第06章合成高分子材料课件.ppt

1、第第06章章 合成高分子材料合成高分子材料张洪青张洪青第第 2页页n高分子化合物高分子化合物（macromolecular compound），又称又称聚合物或高聚物聚合物或高聚物，指的是分子量很大的，指的是分子量很大的有机物质（分子量一般在有机物质（分子量一般在104106以上，分子以上，分子量在量在5000以上就称为高分子化合物）。以高以上就称为高分子化合物）。以高分子化合物为主要成分的材料的称为分子化合物为主要成分的材料的称为聚合物聚合物材料或高分子材料材料或高分子材料。n高分子化合物有天然的和合成的两大类，高高分子化合物有天然的和合成的两大类，高分子材料也分为天然高分子材料和合成高分分

2、子材料也分为天然高分子材料和合成高分子材料。子材料。n常见的合成高分子材料有：常见的合成高分子材料有：塑料、橡胶、化塑料、橡胶、化学纤维、以及某些胶粘剂、涂料等。学纤维、以及某些胶粘剂、涂料等。第第 3页页6.1 高分子材料的基本知识高分子材料的基本知识 n6.1.1 合成高分子化合物的制备合成高分子化合物的制备 n合成高分子化合物是由低分子量的有机化合合成高分子化合物是由低分子量的有机化合物物(称为单体称为单体)聚合而成。按聚合反应方式的不聚合而成。按聚合反应方式的不同，分为同，分为加聚聚合与缩聚聚合加聚聚合与缩聚聚合。n1.加成聚合（加聚）加成聚合（加聚）n加成聚合也称加聚聚合加成聚合也称

3、加聚聚合，通常是在催化剂的，通常是在催化剂的存在下，含有双键的单体打开双键，相互连存在下，含有双键的单体打开双键，相互连接而得到聚合物长链分子。加聚反应生成的接而得到聚合物长链分子。加聚反应生成的高分子化合物称高分子化合物称聚合树脂聚合树脂，它们多在原始单，它们多在原始单体名称前冠以体名称前冠以“聚聚”字命名。加聚反应的特字命名。加聚反应的特点是反应过程中点是反应过程中不产生副产物不产生副产物。第第 4页页实例以氯乙烯（以氯乙烯（VC）为单体，通过聚合生成聚氯乙烯（）为单体，通过聚合生成聚氯乙烯（PVC）。）。n CH2CHCH2CHCH2CHCH2CHCH2CH简写ClClClClClClC

4、H2CHn重复结构单元n单体（单体（monomer）n能够形成结构单元的分子所组成的化合物，即聚合时的小分子原料。能够形成结构单元的分子所组成的化合物，即聚合时的小分子原料。n重复结构单元（重复结构单元（structural repeat unit）n高分子链中重复出现的单元，即链节（高分子链中重复出现的单元，即链节（chain element）。）。n聚合度（聚合度（degree of polymerization）n重复结构单元数目，即链节数。在结构式中用重复结构单元数目，即链节数。在结构式中用n表示。聚合度愈高，表示。聚合度愈高，分子量愈大。分子量愈大。n在加聚反应过程中，由一种单体加聚

5、而得的称为在加聚反应过程中，由一种单体加聚而得的称为均聚物均聚物；由；由两种或两种以上单体共加聚称为两种或两种以上单体共加聚称为共聚共聚，通过单体的共聚可以，通过单体的共聚可以得到各种性能优良的塑料。得到各种性能优良的塑料。第第 5页页2.缩聚聚合（缩聚）缩聚聚合（缩聚）n又称缩合聚合又称缩合聚合，是由含有活性官能团的两个或两个以上的单，是由含有活性官能团的两个或两个以上的单体，在加热和催化剂的作用下，经缩合反应，相互连接而得体，在加热和催化剂的作用下，经缩合反应，相互连接而得到高分子量的聚合物，并到高分子量的聚合物，并同时析出水、氨、醇等副产物同时析出水、氨、醇等副产物。n缩聚反应生成的高分

6、子化合物称缩聚反应生成的高分子化合物称缩合树脂缩合树脂。缩合树脂多在原。缩合树脂多在原始单体名称后加上始单体名称后加上“树脂树脂”两字命名。两字命名。n若参加缩聚反应的单体若参加缩聚反应的单体只有两个官能团只有两个官能团，则只能，则只能生成直链聚合物生成直链聚合物，如，如聚对苯二甲酸乙二醇脂（聚对苯二甲酸乙二醇脂（PET）；）；n若参加缩聚反应的单体若参加缩聚反应的单体有两个以上的官能团有两个以上的官能团，则聚合后就会生成不溶、，则聚合后就会生成不溶、不熔的三维网状聚合物，也称为不熔的三维网状聚合物，也称为热固性树脂热固性树脂。第第 6页页6.1.2 高分子化合物的分子特征高分子化合物的分子特

7、征 n高分子化合物按其链节在空间排列的几何形状，可分为线型高分子化合物按其链节在空间排列的几何形状，可分为线型聚合物和体型聚合物两类。聚合物和体型聚合物两类。n1.线型聚合物线型聚合物n线型聚合物各链节连接成一个长链，或带有支链，即：线型线型聚合物各链节连接成一个长链，或带有支链，即：线型聚合物包括聚合物包括线型和支链型线型和支链型。这种聚合物可以溶解在一定溶剂。这种聚合物可以溶解在一定溶剂中，可以软化，甚至熔化。中，可以软化，甚至熔化。n线型结构的合成树脂可反复加热软化，冷却硬化，故称为线型结构的合成树脂可反复加热软化，冷却硬化，故称为热热塑性树脂塑性树脂。图图6-1 6-1 聚合物分子形状

