高分子材料的加工课件.ppt

1、第十章第十章 高分子材料的加工高分子材料的加工本章主要内容：本章主要内容：10.1 10.1 塑塑 料料10.2 10.2 橡橡 胶胶10.3 10.3 合成纤维合成纤维10.4 10.4 胶胶 粘粘 剂剂重点：重点：塑料、橡胶的类型和成形工艺塑料、橡胶的类型和成形工艺一、概述一、概述定义定义：塑料塑料是在玻璃态下使用的、具有可塑性是在玻璃态下使用的、具有可塑性的高分子材料。它以聚合物为主要组分，加入的高分子材料。它以聚合物为主要组分，加入各种添加剂，能在一定温度和压力下加工成形各种添加剂，能在一定温度和压力下加工成形的各种材料的总称。的各种材料的总称。1）聚合物）聚合物:。它胶粘着塑料中。它

2、胶粘着塑料中的其它一切组成部分，并使其具有成型性能。的其它一切组成部分，并使其具有成型性能。绝大多数塑料就是以所用聚合物命名的。绝大多数塑料就是以所用聚合物命名的。10.1 塑料塑料2）填料及增强剂：）填料及增强剂：为提高塑料制品的强度和刚为提高塑料制品的强度和刚性可加入各种纤维状材料作增强剂，最常用的性可加入各种纤维状材料作增强剂，最常用的是玻璃纤维、石棉纤维、碳纤维、石墨纤维和是玻璃纤维、石棉纤维、碳纤维、石墨纤维和硼纤维。填料的主要功能是降低成本，主要的硼纤维。填料的主要功能是降低成本，主要的填料种类有：硅石填料种类有：硅石(石英砂石英砂)、硅酸盐、硅酸盐(云母、滑云母、滑石、陶土、石棉

3、石、陶土、石棉)、碳酸钙、金属氧化物、炭、碳酸钙、金属氧化物、炭黑、玻璃珠、木粉等。黑、玻璃珠、木粉等。3）增塑剂：）增塑剂：。常用。常用熔点低的低分子化合物来增加大分子链间距离，熔点低的低分子化合物来增加大分子链间距离，从而达到增加大分子链的柔顺性的目的。从而达到增加大分子链的柔顺性的目的。常用增塑剂有甲酸酯类、磷酸酯类、氯化石蜡常用增塑剂有甲酸酯类、磷酸酯类、氯化石蜡等。等。4）稳定剂）稳定剂:。包括：。包括：抗氧剂：抗氧剂：能抑制或延缓聚合物氧化过程的助剂能抑制或延缓聚合物氧化过程的助剂称为抗氧剂。称为抗氧剂。热稳定剂：热稳定剂：主要用于聚氯乙烯及其共聚物。主要用于聚氯乙烯及其共聚物。紫

4、外线吸收剂：紫外线吸收剂：波长为波长为290350nm的紫外线的紫外线能量达能量达365407kJmol，它足以使大分子主，它足以使大分子主链断裂，发生光降解。链断裂，发生光降解。变价金属离子抑制剂：变价金属离子抑制剂：变价金属离子如铜、锰、变价金属离子如铜、锰、铁离子能加速聚合物铁离子能加速聚合物(特别是聚丙烯特别是聚丙烯)的氧化老化的氧化老化过程。过程。光屏蔽剂：光屏蔽剂：是一类能将有害于聚合物的光波吸收，是一类能将有害于聚合物的光波吸收，然后将光能转换成热能散射出去或将光反射掉，然后将光能转换成热能散射出去或将光反射掉，从而对聚合物起到保护作用。从而对聚合物起到保护作用。5）增色剂）增色

5、剂:。常用的着色剂是一些有机染料和无机颜料。有常用的着色剂是一些有机染料和无机颜料。有时也采用能产生荧光或磷光的颜料时也采用能产生荧光或磷光的颜料。6）润滑剂）润滑剂:。常用润滑剂有硬酯酸及其金属的盐类。常用润滑剂有硬酯酸及其金属的盐类。7）固化剂）固化剂:。常用的常用的固化固化剂剂如六次甲基四胺、过氧化二苯如六次甲基四胺、过氧化二苯甲酰等。甲酰等。8）其他）其他:还有发泡剂、偶联剂、阻燃剂等还有发泡剂、偶联剂、阻燃剂等。1）按塑料热性质分类：）按塑料热性质分类：受热时软化或熔融、冷却后硬化，韧性好，受热时软化或熔融、冷却后硬化，韧性好，可反复成形。它包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、可反

6、复成形。它包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚苯醚、聚四氟乙烯等。聚苯醚、聚四氟乙烯等。在加热、加压并经过一定时间后即固化为不在加热、加压并经过一定时间后即固化为不溶、不熔的坚硬制品，不可再生。具有更好耐热性和抗蠕溶、不熔的坚硬制品，不可再生。具有更好耐热性和抗蠕变能力。常用热固性塑料有酚醛树脂、环氧树脂、氨基树变能力。常用热固性塑料有酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、有机硅树脂等。脂、有机硅树脂等。2）按塑料的功能和用途分类：）按塑料的功能和用途分类：产量大用途广价格低的塑料。主要包括聚产量大用途广价格低的塑料。主要包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料、氨乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯

