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1、1,高分子材料的类型与特征,按照高分子材料的物理形态和用途划分：,塑料 橡胶纤维胶粘剂涂料,聚合物基复合材料聚合物合金功能高分子材料,三大合成材料,2,塑 料,塑料是以树脂为主要成分，加入各种添加剂，在一定温度和压力下塑造成一定形状，并在玻璃态下使用的高分子材料。,3,塑料的组成,树脂是未经加工处理的、没有与各种添加剂混合的聚合物，是塑料的主要成分，对塑料性能起决定性作用。添加剂是为改善塑料某些性能而加入的物质。(1)填料主要起增强作用；(2)增塑剂用于提高树脂的可塑性和柔软性；(3)固化剂用于使热固性树脂由线型结构转变为体型结构；(4)稳定剂用于防止塑料老化，延长其使用寿命；(5)润滑剂用于
2、防止塑料加工时粘模具上,使制品光亮(6)着色剂用于塑料制品着色。(7)其他的还有发泡剂、催化剂、阻燃剂、抗静电剂等。,添加剂,塑料树脂添加剂,4,塑料分类,1按塑料用途分：通用塑料(Universal Plastics)：一般指产量大、用途广、成型性好、价廉，但性能一般，主要用于非结构材料。工程塑料(Engineering Plastics)：一般指能承受一定的外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，长期使用温度在100以上，可以作为工程结构件的塑料。特种塑料：一般指具有特种功能（如耐热、自润滑等），应用于特殊要求的塑料。如氟塑料、有机硅等。,5,通用塑料(Universal Plastic
3、s),电讯器材和电木制品（如插座、开关等），耐热绝缘部件及各种结构件。,最好的透明材料，透光率达到92%以上，比普通玻璃好。,环氧树脂电器配件,6,工程塑料(Engineering Plastics),又称尼龙。强度较高，耐磨、自润滑性好，广泛用作机械、化工及电气零件。,热稳定性高是其最突出的特点。使用温度150174。用于机械设备等工业。,PC挡风板,优良的机械性能，透明无毒，应用广泛。,7,塑料分类,2按树脂受热性能分热塑性塑料：指在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化,具有多次重复加工性的塑料。如聚乙烯、聚氯乙烯塑料等。热固性塑料：因受热发生固化反应，形成不熔不溶性物料，不具有多次重复
4、加工性的塑料。如酚醛塑料、环氧塑料等。,8,塑料的特点,塑料的优点：塑料比较轻，这是相对于金属和有机玻璃而言的，轻的原因不是因为它是高分子化合物，而是因为它们是有机化合物，即由碳、氢、氧、氮等较轻的元素组成的。塑料易于加工。塑料具有可塑性，即在加热或加压后变形，在降温或压力消失后维持原形不变。可以通过挤出，注射等方式加工成各自形状的产品。塑料绝缘性好，耐腐蚀。可作为电器、电线的绝缘包覆物。塑料不易腐烂。大量的塑料废弃无法被自然界吸收、分解，从而造成一定程度的环境污染。,9,塑料的缺点：刚性差(为钢铁材料的1/100-1/10)，强度低；耐热性差、热膨胀系数大（是钢铁的10倍）、导热系数小(只有
5、金属的1/200-1/600)；蠕变温度低、易老化。,塑料的特点,10,橡 胶,橡胶(Rubber)是一种在使用温度范围内处于高弹态的高分子化合物。其分子链柔性好，在外力作用下可产生较大变形，除去外力后能迅速恢复原状。,11,橡胶的组成,1.生胶2.配合剂 主要有硫化剂、硫化促进剂、防老剂、软化剂、填充剂、发泡剂、着色剂等。,硫化剂,天然橡胶（生胶）线型,橡胶网状体型,12,橡胶分类,天然橡胶NR,橡胶,合成橡胶,通用合成橡胶,特种合成橡胶,丁苯橡胶SBR,顺丁橡胶BR,异戊橡胶IR,氯丁橡胶CR,乙丙橡胶EPDM,丁腈橡胶NBR,硅橡胶,13,常用橡胶,天然橡胶(NR)：为异戊二烯聚合物。具
