第十一篇 非金属材料.pdf

11章 非金属材料 11.1 高分子材料 高分子材料又称聚合物材料，是以聚合物为 主加入多种添加剂经过加工后形成的制品。高分 子材料包括天然 分子材料和合成 分子材料。 11.1.1 高分子材料基础知识 1. 高分子材料的概念 高分子材料是指以高分子化合物为主要组分 的材料。 2. 高分子材料的合成 高分子化合物的分子量虽然很大，但它的化 学组成一般并不复杂。它们都是由一种或几种简 单的低分子化合物重复连接而成。 由单体聚合为高聚物的基本方法有两种，一种 是加聚反应；另一种是缩聚反应。 3. 高分子材料的分类 高分子材料种类繁多，按工艺性质可分为塑 料、橡胶、胶黏剂及纤维四类。 塑料：热塑性塑料、热固性塑料 橡胶：天然橡胶、合成橡胶 胶粘剂：有机胶粘剂、无机胶粘剂 纤维：天然纤维、化学纤维 n 4. 高分子化合物分子 的几何形状和特点 （1）线形结构（2 ）支 形结构（3 ）网体形结构 11.1.2 塑料 n 塑料是指以树脂 （天然、合成）为主要成分，再加入其他 添加剂，在一定温度与压力下塑制成形的材料或制品的总 称。 n 1．塑料的组成 （1 ）树脂 树脂是指受热时有软化或熔融范围，在软化时受外 力作用下有流动倾向的高聚物。树脂是组成塑料的最基本 成份，一般树脂所占的质量分数为30 ％～40 ％。 （2 ）添加剂 n 填充剂 提高塑料的力学性能或电性能并降低 成本。 增塑剂 提高塑料的可塑性和柔软性。 稳定剂 提高塑料在加工和使用中对热、光、 氧的稳定性。 润滑剂 提高塑料在加工成形中的流动性和脱 模性。 固化剂 与树脂（聚合物）起化学反应，形成 不溶不熔的交联网络结构。 着色剂 赋予塑料各种色泽。 n 2. 塑料的分类 （1）按塑料的热性能分类 1）热塑性塑料 2 ）热固性塑料 （2 ）按塑料的应用范围分类 1）通用塑料 2 ）工程塑料 3 ）特种塑料 3. 塑料的特性 与金属材料相比，塑料具有密度小、比强度 高、化学稳定性好、电绝缘性好、减 、耐磨、 隔声性能好、自润滑性好等特性。另外，塑料在 绝热性、透光性、工艺性能、生产率、加工成本 低等方面也比一般金属材料优越。 4. 常用塑料的性能及应用 n 聚乙烯（PE ）：优良的耐蚀性、绝缘性。低压聚乙烯：熔 点、刚性、硬度和强度都较高。高压聚乙烯：柔软性、伸 长率、冲击强度和透明性都较好。超高分子质量聚乙烯： 冲击强度高、耐疲劳、耐磨。低压聚乙烯：硬管、板材、 绳索、管道、阀件、齿轮、轴承。高压聚乙烯：塑料薄膜、 软管。超高压聚乙烯：减磨、耐磨件及传动件 n 聚丙烯 （PP ）:密度小，强度、刚性、硬度、耐热性均优 于聚乙烯，可在100℃左右使用。优良的耐蚀性、良好的 高频绝缘性，不受湿度影响，但低温发脆，不耐磨，较易 老化齿轮、泵叶轮、法兰、把手、接头、仪表盒、壳体、 化工管道、杀菌容器和医疗器械等。 n 聚氯乙烯（PVC ）:优良的耐腐蚀性和电绝缘性。硬聚氯乙 烯：强度高、可在15 ～60℃使用。软聚氯乙烯：强度低、 伸长率大，耐腐蚀性和电绝缘性较低，易老化，耐热性和 热稳定性差。在75 ～80℃变软，超过180℃开始分解薄板、 薄膜、耐酸碱软管及电线、电缆包皮、绝缘层、密封件。 聚氯乙烯泡沫塑料：隔热、隔声、防 和各种衬垫等。 n 聚 乙烯 （PS ）:具有良好的耐热蚀、电绝缘性和透光 性，刚性大，着色性好。抗冲击性差、易脆裂、耐热性不 高，最高使用温度不超过80℃透明件、装饰件、各种仪表 外壳、化工贮酸槽及电工绝缘材料。 n ABS塑料：坚韧、质硬、刚性好齿轮、泵叶、轴承、转向 盘、电信器材、仪器仪表外壳等。 n 聚酰胺 （PA ）:坚韧、耐磨、耐疲劳、耐油、抗霉 菌、吸水性大柴油机液压泵齿轮、水泵叶轮、风 扇叶轮及螺钉、螺母、垫圈、高压密封圈、输