7、、聚丙烯、酚醛塑料、氨基塑料等，产量占塑料总产量的基塑料等，产量占塑料总产量的75%以上。以上。具有较高力学性能，能替代金属制造机械具有较高力学性能，能替代金属制造机械零件和工程构件的塑料。聚酰胺、零件和工程构件的塑料。聚酰胺、ABS、聚甲醛、聚、聚甲醛、聚碳酸酯、聚砜、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、环碳酸酯、聚砜、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂等。氧树脂等。特种特种二、塑料制品的成型工艺二、塑料制品的成型工艺挤出成型挤出成型注射成型注射成型吹塑成型吹塑成型模压成型模压成型概述概述 将原料在料筒中加热至流动状态，同时通过将原料在料筒中加热至流动状态，同时通过螺杆向前推压至机头，通过不同

8、形状和结构的螺杆向前推压至机头，通过不同形状和结构的口模连续挤出，获得不同形状的型材。口模连续挤出，获得不同形状的型材。挤出成挤出成型是型是热塑性塑料热塑性塑料最主要的成型方法。制品主要最主要的成型方法。制品主要有等截面的管材、板材、薄膜、电线电线包覆有等截面的管材、板材、薄膜、电线电线包覆以及各种异型制品。以及各种异型制品。挤出成型挤出成型挤出机挤出机（单螺杆）（单螺杆）挤出过程挤出过程 熔融阶段熔融阶段：将固态塑料通过螺杆转动向前输送，将固态塑料通过螺杆转动向前输送，在外部机筒加热器和内部螺杆对物料剪切作用在外部机筒加热器和内部螺杆对物料剪切作用产生的摩擦热的作用下逐渐融化，最后完全转产生

9、的摩擦热的作用下逐渐融化，最后完全转变成熔体，并在压力下压实；变成熔体，并在压力下压实；成形阶段成形阶段：熔体通过口模，在压力作用下成为熔体通过口模，在压力作用下成为形状与口模截面形状相似的一个连续体；形状与口模截面形状相似的一个连续体；定形阶段定形阶段：将从机头中挤出的塑料的既定形状将从机头中挤出的塑料的既定形状稳定下来，对其进行精整，从而获得更为精确稳定下来，对其进行精整，从而获得更为精确的截面形状、尺寸和光滑的表面。的截面形状、尺寸和光滑的表面。视频：挤出成型注射成型注射成型概述概述l 注射成形是将粒状或粉状塑料从注射成形机的料注射成形是将粒状或粉状塑料从注射成形机的料斗送入机筒内，加热

10、熔融塑化后，在柱塞或螺秆斗送入机筒内，加热熔融塑化后，在柱塞或螺秆加压下，物料被压缩并向前移动，通过机筒前端加压下，物料被压缩并向前移动，通过机筒前端的喷嘴，以很快的速度注入闭合模具内，经过一的喷嘴，以很快的速度注入闭合模具内，经过一定时间的冷却定形后，开启模具即得制品。定时间的冷却定形后，开启模具即得制品。l 注射成形是注射成形是热塑性塑料热塑性塑料制品的主要成形方法之一。制品的主要成形方法之一。注射成形制品约占塑料制品总质量的注射成形制品约占塑料制品总质量的30以上。以上。注射机注射机 由由注射系统注射系统、合模系统合模系统和和液压与电器控制系统液压与电器控制系统三部分组成。三部分组成。注

11、射成型过程注射成型过程 加料加料塑化塑化注射入模注射入模保压冷却保压冷却脱模脱模塑化是指塑料在机筒塑化是指塑料在机筒内经加热达到流动状内经加热达到流动状态，经螺杆旋转和柱态，经螺杆旋转和柱塞的推挤达到组分均塞的推挤达到组分均匀并具有良好可塑性匀并具有良好可塑性的过程的过程注射是指塑化良注射是指塑化良好的熔体在螺杆好的熔体在螺杆或柱塞推挤下注或柱塞推挤下注入模具的过程。入模具的过程。视频：注射成型吹塑成型吹塑成型概述概述l 吹塑成型是将挤出或注射成形所得的半熔融态管吹塑成型是将挤出或注射成形所得的半熔融态管坏坏(型坯型坯)置于各种形状的模具中，在管坯中通入置于各种形状的模具中，在管坯中通入压缩空

12、气将其吹胀，使之紧贴于模腔壁上，再经压缩空气将其吹胀，使之紧贴于模腔壁上，再经冷却脱模得到中空制品的成形方法。冷却脱模得到中空制品的成形方法。l 只限于只限于热塑性塑料热塑性塑料中空制品中空制品的成型。的成型。l 可以生产口径不同、容量不同的瓶、壶、桶等各可以生产口径不同、容量不同的瓶、壶、桶等各种包装容器。种包装容器。成型方法成型方法（1）挤出吹塑）挤出吹塑 工艺过程工艺过程：首先通过挤出机将塑料熔融并成形：首先通过挤出机将塑料熔融并成形管坯，再闭合模具夹住管坯；插入吹塑头通入压管坯，再闭合模具夹住管坯；插入吹塑头通入压缩空气，在压缩空气的作用下型坯膨胀并附着在缩空气，在压缩空气的作用下型坯

13、膨胀并附着在型腔壁上成形；成形后进行保压、冷却、定形并型腔壁上成形；成形后进行保压、冷却、定形并放出制品内的压缩空气，开模取出制品切除尾料。放出制品内的压缩空气，开模取出制品切除尾料。（2）注射吹塑）注射吹塑 工艺过程工艺过程：第一阶段，由注射机将熔体注入带：第一阶段，由注射机将熔体注入带吹气芯管的管坯模具中成形管坯，启模，管坯吹气芯管的管坯模具中成形管坯，启模，管坯带着芯管转到吹塑模具中；第二阶段，闭合吹带着芯管转到吹塑模具中；第二阶段，闭合吹塑模具、压缩空气通入芯管吹胀管坯成形制品。塑模具、压缩空气通入芯管吹胀管坯成形制品。当管坯转到吹塑模具中时，下一管坯成形即开当管坯转到吹塑模具中时，下

