第五章 非金屬材料.

1、主 編 ： 王 英 杰 張 芙 麗副 主 編 ： 金 升 王 成 國(guó)機(jī)械工業(yè)出版社第五章 非金屬材料一、高分子材料三、復(fù)合材料二、陶瓷材料第一節(jié)高分子材料第一節(jié)高分子材料一、高分子材料基礎(chǔ)知識(shí)一、高分子材料基礎(chǔ)知識(shí)高分子化合物是指相對(duì)分子質(zhì)量很大的化合物高分子化合物是指相對(duì)分子質(zhì)量很大的化合物, ,通常通常將相對(duì)分子質(zhì)量大于將相對(duì)分子質(zhì)量大于5 0005 000的化合物稱為高分子化合物的化合物稱為高分子化合物; ;將將相對(duì)分子質(zhì)量小于相對(duì)分子質(zhì)量小于1 0001 000的化合物稱為低分子化合物。高的化合物稱為低分子化合物。高分子材料分為有機(jī)高分子材料和無(wú)機(jī)高分子材料兩類。其分子材料分為有機(jī)高分

2、子材料和無(wú)機(jī)高分子材料兩類。其中有機(jī)高分子材料是由相對(duì)分子質(zhì)量大于中有機(jī)高分子材料是由相對(duì)分子質(zhì)量大于104104并以碳、氫并以碳、氫元素為主的有機(jī)高分子化合物元素為主的有機(jī)高分子化合物( (又稱高聚物又稱高聚物) )組成的。組成的。一般說(shuō)來(lái)一般說(shuō)來(lái), ,有機(jī)高分子化合物具有較好的強(qiáng)度、彈性和塑有機(jī)高分子化合物具有較好的強(qiáng)度、彈性和塑性性, ,本章主要介紹有機(jī)高分子材料。有機(jī)高分子材料按來(lái)源分為本章主要介紹有機(jī)高分子材料。有機(jī)高分子材料按來(lái)源分為天然高分子化合物和人工合成高分子化合物兩大類。天然高分子天然高分子化合物和人工合成高分子化合物兩大類。天然高分子材料有松香、蛋白質(zhì)、天然橡膠、皮革、蠶

3、絲、木材等材料有松香、蛋白質(zhì)、天然橡膠、皮革、蠶絲、木材等; ;人工合人工合成高分子材料有塑料、合成橡膠、合成膠粘劑、合成纖維、高分成高分子材料有塑料、合成橡膠、合成膠粘劑、合成纖維、高分子涂料和高分子基復(fù)合材料等子涂料和高分子基復(fù)合材料等, ,目前廣泛使用的高分子材料主要目前廣泛使用的高分子材料主要是人工合成的。是人工合成的。( (一一) )有機(jī)高分子材料的合成有機(jī)高分子材料的合成有機(jī)高分子材料的相對(duì)分子質(zhì)量大有機(jī)高分子材料的相對(duì)分子質(zhì)量大, ,但化學(xué)組成并不但化學(xué)組成并不復(fù)雜復(fù)雜, ,都是由一種或幾種簡(jiǎn)單的低分子化合物重復(fù)連接而成。都是由一種或幾種簡(jiǎn)單的低分子化合物重復(fù)連接而成。例如例如,

4、 ,聚乙烯是由低分子乙烯組成聚乙烯是由低分子乙烯組成, ,聚氯乙烯是由低分子氯聚氯乙烯是由低分子氯乙烯組成。乙烯組成。 由低分子化合物聚合起來(lái)形成有機(jī)高分子化合物的由低分子化合物聚合起來(lái)形成有機(jī)高分子化合物的過(guò)程稱為聚合反應(yīng)。因此過(guò)程稱為聚合反應(yīng)。因此, ,有機(jī)高分子化合物亦稱高聚物有機(jī)高分子化合物亦稱高聚物, ,意思是相對(duì)分子質(zhì)量很大的聚合物意思是相對(duì)分子質(zhì)量很大的聚合物, ,聚合以前的低分子化合聚合以前的低分子化合物稱為單體。由單體聚合為有機(jī)高分子化合物物稱為單體。由單體聚合為有機(jī)高分子化合物( (或高聚物或高聚物) )的基本方法有兩種的基本方法有兩種, ,一種是加聚反應(yīng)一種是加聚反應(yīng);

5、;另一種是縮聚反應(yīng)。另一種是縮聚反應(yīng)。加聚反應(yīng)是指一種或幾種單體相互加成而連接成有加聚反應(yīng)是指一種或幾種單體相互加成而連接成有機(jī)高分子化合物機(jī)高分子化合物( (或高聚物或高聚物) )的反應(yīng)。加聚反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有的反應(yīng)。加聚反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有副產(chǎn)物生成副產(chǎn)物生成, ,因此因此, ,生成的聚合物與其單體具有相同的化學(xué)生成的聚合物與其單體具有相同的化學(xué)成分。加聚反應(yīng)是高分子材料合成的基礎(chǔ)成分。加聚反應(yīng)是高分子材料合成的基礎(chǔ), ,約有約有80%80%的高分的高分子材料是由加聚反應(yīng)得到的子材料是由加聚反應(yīng)得到的, ,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈等。烯、聚丙烯腈等?？s聚反應(yīng)是

6、指一種或幾種單體相互作用連接成聚合物縮聚反應(yīng)是指一種或幾種單體相互作用連接成聚合物, ,同時(shí)析出同時(shí)析出( (縮去縮去) )新的低新的低分子化合物分子化合物( (如水、氨、醇、鹵化物等如水、氨、醇、鹵化物等) )的反應(yīng)。其單體是含有兩種或兩種以上的低分的反應(yīng)。其單體是含有兩種或兩種以上的低分子化合物子化合物, ,生成物的化學(xué)成分與單體不同。由縮聚反應(yīng)得到的高聚物有酚醛樹(shù)脂、環(huán)生成物的化學(xué)成分與單體不同。由縮聚反應(yīng)得到的高聚物有酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚酰胺、有機(jī)硅樹(shù)脂等。氧樹(shù)脂、聚酰胺、有機(jī)硅樹(shù)脂等。( (二二) )有機(jī)高分子化合物分子鏈的幾何形狀和特點(diǎn)有機(jī)高分子化合物分子鏈的幾何形狀和特點(diǎn)有機(jī)高

7、分子化合物的分子鏈按幾何形狀一般分為線型分子鏈、支化型分子鏈有機(jī)高分子化合物的分子鏈按幾何形狀一般分為線型分子鏈、支化型分子鏈和網(wǎng)型分子鏈三種。和網(wǎng)型分子鏈三種。1.1.線型分子鏈線型分子鏈線型分子鏈?zhǔn)侵赣筛叻肿拥幕窘Y(jié)構(gòu)單元線型分子鏈?zhǔn)侵赣筛叻肿拥幕窘Y(jié)構(gòu)單元( (鏈節(jié)鏈節(jié)) )以共價(jià)鍵相互連接成線型長(zhǎng)以共價(jià)鍵相互連接成線型長(zhǎng)鏈分子鏈分子, ,其直徑小于其直徑小于1nm,1nm,而長(zhǎng)度達(dá)幾百至幾千納米而長(zhǎng)度達(dá)幾百至幾千納米, ,像一根呈卷曲狀或線團(tuán)狀的長(zhǎng)線像一根呈卷曲狀或線團(tuán)狀的長(zhǎng)線, ,如圖如圖5-1a5-1a所示。所示。2.2.支化型分子鏈支化型分子鏈支化型分子鏈?zhǔn)侵冈谥麈湹膬蓚?cè)以共價(jià)鍵

8、連接著相支化型分子鏈?zhǔn)侵冈谥麈湹膬蓚?cè)以共價(jià)鍵連接著相當(dāng)數(shù)量的長(zhǎng)短不一的支鏈當(dāng)數(shù)量的長(zhǎng)短不一的支鏈, ,其形狀分樹(shù)枝形、梳形、線團(tuán)支其形狀分樹(shù)枝形、梳形、線團(tuán)支鏈型等鏈型等, ,如圖如圖5-1b5-1b所示。這種結(jié)構(gòu)也可歸入線型結(jié)構(gòu)中所示。這種結(jié)構(gòu)也可歸入線型結(jié)構(gòu)中, ,其其性質(zhì)和線型結(jié)構(gòu)基本相同。性質(zhì)和線型結(jié)構(gòu)基本相同。線型分子鏈和支化型分子鏈在非拉伸狀態(tài)下通常卷線型分子鏈和支化型分子鏈在非拉伸狀態(tài)下通常卷曲成不規(guī)則的線團(tuán)狀曲成不規(guī)則的線團(tuán)狀, ,在外力作用下可以伸長(zhǎng)在外力作用下可以伸長(zhǎng), ,在外力去除在外力去除后又恢復(fù)到原來(lái)卷曲的線團(tuán)狀。線型分子鏈的高分子化合后又恢復(fù)到原來(lái)卷曲的線團(tuán)狀。線型