8、示意图聚合物分子形状示意图第第 7页页2.体型聚合物体型聚合物 n体型聚合是线型大分子间相互交联，形成网体型聚合是线型大分子间相互交联，形成网状的三维聚合物。这种聚合物制备成型后再状的三维聚合物。这种聚合物制备成型后再加热时不软化，也不能流动。加热时不软化，也不能流动。n属于体型高分子（网状结构）有：属于体型高分子（网状结构）有：酚醛树脂酚醛树脂（PF）、不饱和聚酯（）、不饱和聚酯（UP），环氧树脂），环氧树脂（EP），脲醛树脂（），脲醛树脂（UF）等。）等。n体型结构的合成树脂仅在第一次加热时软化，体型结构的合成树脂仅在第一次加热时软化，并且分子间产生化学交联而固化，以后再加并且分子间产生化

9、学交联而固化，以后再加热不会软化，故称为热不会软化，故称为热固性树脂热固性树脂。第第 8页页6.1.3 高分子化合物的聚集状态高分子化合物的聚集状态 n根据物质的根据物质的聚集态结构聚集态结构，可以把高分子化合，可以把高分子化合物分为两大类：物分为两大类：n晶态晶态n非晶态非晶态第第 9页页1晶态结构聚合物晶态结构聚合物 n聚合物晶体具有晶体不完善、熔点不精确及结晶速度较慢等聚合物晶体具有晶体不完善、熔点不精确及结晶速度较慢等特点。分子链结构和分子量大小对结晶的难易程度及结晶速特点。分子链结构和分子量大小对结晶的难易程度及结晶速度影响很大，度影响很大，分子链结构愈简单、对称性愈强，愈容易结晶，

10、分子链结构愈简单、对称性愈强，愈容易结晶，结晶速度也愈大。结晶速度也愈大。晶态聚合物一般为晶态聚合物一般为不透明或半透明体。不透明或半透明体。n结晶聚合物结晶聚合物中晶区与中晶区与非晶区互相穿插，同非晶区互相穿插，同时存在。在晶区中分时存在。在晶区中分子链相互平行排列成子链相互平行排列成规整的结构，但晶区规整的结构，但晶区尺寸很小，尺寸很小，一条分子一条分子链可以同时穿过几个链可以同时穿过几个晶区和非晶区晶区和非晶区，在通，在通常情况下，晶区是无常情况下，晶区是无规取向，而在非晶区规取向，而在非晶区中，分子链的堆砌是中，分子链的堆砌是完全无序的。完全无序的。第第 10页页2非晶态高分子化合物非

11、晶态高分子化合物 n非晶型的聚合物非晶型的聚合物通常都是通常都是坚硬而透明坚硬而透明的，其分子链的，其分子链呈无规线团状，线团分子之间呈无规则的相互缠绕。呈无规线团状，线团分子之间呈无规则的相互缠绕。第第 11页页n非晶态高分子化合物非晶态高分子化合物中，由于长分子链及其柔顺性中，由于长分子链及其柔顺性的不同，常具有三种力学性能不同的物理状态：的不同，常具有三种力学性能不同的物理状态：玻玻璃态、高弹态、粘流态璃态、高弹态、粘流态。第第 12页页1.玻璃态玻璃态 n当温度较低时，高分子化合物的分子热运动的能量当温度较低时，高分子化合物的分子热运动的能量很小，很小，所有分子间的运动和链段的运动都停

12、止所有分子间的运动和链段的运动都停止了，了，整个物质表现为非晶态的固体，和无机玻璃一样，整个物质表现为非晶态的固体，和无机玻璃一样，所以叫所以叫玻璃态玻璃态。这时分子的排列呈近程有序远程无。这时分子的排列呈近程有序远程无序的状态。序的状态。n使聚合物保持玻璃态的上限温度称为使聚合物保持玻璃态的上限温度称为玻璃化转变温玻璃化转变温度度(Tg)。塑料的玻璃化转变温度。塑料的玻璃化转变温度(Tg)高于室温，所以高于室温，所以塑料是常温下呈玻璃态的非晶态高聚物。换句话说，塑料是常温下呈玻璃态的非晶态高聚物。换句话说，玻璃态是塑料的使用状态，玻璃态是塑料的使用状态，凡室温下处于玻璃态的凡室温下处于玻璃态

13、的聚合物都可用作塑料聚合物都可用作塑料。n玻璃态高聚物处于低于玻璃态高聚物处于低于Tg的某一温度时，分子振动的某一温度时，分子振动也被也被“冻结冻结”，这时加以外力，会出现不能拉伸的，这时加以外力，会出现不能拉伸的脆性现象，这个温度为脆性现象，这个温度为脆化温度脆化温度(Tb)。第第 13页页2.高弹态高弹态 n当温度升高到玻璃化转变温度当温度升高到玻璃化转变温度Tg以上以上(在在Tg和和Tf之间之间)时，分子热运动的能量增高，时，分子热运动的能量增高，链段能运动，但大分链段能运动，但大分子链仍被冻结子链仍被冻结，聚合物受到外力作用时，由于链段，聚合物受到外力作用时，由于链段能自由运动，产生的

