武汉工程大学聚合物加工原理.docVIP

聚合物加工原理 材料是一切技术发展的物质基础，是技术进步的核心内容。 材料发展阶段 第一代材料：天然材料如石材、木材等； 第二代材料：人造材料如钢材、陶瓷、水泥等； 第三代材料：合成材料如塑料、橡胶等。 材料按化学组成可分为三大类： 金属材料 无机非金属材料 有机高分子材料 材料的制备（加工）、材料的结构、材料的性能、材料的使用性能。 一、高分子材料 定义：一定配合的高分子化合物，经成型加工成一定形状的材料制品。 高分子材料分类： 塑料、橡胶、纤维、涂料、黏合剂等。 塑料和橡胶制品的区别：玻璃化温度。 塑料：热塑性塑料、热固性塑料。 通用塑料：PE、PP、PVC、PS等； 工程塑料：PA、PC、POM、PPO、PET、PBT等。 橡胶：通用橡胶：NR、SBR、BR、IR、IIR、EPDM、CR； 特种橡胶：NBR、MQ、FPM、UR等。 热塑性弹性体：SBS、SIS等。 二 添加剂 添加剂（助剂）：改善高分子材料加工性能和制品的使用性能的辅助材料。 分类：稳定剂（防老剂）——抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂等 增塑剂（软化剂） 填充剂（补强剂） 润滑剂 交联体系（硫化体系） 其他：发泡剂、阻燃剂、防静电剂等。 选用原则：相容性、耐久性、制品性能的制约性、经济性等。 三、高分子材料的制造 1 高分子材料的特征 以塑料为例 优点：比强度高； 电绝缘性、绝热性、耐腐蚀性优良； 减震、消音性能良好； 着色性好，成型加工性优良； 某些塑料还有耐磨性好、透光性好及其他特殊性能。 缺点：模量低、易产生蠕变、疲劳等现象，热膨胀系数大，耐热性较差、易燃。 2 高分子材料的制造 （1）高分子化合物的制造 聚合反应：自由基聚合、离子与配位聚合、缩聚、逐步加成聚合等； 高分子反应：交联、氯化、氯磺化、酯化、硝化、加氢、醚化等； 复合化：高分子合金、高分子化合物/填充剂复合物等。 （2）成型加工 配合：高分子化合物与添加剂混合； 塑料——混合、塑化、造粒 橡胶——塑炼、混炼 成型：通常在Tf（或Tm）以上或附近进行； 一次成型：挤出、注射、压延、模压、吹塑等； 二次成型：热成型； 加工：机械加工、装饰、装配。 四、高分子材料工业的历史与未来 1 高分子材料工业的初创时期 20世纪30年代以前 2 高分子材料工业的发展期 20世纪30年代到70年代 高分子合成工业飞速发展 3 高分子材料全面发展时期 高分子合金、功能高分子、聚合物/无机物复合技术、新型的成型加工技术。 4 我国的高分子材料工业 第一章 高分子材料学 高分子材料学：研究高分子化合物及其制品的特性、结构与性能之间的关系。 第一节 影响高分子材料性能的化学因素 一、构成的元素种类及其连接方式 按主链的构成元素，可将高分子化合物分为三类： 碳链高分子 通用热塑性塑料、通用橡胶。 杂链高分子 C—O、C—N、C—S等，链刚性大、耐热性和力学性能好，可用作工程塑料如PET、PA、POM、PSF及特种橡胶。 元素有机高分子 主链中含硅、磷、硼等元素，如有机硅高分子化合物。 耐热性高。 侧基对高分子化合物性质也有很大影响。 二、立体规整性 高分子空间构型： 等规（全同） 间 规 无 规 PP PS 顺 式 反 式 NR 天然橡胶 呈皮革状、质地坚硬 BR 通用橡胶 呈树脂状 三、共聚物组成 四、交联 改善高分子材料的力学性能、耐热性能、化学稳定性和使用性能等。 橡胶：生胶使用价值很低，硫化可提高强度、弹性等； 热固性塑料：PF、UF、EP、UP； 泡沫塑料：PE、PVC、PU。 五、端基 1、热性能 分子量较低时，使熔点↓。 2、光热稳定