高分子材料(第二版)第1章 緒論

普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材

高分子材料

第二版

黃

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主編高分子材料的類型與特征2高分子材料的發(fā)展史1第1章緒論高分子材料的成型加工3材料是人類用來(lái)制造各種產(chǎn)品的物質(zhì)，是人類生活和生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，它先于人類存在，人類社會(huì)一開(kāi)始就與材料結(jié)下不解之緣。材料的進(jìn)步和發(fā)展直接影響到人類生活的改善和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。目前，材料已和能源、信息并列成為現(xiàn)代科學(xué)的三大支柱。其中材料是工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，一個(gè)國(guó)家材料的品種和產(chǎn)量是直接衡量其科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的重要標(biāo)志，也是一個(gè)時(shí)代的標(biāo)志。1.1高分子材料的發(fā)展史1.2高分子材料的類型與特征12塑料橡膠3纖維45涂料黏合劑6聚合物基復(fù)合材料7聚合物合金8功能高分子材料高分子材料也叫聚合物材料，按照其來(lái)源可以分為天然高分子材料和合成高分子材料。天然高分子材料有天然橡膠、纖維素、淀粉、甲殼素、蠶絲等。合成高分子材料的種類繁多，如合成塑料、合成橡膠、合成纖維等。如果按照高分子材料的物理形態(tài)和用途來(lái)分，可分為塑料、橡膠、纖維、黏合劑、涂料、聚合物基復(fù)合材料、聚合物合金、功能高分子材料、生物高分子材料等。這種分類方法是人們現(xiàn)在經(jīng)常使用的，也是真正把高分子材料從材料角度進(jìn)行分類的一種分類方法。下面就以這種分類方法為例來(lái)介紹一下高分子材料的主要特性。1.2高分子材料的類型與特征

1.2.1塑料詳見(jiàn)教材P31.2.1塑料1.2.1塑料1.2.1塑料詳見(jiàn)教材P4橡膠是一類線型柔性高分子聚合物，按其來(lái)源，可分為天然橡膠和合成橡膠兩大類。天然橡膠從自然界的植物中采集出來(lái)的一種高彈性材料。合成橡膠是各種單體經(jīng)聚合反應(yīng)合成的高分子材料，按其性能和用途可分為通用合成橡膠和特種合成橡膠。1.2.1橡膠1.2.3纖維1.2.4涂料1.2.5黏合劑1.2.5黏合劑1.2.6聚合物基復(fù)合材料聚合物基復(fù)合材料是以高分子聚合物為基體，添加各種增強(qiáng)材料制得的一種復(fù)合材料，聚合物基復(fù)合材料具有許多優(yōu)異的性能。聚合物基復(fù)合材料具有很高的比強(qiáng)度及比模量；聚合物基復(fù)合材料的耐疲勞性能很好；聚合物基復(fù)合材料的減震性能好；復(fù)合材料的過(guò)載安全性好；復(fù)合材料具有很強(qiáng)的可設(shè)計(jì)性。1.2.7聚合物合金制備聚合物合金的主要途徑有兩條：將兩種聚合物進(jìn)行物理共混；化學(xué)共混。共混是聚合物改性和制備獨(dú)特性能聚合物的重要途徑之一，其重要性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：改善組分性能；改善加工性能；促進(jìn)聚合物材料多功能化。1.2.7聚合物合金1.2.8功能高分子材料功能高分子材料是高分子材料領(lǐng)域中發(fā)展最快、具有重要理論研究和實(shí)際應(yīng)用的新領(lǐng)域。功能高分子材料除了具有聚合物的一般力學(xué)性能、絕緣性能和熱性能外，還具有物質(zhì)、能量和信息轉(zhuǎn)換、傳遞和儲(chǔ)存等特殊功能。目前，功能高分子材料以其特殊的電學(xué)、光學(xué)、醫(yī)學(xué)、仿生學(xué)等諸多物理化學(xué)性質(zhì)構(gòu)成功能材料學(xué)科研究的主要組成部分，功能高分子材料的研究及進(jìn)展必會(huì)提供出更多更好的具有高附加值的各種新型功能高分子材料。1.3高分子材料的成型加工12擠出成型注射成型34吹塑成型壓制成型1.3.1擠出成型擠出成型也稱為擠塑，它是在擠出成型機(jī)中通過(guò)加熱、加壓而使物料以流動(dòng)狀態(tài)連續(xù)通過(guò)口模成型的方法。單螺桿擠出機(jī)主要由以下五個(gè)部分組成：傳動(dòng)裝置、加料裝置、料筒、螺桿和機(jī)頭。注射成型是熱塑性塑料成型中應(yīng)用得最廣泛的一種成型方法，它是由金屬壓鑄工藝演變而來(lái)的。注射成型又可稱為注射模塑或注塑，除少數(shù)的熱塑性塑料外，絕大多數(shù)的熱塑性塑料都可用此方法來(lái)成型。注射成型最重要的工藝條件是影響塑化、流動(dòng)和冷卻的溫度、壓力和相應(yīng)的各個(gè)作用時(shí)間等。1.3.2注射成型吹塑成型為塑料材料的二次成型，它一般是把一次成型制得的棒、板、片等通過(guò)二次加工再制成制品的方法，因?yàn)樵诙纬尚瓦^(guò)程中，塑料材料通常要處在熔融或半熔融的狀態(tài)，所以這種方法僅適用于熱塑性塑料的成型。一般用于中空吹塑的材料應(yīng)具有以下特性：氣密性要好；耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性要好；抗沖擊性要好。1.3.3吹塑成型壓制成型物料的性能、形狀以及成型加工工藝的特征，可分為模壓成型和層壓成型。（1）模壓成型模壓成型工藝的種類很多，主要分為下面幾類：模塑粉模壓法；吸附預(yù)成型坯模壓法；團(tuán)狀模塑料及散狀模塑料模壓法；片狀模塑料模壓成型法；高強(qiáng)度短纖維料模壓成型；定向鋪設(shè)模壓成型。1.