14、变形较大，弹性模量较小，外能自由运动，产生的变形较大，弹性模量较小，外力除去后又会逐步恢复原状，并且变形是可逆的，力除去后又会逐步恢复原状，并且变形是可逆的，这种状态称为这种状态称为高弹态高弹态。n例如许多橡胶能近乎完全可恢复地被拉伸到例如许多橡胶能近乎完全可恢复地被拉伸到500甚至更甚至更多。多。n使聚合物保持高弹态的上限温度，称为使聚合物保持高弹态的上限温度，称为粘流温度粘流温度(Tf）。n高弹态是橡胶的使用状态，高弹态是橡胶的使用状态，凡室温下处于高弹态的凡室温下处于高弹态的聚合物均可用作橡胶聚合物均可用作橡胶，因此，高弹态也叫橡胶态。，因此，高弹态也叫橡胶态。第第 14页页3.粘流态粘

15、流态 n温度继续上升到粘流温度温度继续上升到粘流温度Tf以上，分子动能增以上，分子动能增加到加到整个分子链都可以移动整个分子链都可以移动的时候，整个体的时候，整个体系成为可以流动的粘稠液体，这时的状态称系成为可以流动的粘稠液体，这时的状态称为为粘流态粘流态。这时给以外力，分子间产生滑动。这时给以外力，分子间产生滑动而变形，除去外力后，不能恢复原状，这种而变形，除去外力后，不能恢复原状，这种变形称为变形称为塑性变形塑性变形。如果将温度降低到。如果将温度降低到Tf以下，以下，形状就被固定下来；利用高聚物的这种特性，形状就被固定下来；利用高聚物的这种特性，进行某些高聚物的加工塑造成型。进行某些高聚物

16、的加工塑造成型。第第 15页页常见的高聚物特征温度常见的高聚物特征温度nTg-玻璃化温度（玻璃化温度（glass-transition temperature）nTm-熔点（熔点（melting point）nTf-粘流温度（粘流温度（viscous flow temperature）nTs-软化温度（软化温度（softening temperature）nTd-热分解温度（热分解温度（thermal destruction temperature）nTb-脆化温度（脆化温度（brittlenss temperature）第第 16页页n非晶态高聚物的三种物理状态的对比非晶态高聚物的三种物理状

17、态的对比三种物理三种物理状态状态运动单元运动单元力学行为特征力学行为特征应用应用玻璃态玻璃态TbTg键长、键角键长、键角基团基团形变小，并且形变可逆，形变小，并且形变可逆，属于普弹性能。结构类似属于普弹性能。结构类似玻璃，弹性模量大。玻璃，弹性模量大。塑料、纤维塑料、纤维高弹态高弹态TgTf链段链段形变大，形变可逆，弹性形变大，形变可逆，弹性模量较小。模量较小。橡胶橡胶粘流态粘流态TfTd链段、大分链段、大分子链子链形变为不可逆，属于永久形变为不可逆，属于永久形变，无强度。流动取决形变，无强度。流动取决于相对分子质量大小。于相对分子质量大小。成型加工、油漆、成型加工、油漆、黏合剂黏合剂第第 1

18、7页页n完全结晶的聚合物完全结晶的聚合物的温度的温度-形变曲线有所不同，在形变曲线有所不同，在熔熔点点Tm以前不出现高弹态，而是保持结晶态；当温度以前不出现高弹态，而是保持结晶态；当温度升高到熔点以上时，若分子量足够大，则出现高弹升高到熔点以上时，若分子量足够大，则出现高弹态，若分子量很小，则直接进入粘流态。态，若分子量很小，则直接进入粘流态。第第 18页页n当温度一定时，当温度一定时，不同聚合物可能不同聚合物可能处于不同的物理处于不同的物理状态，因此，表状态，因此，表现出不同的力学现出不同的力学性能。性能。n某一恒定室温下，某一恒定室温下，各种聚合物的应各种聚合物的应力力-应变曲线可应变曲线

19、可归纳为如图所示归纳为如图所示的五种类型。的五种类型。第第 19页页线槽为何不用橡胶线槽为何不用橡胶 n请观察橡胶与塑料的变形与温度关系图，讨论线槽请观察橡胶与塑料的变形与温度关系图，讨论线槽为何用塑料而不用橡胶。为何用塑料而不用橡胶。橡胶 塑料橡胶与塑料的变形与温度关系图第第 20页页6.1.4 合成高分子材料的性能特点合成高分子材料的性能特点 n1.性能优点性能优点n优良的加工性能。优良的加工性能。n质轻。如大多塑料密度在质轻。如大多塑料密度在0.92.2g/m3之间，平之间，平均为均为1.45g/cm3，约为钢的，约为钢的1/5。n导热系数小。如泡沫塑料的导热系数只有导热系数小。如泡沫塑

20、料的导热系数只有0.020.046W/（mK）。）。n化学稳定性较好。一般塑料对酸、碱、盐及油化学稳定性较好。一般塑料对酸、碱、盐及油脂均有较好的耐腐蚀能力。脂均有较好的耐腐蚀能力。n电绝缘性好。电绝缘性好。n功能的可设计性强。功能的可设计性强。n出色的装饰性能。出色的装饰性能。第第 21页页n2.性能缺点性能缺点 n易老化。所谓老化是指高分子化合物在阳光、易老化。所谓老化是指高分子化合物在阳光、空气、热以及环境介质中的酸、碱、盐等作用下，空气、热以及环境介质中的酸、碱、盐等作用下，分子组成和结构发生变化，致使其性质变化，如分子组成和结构发生变化，致使其性质变化，如失去弹性、出现裂纹、变硬、脆

