第八章_有機高分子材料

1、第七章第七章 有機高分子材料有機高分子材料第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、高分子化合物的基本概念一、高分子化合物的基本概念高分子材料是以高分子化合物為主要組分的材料。常稱聚合高分子材料是以高分子化合物為主要組分的材料。常稱聚合物或高聚物。物或高聚物。高分子化合物的分子量一般高分子化合物的分子量一般104 。高分子化合物有天然的，也有人工合成的。工業(yè)用高分子高分子化合物有天然的，也有人工合成的。工業(yè)用高分子材料主要是人工合成的。材料主要是人工合成的。由簡單的結(jié)構(gòu)單元重復(fù)連接而成。如由乙烯合成聚乙烯由簡單的結(jié)構(gòu)單元重復(fù)連接而成。如由乙烯合成聚乙烯: CH2=CH2+CH2=CH2+ -CH2-CH2-C

2、H2-CH2- ,可簡寫成可簡寫成 CH2=CH2 CH2CH2 n ，其中，其中 n聚合度聚合度 。合成聚合物的低分子化合物稱為單體。合成聚合物的低分子化合物稱為單體。聚合物的分子為很長的鏈條，稱為大分子鏈。聚合物的分子為很長的鏈條，稱為大分子鏈。聚乙烯分子鏈聚乙烯分子鏈大分子鏈中重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，如聚乙烯中大分子鏈中重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，如聚乙烯中 CH2CH2 ) 稱為鏈節(jié)。稱為鏈節(jié)。1、高分子化合物的組成、高分子化合物的組成2.高聚物的相對分子量高聚物的相對分子量 M = nM0 n聚合度聚合度 ，M0 鏈節(jié)的分子量鏈節(jié)的分子量例：例： 聚氯乙烯聚氯乙烯 M0 = 62 當(dāng)當(dāng) n = 2500，則

3、，則 M = 2500 62 = 1550001)高分子的相對分子質(zhì)量高分子的相對分子質(zhì)量指平均相對分子質(zhì)量指平均相對分子質(zhì)量(多分散性多分散性) 如：聚苯乙烯如：聚苯乙烯 相對分子質(zhì)量：相對分子質(zhì)量：1030萬萬 氯丁橡膠氯丁橡膠 相對分子質(zhì)量：相對分子質(zhì)量：1012萬萬2)聚合物的強度及加工性能與其平均相對分子質(zhì)量密切相關(guān)。聚合物的強度及加工性能與其平均相對分子質(zhì)量密切相關(guān)。如：用于合成纖維的分子量在幾萬以下，以免堵塞紡絲孔，分如：用于合成纖維的分子量在幾萬以下，以免堵塞紡絲孔，分子量分布窄；塑料的分子量在幾萬十幾萬之間，分子量分布子量分布窄；塑料的分子量在幾萬十幾萬之間，分子量分布較寬。

4、較寬。二、高聚物的分類和命名二、高聚物的分類和命名(1)按用途分：按用途分：塑料、橡膠、纖維、膠粘劑、塑料、橡膠、纖維、膠粘劑、涂料等。涂料等。 (2)按聚合物反應(yīng)類型分為按聚合物反應(yīng)類型分為加聚物和縮聚物。加聚物和縮聚物。 (3)按聚合物的熱行為分為按聚合物的熱行為分為熱塑性聚合物和熱熱塑性聚合物和熱固性聚合物。固性聚合物。(4)按主鏈上的化學(xué)組成分為按主鏈上的化學(xué)組成分為碳鏈聚合物、雜碳鏈聚合物、雜鏈聚合物和元素有機聚合物鏈聚合物和元素有機聚合物 1.分類分類2.聚合物的命名聚合物的命名聚合物有系統(tǒng)命名法和通俗命名法，主要采用通俗命名法。聚合物有系統(tǒng)命名法和通俗命名法，主要采用通俗命名法。

5、天然高分子，一般按來源和性質(zhì)有專有名詞。如纖維素、天然高分子，一般按來源和性質(zhì)有專有名詞。如纖維素、蛋白質(zhì)等。蛋白質(zhì)等。合成高分子，是在單體名稱前冠以合成高分子，是在單體名稱前冠以“聚聚”字。字。由兩種單體縮聚而成的聚合物，如果結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜或不太由兩種單體縮聚而成的聚合物，如果結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜或不太明確，往往在單體名稱后加上明確，往往在單體名稱后加上“樹脂樹脂”二字來命名。二字來命名。以高聚物的商品名或代號命名。如尼龍以高聚物的商品名或代號命名。如尼龍6，PA-6三、高分子材料的結(jié)構(gòu)三、高分子材料的結(jié)構(gòu)1、大分子鏈的結(jié)構(gòu)、大分子鏈的結(jié)構(gòu) (1)大分子鏈的柔順性大分子鏈的柔順性 大分子鏈主鏈共價鍵有

