高分子科學(xué)導(dǎo)論-工程塑料課件

高分子科學(xué)導(dǎo)論-工程塑料課件目錄工程塑料概述工程塑料結(jié)構(gòu)與性能工程塑料加工技術(shù)工程塑料改性技術(shù)工程塑料應(yīng)用領(lǐng)域舉例工程塑料發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)01工程塑料概述工程塑料是指一類具有優(yōu)異力學(xué)性能、耐熱性、耐候性、耐化學(xué)藥品性等特點，可廣泛應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)件和機械零部件的高分子材料。定義根據(jù)使用特性和加工方法，工程塑料可分為通用工程塑料和特種工程塑料兩大類。通用工程塑料包括聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚酯（PBT、PET等）等；特種工程塑料包括聚醚酮（PEK）、聚苯硫醚（PPS）、液晶聚合物（LCP）等。分類定義與分類發(fā)展歷程工程塑料自20世紀50年代開始得到廣泛應(yīng)用，隨著石油化工和合成樹脂工業(yè)的發(fā)展，工程塑料的品種和產(chǎn)量不斷增加，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴大。現(xiàn)狀目前，工程塑料已成為現(xiàn)代工業(yè)中不可或缺的材料之一，廣泛應(yīng)用于汽車、電子電器、航空航天、建筑、醫(yī)療等領(lǐng)域。同時，隨著環(huán)保意識的提高和可持續(xù)發(fā)展的要求，生物降解工程塑料等環(huán)保型工程塑料也得到了越來越多的關(guān)注和研究。發(fā)展歷程及現(xiàn)狀VS工程塑料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐候性等特點，可廣泛應(yīng)用于汽車、電子電器、航空航天、建筑等領(lǐng)域。例如，汽車中的保險杠、座椅、儀表盤等部件大量使用工程塑料；電子電器中的開關(guān)、插座、電線電纜等也廣泛使用工程塑料。前景隨著科技的不斷進步和環(huán)保要求的提高，工程塑料的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)擴大，同時對其性能的要求也將不斷提高。未來，工程塑料將更加注重環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展等方面，推動高分子科學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用。應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域與前景02工程塑料結(jié)構(gòu)與性能工程塑料的分子鏈通常較長，呈現(xiàn)出線性或支鏈狀結(jié)構(gòu)，決定了其基本的物理和化學(xué)性質(zhì)。鏈狀結(jié)構(gòu)分子量分布聚集態(tài)結(jié)構(gòu)工程塑料的分子量分布較寬，不同分子量的分子鏈對其性能產(chǎn)生顯著影響。工程塑料分子鏈間的相互作用和排列方式，如結(jié)晶、取向等，對其宏觀性能具有重要影響。030201聚合物結(jié)構(gòu)特點晶體形態(tài)工程塑料中晶體的形態(tài)和大小影響其性能。不同形態(tài)的晶體（如球晶、纖維晶等）對材料的力學(xué)性能、光學(xué)性能等有不同影響。結(jié)晶度工程塑料的結(jié)晶度影響其力學(xué)、熱學(xué)等性能。結(jié)晶度越高，材料的硬度、剛度和耐熱性通常越好。非晶態(tài)結(jié)構(gòu)與結(jié)晶態(tài)相對應(yīng)，非晶態(tài)結(jié)構(gòu)在工程塑料中也普遍存在。非晶態(tài)區(qū)域的分子鏈排列無序，對材料的韌性、耐沖擊性等有重要貢獻。