21、或变软、发粘失失去弹性、出现裂纹、变硬、脆或变软、发粘失去原有的使用功能的现象。塑料、有机涂料和有去原有的使用功能的现象。塑料、有机涂料和有机胶粘剂都会出现老化。机胶粘剂都会出现老化。n可燃性及毒性。可燃性及毒性。高分子材料一般属于可燃的材高分子材料一般属于可燃的材料。料。n耐热性差。耐热性差。高分子材料的耐热性能普通较差，高分子材料的耐热性能普通较差，如使用温度偏高会促进其老化，甚至分解；塑料如使用温度偏高会促进其老化，甚至分解；塑料受热会发生变形。受热会发生变形。6.2 建筑塑料建筑塑料 第第 23页页6.2.1 塑料的组成和分类塑料的组成和分类 n1.塑料的组成塑料的组成 n（1）树脂。

22、）树脂。树脂在塑料中起粘结组分的作用，所以也称为粘树脂在塑料中起粘结组分的作用，所以也称为粘料。它是塑料的主要成分，约占塑料的料。它是塑料的主要成分，约占塑料的4060。n(2)填充剂。填充剂。填充剂又称填料，是塑料的另一重要组分，约占填充剂又称填料，是塑料的另一重要组分，约占塑料重量的塑料重量的2050。n(3)增塑剂。增塑剂。增塑剂是能够增加树脂的塑性、改善加工性、赋增塑剂是能够增加树脂的塑性、改善加工性、赋予制品柔韧性的一种添加剂。予制品柔韧性的一种添加剂。n(4)稳定剂。稳定剂。稳定剂包括热稳定剂和光稳定剂两类。稳定剂包括热稳定剂和光稳定剂两类。n(5)润滑剂。润滑剂。为防止塑料在成型

23、过程中粘附在模具或其他设备为防止塑料在成型过程中粘附在模具或其他设备上，所加入的少量物质称为润滑剂。上，所加入的少量物质称为润滑剂。n(6)固化剂。固化剂。又称硬化剂或交联剂，是一类受热能释放游离基又称硬化剂或交联剂，是一类受热能释放游离基来活化高分子链，使它们发生化学反应，由线型结构转变为来活化高分子链，使它们发生化学反应，由线型结构转变为体型结构的一种添加剂。其主要作用是在聚合物分子链之间体型结构的一种添加剂。其主要作用是在聚合物分子链之间产生横跨链，使大分子交联。产生横跨链，使大分子交联。第第 24页页2.塑料分类塑料分类 n(1)按塑料受热时的变化特点，塑料分为：按塑料受热时的变化特点

24、，塑料分为：n热塑性塑料：热塑性塑料：特点是受热时软化或熔融，冷却后硬化，再特点是受热时软化或熔融，冷却后硬化，再加热时又可软化，冷却后又硬化，这一过程可反复多次进加热时又可软化，冷却后又硬化，这一过程可反复多次进行，而树脂的化学结构基本不变，始终呈线型或支链型。行，而树脂的化学结构基本不变，始终呈线型或支链型。热塑性塑料的耐热性较低，刚度小，但抗冲击韧性好。常热塑性塑料的耐热性较低，刚度小，但抗冲击韧性好。常用的热塑性塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、用的热塑性塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚碳酸酯，聚酰胺，聚甲醛、聚碳酸酯，聚酰胺，ABS塑料等。塑料等。n热固性

25、塑料：热固性塑料：特点是受热时软化或熔融，可塑造成型，随特点是受热时软化或熔融，可塑造成型，随着进一步加热，产生化学变化，相邻的分子相互连接（交着进一步加热，产生化学变化，相邻的分子相互连接（交联）而逐渐硬化，最终成为不能熔化和溶解的塑料制品。联）而逐渐硬化，最终成为不能熔化和溶解的塑料制品。该过程不能反复进行，再加热时不再软化或改变外观形状，该过程不能反复进行，再加热时不再软化或改变外观形状，只有在强热下则分解破坏。热固性塑料的耐热性较高，刚只有在强热下则分解破坏。热固性塑料的耐热性较高，刚度大，质硬而脆。常用的热固性塑料有酚醛、环氧、不饱度大，质硬而脆。常用的热固性塑料有酚醛、环氧、不饱和

26、聚酯、有机硅塑料等。和聚酯、有机硅塑料等。第第 25页页n(2)按塑料的功能和用途，塑料分为：按塑料的功能和用途，塑料分为：n通用塑料：通用塑料：是指产量大、价格低、应用范围广的塑料。这是指产量大、价格低、应用范围广的塑料。这类塑料主要包括六大品种，即类塑料主要包括六大品种，即聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛和胺基塑料聚苯乙烯、酚醛和胺基塑料。其产量占全部塑料产量的四。其产量占全部塑料产量的四分之三以上。分之三以上。n工程塑料：工程塑料：是指机械强度高，刚性较大，可以代替钢铁和是指机械强度高，刚性较大，可以代替钢铁和有色金属制造机械零件和工程结构的塑料。这类塑