14、一管坯成形即开始。始。吹塑成型还吹塑成型还可以用压缩空可以用压缩空气将型坯连续气将型坯连续吹胀成薄膜。吹胀成薄膜。视频吹塑成型模压成型模压成型概述概述l 模压成型是将一定量的粉状、粒状、碎屑状或模压成型是将一定量的粉状、粒状、碎屑状或纤维状的塑料放入具有一定温度的闭合模内，纤维状的塑料放入具有一定温度的闭合模内，经加热、加压并保温一定时间而固化成型。经加热、加压并保温一定时间而固化成型。l 模压成型主要用于模压成型主要用于热固性塑料热固性塑料制品的成型。制品的成型。液压机液压机成型过程成型过程 成形过程主要包括成形过程主要包括流动流动、胶凝胶凝和和硬化成形硬化成形。加热初期塑料呈低分子粘流态，

15、流动性好；加热初期塑料呈低分子粘流态，流动性好；随着官能团的相互反应，部分分子发生交联，随着官能团的相互反应，部分分子发生交联，此时物料流动性变小，并开始产生一定的弹此时物料流动性变小，并开始产生一定的弹性，此时物料处于胶凝状态；再继续加热，性，此时物料处于胶凝状态；再继续加热，分子交联反应更趋于完善，交联度增大，树分子交联反应更趋于完善，交联度增大，树脂由胶凝状态变为玻璃态，此时树脂呈体形脂由胶凝状态变为玻璃态，此时树脂呈体形结构，即达到硬化状态，成形过程完成。结构，即达到硬化状态，成形过程完成。视频压制成型 1）结构单元：结构单元：PEolyethylene）CH2CH2 2）支化结构：支

16、化结构：右图：（右图：（a）高密度）高密度PE分子链（分子链（b）低密度）低密度PE分子链（分子链（c）线性低密）线性低密度度PE分子链分子链 3）性质：）性质：耐化学腐蚀；耐化学腐蚀；良好的电绝缘性和高频介电性能；良好的电绝缘性和高频介电性能；韧性、耐寒性好；韧性、耐寒性好；较低的摩擦系数；较低的摩擦系数；不易吸水；不易吸水；不耐热，不耐大气老化。不耐热，不耐大气老化。4）应用：）应用：聚乙烯是塑料中产量最大的一类品种，属于结晶聚乙烯是塑料中产量最大的一类品种，属于结晶性塑料，外观乳白，半透明。性塑料，外观乳白，半透明。低密度聚乙烯低密度聚乙烯(LDPE)：日用制品、薄膜、软质包日用制品、薄

17、膜、软质包装材料、层压板、电线电缆包覆等。装材料、层压板、电线电缆包覆等。高密度聚乙烯高密度聚乙烯(HDPE)：小负荷齿轮和轴承、化工管小负荷齿轮和轴承、化工管道、阀门、高频电缆绝缘层、硬质包装材料等。道、阀门、高频电缆绝缘层、硬质包装材料等。1）结构单元：结构单元：PVCpolyvinyl chloride）2）性质：性质：具有较高的强度、刚性；良好的电绝缘性、耐化学腐具有较高的强度、刚性；良好的电绝缘性、耐化学腐蚀性；能溶于四氢呋喃和环已酮等有机溶剂；具有阻燃蚀性；能溶于四氢呋喃和环已酮等有机溶剂；具有阻燃性；但热稳定性较差，使用温度较低，介电常数、介电性；但热稳定性较差，使用温度较低，介

18、电常数、介电损耗较高。损耗较高。CH2CH2Cl 3）应用：）应用：纯聚氯乙烯属无规立构，无色透明，硬而脆，很少纯聚氯乙烯属无规立构，无色透明，硬而脆，很少应用。常利用橡胶和增塑剂对其改性处理。应用。常利用橡胶和增塑剂对其改性处理。硬聚氯乙稀：硬聚氯乙稀：用于工业管道、给排水系统、板件、用于工业管道、给排水系统、板件、管件、建筑及家用防火材料，化工防腐设备及各种机械管件、建筑及家用防火材料，化工防腐设备及各种机械零件。零件。增塑（软）聚氯乙稀：增塑（软）聚氯乙稀：用于窗帘、桌布、雨衣、手用于窗帘、桌布、雨衣、手提箱、人造革、墙纸；农用薄膜、耐酸碱软管及电线电提箱、人造革、墙纸；农用薄膜、耐酸碱

19、软管及电线电缆包覆层等。缆包覆层等。1）结构单元：结构单元：PP-polypropylene)）2）性质：性质：无毒、无味、无臭、半透明蜡状固体。密度小，力无毒、无味、无臭、半透明蜡状固体。密度小，力学性能高于聚乙烯；耐热性、耐水性良好，化学稳定性学性能高于聚乙烯；耐热性、耐水性良好，化学稳定性好；但不耐芳香族和氯化烃溶剂，耐寒性差，易老化。好；但不耐芳香族和氯化烃溶剂，耐寒性差，易老化。CH2CH2CH3 3）应用：）应用：聚丙烯属等规立构，结晶性塑料，外观乳白半透明。聚丙烯属等规立构，结晶性塑料，外观乳白半透明。主要用于家庭厨房用具、包装薄膜、医疗器械、主要用于家庭厨房用具、包装薄膜、医疗

