單元一 高分子材料

學(xué)習(xí)情境九非金屬材料單元一高分子材料一、高分子材料的基本知識高分子材料是以高分子化合物為主要組分的材料。常稱聚合物或高聚物。高分子化合物的分子量一般>104

。高分子化合物有天然的，也有人工合成的。工業(yè)用高分子材料主要是人工合成的。1、高分子化合物的組成由簡單的結(jié)構(gòu)單元重復(fù)連接而成。如由乙烯合成聚乙烯:CH2=CH2+CH2=CH2+

→-CH2-CH2-CH2-CH2-

,[CH2–CH2]n可簡寫成nCH2=CH2→。

組成聚合物的低分子化合物稱為單體。聚合物的分子為很長的鏈條，稱為大分子鏈。[CH2–CH2]n大分子鏈中重復(fù)結(jié)構(gòu)單元(如聚乙烯中

)稱為鏈節(jié)。

聚乙烯分子鏈2、高分子材料的分類⑴按用途分塑料、橡膠、纖維、膠粘劑、涂料等。⑵按聚合物反應(yīng)類型分為加聚物和縮聚物。⑶按聚合物的熱行為分為熱塑性聚合物和熱固性聚合物⑷按主鏈上的化學(xué)組成分為碳鏈聚合物、雜鏈聚合物和元素有機(jī)聚合物二、塑料

高分子工程材料包括塑料、合成纖維、橡膠和膠粘劑等。本節(jié)主要介紹工程上常用的高分子工程材料。

塑料是在玻璃態(tài)下使用的高分子材料。在一定溫度、壓力下可塑制成型，在常溫下能保持其形狀不變。1、塑料的組成

塑料是以樹脂為主要成分，加入各種添加劑。樹脂是塑料的主要成分，對塑料性能起決定性作用。塑料制品添加劑是為改善塑料某些性能而加入的物質(zhì)。填料主要起增強(qiáng)作用；增塑劑用于提高樹脂的可塑性和柔軟性；固化劑用于使熱固性樹脂由線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)；穩(wěn)定劑用于防止塑料老化，延長其使用壽命；潤滑劑用于防止塑料加工時粘在模具上,使制品光亮；著色劑用于塑料制品著色。其他的還有發(fā)泡劑、催化劑、阻燃劑、抗靜電劑等。添加劑2、

塑料的分類按樹脂受熱時行為可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。

按使用范圍可分為通用塑料、工程塑料和特種塑料。通用塑料產(chǎn)量大、價格低、用途廣。

工程塑料力學(xué)性能高，耐熱、耐蝕性能好。特種塑料是指具有某些特殊性能如耐高溫、耐腐蝕的塑料，這類塑料產(chǎn)量少，價格貴，只用于特殊需要的場合。

熱固性塑料制品3、塑料的性能特點塑料的優(yōu)點：相對密度小(一般為0.9~2.3)；耐蝕性、電絕緣性、減摩、耐磨性好；有消音吸振性能。塑料的缺點：剛性差(為鋼鐵材料的1/100~1/10)，強(qiáng)度低；耐熱性差、熱膨脹系數(shù)大（是鋼鐵的10倍）、導(dǎo)熱系數(shù)小(只有金屬的1/200~1/600)；蠕變溫度低、易老化。

4、常用工程塑料⑴一般結(jié)構(gòu)用塑料包括聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)和ABS塑料等。聚丙烯具有優(yōu)良的綜合性能，可制造各種機(jī)械零件。ABS塑料“堅韌、質(zhì)硬、剛性”，應(yīng)用廣泛。PE波紋管PP方向盤ABS閥門PS管聚酰胺又稱尼龍或綿綸，強(qiáng)度較高，耐磨、自潤滑性好，廣泛用作機(jī)械、化工及電氣零件。聚甲醛具有優(yōu)良的綜合性能，廣泛用于汽車機(jī)床、化工、電氣儀表、農(nóng)機(jī)等工業(yè)。尼龍管件PC擋風(fēng)板聚碳酸酯具有優(yōu)良的機(jī)械性能，透明無毒，應(yīng)用廣泛。⑵摩擦傳動零件用塑料包括聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、聚四氟乙烯(PTFE)等。密封件聚四氟乙烯管聚四氟乙烯零件聚四氟乙烯俗稱“塑料王”，具有極優(yōu)越的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性以及優(yōu)越的電性能，幾乎不受任何化學(xué)藥品的腐蝕，摩擦系數(shù)極低，只有0.04。缺點是強(qiáng)度低、加工性差。主要用于減摩密封件、化工耐蝕件與熱交換器以及高頻或潮濕條件下的絕緣材料。

⑶耐蝕用塑料耐蝕用塑料主要有聚四氟乙烯、氯化聚醚(PENTON)、聚丙烯等。氯化聚醚的化學(xué)穩(wěn)定性僅次于聚四氟乙烯，但工藝性比聚四氟乙烯好，成本低。在化學(xué)工業(yè)和機(jī)電工業(yè)獲得廣泛應(yīng)用，如化工設(shè)備零件、管道、襯里等。氯化聚醚防腐蝶閥

⑷耐高溫件用塑料有聚砜(PSF)、聚苯醚(PPO)、聚酰亞胺(PI)及氟塑料等。聚砜的熱穩(wěn)定性高是其聚酰亞胺層壓板

最突出的特點。使用溫度達(dá)150~174℃。用于機(jī)械設(shè)備等工業(yè)。聚苯醚具有良好的綜合性能,用于機(jī)電等方面。聚酰亞胺在260℃下可長期使用。主要用于特殊條件下使用的精密零件。

⑸熱固性塑料熱固性塑料是在樹脂中加入固化劑壓制成型而形成的體形聚合物。

酚醛塑料是以酚醛樹脂為基，加入填料及其他添加劑而制成。廣泛用于制作各種電訊器材和電木制品（如插座、開關(guān)等），耐熱絕緣部件及各種結(jié)構(gòu)件。電器配件三、合成橡膠

橡膠是以高分子化合物為基礎(chǔ)的具有高彈性的材料。1、橡膠的組成和性能特點

工業(yè)用橡膠由生膠和橡膠配合劑組成。生膠無配合劑并未經(jīng)硫化。橡膠配合劑有硫化劑、硫化促進(jìn)劑、防老劑、軟化劑、填充劑、發(fā)泡劑、著色劑等。橡膠最大的特點是高彈性。橡膠有儲能、耐磨、