9、分子鏈的高分子化合物特點(diǎn)是它可以溶解在一定的溶劑中物特點(diǎn)是它可以溶解在一定的溶劑中, ,加熱時(shí)可以熔化加熱時(shí)可以熔化, ,易易于其加工成形并能反復(fù)使用。具有線型分子鏈特點(diǎn)的高聚于其加工成形并能反復(fù)使用。具有線型分子鏈特點(diǎn)的高聚物又稱為熱塑性高聚物物又稱為熱塑性高聚物, ,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚酰胺聚丙烯、聚酰胺( (尼龍尼龍) )、滌綸、未硫化橡膠等。、滌綸、未硫化橡膠等。 3.3.網(wǎng)型分子鏈網(wǎng)型分子鏈網(wǎng)型分子鏈?zhǔn)侵妇€型分子鏈或支化型分子鏈之間通過(guò)化學(xué)網(wǎng)型分子鏈?zhǔn)侵妇€型分子鏈或支化型分子鏈之間通過(guò)化學(xué)鍵或鏈段連接成一個(gè)三維空間網(wǎng)狀的分子結(jié)構(gòu)鍵或鏈

10、段連接成一個(gè)三維空間網(wǎng)狀的分子結(jié)構(gòu), ,如圖如圖5-1c5-1c所示。所示。網(wǎng)型分子鏈的高聚物的特點(diǎn)是加熱時(shí)不熔化網(wǎng)型分子鏈的高聚物的特點(diǎn)是加熱時(shí)不熔化, ,只能軟化只能軟化, ,不溶于任不溶于任何溶劑何溶劑, ,最多只能溶脹最多只能溶脹, ,不能重復(fù)加工和使用不能重復(fù)加工和使用, ,這種現(xiàn)象稱為熱固這種現(xiàn)象稱為熱固性。具有這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的高聚物又稱為熱固性高聚物性。具有這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的高聚物又稱為熱固性高聚物, ,如酚醛樹(shù)如酚醛樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、硫化橡膠、脲醛樹(shù)脂等。熱固性高聚物只能在形脂、氨基樹(shù)脂、硫化橡膠、脲醛樹(shù)脂等。熱固性高聚物只能在形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)之前一次性熱模壓成形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)之前一次性熱模壓

11、成形, ,而且成形之后不可逆變。而且成形之后不可逆變。二、塑料二、塑料( (一一) )塑料的組成塑料的組成塑料是指以樹(shù)脂為主要成分塑料是指以樹(shù)脂為主要成分, ,再加入其他添加劑再加入其他添加劑( (如增塑劑、穩(wěn)定劑、如增塑劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、著色劑、填料等潤(rùn)滑劑、著色劑、填料等),),在一定溫度與壓力下塑制成形的材料或制品的在一定溫度與壓力下塑制成形的材料或制品的總稱。樹(shù)脂是指受熱時(shí)有軟化或熔融范圍總稱。樹(shù)脂是指受熱時(shí)有軟化或熔融范圍, ,在軟化時(shí)受外力作用下有流動(dòng)傾在軟化時(shí)受外力作用下有流動(dòng)傾向的有機(jī)高分子化合物向的有機(jī)高分子化合物, ,它是組成塑料的最基本成分它是組成塑料的最基本成分, ,

12、其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%40%,30%40%,起著膠粘劑的作用起著膠粘劑的作用, ,能將塑料的其他組分粘結(jié)成一個(gè)整體能將塑料的其他組分粘結(jié)成一個(gè)整體, ,故又稱為粘料。故又稱為粘料。樹(shù)脂的種類、性質(zhì)及加入量對(duì)塑料的性能起著很大的作用。因此樹(shù)脂的種類、性質(zhì)及加入量對(duì)塑料的性能起著很大的作用。因此, ,許多塑料許多塑料就以所用樹(shù)脂的名稱來(lái)命名就以所用樹(shù)脂的名稱來(lái)命名, ,如聚氯乙烯塑料就是以聚氯乙烯樹(shù)脂為主要成如聚氯乙烯塑料就是以聚氯乙烯樹(shù)脂為主要成分。目前采用的樹(shù)脂主要是合成樹(shù)脂或稱高聚物分。目前采用的樹(shù)脂主要是合成樹(shù)脂或稱高聚物, ,其性能與天然樹(shù)脂相似其性能與天然樹(shù)脂相似, ,通常呈黏

13、稠狀液體或固體。通常呈黏稠狀液體或固體。部分合成樹(shù)脂可直接用做塑料部分合成樹(shù)脂可直接用做塑料, ,如聚乙烯、聚苯乙烯、如聚乙烯、聚苯乙烯、尼龍尼龍( (聚酰胺聚酰胺) )、聚碳酸酯等。有些合成樹(shù)脂不能單獨(dú)用做、聚碳酸酯等。有些合成樹(shù)脂不能單獨(dú)用做塑料塑料, ,必須在其中加入一些添加劑后才能形成塑料必須在其中加入一些添加劑后才能形成塑料, ,如酚醛如酚醛樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、聚氯乙烯等。樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、聚氯乙烯等。增塑劑是用來(lái)提高樹(shù)脂可塑性與柔軟性的一種添加劑。穩(wěn)增塑劑是用來(lái)提高樹(shù)脂可塑性與柔軟性的一種添加劑。穩(wěn)定劑定劑( (又稱防老化劑又稱防老化劑) )是用來(lái)防止樹(shù)脂在受熱、光和氧氣等作用時(shí)是用來(lái)防

14、止樹(shù)脂在受熱、光和氧氣等作用時(shí)發(fā)生過(guò)早老化發(fā)生過(guò)早老化, ,延長(zhǎng)塑料制品使用壽命所加入的物質(zhì)。潤(rùn)滑劑是延長(zhǎng)塑料制品使用壽命所加入的物質(zhì)。潤(rùn)滑劑是為防止塑料在成形過(guò)程中粘在模具或其他設(shè)備上而加入的物質(zhì)。為防止塑料在成形過(guò)程中粘在模具或其他設(shè)備上而加入的物質(zhì)。著色劑是為了使塑料制品具有美麗的色彩需要在塑料中加入的物著色劑是為了使塑料制品具有美麗的色彩需要在塑料中加入的物質(zhì)。填料是為彌補(bǔ)樹(shù)脂在某些性能方面的不足而加入的物質(zhì)。質(zhì)。填料是為彌補(bǔ)樹(shù)脂在某些性能方面的不足而加入的物質(zhì)。塑料的添加劑除上述幾種外塑料的添加劑除上述幾種外, ,還有發(fā)泡劑、防老化劑、還有發(fā)泡劑、防老化劑、抗靜電劑、阻燃劑等。各種添

15、加劑在塑料中均有不同的作抗靜電劑、阻燃劑等。各種添加劑在塑料中均有不同的作用用, ,應(yīng)根據(jù)塑料品種及使用要求選擇所需的添加劑。應(yīng)根據(jù)塑料品種及使用要求選擇所需的添加劑。( (二二) )塑料的分類塑料的分類塑料的品種很多塑料的品種很多, ,工業(yè)上分類方法主要有以下兩種。工業(yè)上分類方法主要有以下兩種。1.1.按塑料的熱性能分類按塑料的熱性能分類根據(jù)樹(shù)脂在加熱和冷卻時(shí)所表現(xiàn)的性質(zhì)根據(jù)樹(shù)脂在加熱和冷卻時(shí)所表現(xiàn)的性質(zhì), ,可將塑料分可將塑料分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩類。為熱塑性塑料和熱固性塑料兩類。(1)(1)熱塑性塑料熱塑性塑料主要由聚合樹(shù)脂加入少量穩(wěn)熱塑性塑料熱塑性塑料主要由聚合樹(shù)脂加入少量穩(wěn)定劑