6、一大分子鏈主鏈共價鍵有一定鍵長和鍵角，保持鍵長和鍵定鍵長和鍵角，保持鍵長和鍵角不變時單鍵可任意旋轉(zhuǎn)，稱角不變時單鍵可任意旋轉(zhuǎn)，稱單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)。單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)。F內(nèi)旋轉(zhuǎn)使大分子鏈卷曲成各種不同形狀，對外力有很大的適內(nèi)旋轉(zhuǎn)使大分子鏈卷曲成各種不同形狀，對外力有很大的適應(yīng)性，這種特性稱為大分子鏈的柔順性。應(yīng)性，這種特性稱為大分子鏈的柔順性。F柔順性與單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)的難易程度有關(guān)。柔順性與單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)的難易程度有關(guān)。 分子結(jié)構(gòu)對柔順性的影響：分子結(jié)構(gòu)對柔順性的影響：1、主鏈結(jié)構(gòu)：、主鏈結(jié)構(gòu)： 主鏈含有主鏈含有C-O、C-N、Si-O鍵其內(nèi)旋轉(zhuǎn)均比鍵其內(nèi)旋轉(zhuǎn)均比C-C鍵容易；鍵容易；主鏈上含有孤立的雙鍵比僅有單

7、鍵時更加柔順；主鏈上含有孤立的雙鍵比僅有單鍵時更加柔順；主鏈中共軛雙鍵因主鏈中共軛雙鍵因電子云的重疊而不能產(chǎn)生內(nèi)旋轉(zhuǎn)為剛性電子云的重疊而不能產(chǎn)生內(nèi)旋轉(zhuǎn)為剛性鏈，如聚乙炔、聚苯等；鏈，如聚乙炔、聚苯等；主鏈中引入苯環(huán)、雜環(huán)，柔性減小，即使在高溫下分子鏈也主鏈中引入苯環(huán)、雜環(huán)，柔性減小，即使在高溫下分子鏈也不易產(chǎn)生內(nèi)旋轉(zhuǎn)，這是耐高溫聚合物的結(jié)構(gòu)特征。不易產(chǎn)生內(nèi)旋轉(zhuǎn)，這是耐高溫聚合物的結(jié)構(gòu)特征。2、側(cè)基：、側(cè)基： 側(cè)基極性越強，數(shù)目越多，柔順性越差；側(cè)基極性越強，數(shù)目越多，柔順性越差；非極性側(cè)基，體積越大，空間位阻越大，鏈的剛性增大非極性側(cè)基，體積越大，空間位阻越大，鏈的剛性增大側(cè)基的對稱性使鏈間距

8、離增大，相互作用力減小，柔性增大側(cè)基的對稱性使鏈間距離增大，相互作用力減小，柔性增大3、氫鍵：、氫鍵：分子內(nèi)或分子間氫鍵使分子鏈的剛性增加。分子內(nèi)或分子間氫鍵使分子鏈的剛性增加。(2)大分子鏈的形狀大分子鏈的形狀按照大分子鏈的幾何形狀，可將高分子化合物分為線型結(jié)構(gòu)、按照大分子鏈的幾何形狀，可將高分子化合物分為線型結(jié)構(gòu)、支鏈型結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu)。支鏈型結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu)。線型結(jié)構(gòu)高聚物的彈性、塑性好，硬度低，是熱塑性材料。線型結(jié)構(gòu)高聚物的彈性、塑性好，硬度低，是熱塑性材料。支鏈型結(jié)構(gòu)近于線型結(jié)構(gòu)支鏈型結(jié)構(gòu)近于線型結(jié)構(gòu) 。體型結(jié)構(gòu)高聚物硬度高，脆性大，。體型結(jié)構(gòu)高聚物硬度高，脆性大，無彈性和塑性，是熱固性

9、材料無彈性和塑性，是熱固性材料。2、高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)固態(tài)高聚物分為晶態(tài)和非晶態(tài)兩大類，晶態(tài)為分子鏈排列規(guī)固態(tài)高聚物分為晶態(tài)和非晶態(tài)兩大類，晶態(tài)為分子鏈排列規(guī)則的部分，而排列不規(guī)則的部分為非晶態(tài)則的部分，而排列不規(guī)則的部分為非晶態(tài)。一個大分子鏈可以穿過一個大分子鏈可以穿過幾個晶區(qū)和非晶區(qū)。晶幾個晶區(qū)和非晶區(qū)。晶區(qū)熔點、密度、強度、區(qū)熔點、密度、強度、硬度、剛性、耐熱性、硬度、剛性、耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性高，而彈性、化學(xué)穩(wěn)定性高，而彈性、塑性、沖擊強度下降。塑性、沖擊強度下降。 四、高聚物的力學(xué)性能四、高聚物的力學(xué)性能 1、線型非晶態(tài)高分子材料的力學(xué)狀態(tài)、線型非晶態(tài)高分子材料的力