結(jié)晶度與形態(tài)結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性工程塑料在高溫下能夠保持其結(jié)構(gòu)和性能的穩(wěn)定，不發(fā)生顯著的分解或變形。熱導(dǎo)率工程塑料的熱導(dǎo)率通常較低，不利于熱量的傳遞和散發(fā)，因此在高溫環(huán)境下需要注意其熱積累問題。耐候性工程塑料在戶外環(huán)境下能夠抵抗紫外線、氧化、熱老化等自然因素的作用，保持其性能和外觀的穩(wěn)定。熱性能及耐候性力學(xué)性能及耐磨性工程塑料具有優(yōu)良的力學(xué)性能，如高強度、高剛度、高韌性等。這些性能使得工程塑料在結(jié)構(gòu)材料中占據(jù)重要地位。耐磨性工程塑料具有良好的耐磨性，能夠在摩擦、磨損等機械作用下保持其結(jié)構(gòu)和性能的穩(wěn)定。這使得工程塑料在摩擦件、軸承、齒輪等耐磨應(yīng)用中具有廣泛應(yīng)用。耐疲勞性工程塑料在交變應(yīng)力作用下能夠抵抗疲勞斷裂，具有良好的耐疲勞性。這使得工程塑料在承受周期性載荷的部件中具有重要應(yīng)用。力學(xué)性能03工程塑料加工技術(shù)根據(jù)使用要求，選擇性能優(yōu)異的工程塑料如聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）等。工程塑料種類對原料進行干燥、篩選、去除雜質(zhì)等預(yù)處理，保證原料質(zhì)量。原料預(yù)處理原料選擇與預(yù)處理

加工成型方法注射成型將熔融的工程塑料注入模具中，冷卻后得到制品。適用于形狀復(fù)雜、精度要求高的制品。擠出成型將熔融的工程塑料通過擠出機擠出，經(jīng)過定型、冷卻等工序得到制品。適用于管材、板材等制品的生產(chǎn)。壓塑成型將工程塑料加入模具中，施加壓力使其充滿模具并固化。適用于大型、厚壁制品的生產(chǎn)?？刂萍庸み^程中的溫度，避免過高或過低導(dǎo)致制品性能下降。溫度適當(dāng)?shù)膲毫梢员ＷC工程塑料充分充滿模具，提高制品的致密度和強度。壓力控制加工時間，保證工程塑料充分熔融、流動和固化。時間加工過程中的影響因素對制品進行退火、淬火等熱處理，消除內(nèi)應(yīng)力，提高制品的穩(wěn)定性和耐熱性。熱處理對制品表面進行打磨、噴涂等處理，提高制品的外觀質(zhì)量和耐候性。表面處理對制品進行力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)等性能測試，評價其性能是否滿足使用要求。性能評價制品后處理與性能評價04工程塑料改性技術(shù)利用不同高分子材料間的相容性或反應(yīng)性，通過物理或化學(xué)方法將兩種或多種高分子材料混合，以獲得具有優(yōu)異性能的新材料。共混原理包括機械共混、溶液共混、乳液共混等。其中，機械共混是最常用的方法，通過高速攪拌、擠出、注塑等機械設(shè)備將不同高分子材料混合均勻。共混方法通過共混可以顯著改善工程塑料的加工性能、力學(xué)性能、熱性能、耐候性、阻燃性等。共混效果共混改性原理及方法填充劑種類常用的填充劑包括碳酸鈣、滑石粉、硅灰石、玻璃纖維等。填充效果填充改性可以降低成本，改善加工性能，提高材料的力學(xué)性能和熱性能。填充原理向工程塑料中添加無機或有機填料，以提高材料的硬度、剛度、耐磨性、耐熱性等性能。填充增強改性技術(shù)通過向工程塑料中添加纖維材料，如玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維等，以顯著提高材料的強度、剛度、耐沖擊性等性能。纖維增強原理主要包括預(yù)浸料法、熔融浸漬法、原位聚合法等。其中，預(yù)浸料法是將纖維預(yù)先浸漬在樹脂中，然后經(jīng)過熱壓成型得到復(fù)合材料。制備方法纖維增強復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、建筑等領(lǐng)域，用于制造輕量化、高強度的結(jié)構(gòu)件。應(yīng)用領(lǐng)域纖維增強復(fù)合材料制備技術(shù)123利用納米材料獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)，將其與工程塑料相結(jié)合，制備出具有優(yōu)異性能的納米復(fù)合材料。