20、器械、高频绝缘材料；化工管道、家用电器部件等，以及汽车高频绝缘材料；化工管道、家用电器部件等，以及汽车及机械零部件，如车门、方向盘、齿轮、接头等。及机械零部件，如车门、方向盘、齿轮、接头等。1）结构单元：结构单元：PS-polystyrene）2）性质：性质：无毒、无味、无色透明状固体。电绝缘性优良，介无毒、无味、无色透明状固体。电绝缘性优良，介电损耗极小；耐化学腐蚀性优良，但不耐苯、汽油等有电损耗极小；耐化学腐蚀性优良，但不耐苯、汽油等有机溶剂；强度较低，硬度高，脆性大，不耐冲击，耐热机溶剂；强度较低，硬度高，脆性大，不耐冲击，耐热性差，易燃。性差，易燃。CH2CH2 3）应用：）应用：聚丙

21、烯属无规立构，非晶性塑料，高度透明（透光聚丙烯属无规立构，非晶性塑料，高度透明（透光率为率为8892）。）。主要用于日用、装潢、包装及工业制品；仪器仪表主要用于日用、装潢、包装及工业制品；仪器仪表外壳、灯罩、光学零件、装饰件、透明模型、玩具、化外壳、灯罩、光学零件、装饰件、透明模型、玩具、化工储酸槽，包装及管道的保温层，冷冻绝缘层等。工储酸槽，包装及管道的保温层，冷冻绝缘层等。1）结构单元：结构单元：PMMA-polymethyl methacrylate）2）性质：性质：较高的强度和韧性、优良的光学性能，透光率比普较高的强度和韧性、优良的光学性能，透光率比普通硅玻璃好（透光率约为通硅玻璃好（

22、透光率约为91919393）；优良的电绝缘性；）；优良的电绝缘性；耐化学腐蚀性好，热导率低；但硬度低，表面易擦伤，耐化学腐蚀性好，热导率低；但硬度低，表面易擦伤，耐磨性差，耐热性不高。耐磨性差，耐热性不高。CH2C CCH3COOCH3 3）应用：）应用：聚甲基丙烯酸甲酯又称有机玻璃，属无规立构，非聚甲基丙烯酸甲酯又称有机玻璃，属无规立构，非晶性塑料。晶性塑料。主要用于飞机、汽车的窗玻璃和罩盖，光学镜片，主要用于飞机、汽车的窗玻璃和罩盖，光学镜片，仪表外壳，装饰品，广告牌，灯罩，光学纤维，透明模仪表外壳，装饰品，广告牌，灯罩，光学纤维，透明模型，标本，医疗器械等。型，标本，医疗器械等。1）结构

23、单元：结构单元：PTFE）2）性质：性质：出色的耐热、耐寒能力（出色的耐热、耐寒能力（-180-180+260+260长期使用）；长期使用）；摩擦系数极低，有自润滑效果；化学稳定性极佳，俗称摩擦系数极低，有自润滑效果；化学稳定性极佳，俗称“塑料王塑料王”；极好的电绝缘性和介电性；但强度低，抗；极好的电绝缘性和介电性；但强度低，抗蠕变性较差，不易加工成形。蠕变性较差，不易加工成形。CF2CF2 3）应用：）应用：聚四氟乙烯属结晶性塑料，外观呈瓷白色，一般在聚四氟乙烯属结晶性塑料，外观呈瓷白色，一般在360380烧结成形。烧结成形。主要用于轴承、垫圈等自润滑材料；高温电缆绝缘主要用于轴承、垫圈等自

24、润滑材料；高温电缆绝缘材料、电器元件；化工管道及零件；不粘锅涂层等。材料、电器元件；化工管道及零件；不粘锅涂层等。1）结构：结构：尼龙的品种很多，如尼龙尼龙的品种很多，如尼龙6、尼龙、尼龙66、尼龙、尼龙610等。等。数字表示基本单元中的碳原子数目。所有尼龙分子结构数字表示基本单元中的碳原子数目。所有尼龙分子结构单元中都有一个相同的特征基团酰胺基：单元中都有一个相同的特征基团酰胺基：PApolyamides）CNO H 3）应用：）应用：纤维增强尼龙主要用于轴承、齿轮、高压密封圈、纤维增强尼龙主要用于轴承、齿轮、高压密封圈、阀门、包装材料、输油管、汽车保险杠及丝织品等。阀门、包装材料、输油管、

25、汽车保险杠及丝织品等。2）性质：性质：聚酰胺属结晶性塑料，半透明，乳白，略带黄色。聚酰胺属结晶性塑料，半透明，乳白，略带黄色。由于酰胺基的存在，分子之间有很强的氢键作用，由于酰胺基的存在，分子之间有很强的氢键作用，因此聚酰胺的强度高，韧性好；另外因此聚酰胺的强度高，韧性好；另外耐磨性和自润滑性耐磨性和自润滑性好，摩擦系数低；具有良好的耐油、耐溶剂性、阻燃性；好，摩擦系数低；具有良好的耐油、耐溶剂性、阻燃性；但吸水性大，热膨胀系数大，耐热性不高。但吸水性大，热膨胀系数大，耐热性不高。1）结构单元：结构单元：POM-polyformaldehyde）CH2O 2）性质：性质：具有较高的强度、硬度、