27、料除具有色金属制造机械零件和工程结构的塑料。这类塑料除具有较高强度外，还具有很好的耐腐蚀性、耐磨性、自润滑有较高强度外，还具有很好的耐腐蚀性、耐磨性、自润滑性及尺寸稳定性等特点。主要包括性及尺寸稳定性等特点。主要包括聚酰胺、聚酰胺、ABS，聚碳酸，聚碳酸酯塑料等酯塑料等。n特种塑料：特种塑料：是指耐热（能在是指耐热（能在100200以上温度下工作）以上温度下工作）或具有特殊性能和特殊用途的塑料。其产量少、价格高。或具有特殊性能和特殊用途的塑料。其产量少、价格高。主要包括主要包括有机硅、环氧、不饱和聚酯、有机玻璃、聚酰亚有机硅、环氧、不饱和聚酯、有机玻璃、聚酰亚胺、有机氟塑料等胺、有机氟塑料等。

28、第第 26页页6.2.2 常用塑料常用塑料 n1.热塑性塑料热塑性塑料 n(1)聚乙烯聚乙烯(PE)聚乙烯由乙烯单体聚合而成。聚乙烯由乙烯单体聚合而成。根据合成方法根据合成方法不同不同,可分为高压、中压和低压三种。可分为高压、中压和低压三种。n聚乙烯塑料具有优良的耐化学稳定性，强度较高，耐低温性聚乙烯塑料具有优良的耐化学稳定性，强度较高，耐低温性能良好，工作温度可低达能良好，工作温度可低达70，但耐热性较差。在建筑上，但耐热性较差。在建筑上使用聚乙烯塑料制成各种冷水管子，储存冷水的水箱以及耐使用聚乙烯塑料制成各种冷水管子，储存冷水的水箱以及耐腐蚀管道，防潮防水工程上用的薄膜等。腐蚀管道，防潮防

29、水工程上用的薄膜等。PEPE管材管材第第 27页页(2)聚丙烯聚丙烯(PP)n聚丙烯由丙烯单体聚合而成。聚丙烯由丙烯单体聚合而成。其刚性大其刚性大,强度、硬度和弹性强度、硬度和弹性等机械性能均高于聚乙烯。密度仅为等机械性能均高于聚乙烯。密度仅为0.90g/cm30.91g/cm3,是常用塑料中最轻的。耐热性良好是常用塑料中最轻的。耐热性良好,长期使用温度为长期使用温度为100110。具有优良的电绝缘性能和耐蚀性能，在常温下能耐酸、。具有优良的电绝缘性能和耐蚀性能，在常温下能耐酸、碱碱,所以经常制作成所以经常制作成导线外皮导线外皮。但聚丙烯的冲击韧性差，耐低。但聚丙烯的冲击韧性差，耐低温及抗老化

30、性也差。可用于制作某些零部件，如法兰、齿轮、温及抗老化性也差。可用于制作某些零部件，如法兰、齿轮、风扇叶轮、泵叶轮、把手及壳体等，还可制作化工管道、容风扇叶轮、泵叶轮、把手及壳体等，还可制作化工管道、容器、医疗器械等。器、医疗器械等。PPPP制成电容器外皮制成电容器外皮第第 28页页(3)聚氯乙烯聚氯乙烯(PVC)n聚氯乙烯是由乙炔气体和氯化氢合成氯乙烯，再聚聚氯乙烯是由乙炔气体和氯化氢合成氯乙烯，再聚合而成。合而成。n聚氯乙烯树脂是一种无色、半透明的聚合物，遇到聚氯乙烯树脂是一种无色、半透明的聚合物，遇到高温（高温（100以上）会分解变质破坏。以上）会分解变质破坏。n聚氯乙烯树脂加入不同量的

31、增塑剂，可制得硬质或聚氯乙烯树脂加入不同量的增塑剂，可制得硬质或软质塑料。软质塑料。n硬质聚氯乙烯硬质聚氯乙烯的密度为的密度为1.381.43g/cm3，机械强度高，化，机械强度高，化学稳定性好，使用温度范围一般在学稳定性好，使用温度范围一般在-15+55之间，适宜之间，适宜制造塑料门窗、下水管、线槽、板材、楼梯及各种栏杆扶制造塑料门窗、下水管、线槽、板材、楼梯及各种栏杆扶手等。手等。n当增塑剂加入量达当增塑剂加入量达30%40时，便制得时，便制得软质聚氯乙烯软质聚氯乙烯，常制成薄膜。还可用于制作耐酸耐碱软管、电缆外皮、导常制成薄膜。还可用于制作耐酸耐碱软管、电缆外皮、导线绝缘层等。线绝缘层等

32、。第第 29页页PVC第第 30页页日韩保鲜膜风波日韩保鲜膜风波第第 31页页(4)聚苯乙烯聚苯乙烯(PS)n聚苯乙烯由苯乙烯单体聚合而成。它的特点是聚苯乙烯由苯乙烯单体聚合而成。它的特点是透明透明度好度好（仅次于有机玻璃），具有良好的耐蚀性、电（仅次于有机玻璃），具有良好的耐蚀性、电绝缘性。缺点是抗冲击性差，易脆裂，易燃、不耐绝缘性。缺点是抗冲击性差，易脆裂，易燃、不耐热热（使用温度不超过（使用温度不超过80）。n聚苯乙烯主要以聚苯乙烯主要以板材、模制品以及泡沫塑料板材、模制品以及泡沫塑料用于工用于工程中，如厕所水箱、照明用配件等。加入发泡剂制程中，如厕所水箱、照明用配件等。加入发泡剂制得的

