第十章机械工程材料.pptx

第十章　其它机械工程材料第一节　工程塑料第二节　工程橡胶第三节　工程陶瓷第四节　复合材料第一节　工程塑料一、工程塑料概述工程塑料是指具有耐热、耐寒及良好的力学、电气、化学等综合性能，可以作为结构材料用来制造机器零件或工程构件的塑料总称。 塑料是以树脂为主要组分，加入各种添加剂，可塑制成型的材料。 （一）塑料的组成和分类1.　塑料的组成 由树脂和各种添加剂组成。（1）树脂 树脂是塑料的主要组分。它胶粘着塑料中的其它一切组成部分，并使其具有成型性能。绝大多数塑料就是以所用树脂命名的。 树脂分为天然树脂和合成树脂 工业上常用的是合成树脂如聚乙烯 、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、酚醛树脂等 （2）添加剂为改善塑料某些性能而必须加入的物质称添加剂。分为以下几类：填料 　为改善塑料的某些性能（如强度等），扩大其应用范围，降低成本而加入的一些物质称填料。它在塑料中占有相当大的比例（20%~60%） 。　常用的填料有木粉、玻璃纤维、石棉、云母　　　　　　　　　粉、二硫化钼和石墨粉等。 增塑剂 提高树脂的可塑性与柔顺性的物质称增塑剂。常用熔点低的低分子化合物来增加大分子链间距离，从而达到增加大分子链的柔顺性的目的。如氧化石蜡、磷酸脂类。润滑剂 为防止塑料在成型过程中粘在模具或其它设备上而加入的，同时可使制品表面光亮美观的物质称润滑剂（如硬脂酸等）。着色剂 为使塑料制品具有美观的颜色及适合使用的要求而加入的染料称着色剂。固化剂 　加入后可在聚合物中生成横跨链，使分子交联，并由受热可塑的线型结构变成体型结构的热稳定塑料的一类物质称固化剂。稳定剂 　提高树脂在受热和光作用时的稳定性，防止过早老化，延长使用寿命的一类物质称稳定剂。　常用的稳定剂有铅化物、硬脂酸盐、酚类和胺类物质。其它 发泡剂、催化剂、阻燃剂等。 2.塑料的分类 （1）按树脂特性分类依树脂受热时的行为分为热塑性塑料和热固性塑料。热塑性塑料指随温度升高变软，随温度降低硬化的一类塑料，是一类可以再生的塑料。其分子链结构通常是线型和支链线型结构。热固性塑料指成型过程具有线型结构，成型后在室温或加热到一定温度保温一段时间后，内部结构转化为体型网状结构的一类塑料， a)线型 b)支链型 c)体型 聚合物大分子的三种结构 （2）按塑料的应用范围分类通用塑料 指聚烯烃类塑料、酚醛塑料和氨基塑料。它们占塑料总产量的3/4以上，大多数用于生活制品。工程塑料 作为结构材料在机械设备和工程结构中使用的塑料。力学性能较高，耐热、耐蚀性也较好，是当前大力发展的塑料（如ABS塑料、聚四氟乙烯、聚甲醛、聚酰胺等）。（二）塑料的特性密度小 （ 0.9~2.3g/cm3）良好的耐蚀性能 优异的电气绝缘性能 减磨、耐磨和自润滑性能 可以作为轴承、齿轮、活塞环和密封圈等在腐蚀性介质中或在少油、无油润滑条件下有效工作。消声吸振性独特的成型工艺性 大部分塑料都可以直接注塑和挤压成型，也可以模压成型等，易制作复杂零件，生产效率高。 全塑球阀二、热塑性塑料及应用（一）聚烯烃类塑料　1.聚乙烯(PE)　可作为化工设备与贮罐的耐腐蚀涂层衬里、化工耐腐蚀管道、阀件、衬套、滚动轴承保持器等。还可以用来制造小齿轮、轴承等；电缆包皮；食品包装袋、奶瓶、食品容器。2.聚氯乙烯 （PVC）　产量仅次于PE，是最早工业化生产的塑料品种之一。　硬质聚氯乙烯制品有管、板、棒、焊条、管件、离心泵、通风机等。　软质聚氯乙烯用于常温电气绝缘材料和电线的绝缘层。3.聚丙烯 （PP）　是常用塑料中唯一能经受高温（130℃）消毒的品种。　常用来制造各种机械零件，如法兰、接头、泵叶轮、汽车上取暖及通风系统的结构件。4.聚苯乙烯（PS）　产量仅次于PE、PVC。可作为各种仪表外壳、汽车灯罩、化工贮酸槽等。（二）ABS塑料由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种组元为主共聚而成。常用来制造齿轮、泵叶片、轴承、把手、管道、贮槽内衬、电机外壳、仪表盘、蓄电池槽、水箱外壳、冷藏库和冰箱衬里等。（三）其他热塑性塑料1.聚碳酸脂 （PC）具有强度高、刚性好、耐冲击、耐磨和尺寸稳定性好，是良好的摩擦传动零件材料，如轴承、齿轮、齿条、蜗轮，也可做金刚砂磨轮粘结剂。2.有机玻璃 （PMMA）　是目前最好的透明材料，透光率92%以上，比普通玻璃好。　用于制造具有一定透明度和强度的零件，如油标、油杯、化学镜片、设备标牌、透明管道、飞机、船舶、汽车的座窗和仪器仪表部件、电气绝缘材料以及各种文具、生活用品等。3.聚甲醛 （POM） 　具有优良的综合性能，其抗拉强度达到70MPa，可在104℃以下长期使用，脆化温度-40℃，吸水性极小，尺寸稳定性高，但热稳定性差，遇火会燃烧，在大气中暴晒还会老化。　聚甲醛塑料价格低廉，性能优于尼龙，可代替有色金属和合金，