10、學(xué)狀態(tài) (1)玻璃態(tài)：玻璃態(tài)：低溫下，鏈段不能運動。在外力作用下，只發(fā)生低溫下，鏈段不能運動。在外力作用下，只發(fā)生大分子原子的微量位移，產(chǎn)生少量彈性變形。大分子原子的微量位移，產(chǎn)生少量彈性變形。F高聚物呈玻璃態(tài)的最高聚物呈玻璃態(tài)的最高溫度稱玻璃化溫度，高溫度稱玻璃化溫度，用用Tg表示。表示。用于這種用于這種狀態(tài)的材料有塑料和狀態(tài)的材料有塑料和纖維。纖維。 線型非晶態(tài)高聚物的溫度線型非晶態(tài)高聚物的溫度-變形曲線變形曲線 (2)高彈態(tài)：高彈態(tài)：溫度高于溫度高于Tg，分子活動能力增加，受力時產(chǎn)生很，分子活動能力增加，受力時產(chǎn)生很大彈性變形。用于這種狀態(tài)高聚物是橡膠。大彈性變形。用于這種狀態(tài)高聚物是橡

11、膠。(3)粘流態(tài)：粘流態(tài)：由于溫度高，分子活動能力很大，在外力作用下，由于溫度高，分子活動能力很大，在外力作用下，大分子鏈可以相對滑動。粘流態(tài)是高分子材料的加工大分子鏈可以相對滑動。粘流態(tài)是高分子材料的加工態(tài)，態(tài)，大分子鏈開始大分子鏈開始發(fā)生粘性流動的溫發(fā)生粘性流動的溫度稱粘流溫度，用度稱粘流溫度，用Tf表示表示。 線型非晶態(tài)高聚物的溫度線型非晶態(tài)高聚物的溫度-變形曲線變形曲線 2、高分子化合物的力學(xué)性能高分子化合物的力學(xué)性能 2）結(jié)晶度的影響）結(jié)晶度的影響 在結(jié)晶區(qū)內(nèi)分子鏈排列緊密有序，可使分子鏈之間的作用力增大，機在結(jié)晶區(qū)內(nèi)分子鏈排列緊密有序，可使分子鏈之間的作用力增大，機械強度也隨之增高

12、。械強度也隨之增高。 3）極性的影響）極性的影響 高聚物分子鏈中含有極性基團或鏈間能形成氫鍵時，都可因增加分子高聚物分子鏈中含有極性基團或鏈間能形成氫鍵時，都可因增加分子鏈之間的作用力而提高其機械強度。鏈之間的作用力而提高其機械強度。4）主鏈結(jié)構(gòu)的影響）主鏈結(jié)構(gòu)的影響主鏈含苯環(huán)等的高聚物，其強度和剛性比含脂肪族主鏈的高聚物的要高。主鏈含苯環(huán)等的高聚物，其強度和剛性比含脂肪族主鏈的高聚物的要高。 1）相對分子質(zhì)量的影響）相對分子質(zhì)量的影響 3、高聚物的溶解性能高聚物的溶解性能非晶態(tài)高聚物：非晶態(tài)高聚物：從溶脹到溶解。從溶脹到溶解。交聯(lián)高聚物：交聯(lián)高聚物：只能溶脹不能溶解。只能溶脹不能溶解。非極性

13、晶態(tài)高聚物：非極性晶態(tài)高聚物：升溫至聚合物的熔點附近，使晶態(tài)轉(zhuǎn)升溫至聚合物的熔點附近，使晶態(tài)轉(zhuǎn)化為非晶態(tài)，才能逐漸溶解。化為非晶態(tài)，才能逐漸溶解。極性晶態(tài)高聚物：極性晶態(tài)高聚物：只要溶劑選擇得當(dāng)，可以常溫溶解。只要溶劑選擇得當(dāng)，可以常溫溶解。原因：原因：其非晶部分在溶劑中發(fā)生溶劑化作用放熱，放出的熱量其非晶部分在溶劑中發(fā)生溶劑化作用放熱，放出的熱量足以使結(jié)晶部分熔化，進而聚合物溶解。足以使結(jié)晶部分熔化，進而聚合物溶解。 1）高聚物的溶解過程）高聚物的溶解過程 極性相似的原則：極性相似的原則： Gm = H m - TSm ， Sm 0。對于非極性高聚物：對于非極性高聚物： H m 0，升高溫度

14、溶解可自發(fā)進行。，升高溫度溶解可自發(fā)進行。對于極性高聚物：對于極性高聚物： H m 0，溶解過程可自發(fā)進行。，溶解過程可自發(fā)進行。溶度參數(shù)相近的原則：溶度參數(shù)相近的原則：溶度參數(shù)反映了分子間相互作用力溶度參數(shù)反映了分子間相互作用力大小。一般當(dāng)大小。一般當(dāng) 12 2.03.1時，高聚物溶解。而對時，高聚物溶解。而對于非極性晶態(tài)高聚物只有在溫度為于非極性晶態(tài)高聚物只有在溫度為0.9Tm時，才能用溶度時，才能用溶度參數(shù)判斷。參數(shù)判斷。溶劑化的原則：溶劑化的原則：強極性和高結(jié)晶高聚物，只有用強親電、強極性和高結(jié)晶高聚物，只有用強親電、親核作用的溶劑或形成氫鍵的溶劑才能溶解。親核作用的溶劑或形成氫鍵的溶