26、刚性、韧性、耐磨性和自具有较高的强度、硬度、刚性、韧性、耐磨性和自润滑性，耐疲劳性能高，吸水性小，摩擦系数小，耐化润滑性，耐疲劳性能高，吸水性小，摩擦系数小，耐化学品腐蚀性好，电绝缘性能良好，但热稳定性差，易燃。学品腐蚀性好，电绝缘性能良好，但热稳定性差，易燃。具有较高的综合性能，可以替代一些金属和尼龙。具有较高的综合性能，可以替代一些金属和尼龙。3）均聚甲醛的改性：）均聚甲醛的改性：工业上利用共聚反应来生成共聚甲醛，来改善热稳工业上利用共聚反应来生成共聚甲醛，来改善热稳定性。共聚甲醛的结构单元为：定性。共聚甲醛的结构单元为：4）应用：）应用：聚甲醛属结晶性塑料，乳白色。聚甲醛属结晶性塑料，乳

27、白色。部分取代有色金属和合金，用于制造低载荷齿轮、部分取代有色金属和合金，用于制造低载荷齿轮、轴承，塑料弹簧等。轴承，塑料弹簧等。CH2OxCH2-CH2-CH2-CH2-Oy，1）结构单元：结构单元：PC-polycarbonate）2）性质：性质：低温冲击韧性极佳；低温冲击韧性极佳；高模量、高强度、抗蠕变，尺寸稳定性好；高模量、高强度、抗蠕变，尺寸稳定性好；OCOO C CH3CH3 3）应用：）应用：由于聚碳酸酯具有优异的综合力学性能，又高度透由于聚碳酸酯具有优异的综合力学性能，又高度透明，故俗称明，故俗称“透明金属透明金属”。纤维增强聚碳酸酯纤维增强聚碳酸酯可部分取代钢、有色金属等制造

28、可部分取代钢、有色金属等制造仪器仪表的机械传动部件。仪器仪表的机械传动部件。未增强聚碳酸酯未增强聚碳酸酯用于制作车用于制作车灯罩、护目镜、安全帽、门窗玻璃甚至防弹玻璃等。灯罩、护目镜、安全帽、门窗玻璃甚至防弹玻璃等。透光率高，约为透光率高，约为8692；电绝缘性好。电绝缘性好。1）结构单元：结构单元：丙烯晴丙烯晴(A)、丁二烯、丁二烯(B)、苯乙烯、苯乙烯(S)三种单体（共聚生成）三种单体（共聚生成）2）性质：性质：丙烯晴丙烯晴能提高强度、硬度、耐热性和耐腐蚀性，能提高强度、硬度、耐热性和耐腐蚀性，丁丁二烯二烯能提高韧性，能提高韧性，苯乙烯苯乙烯能提高电性能和成型加工性能。能提高电性能和成型加

29、工性能。ABS塑料具有较好的抗冲击性能、尺寸稳定性和耐磨性，塑料具有较好的抗冲击性能、尺寸稳定性和耐磨性，成型性好，不易燃，耐腐蚀性好，但不耐酮、醛、酯、成型性好，不易燃，耐腐蚀性好，但不耐酮、醛、酯、氯代烃类溶剂。氯代烃类溶剂。3）应用：）应用：ABS作为作为“坚韧、质硬且刚性坚韧、质硬且刚性”的材料，是最早被的材料，是最早被人人类认识和使用的类认识和使用的“高分子合金高分子合金”。用于轻载齿轮、轴承，电器外壳，汽车部件，各类用于轻载齿轮、轴承，电器外壳，汽车部件，各类容器、管道等。容器、管道等。1）结构单元：结构单元：2）性质：性质：结晶性塑料，呈乳白色，工程上常用玻璃纤维增强结晶性塑料，

30、呈乳白色，工程上常用玻璃纤维增强PBT作为结构材料。作为结构材料。CH2CH2CH2CH2OC COO 1）聚聚 砜（砜（PSF）：）：聚砜是含硫的透明树脂，其耐热性抗蠕变性突出，聚砜是含硫的透明树脂，其耐热性抗蠕变性突出，长期使用温度可达长期使用温度可达150174，脆化温度，脆化温度-100。广泛用。广泛用于电器、机械、交通和医疗领域。于电器、机械、交通和医疗领域。2）聚苯醚（聚苯醚（PPO）：）：聚苯醚是线性非晶态工程塑料，综合性能好，使用聚苯醚是线性非晶态工程塑料，综合性能好，使用温度宽温度宽-190190，耐磨性、电绝缘性和耐水蒸气性能，耐磨性、电绝缘性和耐水蒸气性能好。主要用作在较

31、高温度下工作的齿轮、轴承、凸轮、好。主要用作在较高温度下工作的齿轮、轴承、凸轮、化工管道、阀门和外科医疗器械等。化工管道、阀门和外科医疗器械等。3）聚酰亚胺：）聚酰亚胺：聚酰亚胺是含氮的环形结构的耐热性树脂，其强度聚酰亚胺是含氮的环形结构的耐热性树脂，其强度硬度较高，使用温度可达硬度较高，使用温度可达260；但加工性较差，脆性大，；但加工性较差，脆性大，成本高。成本高。主要用于特殊条件下工作的精密零件，如喷气发动主要用于特殊条件下工作的精密零件，如喷气发动机供燃料系统的零件，耐高温高真空用自润滑轴承及电机供燃料系统的零件，耐高温高真空用自润滑轴承及电气设备，是航空航天工业中常用的高分子材料。气

32、设备，是航空航天工业中常用的高分子材料。1）结构单元：结构单元：PC-polycarbonate）2）性质：性质：低温冲击韧性极佳；低温冲击韧性极佳；高模量、高强度、抗蠕变，尺寸稳定性好；高模量、高强度、抗蠕变，尺寸稳定性好；OCOO C CH3CH3热固性塑料是树脂经固化处理后获得的。所谓固化处热固性塑料是树脂经固化处理后获得的。所谓固化处理就是树脂中加入固化剂并压制成型，使其由线型聚理就是树脂中加入固化剂并压制成型，使其由线型聚合物变为体型聚合物的过程。合物变为体型聚合物的过程。热固性塑料具有耐热性高，刚度大，抗蠕变性能热固性塑料具有耐热性高，刚度大，抗蠕变性能好，尺寸稳定性高；但脆性大，