6、有优良的回弹性，拉伸强度、伸长率、耐磨性、抗撕裂和耐压缩永久变形件能都优于大多数合成橡胶。适用范围：制作轮胎、减震零件、缓冲绳和密封零件。不耐油，耐天候、臭氧、氧的性能较差。使用温度范围：-60120 丁苯橡胶(SBR):为丁二烯与苯乙烯的共聚物。含10苯乙烯的丁苯-10具有优良的耐寒性，含30苯乙烯的丁苯-30耐磨性优良。适用范围：制作轮胎和密封零件。制品不耐油，老化性能较差。使用温度范围：-60120,丁苯橡胶,天然橡胶,14,顺丁橡胶BR 为顺丁二烯聚合物。耐寒、耐磨及回弹性能较好。适用范围：制作轮胎、密封零件、减震零件、胶带和胶管等制品。制品不耐油，不耐老化。使用温度范围：-70100
7、。,常用橡胶,15,氯丁橡胶(CR)为氯丁二烯聚合物。耐天候，耐臭氧老化，有自熄性，耐油性能仅次于丁腈橡胶，拉伸强度、伸长率、回弹性优良，与金属和织物粘结性能好。适用范围：制作密封圈及其他密封型材、胶管、涂层、电线绝缘层、胶布及配制胶粘剂。制品不耐合成双脂润滑油及磷酸脂液压油。使用温度范围：-35130。,氯丁橡胶,常用橡胶,16,硅橡胶 为聚硅氧烷。具有极佳的耐热、耐寒、耐老化性能，绝缘电阻、介电特性优异，导热性好，但强度和抗撕裂性较差，不耐油，价格较贵。适用范围：密封圈、密封型材、氧气波纹管、膜片、绝缘材料。使用温度范围：-70280。,硅橡胶,常用橡胶,17,橡胶特点,高弹性 橡胶的弹性
8、模量小，一般在19.8MPa。伸长变形大，伸长率可高达1000%，仍表现有可恢复的特性，并能在很宽的温度（-50150）范围内保持有弹性。粘弹性 橡胶是粘弹性体。由于大分子间作用力的存在，使橡胶受外力作用。产生形变时受时间、温度等条件的影响，表现有明显的应力松驰和蠕变现象。缓冲减震作用 橡胶对声音及振动和传播有缓和作用，可利用这一特点来防除噪音和振动。电绝缘性 橡胶和塑料一样是电绝缘材料，天然橡胶和丁基橡胶和体积电阻率可达到1015cm以上。,18,温度依赖性 高分子材料一般都受温度影响。橡胶在低温时处于玻璃态变硬变脆，在高温时则发生软化、熔融、热氧化、热分解以至燃烧。具有老化现象 如同金属腐
9、蚀、木材腐朽、岩石风化一样，橡胶也会因环境条件的变化而发生老化，使性能变坏，使寿命缩短。必须硫化 橡胶必须加入硫黄或其它能使橡胶硫化（或称交联）的物质，使橡胶大分子交联成空间网状结构，才能得到具有使用价值的橡胶制品，但是，热塑性橡胶可不必硫化。橡胶密度低，属于轻质材料，硬度低，柔软性好；透气性较差，可做气密性材料；还是较好的防水性材料等等。,橡胶特点,19,纤 维,纤维是指长度比直径大很多倍，并且有一定柔韧性的纤细物质。,20,纤维的分类,纤维,天然纤维,化学纤维,棉花 羊毛蚕丝 麻,合成纤维,人造纤维,涤纶 的确良,锦纶 尼龙,腈纶 人造羊毛,丙纶 轻、耐磨,维纶 成本低,六大纶,氯纶 保暖
10、、弹性好,醋酸纤维,粘胶纤维,21,主要合成纤维品种,22,胶 粘 剂,胶粘剂(Adhesive)是靠界面间作用使各种材料牢固地粘接在一起的物质。胶粘剂的组成 除了基料外(一种或几种高聚物)，还有固化剂、填料、增塑剂、增韧剂、稀释剂、促进剂及着色剂等。,23,胶粘剂的分类,胶粘剂,天然胶粘剂,合成胶粘剂,淀粉系、蛋白质系、天然树脂系、天然橡胶系,树脂型,橡胶型,热塑性,热固性,聚醋酸乙烯聚乙烯醇聚丙烯酸酯饱和聚酯聚氨酯,脲醛树脂、酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯等,氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、有机硅橡胶、热塑性橡胶,产量最大的热塑性胶粘剂，主要品种有 PVAc 溶液粘合剂、PVAc乳
11、液粘合剂等。,线型聚合物为粘料，可溶。用于非结构件的胶粘，粘接力不高。,价格低、无毒、主要用于纸品的粘接和办公用品中的浆液。,加热下，聚合物发生交联，形成不溶不熔胶层。粘接力强。,24,特殊胶粘剂,有两类胶粘剂产量不很大，但其某些性能非常突出，且增长速度很快，是目前胶粘剂工业发展的关键。结构胶粘剂（Structural adhensive)，主要用于航空和宇航及其他工业中受力构件的粘接，目前结构胶主要品种是改性的热固性胶粘剂。如用尼龙、羧酸丁腈、聚砜改性的环氧胶或聚乙烯醇缩醛、丁腈改性的酚醛胶，都具有很高的强度和韧性及优良的耐湿、热老化（除环氧尼龙外）氧等性能。,25,特殊胶粘剂,特种胶粘剂，