15、劑才能溶解。2）溶劑的選擇）溶劑的選擇 第二節(jié)第二節(jié) 高分子工程材料高分子工程材料 n高分子工程材料高分子工程材料包括塑料、合成包括塑料、合成纖維、橡膠和膠纖維、橡膠和膠粘劑等。粘劑等。本節(jié)主本節(jié)主要介紹工程上常要介紹工程上常用的高分子工程用的高分子工程材料。材料。 一、工程塑料一、工程塑料 n塑料是在玻璃態(tài)下使用的高分子材料。在一定溫度、壓力下塑料是在玻璃態(tài)下使用的高分子材料。在一定溫度、壓力下可塑制成型，在常溫下能保持其形狀不變?？伤苤瞥尚?，在常溫下能保持其形狀不變。l塑料是以樹脂為主要成分塑料是以樹脂為主要成分(40100%)，加入各種添加劑。，加入各種添加劑。塑料制品塑料制品1、工程塑

16、料概述、工程塑料概述 (1)塑料的組成塑料的組成 l樹脂是塑料的主要成分，對塑樹脂是塑料的主要成分，對塑料性能起決定性作用。料性能起決定性作用。添加劑添加劑是為改善塑料某些性能而加入的物質(zhì)。是為改善塑料某些性能而加入的物質(zhì)。u添加劑添加劑F填料填料主要起增強作用；主要起增強作用；F增塑劑增塑劑用于提高樹脂的可塑性和柔軟性；用于提高樹脂的可塑性和柔軟性；F固化劑固化劑用于使熱固性樹脂由線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)；用于使熱固性樹脂由線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)；F穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑用于防止塑料老化，延長其使用壽命；用于防止塑料老化，延長其使用壽命；F潤滑劑潤滑劑用于防止塑料加工時粘在模具上用于防止塑料加工時粘在模

17、具上, , 使制品光亮；使制品光亮；F著色劑著色劑用于塑料制品著色。用于塑料制品著色。F其他的還有其他的還有發(fā)泡劑、催化劑、發(fā)泡劑、催化劑、阻燃劑、抗靜電劑等阻燃劑、抗靜電劑等。 (2)塑料的分類塑料的分類特種塑料特種塑料是指具有某些特殊性能是指具有某些特殊性能如耐高溫、耐腐蝕的塑料，這類如耐高溫、耐腐蝕的塑料，這類塑料產(chǎn)量少，價格貴，只用于特塑料產(chǎn)量少，價格貴，只用于特殊需要的場合。殊需要的場合。 按樹脂受熱時行為可分為按樹脂受熱時行為可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。熱塑性塑料和熱固性塑料。 按使用范圍可分為按使用范圍可分為通用塑料、工程塑料和特種塑料。通用塑料、工程塑料和特種塑料。通用塑料通

18、用塑料產(chǎn)量大、價格低、用途廣。產(chǎn)量大、價格低、用途廣。 工程塑料工程塑料力學(xué)性能高，耐熱、耐蝕性能好。力學(xué)性能高，耐熱、耐蝕性能好。熱固性塑料制品熱固性塑料制品熱熱塑塑性性塑塑料料聚乙烯聚乙烯聚丙烯聚丙烯聚苯乙烯聚苯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯PMMAABS聚四氟乙烯聚四氟乙烯聚甲醛聚甲醛聚碳酸酯聚碳酸酯聚醚聚醚聚砜聚砜通用塑料通用塑料工程塑料工程塑料(3) 塑料的性能特點塑料的性能特點缺點：缺點：優(yōu)點：優(yōu)點：F相對密度小相對密度小(一般為一般為0.92.3)；耐蝕性、電絕緣性、；耐蝕性、電絕緣性、減摩、耐磨性好；有消音減摩、耐磨性好；有消音吸振性能吸振性能 。F剛性差剛性差(為鋼鐵材料的為鋼鐵材料的

19、1/1001/10)，強度低；耐熱性差、熱，強度低；耐熱性差、熱膨脹系數(shù)大（是鋼鐵的膨脹系數(shù)大（是鋼鐵的10倍）、導(dǎo)熱系數(shù)小倍）、導(dǎo)熱系數(shù)小(只有金屬的只有金屬的1/2001/600)；蠕變溫度低、易老化。；蠕變溫度低、易老化。 2、常用工程塑料、常用工程塑料PE波紋管波紋管PP方向盤方向盤ABS閥門閥門PS管管(1) 一般結(jié)構(gòu)用塑料一般結(jié)構(gòu)用塑料F包括聚乙烯包括聚乙烯(PE)、聚氯乙烯聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯聚苯乙烯(PS)、聚丙烯聚丙烯(PP)和和ABS塑料等。塑料等。F聚丙烯具有優(yōu)良的綜合性能，可制造各種機械零件。聚丙烯具有優(yōu)良的綜合性能，可制造各種機械零件。FABS塑料塑料 “堅韌