16、、潤(rùn)滑劑等制成。這類塑料受熱軟化定劑、潤(rùn)滑劑等制成。這類塑料受熱軟化, ,冷卻后變硬冷卻后變硬, ,再次加熱再次加熱又軟化又軟化, ,冷卻后又硬化成形冷卻后又硬化成形, ,可多次重復(fù)。它的變化只是一種物理可多次重復(fù)。它的變化只是一種物理變化變化, ,化學(xué)結(jié)構(gòu)基本不變。常用的熱塑性塑料有聚乙烯塑料、聚化學(xué)結(jié)構(gòu)基本不變。常用的熱塑性塑料有聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚苯乙烯、聚酰胺塑料氯乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚苯乙烯、聚酰胺塑料( (或稱尼龍或稱尼龍) )、聚甲醛、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚甲醛、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、ABSABS塑料、聚砜等。塑料、聚砜等。(2)(2)熱固性塑料熱固性塑料

17、大多是以縮聚樹(shù)脂為基熱固性塑料熱固性塑料大多是以縮聚樹(shù)脂為基礎(chǔ)礎(chǔ), ,加入各種添加劑而成。這類塑料加熱時(shí)軟化加入各種添加劑而成。這類塑料加熱時(shí)軟化, ,可塑制成可塑制成形形, ,但固化后的塑料既不溶于溶劑但固化后的塑料既不溶于溶劑, ,也不再受熱軟化也不再受熱軟化( (但溫但溫度過(guò)高時(shí)則發(fā)生分解度過(guò)高時(shí)則發(fā)生分解),),只能塑制一次。常用的熱固性塑料只能塑制一次。常用的熱固性塑料有酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧塑料等。有酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧塑料等。2.2.按塑料的應(yīng)用范圍分類按塑料的應(yīng)用范圍分類按塑料的應(yīng)用范圍可分為通用塑料、工程塑料和耐高溫塑按塑料的應(yīng)用范圍可分為通用塑料、工程塑料和耐高溫塑料

18、。料。(1)(1)通用塑料它主要是指產(chǎn)量大、用途廣、價(jià)格低的一通用塑料它主要是指產(chǎn)量大、用途廣、價(jià)格低的一類塑料。主要包括六大品種類塑料。主要包括六大品種: :聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料和氨基塑料。這類塑料的產(chǎn)量占塑料總產(chǎn)量的丙烯、酚醛塑料和氨基塑料。這類塑料的產(chǎn)量占塑料總產(chǎn)量的75%75%以上以上, ,構(gòu)成了塑料工業(yè)的主體構(gòu)成了塑料工業(yè)的主體, ,用于社會(huì)生活的各個(gè)方面。用于社會(huì)生活的各個(gè)方面。(2)(2)工程塑料它是指能在較寬溫度范圍內(nèi)和較長(zhǎng)使工程塑料它是指能在較寬溫度范圍內(nèi)和較長(zhǎng)使用時(shí)間內(nèi)保持優(yōu)良性能用時(shí)間內(nèi)保持優(yōu)良性能, ,能承受機(jī)械應(yīng)力

19、并作為結(jié)構(gòu)材料使能承受機(jī)械應(yīng)力并作為結(jié)構(gòu)材料使用的一類塑料。這類塑料力學(xué)性能好用的一類塑料。這類塑料力學(xué)性能好, ,主要品種有聚乙烯、主要品種有聚乙烯、聚酰胺塑料、聚甲醛、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚酰胺塑料、聚甲醛、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、ABSABS塑料、塑料、聚砜、酚醛塑料、環(huán)氧塑料等。聚砜、酚醛塑料、環(huán)氧塑料等。(3)(3)耐高溫塑料該塑料的特點(diǎn)是耐高溫、產(chǎn)量小、耐高溫塑料該塑料的特點(diǎn)是耐高溫、產(chǎn)量小、價(jià)格貴價(jià)格貴, ,適用于特殊用途適用于特殊用途, ,如聚四氟乙烯、環(huán)氧塑料和有機(jī)如聚四氟乙烯、環(huán)氧塑料和有機(jī)硅塑料等都能在硅塑料等都能在100200100200范圍內(nèi)工作。耐高溫塑料在發(fā)范圍內(nèi)

20、工作。耐高溫塑料在發(fā)展國(guó)防工業(yè)和尖端技術(shù)中有著重要作用。展國(guó)防工業(yè)和尖端技術(shù)中有著重要作用。( (三三) )塑料的特性和應(yīng)用塑料的特性和應(yīng)用塑料與金屬材料相比塑料與金屬材料相比, ,具有密度小具有密度小, ,比強(qiáng)度高比強(qiáng)度高( (抗拉強(qiáng)抗拉強(qiáng)度除以密度度除以密度),),化學(xué)穩(wěn)定性好化學(xué)穩(wěn)定性好, ,電絕緣性好電絕緣性好, ,減振減振, ,耐磨耐磨, ,隔聲隔聲性能好、自潤(rùn)滑性能好等特性。另外性能好、自潤(rùn)滑性能好等特性。另外, ,塑料在絕熱性、透光塑料在絕熱性、透光性、工藝性能、加工生產(chǎn)率、加工成本等方面也比一般金性、工藝性能、加工生產(chǎn)率、加工成本等方面也比一般金屬材料優(yōu)越。因此屬材料優(yōu)越。因此

21、, ,廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、交通、航空工業(yè)、廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、交通、航空工業(yè)、農(nóng)業(yè)等部門農(nóng)業(yè)等部門, ,并且隨著塑料性能的不斷改進(jìn)和更新并且隨著塑料性能的不斷改進(jìn)和更新, ,正逐步正逐步替代部分金屬、木材、水泥、皮革、陶瓷、玻璃及搪瓷等替代部分金屬、木材、水泥、皮革、陶瓷、玻璃及搪瓷等材料。材料。( (四四) )塑料的成形加工塑料的成形加工塑料的成形是將各種形態(tài)塑料的成形是將各種形態(tài)( (粉狀、粒狀、液態(tài)、糊狀粉狀、粒狀、液態(tài)、糊狀等等) )的塑料制成具有一定形狀和尺寸的制品的工藝過(guò)程。成的塑料制成具有一定形狀和尺寸的制品的工藝過(guò)程。成形的塑料制品大都可以直接使用。一些要求表面光潔、精形的塑料

22、制品大都可以直接使用。一些要求表面光潔、精度高的塑料零件在成形后還需進(jìn)行切削加工等度高的塑料零件在成形后還需進(jìn)行切削加工等, ,如機(jī)械加工、如機(jī)械加工、連接、噴涂、電鍍等連接、噴涂、電鍍等, ,以滿足某些特殊性能要求。以滿足某些特殊性能要求。塑料的成形工藝簡(jiǎn)便塑料的成形工藝簡(jiǎn)便, ,形式多樣。常用的成形方法有形式多樣。常用的成形方法有注射成形注射成形( (圖圖5-2)5-2)、模壓成形、模壓成形( (圖圖5-3)5-3)、澆鑄成形、擠出成、澆鑄成形、擠出成形和吹塑成形等。其中注射成形、擠出成形和吹塑成形主形和吹塑成形等。其中注射成形、擠出成形和吹塑成形主要用于熱塑性塑料制品的成形要用于熱塑性塑

23、料制品的成形; ;模壓成形是熱固性塑料制品模壓成形是熱固性塑料制品的主要成形方法的主要成形方法; ;澆鑄成形對(duì)于熱塑性和熱固性塑料制品都澆鑄成形對(duì)于熱塑性和熱固性塑料制品都適用。適用。圖5-2注射成形示意圖圖5-3模壓成形示意圖三、橡膠三、橡膠( (一一) )橡膠的組成橡膠的組成橡膠是以生膠為基體并加入適量配合劑制成的有機(jī)高分子橡膠是以生膠為基體并加入適量配合劑制成的有機(jī)高分子材料。通常橡膠制品還加入增強(qiáng)骨架材料材料。通常橡膠制品還加入增強(qiáng)骨架材料( (如各種纖維、金屬絲如各種纖維、金屬絲及其編織物等及其編織物等),),其主要作用是增加橡膠制品的強(qiáng)度其主要作用是增加橡膠制品的強(qiáng)度, ,并限制其

