汽車材料-項目六-任務一-汽車用高分子材料

項目六汽車常用非金屬材料一、高分子材料的結構二、汽車常用高分子材料任務一·汽車常用有色金屬及其合金一、高分子材料的結構高分子材料的結構主要是指高分子化合物的結構。按研究單元不同，高分子化合物的結構可分為高分子鏈結構（分子內結構）和聚集態(tài)結構（分子間結構）。（一）高分子鏈結構按高分子鏈的幾何形狀不同，高分子鏈的結構可分為線型、支鏈型和體型三種。（a）線型

（b）支鏈型

（c）體型

圖6-1高分子鏈結構（二）聚集態(tài)結構高分子鏈結構只是對一個高分子而言的，而高分子材料是由很多高分子聚集而成的，其性能除與高分子鏈的結構有關外，還與高分子的聚集態(tài)結構有關。1．晶態(tài)結構晶態(tài)結構的高分子鏈排列規(guī)則有序，分子間作用力大，鏈段運動困難，其熔點、強度、剛度和耐熱性等性能高。晶態(tài)結構中的高分子鏈又可分為橫向有序排列和縱向有序排列兩種情況。非晶態(tài)結構即無規(guī)則排列的無定形結構，其中的高分子鏈排列雜亂無規(guī)則。非晶態(tài)結構的分子間作用力小，鏈段運動比晶態(tài)結構容易，其彈性、韌性好，伸長率大。2．非晶態(tài)結構部分晶態(tài)結構的分子排列情況介于晶態(tài)和非晶態(tài)之間，其性能與結晶度有關，結晶度的變化范圍為50%～95%。3．部分晶態(tài)結構高分子材料的結構主要是指高分子化合物的結構。按研究單元不同，高分子化合物的結構可分為高分子鏈結構（分子內結構）和聚集態(tài)結構（分子間結構）。（一）高分子鏈結構按高分子鏈的幾何形狀不同，高分子鏈的結構可分為線型、支鏈型和體型三種。線型分子鏈是由許多鏈節(jié)組成的長鏈，一般卷曲成不規(guī)則的線團狀，其分子的直徑與長度之比可達1∶1000左右。這類結構的高分子化合物具有加熱能軟化或熔化，冷卻能變硬的可逆物理特性，稱為熱塑性。1．線型分子鏈支鏈型分子鏈的高分子主鏈上帶有一些長或短的小支鏈，整個分子呈枝狀。這類結構高分子化合物的性能和加工都與線型分子鏈高分子化合物相似。體型分子鏈的高分子鏈之間通過許多支鏈相互交聯(lián)，空間形態(tài)呈網狀。這類結構的高分子化合物硬度高，有良好的耐熱性和強度，但脆性大，彈性和塑性低，只能在形成網狀結構前進行一次性成形，不能重復成形，這種性質稱為熱固性。2．支鏈型分子鏈3．體型分子鏈二、汽車常用高分子材料按其來源不同，高分子材料可分為天然高分子材料和合成高分子材料。天然高分子材料有天然橡膠、纖維素、蠶絲等；合成高分子材料的種類很多，如合成塑料、合成橡膠、合成纖維等。按物理形態(tài)和用途不同，高分子材料可分為塑料、橡膠、纖維、黏合劑、功能高分子材料等。其中以塑料、橡膠、合成纖維的產量最大。汽車上較常用的高分子材料有塑料和橡膠等。（一）塑料圖6-3工程塑料在汽車上的應用1．塑料的組成和特點質量輕：塑料的密度為0.83～，只有鋼鐵的1/8～1/4和鋁的1/2。比強度高：材料的抗拉強度與材料表觀密度之比稱為比強度。塑料的強度比金屬低，但密度小，故其比強度較高?；瘜W穩(wěn)定性好：塑料能耐大氣、水、堿和有機溶劑等的腐蝕。優(yōu)異的電絕緣性：塑料的電絕緣性可與陶瓷、橡膠以及其他絕緣材料相媲美。減摩、耐磨性好：塑料的硬度低于金屬，但多數(shù)塑料的摩擦系數(shù)小。消聲吸振性好，成型加工性好，且方法簡單：大多數(shù)塑料制品的生產效率都很高。耐熱性差：大多數(shù)塑料件只能在100℃以下的環(huán)境中使用，少數(shù)品種可在200℃左右的高溫時使用。2．汽車常用塑料按應用范圍不同，塑料可分為通用塑料和工程塑料兩種。常用工程塑料包括熱塑性工程塑料（聚乙烯PE、聚丙烯塑料PP、聚氯乙烯塑料PVC、ABS樹脂、聚酰胺PA、聚甲醛POM、聚碳酸酯PC等）和熱固性工程塑料（酚醛樹脂PF、氨基樹脂UF、環(huán)氧樹脂EP等）。圖6-4汽車塑料儀表板和前圍（二）橡膠橡膠是一種有機高分子彈性化合物，具有高彈性、耐油、耐腐蝕、耐熱寒、耐老化、耐輻射等特點。圖6-5汽車上的橡膠密封條1）橡膠的分類橡膠按原材料來源可分為天然橡膠和合成橡膠。習慣上按用途將合成橡膠分成兩類：通用橡膠和特種橡膠。2）橡膠制品的組成橡膠是以生膠為主要原料，加入適量配合劑而制成的高分子材料。生膠是指未加配合劑的天然膠或合成膠，它也是將配合劑和骨架材料粘成一體而形成的。配合劑是指為改善和提高橡膠制品性能而加入的物質，如硫化劑、活性劑、軟化劑、填充劑、防老劑和著色劑等。3）橡膠的特性橡膠具有彈性大的特點；同時具有吸振能力強，耐磨性、隔聲性、絕緣性好，可積儲能量，有一定的耐蝕性和足夠的強度等優(yōu)點。橡膠的主要缺點是易于老化，老化后橡膠會喪失彈性、變硬、變脆、發(fā)黏甚至龜裂。使用或存放周期過長，光照、高溫等因素均會加快橡膠老化。4）橡膠的主要用途在機械和汽車工業(yè)中，橡膠是常用的輪胎材料、密封材料、減振防振材料（汽車底盤橡膠彈簧）和傳動材料（V帶）。2．汽車常用橡膠1）汽車輪胎汽車輪胎是汽車上橡膠用量最大的零件。圖6-6汽車輪胎及其結構組成2）其他車用橡膠零件