20、、質(zhì)硬、剛性堅韌、質(zhì)硬、剛性” ，應(yīng)用廣泛。，應(yīng)用廣泛。 F聚酰胺又稱尼龍或綿綸，強度較高，耐磨、自潤滑性好，廣聚酰胺又稱尼龍或綿綸，強度較高，耐磨、自潤滑性好，廣泛用作機械、化工及電氣零件。泛用作機械、化工及電氣零件。尼龍管件尼龍管件PC擋風(fēng)板擋風(fēng)板F聚碳酸酯具有優(yōu)良的機械性能，聚碳酸酯具有優(yōu)良的機械性能，透明無毒，應(yīng)用廣泛。透明無毒，應(yīng)用廣泛。(2) 摩擦傳動零件用塑料摩擦傳動零件用塑料包括聚酰胺包括聚酰胺(PA)、聚甲醛、聚甲醛(POM)、聚、聚碳酸酯碳酸酯(PC)、聚四氟乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)等。等。F聚甲醛具有優(yōu)良的綜合性能，廣泛用于汽車機床、化工、電聚甲醛具有優(yōu)良的綜合性能，

21、廣泛用于汽車機床、化工、電氣儀表、農(nóng)機等工業(yè)氣儀表、農(nóng)機等工業(yè) 。密封件密封件聚四氟乙烯管聚四氟乙烯管聚四氟乙烯零件聚四氟乙烯零件F聚四氟乙烯俗稱聚四氟乙烯俗稱“塑料王塑料王”，具有極優(yōu)越的化學(xué)穩(wěn)定性和熱，具有極優(yōu)越的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性以及優(yōu)越的電性能，幾乎不受任何化學(xué)藥品的腐蝕，穩(wěn)定性以及優(yōu)越的電性能，幾乎不受任何化學(xué)藥品的腐蝕，摩擦系數(shù)極低，只有摩擦系數(shù)極低，只有0.04。缺點是強度低、加工性差。主要。缺點是強度低、加工性差。主要用于減摩密封件、化工耐蝕件與熱交換器以及高頻或潮濕條用于減摩密封件、化工耐蝕件與熱交換器以及高頻或潮濕條件下的絕緣材料。件下的絕緣材料。 (3)耐蝕用塑料耐蝕用

22、塑料耐蝕用塑料主要有聚四氟乙烯、耐蝕用塑料主要有聚四氟乙烯、氯化聚醚氯化聚醚(PENTON)、聚丙烯等、聚丙烯等。氯化聚醚的化學(xué)穩(wěn)定性僅次于氯化聚醚的化學(xué)穩(wěn)定性僅次于聚四氟乙烯，但工藝性比聚四聚四氟乙烯，但工藝性比聚四氟乙烯好，成本低。在化學(xué)工氟乙烯好，成本低。在化學(xué)工業(yè)和機電工業(yè)獲得廣泛應(yīng)用，業(yè)和機電工業(yè)獲得廣泛應(yīng)用，如化工設(shè)備零件、管道、襯里如化工設(shè)備零件、管道、襯里等。等。 氯化聚醚防腐蝶閥氯化聚醚防腐蝶閥 (4)耐高溫件用塑料耐高溫件用塑料有聚砜有聚砜(PSF)、聚苯醚、聚苯醚(PPO)、聚酰亞胺、聚酰亞胺(PI)及氟及氟塑料等。塑料等。聚酰亞胺層壓板聚酰亞胺層壓板 最突出的特點。使用

23、溫度達(dá)最突出的特點。使用溫度達(dá)150174。用于機械設(shè)備等。用于機械設(shè)備等工業(yè)。工業(yè)。F聚苯醚具有良好的綜合性能，用于機電等方面。聚苯醚具有良好的綜合性能，用于機電等方面。F聚酰亞胺在聚酰亞胺在260下可長期使用。主要用于特殊條件下使用下可長期使用。主要用于特殊條件下使用的精密零件。的精密零件。 F聚砜的熱穩(wěn)定性高是其聚砜的熱穩(wěn)定性高是其(5)熱固性塑料熱固性塑料電器配件電器配件熱固性塑料是在樹脂中加入固化劑壓制成型而形成的體形聚合物。熱固性塑料是在樹脂中加入固化劑壓制成型而形成的體形聚合物。 F酚醛塑料是以酚醛樹脂為基，加入填料及其他添加劑而制成。酚醛塑料是以酚醛樹脂為基，加入填料及其他添加

24、劑而制成。廣泛用于制作各種電訊器材和電木制品（如插座、開關(guān)等），廣泛用于制作各種電訊器材和電木制品（如插座、開關(guān)等），耐熱絕緣部件及各種結(jié)構(gòu)件。耐熱絕緣部件及各種結(jié)構(gòu)件。 二、合成橡膠二、合成橡膠 n橡膠是以高分子化合物為基礎(chǔ)的具有高彈性的材料。橡膠是以高分子化合物為基礎(chǔ)的具有高彈性的材料。1、橡膠的組成和性能特點、橡膠的組成和性能特點 n工業(yè)用橡膠由生膠和橡膠配合劑組成。生膠無配合工業(yè)用橡膠由生膠和橡膠配合劑組成。生膠無配合劑并未經(jīng)硫化。橡膠配合劑有硫化劑、硫化促進劑、劑并未經(jīng)硫化。橡膠配合劑有硫化劑、硫化促進劑、防老劑、軟化劑、填充劑、發(fā)泡劑、著色劑等。防老劑、軟化劑、填充劑、發(fā)泡劑、著色