33、不易成形。好，尺寸稳定性高；但脆性大，不易成形。PF-bakelitePF-bakelite）酚醛塑料中的酚醛树脂是酚类和醛类的缩聚产物。根酚醛塑料中的酚醛树脂是酚类和醛类的缩聚产物。根据酚类和醛类的反应摩尔比及反应介质据酚类和醛类的反应摩尔比及反应介质PH值的差异，可值的差异，可以分别得到热固性和热塑性两类材料。以分别得到热固性和热塑性两类材料。苯酚上与羟基邻位或对位的苯酚上与羟基邻位或对位的3个氢原子都很活泼，均个氢原子都很活泼，均能与甲醛发生两种情形下的缩聚反应：能与甲醛发生两种情形下的缩聚反应：PH 值值甲醛与苯酚摩尔比甲醛与苯酚摩尔比链结构链结构产物产物70.80.9线线 性性热塑性

34、热塑性71.11.5交交 联联热固性热固性 1）酚醛树脂：酚醛树脂：苯酚邻位氢原子与甲醛的缩聚反应如下：苯酚邻位氢原子与甲醛的缩聚反应如下：热塑性酚醛热塑性酚醛树脂树脂：只有加入能与之反应的固化剂，才能固化。只有加入能与之反应的固化剂，才能固化。热固性酚醛热固性酚醛树脂树脂：制备时反应不彻底，在热的作用下可继续制备时反应不彻底，在热的作用下可继续进行缩聚反应形成高度交联网状结构。进行缩聚反应形成高度交联网状结构。2）酚醛塑料：酚醛塑料：热塑性酚醛树脂热塑性酚醛树脂固固 化化 剂剂添添 加加 剂剂压压 塑塑 粉粉 压压 坯坯 成成 品品混混 合合模模 压压加加 热热 以热塑性酚醛树脂为原料：以热

35、塑性酚醛树脂为原料：通常作粘胶剂或浸渍增强剂压制成层状塑料。通常作粘胶剂或浸渍增强剂压制成层状塑料。以热固性酚醛树脂为原料：以热固性酚醛树脂为原料：有一定的强度和硬度、良好的耐热性、耐磨性、耐有一定的强度和硬度、良好的耐热性、耐磨性、耐腐蚀性及电绝缘性、热导率低，成本低廉。腐蚀性及电绝缘性、热导率低，成本低廉。酚醛塑料所用的填料分为粉状、纤维状、层状。酚醛塑料所用的填料分为粉状、纤维状、层状。应应 用用 又称又称胶木粉或电木粉胶木粉或电木粉，它价格低廉，但性脆、耐光性差，用于制造手柄、瓶盖、它价格低廉，但性脆、耐光性差，用于制造手柄、瓶盖、电话及收音机外壳、灯头、开关、插座等。电话及收音机外壳

36、、灯头、开关、插座等。可用可用来制造电闸刀、电子管插座、汽车点火器等。来制造电闸刀、电子管插座、汽车点火器等。可用于制造电炉、电熨斗等可用于制造电炉、电熨斗等设备上的耐热绝缘部件。设备上的耐热绝缘部件。的可用于制的可用于制造轴承、齿轮、带轮、各种壳体等。造轴承、齿轮、带轮、各种壳体等。（CH2CH）OEP-epoxy plastics）环氧塑料是以环氧树脂为基，加入填料及其它添加剂环氧塑料是以环氧树脂为基，加入填料及其它添加剂而制成。树脂中每个分子含有而制成。树脂中每个分子含有两个或两个以上环氧基团：两个或两个以上环氧基团：1）环氧树脂：环氧树脂：环氧树脂中最常用的是双酚环氧树脂中最常用的是双

37、酚A型环氧树脂：型环氧树脂：n07 其中，其中，R为为 2）环氧塑料：环氧塑料：环氧树脂有环氧树脂有“万能胶万能胶”之称。其粘性好，强度高，之称。其粘性好，强度高，具有良好的耐热性、耐腐蚀性、尺寸稳定性，优良的电具有良好的耐热性、耐腐蚀性、尺寸稳定性，优良的电绝缘性能。绝缘性能。主要用于：仪表构件、塑料模具、精密量具、电子主要用于：仪表构件、塑料模具、精密量具、电子元件的密封和固定、粘合剂、复合材料等。元件的密封和固定、粘合剂、复合材料等。一、概述一、概述定义定义：橡胶是一类在较宽温度范围内表现良：橡胶是一类在较宽温度范围内表现良好高弹性行为的高分子材料的总称。好高弹性行为的高分子材料的总称。

38、分类分类：天然橡胶天然橡胶合成橡胶合成橡胶热塑性橡胶热塑性橡胶热固性橡胶热固性橡胶 按其来源按其来源 按其热行为按其热行为通用橡胶通用橡胶特种橡胶特种橡胶10.2 橡胶橡胶组分组分1、生胶、生胶v 天然橡胶：天然橡胶：天然胶乳天然胶乳经一定的化学处理和加工经一定的化学处理和加工制得。制得。来来源于自然界中含源于自然界中含胶植物，如橡胶树、胶植物，如橡胶树、橡胶草、橡胶菊等。橡胶草、橡胶菊等。原料主要是石油、原料主要是石油、天然气、煤、农天然气、煤、农林产品等。林产品等。v 合成橡胶：用人工合成的方法制得的高分子弹合成橡胶：用人工合成的方法制得的高分子弹性材料。性材料。2、再生胶、再生胶（1）定