24、變并限制其變形。形。生膠是指未加配合劑的天然橡膠或合成橡膠的總稱。生膠生膠是指未加配合劑的天然橡膠或合成橡膠的總稱。生膠按原料來(lái)源可分為天然橡膠和合成橡膠。天然橡膠主要從橡膠樹(shù)按原料來(lái)源可分為天然橡膠和合成橡膠。天然橡膠主要從橡膠樹(shù)或相關(guān)植物或相關(guān)植物( (如蒲公英等如蒲公英等) )的膠乳中制取。合成橡膠是通過(guò)化學(xué)合的膠乳中制取。合成橡膠是通過(guò)化學(xué)合成方法制成的與天然橡膠性質(zhì)相似的橡膠成方法制成的與天然橡膠性質(zhì)相似的橡膠, ,如丁苯橡膠、氯丁橡如丁苯橡膠、氯丁橡膠等。生膠是粘合各種配合劑和骨架材料的粘結(jié)劑膠等。生膠是粘合各種配合劑和骨架材料的粘結(jié)劑, ,橡膠制品的橡膠制品的性質(zhì)主要取決于生膠的

25、性質(zhì)。性質(zhì)主要取決于生膠的性質(zhì)。配合劑是為了提高和改善橡膠制品的使用性能和加配合劑是為了提高和改善橡膠制品的使用性能和加工工藝性能而加入的物質(zhì)。橡膠配合劑的種類很多工工藝性能而加入的物質(zhì)。橡膠配合劑的種類很多, ,大體可大體可分為硫化劑、硫化促進(jìn)劑、防老劑、軟化劑、填充劑、發(fā)分為硫化劑、硫化促進(jìn)劑、防老劑、軟化劑、填充劑、發(fā)泡劑及著色劑等。泡劑及著色劑等。硫化是在生膠中加入硫化調(diào)料硫化是在生膠中加入硫化調(diào)料( (如硫黃如硫黃) )和其他配料。和其他配料。硫化劑的作用就是使具有可塑性的、線型分子鏈結(jié)構(gòu)的膠硫化劑的作用就是使具有可塑性的、線型分子鏈結(jié)構(gòu)的膠料產(chǎn)生交聯(lián)料產(chǎn)生交聯(lián), ,形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

26、形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu), ,使膠料變?yōu)榫哂懈邚椥缘氖鼓z料變?yōu)榫哂懈邚椥缘牧蚧z。天然橡膠常以硫黃作硫化劑。為了加速硫化硫化膠。天然橡膠常以硫黃作硫化劑。為了加速硫化, ,縮短縮短硫化時(shí)間硫化時(shí)間, ,還需要加入硫化促進(jìn)劑還需要加入硫化促進(jìn)劑( (如氧化鎂、氧化鋅和氧如氧化鎂、氧化鋅和氧化鈣等化鈣等) )。橡膠是彈性體橡膠是彈性體, ,在加工過(guò)程中必須使它具有一定的塑性在加工過(guò)程中必須使它具有一定的塑性, ,才才能和各種配合劑混合。軟化劑的加入能增加橡膠的塑性能和各種配合劑混合。軟化劑的加入能增加橡膠的塑性, ,改善黏改善黏附力附力, ,并能降低橡膠的硬度和提高耐寒性。常用的軟化劑有硬脂并能降低橡膠的

27、硬度和提高耐寒性。常用的軟化劑有硬脂酸、精制石蠟、凡士林以及一些油類和脂類酸、精制石蠟、凡士林以及一些油類和脂類; ;填充劑的作用是增填充劑的作用是增加橡膠制品的強(qiáng)度和降低成本加橡膠制品的強(qiáng)度和降低成本; ;常用的填充劑有炭黑、二氧化硅、常用的填充劑有炭黑、二氧化硅、陶土、滑石粉、硫酸鋇等陶土、滑石粉、硫酸鋇等; ;防老化劑是為了延緩橡膠防老化劑是為了延緩橡膠“老化老化”過(guò)過(guò)程程, ,延長(zhǎng)制品使用壽命而加入的物質(zhì)延長(zhǎng)制品使用壽命而加入的物質(zhì); ;著色劑是為改變橡膠的顏色著色劑是為改變橡膠的顏色而加入的物質(zhì)。一般要求著色劑著色鮮艷、耐曬、耐久、耐熱等而加入的物質(zhì)。一般要求著色劑著色鮮艷、耐曬、耐

28、久、耐熱等, ,常用的著色劑有鈦白、立德粉、氧化鐵、氧化鉻等。常用的著色劑有鈦白、立德粉、氧化鐵、氧化鉻等。( (二二) )橡膠的特點(diǎn)、加工工藝流程、應(yīng)用及保護(hù)橡膠的特點(diǎn)、加工工藝流程、應(yīng)用及保護(hù)橡膠最重要的特點(diǎn)是高彈性橡膠最重要的特點(diǎn)是高彈性, ,在較小的外力作用下在較小的外力作用下, ,就能產(chǎn)生很大的變形就能產(chǎn)生很大的變形, ,當(dāng)外力去除后能很快恢復(fù)到原來(lái)的狀當(dāng)外力去除后能很快恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。橡膠還有良好的耐磨性、絕緣性、隔聲性和阻尼特性態(tài)。橡膠還有良好的耐磨性、絕緣性、隔聲性和阻尼特性以及良好的不透氣和不透水性能。橡膠的最大缺點(diǎn)是易老以及良好的不透氣和不透水性能。橡膠的最大缺點(diǎn)是易老化

29、化, ,即橡膠制品在使用過(guò)程中出現(xiàn)變色、發(fā)黏、發(fā)脆及龜裂即橡膠制品在使用過(guò)程中出現(xiàn)變色、發(fā)黏、發(fā)脆及龜裂等現(xiàn)象等現(xiàn)象, ,使彈性、強(qiáng)度等發(fā)生變化使彈性、強(qiáng)度等發(fā)生變化, ,影響橡膠制品的性能及影響橡膠制品的性能及使用壽命。因此使用壽命。因此, ,防止橡膠老化是橡膠制品應(yīng)該特別注意的。防止橡膠老化是橡膠制品應(yīng)該特別注意的。橡膠制品的基本加工工藝是橡膠制品的基本加工工藝是: :生膠塑煉生膠塑煉膠料混煉膠料混煉壓延壓延壓出壓出制品硫化。制品硫化。橡膠是重要的工程材料之一橡膠是重要的工程材料之一, ,其應(yīng)用很廣其應(yīng)用很廣, ,涉及交通、建筑、涉及交通、建筑、電子、機(jī)械、宇航、石油化工、農(nóng)業(yè)、水利等行業(yè)

30、電子、機(jī)械、宇航、石油化工、農(nóng)業(yè)、水利等行業(yè), ,可作為彈性可作為彈性材料、密封材料、密封材料材料( (圖圖5-4)5-4)、減振、防振材料和傳動(dòng)材料、減振、防振材料和傳動(dòng)材料; ;在電氣工在電氣工業(yè)中可制作導(dǎo)線、電纜的絕緣外包層等。業(yè)中可制作導(dǎo)線、電纜的絕緣外包層等。橡膠失去彈性的主要原因是氧化、光的輻射和熱影橡膠失去彈性的主要原因是氧化、光的輻射和熱影響。氧氣響。氧氣, ,特別是臭氧侵入橡膠分子鏈時(shí)特別是臭氧侵入橡膠分子鏈時(shí), ,會(huì)使橡膠老化、會(huì)使橡膠老化、變脆、硬度提高、龜裂和發(fā)黏變脆、硬度提高、龜裂和發(fā)黏; ;光的輻射光的輻射, ,特別是紫外線的特別是紫外線的輻射輻射, ,不僅會(huì)加速橡

31、膠氧化不僅會(huì)加速橡膠氧化, ,而且還會(huì)直接引起橡膠結(jié)構(gòu)異而且還會(huì)直接引起橡膠結(jié)構(gòu)異化化, ,引起橡膠的裂解和交聯(lián)引起橡膠的裂解和交聯(lián); ;溫度升高會(huì)加速橡膠氧化作用溫度升高會(huì)加速橡膠氧化作用, ,在較高溫度在較高溫度( (高于高于300)300)下下, ,使橡膠發(fā)生分解與揮發(fā)使橡膠發(fā)生分解與揮發(fā), ,導(dǎo)致導(dǎo)致橡膠失去優(yōu)良的性能。橡膠失去優(yōu)良的性能。此外此外, ,在使用過(guò)程中在使用過(guò)程中, ,重復(fù)的屈撓變形等機(jī)械疲勞作重復(fù)的屈撓變形等機(jī)械疲勞作用用, ,也會(huì)引起橡膠結(jié)構(gòu)的復(fù)雜變化也會(huì)引起橡膠結(jié)構(gòu)的復(fù)雜變化, ,改變其力學(xué)性能改變其力學(xué)性能, ,如彈如彈性降低性降低, ,氧化加速等。因此氧化加速等