33、泡沫聚苯乙烯制品工程中一般用作隔热或隔音得的泡沫聚苯乙烯制品工程中一般用作隔热或隔音材料，另外它也是很好的包装材料。材料，另外它也是很好的包装材料。n聚苯乙烯塑料还可用以制造纺织聚苯乙烯塑料还可用以制造纺织工业中的纱管、纱绽、线轴；电工业中的纱管、纱绽、线轴；电子工业中的仪表零件、设备外壳；子工业中的仪表零件、设备外壳；化工中的储槽、管道、弯头；车化工中的储槽、管道、弯头；车辆上的灯罩、透明窗；电工绝缘辆上的灯罩、透明窗；电工绝缘材料等。材料等。聚苯乙烯原料第第 32页页(5)ABS塑料塑料 nABS塑料是丙烯腈（塑料是丙烯腈（A）、丁）、丁二烯（二烯（B）和苯乙烯（）和苯乙烯（S）的）的三元

34、共聚物。三者的比例是：三元共聚物。三者的比例是：丙烯腈丙烯腈1030、丁二烯、丁二烯2341，苯乙烯，苯乙烯2967。即即ABS塑料具备了三者的综塑料具备了三者的综合优良性能。合优良性能。nABS塑料综合机械性能良好，同时尺寸稳定，容易塑料综合机械性能良好，同时尺寸稳定，容易电镀和易于成形，耐热性较好，在电镀和易于成形，耐热性较好，在-40的低温下仍的低温下仍有一定的机械强度。可制造齿轮、泵叶轮、轴承、有一定的机械强度。可制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、储槽内衬、电机外壳、仪表壳、仪表把手、管道、储槽内衬、电机外壳、仪表壳、仪表盘、蓄电池槽、水箱外壳等。近来在汽车零件上的盘、蓄电池槽、水箱

35、外壳等。近来在汽车零件上的应用发展很快，如作档泥板、扶手、热空气调节导应用发展很快，如作档泥板、扶手、热空气调节导管，以及小轿车车身等。管，以及小轿车车身等。第第 33页页(6)聚酰胺聚酰胺(PA)n又称尼龙或锦纶又称尼龙或锦纶,是由二元胺与二元酸缩合而成，或是由二元胺与二元酸缩合而成，或由氨基酸脱水成内酰胺再聚合而得，有尼龙由氨基酸脱水成内酰胺再聚合而得，有尼龙610、66、6等多个品种。尼龙具有突出的耐磨性和自润滑性能；等多个品种。尼龙具有突出的耐磨性和自润滑性能；良好的韧性，强度较高良好的韧性，强度较高(因吸水不同而异因吸水不同而异)；耐蚀性好，；耐蚀性好，如耐水、油、一般溶剂、许多化学

36、药剂，抗霉、抗如耐水、油、一般溶剂、许多化学药剂，抗霉、抗菌，无毒；成形性能也好。菌，无毒；成形性能也好。尼龙轴套尼龙轴套 尼龙拉杆尼龙拉杆 第第 34页页(7)聚碳酸酯聚碳酸酯(PC)n聚碳酸酯誉称聚碳酸酯誉称“透明金属透明金属”，具有优良的综合性能。冲击韧，具有优良的综合性能。冲击韧性和延性突出；抗蠕变性能好，尺寸稳定性高。吸水性小。性和延性突出；抗蠕变性能好，尺寸稳定性高。吸水性小。绝缘性能优良。制造精密齿轮、蜗轮、蜗杆、齿条等。绝缘性能优良。制造精密齿轮、蜗轮、蜗杆、齿条等。n聚碳酸酯（聚碳酸酯（PC）阳光板有极好的透光性，大量用于大型展馆）阳光板有极好的透光性，大量用于大型展馆的采光

37、天幕和外罩；聚碳酸酯的的采光天幕和外罩；聚碳酸酯的透光率可以达透光率可以达93。新广州体育管屋顶新广州体育管屋顶用聚碳酸酯阳光板用聚碳酸酯阳光板第第 35页页(8)氟塑料氟塑料 n氟塑料的优越性是耐高、低温，耐腐蚀，耐老化和电绝缘性氟塑料的优越性是耐高、低温，耐腐蚀，耐老化和电绝缘性能很好，且吸水性和摩擦系数低。能很好，且吸水性和摩擦系数低。聚四氟乙烯聚四氟乙烯（F4）俗称俗称塑料王塑料王，具有非常优良的耐高、低温性能，具有非常优良的耐高、低温性能,缺点是强度低，冷缺点是强度低，冷流性强。主要用于制作减摩密封零件、化工耐蚀零件与热交流性强。主要用于制作减摩密封零件、化工耐蚀零件与热交换器，以及

38、高频或潮湿条件下的绝缘材料。换器，以及高频或潮湿条件下的绝缘材料。氟塑料制隔膜阀氟塑料制隔膜阀 氟塑料制管道补偿器氟塑料制管道补偿器 第第 36页页(9)聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)n聚甲基丙烯酸甲酯是由丙酮、氰化物和甲醇反应生产的甲基聚甲基丙烯酸甲酯是由丙酮、氰化物和甲醇反应生产的甲基丙烯酸甲酯单体经聚合而成。聚甲基丙烯酸甲酯不加其他组丙烯酸甲酯单体经聚合而成。聚甲基丙烯酸甲酯不加其他组分时，制成的塑料，俗称分时，制成的塑料，俗称有机玻璃有机玻璃。有机玻璃的透明度比无。有机玻璃的透明度比无机玻璃还高机玻璃还高,透光率达透光率达92%；密度也只有无机玻璃的一半；密度也只有无机玻