39、义：再生胶是废硫化橡胶经化学、热及）定义：再生胶是废硫化橡胶经化学、热及机械加工处理后制得的具有一定可塑性、可重机械加工处理后制得的具有一定可塑性、可重新硫化的橡胶制品。新硫化的橡胶制品。（2）主要反应：）主要反应：脱硫脱硫，即利用热能、机械能及，即利用热能、机械能及化学能使废硫化橡胶中的交联点及交联点间的化学能使废硫化橡胶中的交联点及交联点间的分子链发生断裂，从而破坏其网链结构，恢复分子链发生断裂，从而破坏其网链结构，恢复一定的可塑性。一定的可塑性。（3）作用：代替生胶，节省成本；改善胶料工）作用：代替生胶，节省成本；改善胶料工艺性能，提高产品耐油、耐老化性能。艺性能，提高产品耐油、耐老化性

40、能。3、配合剂、配合剂（1）硫化剂硫化剂：在一定条件下能使橡胶发生交联：在一定条件下能使橡胶发生交联的物质统称为的物质统称为硫化硫化剂。剂。由于天然橡胶最由于天然橡胶最早采用硫磺交联，早采用硫磺交联，所以称为硫化。所以称为硫化。（2）硫化促进剂硫化促进剂：凡能加快硫化速度，缩短硫化：凡能加快硫化速度，缩短硫化时间的物质统称为硫化促进剂。时间的物质统称为硫化促进剂。（3）硫化活性剂硫化活性剂：提高促进剂的活性。：提高促进剂的活性。（4）防焦剂防焦剂：又称硫化延迟剂，作用是使胶料在：又称硫化延迟剂，作用是使胶料在加工过程不发生早期硫化的现象。加工过程不发生早期硫化的现象。（5）防老剂：防老剂：凡能

41、防止和延缓橡胶凡能防止和延缓橡胶老化老化的化学的化学物质称为防老剂。物质称为防老剂。橡胶在长期贮存或使用过程中，橡胶在长期贮存或使用过程中，受氧、光、热、高能辐射及应受氧、光、热、高能辐射及应力作用，逐渐发粘、变硬、弹力作用，逐渐发粘、变硬、弹性降低的现象性降低的现象物理防老剂物理防老剂：在橡胶表面形成一层薄膜起到：在橡胶表面形成一层薄膜起到 屏障作用。屏障作用。化学防老剂化学防老剂：可破坏橡胶氧化初期生成的过氧：可破坏橡胶氧化初期生成的过氧化物，从而延缓氧化过程。化物，从而延缓氧化过程。（6）补强剂和填充剂补强剂和填充剂 凡能提高橡胶机械性能的物质称为补强剂，又凡能提高橡胶机械性能的物质称为

42、补强剂，又称称活性填充剂活性填充剂，有炭黑、白炭黑等。，有炭黑、白炭黑等。凡在胶料中主要起增加容积作用的物质称为填凡在胶料中主要起增加容积作用的物质称为填充剂，有碳酸钙、陶土，碳酸镁等。充剂，有碳酸钙、陶土，碳酸镁等。（7）其它配合剂：）其它配合剂：软化剂软化剂、着色剂着色剂、发泡剂发泡剂等。等。4、纤维和金属材料、纤维和金属材料 橡胶的弹性大、强度低，因此很多橡胶橡胶的弹性大、强度低，因此很多橡胶制品必须用纤维材料或金属材料作骨架材制品必须用纤维材料或金属材料作骨架材料，以增大制品的机械性能，减小变形。料，以增大制品的机械性能，减小变形。二、橡胶制品的成型工艺二、橡胶制品的成型工艺 主要包括

43、主要包括塑炼塑炼、混炼混炼、压延压延、压出压出、成型成型、硫硫化化六个工序。六个工序。塑炼塑炼 定义：定义：塑炼是使生胶由弹性状态转变为可塑状态的工艺塑炼是使生胶由弹性状态转变为可塑状态的工艺过程。过程。塑炼目的：塑炼目的：使胶料获得适宜的可塑性和流动性，利于后使胶料获得适宜的可塑性和流动性，利于后序工艺的进行。序工艺的进行。塑炼机理：塑炼机理：生胶塑炼获得可塑性的原因是橡胶大分子链生胶塑炼获得可塑性的原因是橡胶大分子链断裂，平均分子量降低之故。断裂，平均分子量降低之故。塑炼方法塑炼方法：l机械塑炼法机械塑炼法：通过机械作用使橡胶大分子链断裂，提高：通过机械作用使橡胶大分子链断裂，提高其可塑性

44、。其可塑性。l 化学塑炼法化学塑炼法：借助增塑剂的作用，引起并促进大分子链：借助增塑剂的作用，引起并促进大分子链的断裂。的断裂。混炼混炼定义：定义：将塑炼后的生胶和各种配合剂混合均匀将塑炼后的生胶和各种配合剂混合均匀制成混炼胶的过程。制成混炼胶的过程。混炼目的：混炼目的：得到符合性能要求的混炼胶。得到符合性能要求的混炼胶。混炼方法：混炼方法：间歇式混炼和连续式混炼间歇式混炼和连续式混炼压延和压出压延和压出 混炼胶通过压延和压出工艺可制得一定形状的混炼胶通过压延和压出工艺可制得一定形状的半成品。半成品。1、压延、压延 橡胶的压延是指通过压延机辊筒间对胶料进行橡胶的压延是指通过压延机辊筒间对胶料进