32、。因此, ,在橡膠及其制品的非工作期間在橡膠及其制品的非工作期間應(yīng)盡量使其處于松弛狀態(tài)應(yīng)盡量使其處于松弛狀態(tài), ,避免日曬雨淋避免日曬雨淋, ,避免與酸、堿、避免與酸、堿、汽油、油脂及有機(jī)溶劑接觸汽油、油脂及有機(jī)溶劑接觸; ;在存放橡膠及其制品時(shí)要遠(yuǎn)離在存放橡膠及其制品時(shí)要遠(yuǎn)離熱源熱源, ,保存環(huán)境溫度要盡量保持在保存環(huán)境溫度要盡量保持在335335之間之間, ,濕度要盡量濕度要盡量保持在保持在50%80%50%80%之間。之間。( (三三) )常用橡膠常用橡膠常用橡膠主要有常用橡膠主要有: :天然橡膠天然橡膠( (代號(hào)代號(hào)NR)NR)、丁苯橡膠、丁苯橡膠( (代代號(hào)號(hào)SBR)SBR)、順丁橡

33、膠、順丁橡膠( (代號(hào)代號(hào)BR)BR)、氯丁橡膠、氯丁橡膠( (代號(hào)代號(hào)CR)CR)、硅橡膠、硅橡膠( (代號(hào)代號(hào)MVQ)MVQ)及氟橡膠及氟橡膠( (代號(hào)代號(hào)FPM)FPM)等等, ,見(jiàn)表見(jiàn)表5-15-1。四四、膠粘劑、膠粘劑膠接膠接( (又稱粘接又稱粘接) )是借助于一種物質(zhì)在固體表面產(chǎn)生是借助于一種物質(zhì)在固體表面產(chǎn)生的粘合力將材料牢固地連接在一起的方法。膠粘劑或膠合的粘合力將材料牢固地連接在一起的方法。膠粘劑或膠合劑是一種能夠?qū)煞N物件膠接起來(lái)劑是一種能夠?qū)煞N物件膠接起來(lái), ,并使結(jié)合處具有足夠強(qiáng)并使結(jié)合處具有足夠強(qiáng)度的物質(zhì)。膠粘劑是以具有黏性的有機(jī)高分子物質(zhì)為基料度的物質(zhì)。膠粘劑是以

34、具有黏性的有機(jī)高分子物質(zhì)為基料, ,加入某些添加劑組成的。加入某些添加劑組成的。膠粘技術(shù)一直為人們所利用膠粘技術(shù)一直為人們所利用, ,早期使用的膠粘劑采用早期使用的膠粘劑采用動(dòng)物或植物的膠液動(dòng)物或植物的膠液, ,如糨糊、蟲(chóng)膠、骨膠、樹(shù)汁等。由于粘如糨糊、蟲(chóng)膠、骨膠、樹(shù)汁等。由于粘合性能差合性能差, ,應(yīng)用受到限制應(yīng)用受到限制, ,現(xiàn)代膠接技術(shù)多采用合成膠粘劑?，F(xiàn)代膠接技術(shù)多采用合成膠粘劑。( (一一) )膠粘劑的分類膠粘劑的分類膠粘劑的品種多膠粘劑的品種多, ,組成各異。按照來(lái)源可分為天然膠組成各異。按照來(lái)源可分為天然膠粘劑粘劑( (淀粉系、蛋白系、瀝青系等淀粉系、蛋白系、瀝青系等) )和合成

35、膠粘劑和合成膠粘劑( (樹(shù)脂型、樹(shù)脂型、橡膠型、復(fù)合型橡膠型、復(fù)合型) )兩大類兩大類, ,其中工業(yè)上使用的主要是合成膠其中工業(yè)上使用的主要是合成膠粘劑。按膠粘劑基料的化學(xué)成分可分為有機(jī)膠粘劑和無(wú)機(jī)粘劑。按膠粘劑基料的化學(xué)成分可分為有機(jī)膠粘劑和無(wú)機(jī)膠粘劑膠粘劑( (硅酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等硅酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等) )兩大類兩大類, ,其中每一大其中每一大類又可細(xì)分為多種。類又可細(xì)分為多種。按膠粘劑的主要用途分類按膠粘劑的主要用途分類, ,可分為非結(jié)構(gòu)膠可分為非結(jié)構(gòu)膠( (承受負(fù)荷較承受負(fù)荷較低低) )、結(jié)構(gòu)膠、結(jié)構(gòu)膠( (承受負(fù)荷較高承受負(fù)荷較高) )、密封膠、導(dǎo)電膠、耐高溫膠、水、密封膠、

36、導(dǎo)電膠、耐高溫膠、水下膠、點(diǎn)焊膠、醫(yī)用膠、應(yīng)變片膠、壓敏膠等。按照被膠接材料下膠、點(diǎn)焊膠、醫(yī)用膠、應(yīng)變片膠、壓敏膠等。按照被膠接材料可分為金屬膠粘劑和非金屬膠粘劑可分為金屬膠粘劑和非金屬膠粘劑( (塑料膠粘劑和橡膠膠粘劑塑料膠粘劑和橡膠膠粘劑) )。膠粘劑以流變性質(zhì)來(lái)分膠粘劑以流變性質(zhì)來(lái)分, ,可分為熱固性膠粘劑、熱塑性膠粘劑、可分為熱固性膠粘劑、熱塑性膠粘劑、合成橡膠膠粘劑和復(fù)合型膠粘劑。合成橡膠膠粘劑和復(fù)合型膠粘劑。1.1.熱固性膠粘劑熱固性膠粘劑熱固性膠粘劑是以熱固性樹(shù)脂為基料熱固性膠粘劑是以熱固性樹(shù)脂為基料, ,再加入添加劑制得。再加入添加劑制得。使用時(shí)加入固化劑使用時(shí)加入固化劑, ,

37、在一定條件下通過(guò)化學(xué)反應(yīng)或形成網(wǎng)型分子在一定條件下通過(guò)化學(xué)反應(yīng)或形成網(wǎng)型分子鏈結(jié)構(gòu)將膠合面結(jié)合。此類膠粘劑的優(yōu)點(diǎn)是耐熱、耐水、耐介質(zhì)鏈結(jié)構(gòu)將膠合面結(jié)合。此類膠粘劑的優(yōu)點(diǎn)是耐熱、耐水、耐介質(zhì)侵蝕、膠接強(qiáng)度高侵蝕、膠接強(qiáng)度高; ;缺點(diǎn)是抗沖擊強(qiáng)度、抗剝離強(qiáng)度和起始黏結(jié)缺點(diǎn)是抗沖擊強(qiáng)度、抗剝離強(qiáng)度和起始黏結(jié)力較小力較小, ,固化時(shí)間較長(zhǎng)。例如固化時(shí)間較長(zhǎng)。例如, ,環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑常用于膠接各種金環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑常用于膠接各種金屬和非金屬材料屬和非金屬材料, ,廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、化工、航空、建筑等廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、化工、航空、建筑等方面。此外方面。此外, ,熱固性膠粘劑還有酚醛樹(shù)脂熱固性膠粘劑、

38、脲醛樹(shù)熱固性膠粘劑還有酚醛樹(shù)脂熱固性膠粘劑、脲醛樹(shù)脂膠粘劑、三聚氰胺熱固性膠粘劑等。脂膠粘劑、三聚氰胺熱固性膠粘劑等。2.2.熱塑性膠粘劑熱塑性膠粘劑熱塑性膠粘劑是以熱塑性樹(shù)脂為基料熱塑性膠粘劑是以熱塑性樹(shù)脂為基料, ,與溶劑配置成與溶劑配置成溶液或直接通過(guò)熔化方式而制得。熱塑性膠粘劑的優(yōu)點(diǎn)是溶液或直接通過(guò)熔化方式而制得。熱塑性膠粘劑的優(yōu)點(diǎn)是柔韌性好、耐沖擊性能較好柔韌性好、耐沖擊性能較好, ,起始黏結(jié)性好起始黏結(jié)性好, ,使用方便使用方便, ,容容易保存易保存; ;缺點(diǎn)是耐溶劑性和耐熱性較差缺點(diǎn)是耐溶劑性和耐熱性較差, ,強(qiáng)度和抗蠕變性能強(qiáng)度和抗蠕變性能較低。常用熱塑性膠粘劑有較低。常用熱塑