納米復(fù)合原理主要包括原位聚合法、溶膠-凝膠法、插層法等。其中，原位聚合法是在納米材料存在下進行聚合反應(yīng)，得到納米復(fù)合材料。制備方法納米復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能、熱性能、耐候性和阻燃性，是未來高分子材料發(fā)展的重要方向之一。應(yīng)用前景納米復(fù)合材料制備技術(shù)05工程塑料應(yīng)用領(lǐng)域舉例內(nèi)飾部件工程塑料用于制造汽車內(nèi)部的儀表板、門板、座椅等部件，具有重量輕、耐磨損、易于加工成型等優(yōu)點。外飾部件工程塑料也用于制造汽車保險杠、車身覆蓋件等外飾部件，具有良好的耐候性、抗沖擊性和裝飾性。動力系統(tǒng)部件工程塑料在汽車發(fā)動機和傳動系統(tǒng)中也有廣泛應(yīng)用，如制造齒輪、軸承、油封等部件，具有耐高溫、耐磨損、自潤滑等特性。汽車工業(yè)中的應(yīng)用電子電器行業(yè)中的應(yīng)用工程塑料還可用于制造具有特殊功能的電子電器部件，如導(dǎo)電塑料、磁性塑料等，具有獨特的電學(xué)、磁學(xué)性能。功能性部件工程塑料在電子電器行業(yè)中常用作絕緣材料，如電線電纜的絕緣層、電子元件的封裝材料等，具有良好的絕緣性能和耐高溫性能。絕緣材料工程塑料也用于制造電子電器產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性部件，如電視機外殼、電腦顯示器支架等，具有重量輕、強度高、易于加工成型等優(yōu)點。結(jié)構(gòu)性部件建筑材料管道系統(tǒng)防水材料建筑行業(yè)中的應(yīng)用工程塑料在建筑行業(yè)中可用作建筑材料，如制造門窗、墻板、隔斷等，具有重量輕、隔熱隔音、耐腐蝕等優(yōu)點。工程塑料管道在建筑行業(yè)中也有廣泛應(yīng)用，如給排水管道、電線電纜保護管等，具有良好的耐腐蝕性、耐磨損性和易于安裝等特點。工程塑料還可用于制造防水材料，如防水卷材、防水涂料等，具有良好的防水性能和耐候性。醫(yī)療器械工程塑料在醫(yī)療器械領(lǐng)域中也有廣泛應(yīng)用，如制造醫(yī)療器械外殼、手術(shù)器械手柄等，具有無毒無害、易于清潔消毒等特點。體育用品工程塑料還可用于制造體育用品，如制造滑雪板、沖浪板、自行車車架等，具有重量輕、強度高、耐磨損等優(yōu)點。航空航天工程塑料在航空航天領(lǐng)域中也有應(yīng)用，如制造飛機零部件、衛(wèi)星結(jié)構(gòu)件等，具有重量輕、強度高、耐高低溫等優(yōu)點。其他領(lǐng)域中的應(yīng)用06工程塑料發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)高強度通過改變分子結(jié)構(gòu)和增強填充材料，提高工程塑料的強度和剛度，以滿足高端制造領(lǐng)域的需求。耐高溫研發(fā)具有優(yōu)異耐高溫性能的工程塑料，以適應(yīng)高溫工作環(huán)境下的應(yīng)用。耐磨性提高工程塑料的耐磨性，以延長制品的使用壽命，降低維護成本。高性能化發(fā)展趨勢03020103無毒無害確保工程塑料在生產(chǎn)、使用和廢棄處理過程中無毒無害，保障人類健康和環(huán)境安全。01生物可降解開發(fā)可生物降解的工程塑料，以減少對環(huán)境的污染，滿足環(huán)保要求。02再生利用推動工程塑料的再生利用技術(shù)發(fā)展，降低資源消耗，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟。綠色環(huán)保理念下的挑戰(zhàn)與機遇傳感器集成將傳感器技術(shù)與工程塑料相結(jié)合，實現(xiàn)制品的智能化，如智能穿戴設(shè)備、智能家居用品等。自修復(fù)能力研發(fā)具有自修復(fù)能力的工程塑料，提高制品的耐用性和安全性。形狀記憶功能探索形狀記憶工程塑料的應(yīng)用