12、除一般性能外还有某些特殊功能如耐超高温低温、导电、医用.品种配方多达数万种，附加价值高。与此相似，一些特殊工艺胶粘剂如热熔胶(Hot melt adhesive)、厌氧胶(Anaerobic adhesive)、压敏胶(Pressure adhesive)等发展迅速，年增长率在15%以上。,26,涂 料,涂料是指涂布在物体表面而形成具有保护和装饰作用膜层的材料。涂料的组成（1）粘结剂：与物体表面和颜料具有良好的结合力，可分为转化型和非转化型两种类型。（2）颜料：起装饰作用，并对物体表面起抗腐蚀的保护作用（3）溶剂：溶解成膜物质的易挥发性液体（4）其他添加剂：增塑剂、催干剂、增稠剂、稀释剂、杀菌
13、剂，颜料分散剂，阻聚剂，防结皮剂等,27,涂料的分类,施工层次：腻子、底漆、面漆、罩光漆稀释介质：溶剂型、水溶型、水乳型漆膜光泽：无光漆、半光漆、有光漆施工方法：喷漆、烘漆、电泳漆成膜物质：油性涂料(油基树脂漆)、合成树脂类漆,28,常用涂料,醇酸树脂涂料 具有附着力强、光泽好、硬度大、保光性和耐候性好等特点，可制成清漆、磁漆、底漆和腻子。氨基树脂涂料 主要有三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂等涂料。聚氨酯涂料 具有耐磨性优异、附着力强、耐化学腐蚀，广泛用作地板漆甲板漆、纱管漆等。酚醛树脂涂料有机硅涂料,29,功能高分子材料,功能高分子材料是具有特殊的功能，如光敏性、导电性、磁性、化学活性、生物相容性
14、，高分子液晶等。它们除了具有一定的机械性能外，还具有其他的物理性能和化学性能。医用高分子材料导电高分子材料光敏性高分子材料,30,医用高分子材料是指用于修复或替代已损坏或患病的组织、医疗用及用于生物环境中的高分子材料。主要包括人工脏器，可降解医用缝合线，骨钉、骨板，药物缓释，药物活性等高分子材料。医用高分子材料是目前发展非常迅速的一个领域，高分子药物、高分子人工组织器官在定向给药、器官替代、整形外科和拓展治疗范围方面做出了相当大的贡献。医用高分子材料的性能 生物相容性好；耐生物老化；物理和力学性能好；,隐形眼镜（聚甲基丙烯酸羟乙酯）,高分子人造血管,医用高分子材料,31,医用高分子材料,医用高
15、分子材料可用于制作人工脏器。除了脑、胃和部分内分泌器官外，人体中几乎所有器官都可用高分子材料制造。人工头盖骨：聚甲基丙烯酸甲酯、酚醛树脂等 人工心脏：聚氨酯橡胶、有机硅橡胶等 人工肺：有机硅橡胶、聚四氟乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯等 人工血管：聚对苯二甲酸乙二酯、聚氨酯橡胶等 人工气管：有机硅橡胶、聚乙烯等 人工肾：赛璐玢、醋酸纤维素等 人工鼻：有机硅橡胶、聚乙烯等 人工皮肤：聚氨基酸、骨胶原、硅橡胶等 人工肌肉：硅橡胶和涤纶织物,32,导电高分子材料,一般认为有机化合物是电绝缘体，但在1974年科学家们合成了具有导电性能的高顺式聚乙炔薄膜，随后相继发现了多种不同结构的导电高分子，如聚吡咯、聚苯硫醚、聚噻吩、聚苯胺等，经掺杂后可产生高电导率。由于有机高分子材料具有易加工性，易与其它材料混合以及特殊的电性能等优点，可望获得工业上的应用。,33,光敏性高分子材料,光敏性高分子是用光照射时具有快速发生化学反应的官能团的高分子化合物。多数情况下它们是利用光照射进行交联固化，所得产物不溶于溶剂。光照射后用溶剂处理，未受光照部分溶于溶剂，不溶部分留下而形成与底片对应的凹凸面。利用可溶性光敏高分子的这一性质，光敏性高分子如聚乙烯醇月桂酸树脂等，作为感光材料可用于印刷电路，照像印刷版等。,发光材料,34,光敏性高分子材料,电致发光高分子,