39、性膠粘劑有: :聚醋酸乙烯酯膠粘劑和過(guò)氯乙聚醋酸乙烯酯膠粘劑和過(guò)氯乙烯膠粘劑。此類膠粘劑適合于膠接多孔性、易吸水的材料烯膠粘劑。此類膠粘劑適合于膠接多孔性、易吸水的材料, ,如紙、木材、纖維織物、塑料及鋁箔等如紙、木材、纖維織物、塑料及鋁箔等, ,廣泛應(yīng)用于裝訂、廣泛應(yīng)用于裝訂、包裝、家具生產(chǎn)、鋪貼瓷磚、壁紙等方面。包裝、家具生產(chǎn)、鋪貼瓷磚、壁紙等方面。3.3.合成橡膠膠粘劑合成橡膠膠粘劑合成橡膠膠粘劑是以合成橡膠合成橡膠膠粘劑是以合成橡膠, ,如氯丁橡膠、丁腈橡膠、如氯丁橡膠、丁腈橡膠、丁基橡膠、天然橡膠等為基料丁基橡膠、天然橡膠等為基料, ,再加入添加劑配置成的膠粘劑。再加入添加劑配置成的

40、膠粘劑。此類膠粘劑的優(yōu)點(diǎn)是彈性高此類膠粘劑的優(yōu)點(diǎn)是彈性高, ,剝離強(qiáng)度較高剝離強(qiáng)度較高, ,起始黏性高起始黏性高, ,富有柔富有柔韌性韌性; ;缺點(diǎn)是耐熱性較差缺點(diǎn)是耐熱性較差, ,抗拉強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度較低。合成橡膠膠抗拉強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度較低。合成橡膠膠粘劑主要適用于膠接柔軟材料或熱膨脹系數(shù)相差很大的材料。常粘劑主要適用于膠接柔軟材料或熱膨脹系數(shù)相差很大的材料。常用合成橡膠膠粘劑有氯丁橡膠膠粘劑和丁腈橡膠膠粘劑用合成橡膠膠粘劑有氯丁橡膠膠粘劑和丁腈橡膠膠粘劑, ,適合于適合于膠接金屬、塑料、橡膠、木材、織物等膠接金屬、塑料、橡膠、木材、織物等, ,尤其適合于膠接其他膠尤其適合于膠接其他膠粘劑難以膠

41、接的聚氯乙烯塑料。粘劑難以膠接的聚氯乙烯塑料。4.4.復(fù)合型膠粘劑復(fù)合型膠粘劑復(fù)合型膠粘劑是由不同種類的樹(shù)脂或樹(shù)脂與橡膠的復(fù)合型膠粘劑是由不同種類的樹(shù)脂或樹(shù)脂與橡膠的混合物為基料組成的膠粘劑。此類膠粘劑是適應(yīng)高強(qiáng)度結(jié)混合物為基料組成的膠粘劑。此類膠粘劑是適應(yīng)高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)材料發(fā)展的。常用的復(fù)合型膠粘劑有構(gòu)材料發(fā)展的。常用的復(fù)合型膠粘劑有: :酚醛酚醛- -聚乙烯醇縮聚乙烯醇縮聚膠粘劑、酚醛聚膠粘劑、酚醛- -丁腈結(jié)構(gòu)膠粘劑、酚醛丁腈結(jié)構(gòu)膠粘劑、酚醛- -氯丁橡膠結(jié)構(gòu)膠氯丁橡膠結(jié)構(gòu)膠粘劑、橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑等。粘劑、橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑等。( (二二) )膠粘劑的組成膠粘劑的組成現(xiàn)代膠接技術(shù)現(xiàn)

42、代膠接技術(shù), ,多采用人工合成膠粘劑。合成膠粘劑多采用人工合成膠粘劑。合成膠粘劑是一種多組分的具有優(yōu)良粘合性能的物質(zhì)。它的組分包括是一種多組分的具有優(yōu)良粘合性能的物質(zhì)。它的組分包括基料、固化劑、增塑劑、增韌劑、填料、稀釋劑等。基料、固化劑、增塑劑、增韌劑、填料、稀釋劑等。基料是膠粘劑的主要組分。它對(duì)膠粘劑的性能基料是膠粘劑的主要組分。它對(duì)膠粘劑的性能( (如膠接強(qiáng)如膠接強(qiáng)度、耐熱性、耐老化等度、耐熱性、耐老化等) )起著重要作用。常用的基料有酚醛樹(shù)脂、起著重要作用。常用的基料有酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、聚酰胺樹(shù)脂及氯丁橡膠等。環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、聚酰胺樹(shù)脂及氯丁橡膠等。固化劑的作用與熱固性

43、塑料中的固化劑完全一樣固化劑的作用與熱固性塑料中的固化劑完全一樣, ,是使膠是使膠粘劑固化粘劑固化, ,其種類和用量直接影響膠粘劑的使用性質(zhì)和工藝性能。其種類和用量直接影響膠粘劑的使用性質(zhì)和工藝性能。增塑劑和增韌劑能改善膠粘劑的塑性和韌性增塑劑和增韌劑能改善膠粘劑的塑性和韌性, ,提高膠提高膠接接頭抗剝離、抗沖擊能力及耐寒性等。常用的增塑劑和接接頭抗剝離、抗沖擊能力及耐寒性等。常用的增塑劑和增韌劑有熱塑性樹(shù)脂、合成橡膠及高沸點(diǎn)的低分子有機(jī)液增韌劑有熱塑性樹(shù)脂、合成橡膠及高沸點(diǎn)的低分子有機(jī)液體等。體等。填料的加入能提高膠接接頭的強(qiáng)度、表面硬度和耐填料的加入能提高膠接接頭的強(qiáng)度、表面硬度和耐熱性熱

44、性, ,還可降低熱膨脹系數(shù)和收縮率還可降低熱膨脹系數(shù)和收縮率, ,增大黏度和降低成本。增大黏度和降低成本。通常使用的填料有金屬粉末、石墨粉、氧化鋁、石棉和玻通常使用的填料有金屬粉末、石墨粉、氧化鋁、石棉和玻璃纖維等。璃纖維等。稀釋劑能降低膠粘劑的黏度稀釋劑能降低膠粘劑的黏度, ,增加膠粘劑對(duì)被粘接物增加膠粘劑對(duì)被粘接物表面的浸潤(rùn)力表面的浸潤(rùn)力, ,并有利于施工。凡能與膠粘劑混溶的溶劑均并有利于施工。凡能與膠粘劑混溶的溶劑均可做稀釋劑?？勺鱿♂寗?。此外此外, ,在膠粘劑中還可以加入固化促進(jìn)劑、防老劑和在膠粘劑中還可以加入固化促進(jìn)劑、防老劑和穩(wěn)定劑等。選用膠粘劑時(shí)穩(wěn)定劑等。選用膠粘劑時(shí), ,其組成

45、應(yīng)根據(jù)使用要求的不同進(jìn)其組成應(yīng)根據(jù)使用要求的不同進(jìn)行合理配制。必須注意選用不同的膠粘劑時(shí)行合理配制。必須注意選用不同的膠粘劑時(shí), ,其形成膠接接其形成膠接接頭的條件是不同的。接頭可以在一定溫度和時(shí)間的條件下頭的條件是不同的。接頭可以在一定溫度和時(shí)間的條件下, ,經(jīng)過(guò)固化形成經(jīng)過(guò)固化形成; ;也可以先加熱接合處也可以先加熱接合處, ,經(jīng)冷凝后形成經(jīng)冷凝后形成; ;還可還可以先溶入易揮發(fā)溶劑中以先溶入易揮發(fā)溶劑中, ,膠接后再經(jīng)溶劑揮發(fā)后形成。膠接后再經(jīng)溶劑揮發(fā)后形成。( (三三) )膠接條件和工藝過(guò)程膠接條件和工藝過(guò)程用膠粘劑膠接物件形成牢固接頭的必要條件是用膠粘劑膠接物件形成牢固接頭的必要條件