25、劑等。n橡膠最大的特點是高彈性。橡膠有儲能、耐磨、隔橡膠最大的特點是高彈性。橡膠有儲能、耐磨、隔音、絕緣等性能。音、絕緣等性能。 2、常用合成橡膠、常用合成橡膠密封圈密封圈膠管膠管輪胎輪胎合成橡膠按用途和用量分為：合成橡膠按用途和用量分為：通用橡膠通用橡膠：用于制作輪胎、運輸帶、膠管、膠板、墊片、密：用于制作輪胎、運輸帶、膠管、膠板、墊片、密封裝置等；封裝置等；特種膠橡特種膠橡：用于高低溫、強腐蝕、強輻射等特殊環(huán)境下工作：用于高低溫、強腐蝕、強輻射等特殊環(huán)境下工作的橡膠制品。的橡膠制品。 性能：性能： 耐水，耐老化性能，特別是耐磨性和氣密性好。缺點是不耐水，耐老化性能，特別是耐磨性和氣密性好。

26、缺點是不耐油和有機溶劑，抗撕強度小。耐油和有機溶劑，抗撕強度小。 用途：用途： 為合成橡膠中最大的品種（約占為合成橡膠中最大的品種（約占50%），廣泛用于制造汽車），廣泛用于制造汽車輪胎，皮帶等；與天然橡膠共混可作密封材料和電絕緣材料。輪胎，皮帶等；與天然橡膠共混可作密封材料和電絕緣材料。結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式:丁苯橡膠丁苯橡膠CH2CHCH2CHyCH2CHx性能：性能：耐油，耐氧化，耐燃，耐酸堿，耐油，耐氧化，耐燃，耐酸堿，耐老化，耐曲撓性都很好；缺點耐老化，耐曲撓性都很好；缺點是密度較大，耐寒和彈性較差。是密度較大，耐寒和彈性較差。 用途：用途：制造運輸帶、防毒面具，電纜外皮、輪胎等。制造運輸帶、

27、防毒面具，電纜外皮、輪胎等。 結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式:氯丁橡膠氯丁橡膠 (萬能橡膠萬能橡膠)CH2CHCCH2Cln性能：性能： 彈性、耐老化性和耐低溫性、耐磨性，都超過天然橡膠；彈性、耐老化性和耐低溫性、耐磨性，都超過天然橡膠；缺點是抗撕裂能力差，易出現(xiàn)裂紋。缺點是抗撕裂能力差，易出現(xiàn)裂紋。用途：用途： 為合成橡膠的第二大品種（約占為合成橡膠的第二大品種（約占15%），大約），大約 60% 以上以上用于制造輪胎。用于制造輪胎。 結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式:順丁橡膠順丁橡膠CH2CCH2nCHH性能：性能： 耐油性好，拉伸強度大，耐熱性好；缺點是電絕緣性、耐油性好，拉伸強度大，耐熱性好；缺點是電絕緣性、耐寒性差，塑性

28、低、難加工。耐寒性差，塑性低、難加工。 用途：用途：用作機械上的墊圈以及制備收音機和汽車等需要耐油的零件。用作機械上的墊圈以及制備收音機和汽車等需要耐油的零件。 結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式:丁腈橡膠丁腈橡膠CH2CHCH2CHyCH2CHCNx性能：性能：分子無雙鍵存在，故耐熱、耐氧化、耐老化性好，使用溫度高。分子無雙鍵存在，故耐熱、耐氧化、耐老化性好，使用溫度高。 用途：用途：制造耐熱膠管、墊片、三角膠帶、輸送帶、人力車胎等。制造耐熱膠管、墊片、三角膠帶、輸送帶、人力車胎等。 結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式:乙丙橡膠乙丙橡膠CH2CHCH3nCH2CH2特種橡膠特種橡膠它們能在它們能在 200 300下使用，硅橡膠甚至可在

29、下使用，硅橡膠甚至可在 425時短時間使時短時間使用。硅橡膠還耐低溫，在用。硅橡膠還耐低溫，在 -60時仍保持彈性。耐低溫性能較好的時仍保持彈性。耐低溫性能較好的還有順丁橡膠。氟橡膠不怕酸、堿、燃料油，耐熱，可在不同條還有順丁橡膠。氟橡膠不怕酸、堿、燃料油，耐熱，可在不同條件下使用。硅橡膠也是特種絕緣橡膠。件下使用。硅橡膠也是特種絕緣橡膠。 各種橡膠中，耐熱性能較好的是各種橡膠中，耐熱性能較好的是氟橡膠和硅橡膠氟橡膠和硅橡膠。例如例如(俗稱俗稱Viton)和和，CF2CF(CF3)-CH2CF2nSi(CH3)2On三、纖維三、纖維 n紡織纖維包括天然纖維和化學(xué)纖維兩大類。紡織纖維包括天然纖維