39、璃的一半,为为1.18g/cm3。机械性能比普通玻璃高得多。机械性能比普通玻璃高得多(与温度有关与温度有关)。透明机箱透明机箱第第 37页页2.热固性塑料热固性塑料 n(1)酚醛塑料酚醛塑料(PE)n酚醛树脂是由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水酚醛树脂是由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。洗而制成的树脂。n热塑性酚醛树脂热塑性酚醛树脂是以苯酚和甲醛的用量大于是以苯酚和甲醛的用量大于1的摩尔比，在酸的摩尔比，在酸性催化剂（常用盐酸）作用下缩聚而成。主要用于制造压塑性催化剂（常用盐酸）作用下缩聚而成。主要用于制造压塑粉，也用于制造层压塑料、清漆和胶粘剂。粉，也用于制造

40、层压塑料、清漆和胶粘剂。n热固性酚醛树脂热固性酚醛树脂是以苯酚和甲醛的用量小于是以苯酚和甲醛的用量小于1的摩尔比，在碱的摩尔比，在碱性催化剂（常用氨水、氢氧化钠）作用下生成。常将其固化性催化剂（常用氨水、氢氧化钠）作用下生成。常将其固化过程分为过程分为A、B、C三个阶段。具有可溶可熔性的预聚体称作三个阶段。具有可溶可熔性的预聚体称作阶酚醛树脂阶酚醛树脂；交联固化为不溶不熔的最终状态称；交联固化为不溶不熔的最终状态称阶酚醛阶酚醛树脂树脂；在溶剂中溶胀但又不完全溶解，受热软化但不熔化的；在溶剂中溶胀但又不完全溶解，受热软化但不熔化的中间状态称中间状态称B阶酚醛树脂阶酚醛树脂，热固性酚醛树脂存放过程

41、中粘度，热固性酚醛树脂存放过程中粘度逐渐增大，最后可变成不溶不熔的阶树脂。其逐渐增大，最后可变成不溶不熔的阶树脂。其存放期一般存放期一般不超过个月不超过个月。热固性酚醛树脂可用于制造各种层压塑。热固性酚醛树脂可用于制造各种层压塑料、压塑粉、清漆、而腐蚀塑料、胶粘剂和改性其他高聚物。料、压塑粉、清漆、而腐蚀塑料、胶粘剂和改性其他高聚物。第第 38页页(2)环氧塑料环氧塑料(EP)n为环氧树脂加入固化剂后形成的热固性塑料。环氧塑料强度为环氧树脂加入固化剂后形成的热固性塑料。环氧塑料强度较高，韧性较好；尺寸稳定性高和耐久性好；具有优良的绝较高，韧性较好；尺寸稳定性高和耐久性好；具有优良的绝缘性能；耐

42、热、耐寒；化学稳定性很高；成形工艺性能好。缘性能；耐热、耐寒；化学稳定性很高；成形工艺性能好。缺点是有某些毒性缺点是有某些毒性。环氧树脂是很好的胶粘剂，对各种材料。环氧树脂是很好的胶粘剂，对各种材料(金属及非金属金属及非金属)都有很强的胶粘能力。环氧塑料用于制作塑都有很强的胶粘能力。环氧塑料用于制作塑料模具、精密量具、灌封电器、配制飞机漆、油船漆、罐头料模具、精密量具、灌封电器、配制飞机漆、油船漆、罐头涂料、印刷线路板。涂料、印刷线路板。环氧配制导弹上涂料环氧配制导弹上涂料 环氧塑料粉末环氧塑料粉末 第第 39页页 3.塑料制品塑料制品 n塑料在土木工程中常用于制作塑料门窗、管材和型塑料在土木

43、工程中常用于制作塑料门窗、管材和型材等。材等。n（1）塑料门窗）塑料门窗 n塑料门窗分为塑料门窗分为全塑门窗及复合塑料门窗全塑门窗及复合塑料门窗两类，全塑门窗多两类，全塑门窗多采用改性聚氯乙烯树脂制造。复合塑料门窗常用的种类为采用改性聚氯乙烯树脂制造。复合塑料门窗常用的种类为塑钢门窗。塑钢门窗。n（2）塑料管材）塑料管材 n硬质聚氯乙烯（硬质聚氯乙烯（UPVC）塑料管）塑料管 n聚乙烯（聚乙烯（PE）塑料管）塑料管 n聚丙烯（聚丙烯（PP）塑料管和）塑料管和PPR塑料管塑料管 n聚丁烯（聚丁烯（PB）塑料管）塑料管 塑料管塑料管第第 40页页（3）玻璃钢）玻璃钢 n也称也称玻璃纤维增强塑料玻璃

44、纤维增强塑料，glass fibre reinforced plastic，国际公认的缩写符号为国际公认的缩写符号为GFRP或或FRP。它是以玻璃。它是以玻璃纤维及其制品玻璃布、玻璃带、波罗粗纱、玻璃纤维短切毡纤维及其制品玻璃布、玻璃带、波罗粗纱、玻璃纤维短切毡片等为增强材料，以树脂为粘结剂，经一定的成型工艺制作片等为增强材料，以树脂为粘结剂，经一定的成型工艺制作而成的一种功能型的新型复合材料。而成的一种功能型的新型复合材料。n常用的玻璃钢有：常用的玻璃钢有：环氧玻璃钢、聚酯玻璃钢、酚醛玻璃钢、环氧玻璃钢、聚酯玻璃钢、酚醛玻璃钢、呋喃玻璃钢等。呋喃玻璃钢等。聚酯玻璃钢采光板聚酯玻璃钢采光板n玻