46、是: :膠粘膠粘劑必須能夠很好地浸潤(rùn)被膠接物的表面劑必須能夠很好地浸潤(rùn)被膠接物的表面; ;在固化硬結(jié)后在固化硬結(jié)后, ,膠膠層應(yīng)有足夠的內(nèi)聚力層應(yīng)有足夠的內(nèi)聚力, ,而且膠粘劑與被膠接物件之間有足夠而且膠粘劑與被膠接物件之間有足夠的黏附力。膠接工藝的主要過(guò)程如圖的黏附力。膠接工藝的主要過(guò)程如圖5-65-6所示。所示。脫脂處理是指采用有機(jī)溶劑或熱蒸汽對(duì)物件進(jìn)行脫脫脂處理是指采用有機(jī)溶劑或熱蒸汽對(duì)物件進(jìn)行脫脂脂, ,該工藝過(guò)程一般適應(yīng)于金屬物件該工藝過(guò)程一般適應(yīng)于金屬物件, ,主要目的是清除金屬主要目的是清除金屬物件表面的油脂、機(jī)械加工雜質(zhì)等。機(jī)械處理是用砂紙打物件表面的油脂、機(jī)械加工雜質(zhì)等。機(jī)械

47、處理是用砂紙打磨或噴丸處理等清除物件表面污物、銹皮等磨或噴丸處理等清除物件表面污物、銹皮等, ,增加物件膠接增加物件膠接面面積。經(jīng)機(jī)械處理好的物件表面還要用溶劑清洗。機(jī)械面面積。經(jīng)機(jī)械處理好的物件表面還要用溶劑清洗。機(jī)械處理的缺點(diǎn)是表面比較粗糙處理的缺點(diǎn)是表面比較粗糙, ,容易被溶劑、水和腐蝕性介質(zhì)容易被溶劑、水和腐蝕性介質(zhì)所侵蝕。化學(xué)處理的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)、有效所侵蝕?；瘜W(xué)處理的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)、有效, ,適應(yīng)面廣適應(yīng)面廣, ,更適合更適合對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、公差要求高的金屬物件。對(duì)于不同的金屬需對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、公差要求高的金屬物件。對(duì)于不同的金屬需要配置不同的化學(xué)處理溶液要配置不同的化學(xué)處理溶液, ,并按操作工藝

48、規(guī)程進(jìn)行處理。并按操作工藝規(guī)程進(jìn)行處理。涂膠可用刷子、刮板、滾軸或涂膠機(jī)進(jìn)行涂膠可用刷子、刮板、滾軸或涂膠機(jī)進(jìn)行, ,但要注意但要注意控制膠層厚度控制膠層厚度, ,過(guò)厚會(huì)降低膠接強(qiáng)度。物件涂膠后過(guò)厚會(huì)降低膠接強(qiáng)度。物件涂膠后, ,要在一要在一定溫度下晾置一段時(shí)間定溫度下晾置一段時(shí)間, ,使膠中的溶劑揮發(fā)使膠中的溶劑揮發(fā), ,以免溶劑殘留以免溶劑殘留在膠縫內(nèi)在固化過(guò)程中產(chǎn)生氣泡。物件晾好后即可進(jìn)行膠在膠縫內(nèi)在固化過(guò)程中產(chǎn)生氣泡。物件晾好后即可進(jìn)行膠合裝配、加熱、加壓固化合裝配、加熱、加壓固化( (根據(jù)膠粘劑類型而定根據(jù)膠粘劑類型而定) )。在固化和卸壓完畢后在固化和卸壓完畢后, ,膠接件一般需要

49、自然放置一段膠接件一般需要自然放置一段時(shí)間時(shí)間, ,特別是形狀復(fù)雜和容易變形的膠接件更需要如此特別是形狀復(fù)雜和容易變形的膠接件更需要如此, ,以以消除膠接過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。消除膠接過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。( (四四) )膠粘劑在機(jī)械工程上的應(yīng)用膠粘劑在機(jī)械工程上的應(yīng)用1.1.膠粘劑在機(jī)械設(shè)備修理方面的應(yīng)用膠粘劑在機(jī)械設(shè)備修理方面的應(yīng)用膠粘劑用來(lái)修補(bǔ)各種鑄件表面的氣孔、縮孔、砂眼等缺陷膠粘劑用來(lái)修補(bǔ)各種鑄件表面的氣孔、縮孔、砂眼等缺陷, ,修復(fù)機(jī)床導(dǎo)軌的磨損、拉毛等缺陷。具體操作過(guò)程是修復(fù)機(jī)床導(dǎo)軌的磨損、拉毛等缺陷。具體操作過(guò)程是: :清洗待修清洗待修復(fù)表面復(fù)表面, ,涂上瞬干膠涂上瞬干膠, ,撒

50、上鐵粉撒上鐵粉, ,反復(fù)進(jìn)行反復(fù)進(jìn)行, ,直到填滿為止直到填滿為止, ,然后在然后在室溫下固化室溫下固化, ,再用刮刀刮平再用刮刀刮平; ;在汽車和拖拉機(jī)修理中在汽車和拖拉機(jī)修理中, ,用來(lái)粘接和用來(lái)粘接和修復(fù)配合零件。例如修復(fù)配合零件。例如, ,用環(huán)氧膠修復(fù)蓄電池殼、粘接拖拉機(jī)上制用環(huán)氧膠修復(fù)蓄電池殼、粘接拖拉機(jī)上制動(dòng)閥彈簧套筒與連桿、修復(fù)模具等。動(dòng)閥彈簧套筒與連桿、修復(fù)模具等。2.2.利用膠粘劑可改進(jìn)機(jī)械安裝工藝?yán)媚z粘劑可改進(jìn)機(jī)械安裝工藝有些配合零件采用膠粘劑膠接有些配合零件采用膠粘劑膠接, ,可以降低加工精度要可以降低加工精度要求求, ,簡(jiǎn)化操作規(guī)程簡(jiǎn)化操作規(guī)程, ,節(jié)省工時(shí)節(jié)省工時(shí),

51、 ,如圖如圖5-75-7所示是采用環(huán)氧膠將所示是采用環(huán)氧膠將齒輪與軸膠接的剖面圖齒輪與軸膠接的剖面圖, ,圖圖5-85-8所示是蝸輪鑲配青銅輪緣所示是蝸輪鑲配青銅輪緣, ,用膠接技術(shù)代替螺釘聯(lián)接。用膠接技術(shù)代替螺釘聯(lián)接。圖5-7齒輪與軸的膠接圖5-8蝸輪與輪緣的膠接膠接與螺栓聯(lián)接、焊接、鉚接相比膠接與螺栓聯(lián)接、焊接、鉚接相比, ,具有如下特點(diǎn)。具有如下特點(diǎn)。(1)(1)膠接處應(yīng)力分布均勻采用螺栓、焊接、鉚接等膠接處應(yīng)力分布均勻采用螺栓、焊接、鉚接等方式聯(lián)接時(shí)方式聯(lián)接時(shí), ,容易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象容易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象, ,聯(lián)接件容易發(fā)生疲勞聯(lián)接件容易發(fā)生疲勞破壞破壞; ;利用膠粘劑膠接則應(yīng)力能夠比

52、較均勻地分布在整個(gè)膠利用膠粘劑膠接則應(yīng)力能夠比較均勻地分布在整個(gè)膠接面上接面上, ,從而提高構(gòu)件的疲勞壽命。從而提高構(gòu)件的疲勞壽命。(2)(2)膠接可以連接各種材料膠接不僅在金屬之間膠接可以連接各種材料膠接不僅在金屬之間, ,而且在金屬和非金屬之間以及非金屬之間都能獲得良好的而且在金屬和非金屬之間以及非金屬之間都能獲得良好的連接。不受被膠接材料性質(zhì)、形狀的限制連接。不受被膠接材料性質(zhì)、形狀的限制, ,這是其他連接方這是其他連接方式難以勝任的。例如式難以勝任的。例如, ,玻璃和陶瓷等脆性材料的連接玻璃和陶瓷等脆性材料的連接, ,既不既不能焊接能焊接, ,又不便于鉚接和螺栓聯(lián)接又不便于鉚接和螺栓聯(lián)

