第9章--高分子材料

1、第9章 高分子材料,第9章 高分子材料,概述 常用高分子工程材料,9.1 概述,一、高分子材料的分类和命名 1.按聚合物的来源 1）天然聚合物 2）合成聚合物 2.按用途分类 1）塑料 2）橡胶 3）纤维 4）胶粘剂 5）涂料,一、高分子材料的分类和命名,3.按聚合物反应类型分类 1）加聚物由加成聚合反应得到，链节结构与单体结构相同。 2）缩聚物由缩合聚合反应生成，聚合过程中有小分子副产物放出。,一、高分子材料的分类和命名,4.按聚合物的热行为分类 1）热塑性聚合物特点是热软冷硬。 2）热固性聚合物受热时固化，成型后再受热不会软化。,一、高分子材料的分类和命名,5.按主链结构 1）碳链聚合物主

2、链完全由C原子组成 2）杂链聚合物主链中除C原子外，还有O、N、S等原子。 3）元素有机聚合物主链中没有碳原子，主要由Si、P、O、N、S等原子组成，侧基由有机基团组成。,一、高分子材料的分类和命名,6.高分子材料的命名 大多采用习惯命名： 1）在单体原料名称前加“聚”字，如聚乙烯、聚氯乙烯。 2）在单体原料名称后加“树脂”，如环氧树脂、酚醛树脂。 3）采用商品名称，如尼龙、涤纶。 4）采用英文字母缩写，如聚乙烯用PE、聚氯乙烯用PVC。,二、高分子材料的力学状态,大分子链结构形状的三种类型： 1）线型结构的高聚物弹性、塑性好，硬度低，是热塑性材料。 2）支链型结构的高聚物性能与线型结构的近似

3、。 3）体型结构的高聚物硬度高、脆性大，无弹性、无塑性，是热固性材料。,固态高分子聚 合物分为： 晶态和 非晶态两大类,二、高分子材料的力学状态,1.线型非晶态高聚物的力学状态,二、高分子材料的力学状态,1.线型非晶态高聚物的力学状态 1）玻璃态 玻璃化温度Tg ， 塑料、纤维为该状态下使用的高聚物。 2）高弹态 在TgTf之间，橡胶为该状态下使用的高聚物。 3）粘流态 当温度Tf时，是高分子材料的加工态。 Tg玻璃化温度； Tf粘流温度； 常见高分子材料的Tg、Tf见表9-1,二、高分子材料的力学状态,2.线型晶态高聚物的力学状态 温度-变形曲线 Tm熔点温度。,二、高分子材料的力学状态,3

4、.体型高聚物的力学状态与交联点的密度有关 密度小时，链段仍可运动，具有高弹态；而密度大时链段不能运动，此时Tg=Tf，高聚物变得又硬又脆。,三、常用高分子材料的化学反应,1.交联反应指大分子由线型结构转变成体形结构的过程。 该反应使聚合物的力学性能、化学稳定性提高。 2.裂解反应指大分子链在各种外界因素（光、热、辐射、生物等）的作用下，发生链的断裂，分子量下降的过程。 3.聚合物的老化聚合物在长期使用过程中，由于受热、氧、紫外线、微生物等因素的作用发生变硬变脆、变软发粘的现象。 老化的主要原因是大分子链的交联反应或裂解，防止或延缓的方法是加入防老化剂、涂镀保护层。,四、高分子材料的性能特点,1

5、.高弹性 2.高耐蚀性和绝缘性 3.隔热、隔音和减震性好 4.可加工性好,9.2 常用高分子工程材料,工程塑料 合成橡胶 合成纤维,9.2.1 工程塑料,塑料是在玻璃态下使用的高分子材料。 一、工程塑料概述 1.塑料的组成 树脂 塑料的主要组成。 添加剂 其中有：填料、增塑剂、固化剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、发泡剂、催化剂、阻燃剂、抗静电剂等等。,9.2.1 工程塑料,一、工程塑料概述 2.塑料的分类 1）按树脂受热时的行为分为： 热塑性塑料 热固性塑料 2）按使用范围可分为： 通用塑料是生活、工农业生产中不可缺少的材料； 工程塑料是工程技术中用作结构件的材料； 特种塑料指具有特殊性能的材料（

6、耐高温、耐腐蚀）。,9.2.1 工程塑料,一、工程塑料概述 3.塑料的性能特点 优点：相对密度小、耐蚀性好、绝缘性好、减摩、耐磨性好并有消音吸振性能。 缺点：刚性差、强度低、耐热性差、热膨胀系数大、导热系数小、蠕变温度低（常温）、易老化。,二、常用工程塑料,（p176表9-2） 1.产量最大的塑料聚乙烯（PE） 2.最耐疲劳的塑料聚甲醛（POM） 3.打不碎的玻璃聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA） （有机玻璃）,二、常用工程塑料,4.最耐腐蚀的材料聚四氟乙烯（PTFE） （塑料王） 5.密度最小的材料聚氨酯、聚苯乙烯（PS） （泡沫塑料） 6.比钢还强的材料玻璃钢 （玻璃纤维与树脂的复合材料）,9.

7、2.2 合成橡胶,橡胶是以高分子化合物为基础的具有高弹性的材料。 一、橡胶的组成 生胶 未经硫化的橡胶，有天然橡胶和合成橡胶两种。 橡胶配合剂 有硫化剂、硫化促进剂、防老化剂、 软化剂、填充剂、发泡剂、着色剂等。,9.2.2 合成橡胶,二、橡胶的性能特点 最大的特点高弹性； 其弹性模量很低，只有1MPa。 有：储能、耐磨、隔音、绝缘等性能。 应用：密封件、减振件、轮胎、电线外皮等。,9.2.2 合成橡胶,三、常用橡胶材料 天然橡胶 合成橡胶（p178表9-3） 通用橡胶 特种橡胶,9.2.3 合成纤维,纤维凡能保持长度比自身直径大100倍的均匀条状或丝状的高分子材料。 天然纤维 化学纤维 人造纤维 合成纤维,9.2.4 功能高分子材料,功能高分子材料 利用