45、璃钢在建筑上主要用于制作玻璃钢在建筑上主要用于制作透明波形板、半透明中空夹层透明波形板、半透明中空夹层板、整体采光罩、各种薄板、板、整体采光罩、各种薄板、复合板、门窗等。还可制作给复合板、门窗等。还可制作给排水工程材料（如管道、便池、排水工程材料（如管道、便池、浴盆等）和土木工程材料（如浴盆等）和土木工程材料（如混凝土模板、临时挡土板、各混凝土模板、临时挡土板、各种道路用材）等。种道路用材）等。第第 41页页（4）钙塑材料）钙塑材料 n又称又称合成木材合成木材。它是在树脂中用填料填充改性而成。它是在树脂中用填料填充改性而成的一种复合材料。所用的树脂主要是低压聚乙烯、的一种复合材料。所用的树脂主

46、要是低压聚乙烯、高压聚乙烯和聚丙烯等热塑性的树脂，所用的填料高压聚乙烯和聚丙烯等热塑性的树脂，所用的填料主要是碳酸钙、硫酸钙等无机钙盐。主要是碳酸钙、硫酸钙等无机钙盐。n钙塑材料兼有木材、纸张、塑料的特性，而且有这钙塑材料兼有木材、纸张、塑料的特性，而且有这三种材料以外的特殊性能：三种材料以外的特殊性能：n它不怕水，吸湿性小，几乎不因水分变化而发生胀缩；它不怕水，吸湿性小，几乎不因水分变化而发生胀缩；n温差变形小，尺寸稳定；温差变形小，尺寸稳定；n它不怕虫蛀、不易燃烧，即使燃烧，速度也很慢，且不它不怕虫蛀、不易燃烧，即使燃烧，速度也很慢，且不冒黑烟，没有毒气体产生。冒黑烟，没有毒气体产生。n可

47、塑性好，保持着树脂原来的热塑性性能。可塑性好，保持着树脂原来的热塑性性能。n在工程上钙塑材料可以代替部分木材作墙板、地板、在工程上钙塑材料可以代替部分木材作墙板、地板、天花板、装修板、踢脚板、门窗、家具等。天花板、装修板、踢脚板、门窗、家具等。第第 42页页塑料管与镀锌铁管优缺点比较塑料管与镀锌铁管优缺点比较 n请观察使用两年后的塑料管和镀锌铁管的照请观察使用两年后的塑料管和镀锌铁管的照片，对其优缺点予以比较。片，对其优缺点予以比较。塑料管塑料管 镀锌铁管镀锌铁管第第 43页页6.3 合成橡胶合成橡胶 n橡胶是一种具有极高弹性的高分子材料，其橡胶是一种具有极高弹性的高分子材料，其弹性变弹性变形

48、量可达形量可达1001000，而且回弹性好，回弹速度，而且回弹性好，回弹速度快。同时，橡胶还有一定的耐磨性，很好的绝缘性快。同时，橡胶还有一定的耐磨性，很好的绝缘性和不透气、不透水性。它是常用的弹性材料、密封和不透气、不透水性。它是常用的弹性材料、密封材料、减震防震材料和传动材料。材料、减震防震材料和传动材料。第第 44页页6.3.1 橡胶的分类和橡胶制品的组成橡胶的分类和橡胶制品的组成 n1.橡胶的分类橡胶的分类 n按照原料的来源，橡胶可分为天然橡胶和合按照原料的来源，橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。成橡胶两大类。n合成橡胶主要有七大品种：合成橡胶主要有七大品种：丁苯橡胶、顺丁丁苯橡胶、

49、顺丁橡胶、氯丁橡胶、异戊橡胶、丁基橡胶、乙橡胶、氯丁橡胶、异戊橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶和丁腈橡胶。习惯上按用途将合成橡丙橡胶和丁腈橡胶。习惯上按用途将合成橡胶分成两类：胶分成两类：n性能和天然橡胶接近、可以代替天然橡胶的性能和天然橡胶接近、可以代替天然橡胶的通用通用橡胶橡胶n具有特殊性能的具有特殊性能的特种橡胶特种橡胶第第 45页页2.橡胶制品的组成橡胶制品的组成 n人工合成用以制胶的高分子聚合物称为人工合成用以制胶的高分子聚合物称为生胶生胶。生胶。生胶要先进行塑练，使其处于塑性状态，再加入各种要先进行塑练，使其处于塑性状态，再加入各种配配料料，经过混练成型、硫化处理，才能成为可以使用，经过混

50、练成型、硫化处理，才能成为可以使用的橡胶制品。的橡胶制品。配料主要包括：配料主要包括：n(1)硫化剂：硫化剂：变塑性生胶为弹性胶的处理即为硫化处理，能变塑性生胶为弹性胶的处理即为硫化处理，能起硫化作用的物质称硫化剂。常用的硫化剂有硫磺、含硫起硫化作用的物质称硫化剂。常用的硫化剂有硫磺、含硫化合物、硒、过氧化物等。化合物、硒、过氧化物等。n(2)硫化促进剂：硫化促进剂：胺类、胍类、噻唑类及硫脲类物质，可以胺类、胍类、噻唑类及硫脲类物质，可以起降低硫化温度、加速硫化过程的作用，称为硫化促进剂。起降低硫化温度、加速硫化过程的作用，称为硫化促进剂。n(3)补强填充剂：补强填充剂：为了提高橡胶的机械性能