53、接, ,只有膠接最為簡(jiǎn)便牢固。只有膠接最為簡(jiǎn)便牢固。(3)(3)膠接接頭平整光滑、重量輕膠接的接頭比焊接膠接接頭平整光滑、重量輕膠接的接頭比焊接和鉚接的接頭平整光滑。它不僅外表美觀和鉚接的接頭平整光滑。它不僅外表美觀, ,變形小變形小, ,而且還而且還可大大減輕結(jié)構(gòu)重量。據(jù)統(tǒng)計(jì)可大大減輕結(jié)構(gòu)重量。據(jù)統(tǒng)計(jì), ,用膠接代替鉚接用膠接代替鉚接, ,可減輕飛可減輕飛機(jī)制件質(zhì)量機(jī)制件質(zhì)量25%30%25%30%。此外。此外, ,膠接接頭一般都具有良好的密膠接接頭一般都具有良好的密封性能。封性能。目前膠接技術(shù)尚存在一些缺點(diǎn)目前膠接技術(shù)尚存在一些缺點(diǎn), ,主要是以有機(jī)高分子化合主要是以有機(jī)高分子化合物為基礎(chǔ)

54、的膠粘劑的耐高溫性能較差物為基礎(chǔ)的膠粘劑的耐高溫性能較差, ,大多數(shù)有機(jī)膠的使用溫度大多數(shù)有機(jī)膠的使用溫度限制在限制在8080以下以下, ,只有少數(shù)品種可在只有少數(shù)品種可在200300200300范圍內(nèi)使用。范圍內(nèi)使用。五、合成纖維五、合成纖維( (一一) )纖維的分類纖維的分類纖維是指長(zhǎng)度與直徑之比大于纖維是指長(zhǎng)度與直徑之比大于100100甚至達(dá)甚至達(dá)1 000,1 000,并具有一并具有一定柔韌性的物質(zhì)。纖維分為兩大類定柔韌性的物質(zhì)。纖維分為兩大類: :一類是天然纖維一類是天然纖維, ,如棉花、羊如棉花、羊毛、蠶絲、麻等毛、蠶絲、麻等; ;另一類是化學(xué)纖維另一類是化學(xué)纖維( (包括人造纖維

55、和合成纖維包括人造纖維和合成纖維),),即用天然高聚物或合成高聚物經(jīng)化學(xué)加工而制得的纖維。即用天然高聚物或合成高聚物經(jīng)化學(xué)加工而制得的纖維。由天然高聚物制得的纖維由天然高聚物制得的纖維, ,稱為人造纖維稱為人造纖維; ;由合成高聚物制由合成高聚物制得的纖維得的纖維, ,稱為合成纖維。人造纖維如果是以含有纖維素的天然稱為合成纖維。人造纖維如果是以含有纖維素的天然高聚物高聚物( (如棉短絨、木材、甘蔗渣、蘆葦?shù)热缑薅探q、木材、甘蔗渣、蘆葦?shù)? )為原料制取的為原料制取的, ,則稱則稱為再生纖維素纖維為再生纖維素纖維; ;如果以含有蛋白質(zhì)的天然高聚物如果以含有蛋白質(zhì)的天然高聚物( (如玉米、大如玉米

56、、大豆、花生、牛乳酪等豆、花生、牛乳酪等) )為原料制取的為原料制取的, ,則稱為再生蛋白質(zhì)纖維。合則稱為再生蛋白質(zhì)纖維。合成纖維根據(jù)高聚物大分子主鏈的化學(xué)組成成纖維根據(jù)高聚物大分子主鏈的化學(xué)組成, ,分為雜鏈纖維和碳鏈分為雜鏈纖維和碳鏈纖維兩類。纖維兩類。( (二二) )纖維的特點(diǎn)和用途纖維的特點(diǎn)和用途纖維具有彈性模量大纖維具有彈性模量大, ,受力時(shí)形變小受力時(shí)形變小, ,強(qiáng)度高等特點(diǎn)。在現(xiàn)強(qiáng)度高等特點(diǎn)。在現(xiàn)代生活中代生活中, ,纖維的應(yīng)用無(wú)處不在。例如纖維的應(yīng)用無(wú)處不在。例如, ,纖維可以使我們穿得舒服纖維可以使我們穿得舒服, ,御寒防曬御寒防曬; ;粘膠基碳纖維幫導(dǎo)彈穿上粘膠基碳纖維幫導(dǎo)

57、彈穿上“防熱衣防熱衣”, ,可以使導(dǎo)彈耐幾可以使導(dǎo)彈耐幾萬(wàn)攝氏度的高溫萬(wàn)攝氏度的高溫; ;防滲防裂纖維可以增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度和防滲性防滲防裂纖維可以增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度和防滲性能能, ,對(duì)于大壩、機(jī)場(chǎng)、高速公路等工程可起到防裂、抗?jié)B、抗沖對(duì)于大壩、機(jī)場(chǎng)、高速公路等工程可起到防裂、抗?jié)B、抗沖擊和抗折作用擊和抗折作用; ;纖維充填材料纖維充填材料, ,能有效地提高被充填材料的強(qiáng)度和能有效地提高被充填材料的強(qiáng)度和剛度剛度; ;修補(bǔ)肌肉、骨骼、血管也需要纖維。修補(bǔ)肌肉、骨骼、血管也需要纖維。( (三三) )合成纖維的生產(chǎn)工藝合成纖維的生產(chǎn)工藝合成纖維的生產(chǎn)工藝包括單體的制備與聚合、紡絲和后加合成纖維的生產(chǎn)工

58、藝包括單體的制備與聚合、紡絲和后加工等基本環(huán)節(jié)。工等基本環(huán)節(jié)。(1)(1)制備與聚合利用石油、天然氣、煤等原料制備與聚合利用石油、天然氣、煤等原料, ,經(jīng)過(guò)分餾、經(jīng)過(guò)分餾、裂化和分離得到有機(jī)低分子化合物裂化和分離得到有機(jī)低分子化合物, ,如苯、乙烯、丙烯、苯酚等如苯、乙烯、丙烯、苯酚等作為單體作為單體, ,在一定溫度、壓力和催化劑作用下聚合成高聚物在一定溫度、壓力和催化劑作用下聚合成高聚物, ,即合即合成纖維的材料成纖維的材料, ,又稱為成纖高聚物。又稱為成纖高聚物。(2)(2)紡絲將成纖高聚物的熔體或濃溶液紡絲將成纖高聚物的熔體或濃溶液, ,用紡絲機(jī)用紡絲機(jī)連續(xù)、定量而均勻地從噴絲頭連續(xù)、定

59、量而均勻地從噴絲頭( (或噴絲板或噴絲板) )的毛細(xì)孔中擠出的毛細(xì)孔中擠出, ,形成液態(tài)細(xì)流形成液態(tài)細(xì)流, ,然后在空氣、水或特定的凝固浴中固化為初然后在空氣、水或特定的凝固浴中固化為初生纖維生纖維, ,該過(guò)程成為該過(guò)程成為“纖維成形纖維成形”或稱或稱“紡絲紡絲”。(3)(3)后加工紡絲成形后得到的初生纖維在結(jié)構(gòu)上是不完善的后加工紡絲成形后得到的初生纖維在結(jié)構(gòu)上是不完善的, ,在物理性能和力學(xué)性能上也較差在物理性能和力學(xué)性能上也較差, ,如強(qiáng)度低、尺寸穩(wěn)定性差如強(qiáng)度低、尺寸穩(wěn)定性差, ,不能直不能直接用于紡織加工接用于紡織加工, ,必須經(jīng)過(guò)一系列的后加工工序才能得到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、必須經(jīng)過(guò)一系列的后

60、加工工序才能得到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、性能優(yōu)良的纖維。后加工隨合成纖維品種、紡絲方法和產(chǎn)品要求而性能優(yōu)良的纖維。后加工隨合成纖維品種、紡絲方法和產(chǎn)品要求而異異, ,其中主要的工序是拉伸和定型。例如其中主要的工序是拉伸和定型。例如, ,短纖維的后加工包括集束、短纖維的后加工包括集束、拉伸、水洗、上油、干燥、熱定型、卷曲、切斷、打包等一系列工拉伸、水洗、上油、干燥、熱定型、卷曲、切斷、打包等一系列工序序; ;彈力絲和膨脹紗等還要進(jìn)行特殊的后加工。彈力絲和膨脹紗等還要進(jìn)行特殊的后加工。( (四四) )常用合成纖維常用合成纖維與天然纖維相比與天然纖維相比, ,合成纖維具有強(qiáng)度高、密度小、彈性好、合成纖維具有強(qiáng)度高