30、和化學(xué)纖維兩大類。1、化學(xué)纖維的種類：、化學(xué)纖維的種類： 人造纖維人造纖維：是由天然高分子物質(zhì)經(jīng)化學(xué)處理而制得的。主要：是由天然高分子物質(zhì)經(jīng)化學(xué)處理而制得的。主要是是粘膠纖維：粘膠纖維：以天然纖維素材料分離提純得到以天然纖維素材料分離提純得到9095%纖維纖維素含量的漿料，經(jīng)濃堿處理、與素含量的漿料，經(jīng)濃堿處理、與CS2反應(yīng)得到纖維素黃原酸反應(yīng)得到纖維素黃原酸鈉，再溶于鈉，再溶于NaOH后紡絲。后紡絲。合成纖維：合成纖維：由合成聚合物制得的。主要品種是滌綸、腈綸、由合成聚合物制得的。主要品種是滌綸、腈綸、錦綸、維綸、丙綸和氯綸。主要是前三種，占全世界纖維總錦綸、維綸、丙綸和氯綸。主要是前三種，

31、占全世界纖維總產(chǎn)量的產(chǎn)量的90%以上。以上。 化學(xué)纖維的分類化學(xué)纖維的分類2、主要合成纖維的簡介：、主要合成纖維的簡介： 錦綸錦綸：聚酰胺類纖維。主要是：聚酰胺類纖維。主要是錦綸錦綸6、錦綸、錦綸66和錦綸和錦綸1010等。等。特點：特點：耐磨優(yōu)于其它紡織纖維，強度高，吸濕性比滌綸、耐磨優(yōu)于其它紡織纖維，強度高，吸濕性比滌綸、腈綸好，仍不夠理想，腈綸好，仍不夠理想，缺點缺點是保暖性、耐熱性和耐光性不是保暖性、耐熱性和耐光性不夠好。夠好。用途：用途：襪子和衣料。也用于輪胎簾子線、漁網(wǎng)、繩索、傳襪子和衣料。也用于輪胎簾子線、漁網(wǎng)、繩索、傳輸帶和降落傘。輸帶和降落傘。滌綸滌綸：聚酯類纖維。主要是：聚

32、酯類纖維。主要是聚對苯二甲酸乙二醇酯。聚對苯二甲酸乙二醇酯。特點：特點：挺括不皺，強度高，耐熱性好，耐磨性稍遜錦綸，挺括不皺，強度高，耐熱性好，耐磨性稍遜錦綸，耐光性僅次于腈綸，耐光性僅次于腈綸，缺點缺點是吸濕性差。是吸濕性差。用途：用途：純紡和混紡衣料。也用于輪胎簾子線、漁網(wǎng)、繩索純紡和混紡衣料。也用于輪胎簾子線、漁網(wǎng)、繩索和帆布。和帆布。腈綸腈綸：聚丙烯腈纖維：聚丙烯腈纖維人造羊毛。人造羊毛。特點：特點：性能極似羊毛，保暖性好，膨松柔軟，強度比羊毛性能極似羊毛，保暖性好，膨松柔軟，強度比羊毛高高12.5倍，倍，缺點缺點是難以染色，故腈綸都要加入第二、第是難以染色，故腈綸都要加入第二、第三單

33、體共聚；耐磨性差，不如羊毛和棉。三單體共聚；耐磨性差，不如羊毛和棉。用途：用途：混紡衣料?；旒徱铝稀１]丙綸：等規(guī)聚丙烯纖維。：等規(guī)聚丙烯纖維。特點：特點：比重只有比重只有0.91，是化學(xué)纖維最輕的一種，強度可與，是化學(xué)纖維最輕的一種，強度可與滌綸、錦綸相比，滌綸、錦綸相比，缺點缺點是吸濕性極小，但易洗快干。是吸濕性極小，但易洗快干。用途：用途：運動衣、蚊帳、背包。還可制成中空纖維，用于絮運動衣、蚊帳、背包。還可制成中空纖維，用于絮被，質(zhì)輕，保暖，彈性好。被，質(zhì)輕，保暖，彈性好。氯綸氯綸：聚氯乙烯纖維：聚氯乙烯纖維特點：特點：性能極似棉，保暖性比棉高性能極似棉，保暖性比棉高50%，強度與棉相當(dāng)

34、，強度與棉相當(dāng)，耐磨性比棉好，耐磨性比棉好，缺點是缺點是易帶靜電。易帶靜電。用途：用途：混紡衣料?；旒徱铝?。氨綸氨綸：聚氨酯類纖維：聚氨酯類纖維彈性纖維彈性纖維。特點：特點：彈性極好，伸長率可達(dá)彈性極好，伸長率可達(dá)600750%。用途：用途：內(nèi)衣、游泳衣、松緊帶、腰帶等。內(nèi)衣、游泳衣、松緊帶、腰帶等。彈力絲彈力絲：原絲被加捻后在定形器進行熱定形，以消除加捻：原絲被加捻后在定形器進行熱定形，以消除加捻絲條的內(nèi)應(yīng)力，從而使加捻變形固定下來，然后使原來獲絲條的內(nèi)應(yīng)力，從而使加捻變形固定下來，然后使原來獲得的捻度正好退捻至零，但已經(jīng)形成的卷曲形狀被保留下得的捻度正好退捻至零，但已經(jīng)形成的卷曲形狀被保留

