡胶： 1）天然橡胶是由橡胶树流出的乳液，经浓缩、烟熏等加工而得生胶。它主要成份的化学结构是顺式1，4－聚异戊二烯。 2）合成橡胶是用人工合成的方法制得的聚合物弹性体。 合成橡胶按其性能和用途可分为通用合成橡胶和特种合成橡胶 A、凡性能与天然橡胶相同或相近，广泛用于制造轮胎及其它大量橡胶制品的，称为通用橡胶、如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶等。 B、凡具有耐热、耐油、耐寒、耐臭氧等特殊性能，用于制造特定条件下使用的橡胶制品，统称为特种橡胶，如丁腈橡胶、氟橡胶、硅橡胶、氯醇橡胶、聚氨酯橡胶等。 无论是天然橡胶还是合成橡胶，要制造成为有用橡胶制品，一般都必须经硫化过程。 评价硫化橡胶的力学性能主要有抗张强度、定伸强度、扭断伸长率、回弹力、耐磨性能、疲劳性能、脆化温度和硬度等，其它还有硫化橡胶的耐化学腐蚀性、耐油性、耐热性、耐老化性等。 7.1.3 纤维 1、定义： 通常把直径很小难以用肉眼测量，而长度约为直径100倍以上的物质统称为纤维。由线型高分子通过纺丝得到纤维，称为合成纤维。 2、分子结构特点： 1) 聚合物的分子链必须有足够长度，即有足够大的分子量，通常分子链长大于 100 nm，且分子量分布较窄。分子量太小，成纤性差，即使成纤，强度也差。若分子量太大会使聚合物熔体或溶液粘度过高而引起纺丝困难。通常成纤用聚合物的分子量低于热塑性塑料，但分子量分布比塑料窄。 2) 聚合物成纤后的结晶熔点须高于200℃，使它们在使用温度范围内清洗和熨烫时仍能保持良好的物理性能。 3) 大分子有亲合性和亲水基，使纤维易于染色，并使织物具有良好的吸湿性和透气性。 3、分类： 按其来源，纤维可分为天然纤维和化学纤维两大类。 1）天然纤维是自然界中动植物所生成的纤维，它的长径比高达1000～3000倍，可直接利用它们原来的状态进行纺织加工，如棉花、毛、丝、麻以及矿物纤维石棉等。 2）化学纤维包括无机纤维(玻璃纤维)、再生纤维(粘胶丝)、半合成纤维(醋酸纤维、硝酸纤维)和合成纤维。其中合成纤维有：聚对苯二甲酸乙二醇酯(涤纶)、聚酰胺(尼龙或锦纶)、聚丙烯晴(腈纶)、聚丙烯(丙纶)、聚氯乙烯(氯纶)、聚乙烯醇缩甲醛(维尼纶)等。 3）应用在特定环境下的合成纤维被称为特种合成纤维，按其性官团可分为耐高温纤维(芳香族聚酰胺纤维、碳纤维、聚酰亚胺纤维)；耐腐蚀纤维(聚四氟乙烯纤维、四氟乙烯/六氟丙烯共聚纤维)；阻燃纤维(聚偏氯乙烯纤维、维氯纶、腈氯纶)；弹性纤维(聚氨酯纤维、聚丙烯酸酯弹性纤维)；吸湿性纤维(绵纶－4等)。 4、纤维的性能评价主要有以下几方面： 1)、物理性能：断裂强度、断裂伸长、弯曲寿命、耐磨性、回弹率、熔点、软化点、玻