45、行延展变薄的作用，制备出具有一定厚度和宽度的延展变薄的作用，制备出具有一定厚度和宽度的胶片或织物涂胶层的工艺过程。主要用于胶料的胶片或织物涂胶层的工艺过程。主要用于胶料的压片、压型、贴胶、擦胶和贴合压片、压型、贴胶、擦胶和贴合等作业。等作业。压片压片：是把混炼胶制成具有规定厚度、宽度和：是把混炼胶制成具有规定厚度、宽度和光滑表面的胶片。光滑表面的胶片。压型压型：是将胶料制成表面有花纹并具有一定断：是将胶料制成表面有花纹并具有一定断面形状的带状胶片。胶鞋底、轮胎胎面等。面形状的带状胶片。胶鞋底、轮胎胎面等。贴合贴合：是通过压延机使两层薄胶片合成一层胶：是通过压延机使两层薄胶片合成一层胶片的作业。

46、用于制造较厚而要求较高的胶片。片的作业。用于制造较厚而要求较高的胶片。贴胶贴胶：利用压延机辊筒的压力使胶片和织物贴：利用压延机辊筒的压力使胶片和织物贴合成为挂胶织物。合成为挂胶织物。擦胶擦胶：是利用压延机辊筒转速不同，把胶料擦：是利用压延机辊筒转速不同，把胶料擦入织物线缝和捻纹中。入织物线缝和捻纹中。2、压出、压出 压出工艺是胶料在压出机机筒和螺杆间的挤压出工艺是胶料在压出机机筒和螺杆间的挤压作用下，连续通过一定形状的口型，制成各压作用下，连续通过一定形状的口型，制成各种复杂断面形状半成品的工艺过程。种复杂断面形状半成品的工艺过程。成型成型 成型工艺成型工艺是把构成制品的各部件，通过粘贴、压是

47、把构成制品的各部件，通过粘贴、压合等方法组合成具有一定形状的整体的过程。合等方法组合成具有一定形状的整体的过程。不同类型的橡胶制品，其成型工艺也不同，不同类型的橡胶制品，其成型工艺也不同，全胶类制品全胶类制品：如各种模型制品，成型工艺较简单，：如各种模型制品，成型工艺较简单，即将压延或压出的胶片或胶条切割成一定形状，即将压延或压出的胶片或胶条切割成一定形状，放入模型中经硫化便可得制品。放入模型中经硫化便可得制品。含有纺织物或金属等骨架材料的制品：含有纺织物或金属等骨架材料的制品：如胶带、如胶带、轮胎、胶鞋等，则必须借助一定的模具，通过粘轮胎、胶鞋等，则必须借助一定的模具，通过粘贴或压合方法将各

48、零件组合而成型。贴或压合方法将各零件组合而成型。硫化硫化定义定义：硫化是胶料在一定条件（温度、压力）：硫化是胶料在一定条件（温度、压力）下，橡胶大分子由线型结构转变为网状结构的下，橡胶大分子由线型结构转变为网状结构的交联过程，其目的是改善胶料的物理机械性能交联过程，其目的是改善胶料的物理机械性能和其它性能。和其它性能。聚异戊二聚异戊二烯 的烯 的 硫 化硫 化反应反应硫化对橡胶性能的影响硫化对橡胶性能的影响 在一定硫化时间内，橡胶的抗张强度、定伸在一定硫化时间内，橡胶的抗张强度、定伸强度、弹性等性能逐渐增高，伸长率、永久形强度、弹性等性能逐渐增高，伸长率、永久形变减小。此外，橡胶的耐热性、耐磨

49、性、抗溶变减小。此外，橡胶的耐热性、耐磨性、抗溶剂性等都有所改善。但是，在正硫化阶段胶料剂性等都有所改善。但是，在正硫化阶段胶料的综合性能达到最佳值，硫化时间过长的综合性能达到最佳值，硫化时间过长(过硫过硫)，性能均下降。性能均下降。三、常见橡胶三、常见橡胶 具有较高的弹性、较好的力学性能、良好的电绝缘具有较高的弹性、较好的力学性能、良好的电绝缘性及耐碱性。主要用于制造轮胎、胶带、胶管等。性及耐碱性。主要用于制造轮胎、胶带、胶管等。由丁二烯和苯乙烯共聚而成的。其耐磨性、耐热性、由丁二烯和苯乙烯共聚而成的。其耐磨性、耐热性、耐油、抗老化性均比天然橡胶好。缺点是生胶强度低、耐油、抗老化性均比天然橡

50、胶好。缺点是生胶强度低、粘结性差、成型困难、硫化速度慢。粘结性差、成型困难、硫化速度慢。由丁二烯聚合而成。其弹性、耐磨性、耐热性、耐寒由丁二烯聚合而成。其弹性、耐磨性、耐热性、耐寒性均优于天然橡胶，是制造轮胎的优良材料。缺点是强性均优于天然橡胶，是制造轮胎的优良材料。缺点是强度较低，加工性能差、抗撕性差。度较低，加工性能差、抗撕性差。由乙烯和丙稀的共聚物。由于主链不含双链，分子由乙烯和丙稀的共聚物。由于主链不含双链，分子链十分柔软。它具有优异的耐老化和耐高、低温特性。链十分柔软。它具有优异的耐老化和耐高、低温特性。用于制作一般橡胶制品及内外轮胎等。用于制作一般橡胶制品及内外轮胎等。由丁二烯与丙