35、下來，于是制得蓬松柔軟并有彈性的彈力絲。來，于是制得蓬松柔軟并有彈性的彈力絲。四、膠黏劑四、膠黏劑 n膠接膠接是物體與物體的一種連接方式，凡是具有良好膠接能力是物體與物體的一種連接方式，凡是具有良好膠接能力的物質(zhì)均可作為膠黏劑。的物質(zhì)均可作為膠黏劑。1、膠黏劑的組成：、膠黏劑的組成： 黏料黏料：也稱主料，主要是合成聚合物，一般有三種類型：也稱主料，主要是合成聚合物，一般有三種類型：)在膠接條件下容易聚合的液態(tài)單體在膠接條件下容易聚合的液態(tài)單體，例如，例如501、502膠。膠。 )具有活性基團的低聚物，在膠接過程發(fā)生固化反應(yīng)而轉(zhuǎn)化具有活性基團的低聚物，在膠接過程發(fā)生固化反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為體形聚合物為體

36、形聚合物，例如環(huán)氧樹脂膠黏劑、聚氨酯膠黏劑。，例如環(huán)氧樹脂膠黏劑、聚氨酯膠黏劑。 )線形聚合物的溶液或乳液，膠接時，溶劑的揮發(fā)而發(fā)生膠線形聚合物的溶液或乳液，膠接時，溶劑的揮發(fā)而發(fā)生膠接接，例如有機玻璃溶液膠、白乳膠。或受熱熔化布滿物體表，例如有機玻璃溶液膠、白乳膠?；蚴軣崛刍紳M物體表面，冷卻后為固態(tài)而發(fā)生膠接，如面，冷卻后為固態(tài)而發(fā)生膠接，如EVA熱熔膠。熱熔膠。固化劑固化劑：也稱硬化劑，主要是多元醇或多胺類化合物。：也稱硬化劑，主要是多元醇或多胺類化合物。稀釋劑稀釋劑：也稱溶劑。：也稱溶劑。填料填料：用來提高膠黏劑的膠黏能力，降低膠層的熱膨脹系數(shù)：用來提高膠黏劑的膠黏能力，降低膠層的熱膨

37、脹系數(shù)和收縮率以及降低成本。主要有金屬氧化物粉末、玻璃、石和收縮率以及降低成本。主要有金屬氧化物粉末、玻璃、石棉等非金屬長短纖維以及紡織物等。棉等非金屬長短纖維以及紡織物等。此外還有此外還有增塑劑、抗老化劑、抗菌劑、著色劑和穩(wěn)定劑增塑劑、抗老化劑、抗菌劑、著色劑和穩(wěn)定劑。2、合成膠黏劑的分類：、合成膠黏劑的分類： 五、涂料五、涂料 是一種涂布于物體表面能結(jié)成堅韌保護膜的物質(zhì)。是一種涂布于物體表面能結(jié)成堅韌保護膜的物質(zhì)。1、涂料的組成：、涂料的組成：2、涂料的分類：、涂料的分類：五、高分子材料的老化及其防老化五、高分子材料的老化及其防老化 老化老化是高分子材料在加工、儲存及使用過程中，物理化學(xué)性

38、是高分子材料在加工、儲存及使用過程中，物理化學(xué)性質(zhì)及力學(xué)性質(zhì)發(fā)生不可逆的壞變的現(xiàn)象。質(zhì)及力學(xué)性質(zhì)發(fā)生不可逆的壞變的現(xiàn)象。物理因素物理因素：熱、光、電、高能輻射和機械應(yīng)力等。：熱、光、電、高能輻射和機械應(yīng)力等?；瘜W(xué)因素化學(xué)因素：氧化、酸、堿及溶劑等。：氧化、酸、堿及溶劑等。生物因素生物因素：細(xì)菌、霉變等。：細(xì)菌、霉變等。其中其中光氧老化光氧老化和和熱氧老化熱氧老化是最為常見的老化作用。是最為常見的老化作用。高分子材料的老化速率與其本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)有較大關(guān)系，特高分子材料的老化速率與其本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)有較大關(guān)系，特別指出的是，高分子鏈上別指出的是，高分子鏈上叔氫原子叔氫原子具有較大的活性，氧化反具有較

39、大的活性，氧化反應(yīng)往往發(fā)生在這一位置上。如聚丙烯比聚乙烯易于氧化。應(yīng)往往發(fā)生在這一位置上。如聚丙烯比聚乙烯易于氧化。1、光氧老化及穩(wěn)定：、光氧老化及穩(wěn)定： 光氧老化光氧老化：光氧老化的過程是緩慢的，主要原因：光氧老化的過程是緩慢的，主要原因：a.聚合物對太陽光輻射的吸收速率低；聚合物對太陽光輻射的吸收速率低；b.量子產(chǎn)率低，但水、微量金屬元素均可以加速聚合物的光氧量子產(chǎn)率低，但水、微量金屬元素均可以加速聚合物的光氧老化速率。老化速率。一般認(rèn)為像聚乙烯這一類飽和聚合物，在光氧老化過程中，一般認(rèn)為像聚乙烯這一類飽和聚合物，在光氧老化過程中，首先產(chǎn)生羰基聚合物首先產(chǎn)生羰基聚合物(醛和酮醛和酮)，然后酮類聚合物再進一步兩，然后酮類聚合物再進一步兩種形式降解