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1、,塑料材料學(xué),第一章 緒論,第一章 概述,塑料材料學(xué),材料: 是人類社會賴以存在和發(fā)展的基本條件之一 是發(fā)展科學(xué)技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ) 是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的三大支柱之一,聚合物材料的發(fā)展,塑料的發(fā)現(xiàn),1869年31歲的印刷工人約翰海阿特發(fā)明賽璐珞,1909年貝克蘭發(fā)明酚醛樹脂,我被高分子包圍了呀!,酚醛塑料,滌綸,聚氯乙烯,有機(jī)玻璃,聚苯乙烯,聚四氟乙烯,什么是塑料?,樹脂:由低分子單體化合物通過共價鍵結(jié)合起來的一種高分子化合物 塑料:樹脂為基材,加入適當(dāng)助劑,成型,與金屬相比較,塑料材料有以下優(yōu)點: 比重小 (0.92.3); 比強度高,力學(xué)強度范圍寬 ; 化學(xué)穩(wěn)定性好; 優(yōu)良的電絕緣性能 ; 隔熱
2、性好 成型加工性好 ; 優(yōu)良的吸震性、抗沖擊性、抗疲勞性及消聲;,不足之處: 機(jī)械強度和硬度不及金屬材料高; 耐熱性也低于金屬、陶瓷等材料; 導(dǎo)熱性較差; 吸濕性比金屬大; 易老化; 蠕變性以及膨脹收縮變形較大。,塑料分類 按受熱時的行為分類:,熱塑性塑料,熱固性塑料,塑 料,熱塑性塑料材料和熱固性塑料材料的對比,熱塑性塑料材料 熱固性塑料材料,分子結(jié)構(gòu) 線型及支鏈型大分子 線型大分子,固化 后成為三維體型大分子,熱行為 受熱可熔化,冷卻又 制成制品后即成為 變硬,可反復(fù)此過程 不溶不熔的材料,溶解性 可溶于特定的溶劑 僅在某些溶劑中溶脹,成型方法 可用注射、擠出、 可用模壓、層壓成型 壓延、
3、熱成型等方法 及機(jī)械加工等方法 加工,也可用機(jī)械 加工的方法,可回收性 多數(shù)可回收再用 不能回收再用,按性能特點和應(yīng)用范圍分類:,通用塑料,工程塑料,塑 料,產(chǎn)量大、用途廣、成型性能好、價格較廉,(l)加聚反應(yīng)-聚合類塑料 分子和分子一個一個相加起來成為一個大分子,稱為加聚反應(yīng)。 加聚反應(yīng)有以下特點: 反應(yīng)一旦開始,就進(jìn)行得很快,直到形成最后產(chǎn)物為止,中間不能停留在某階段上,也得不到中間產(chǎn)物; 鏈節(jié)的化學(xué)組成和單體的化學(xué)組成相同; 反應(yīng)中沒有小分子副產(chǎn)物生成。 約有80的高分子材料是由加聚反應(yīng)得到的,例如聚烯烴塑料、合成橡膠等。,按塑料中樹脂合成的反應(yīng)類型分類:,聚合反應(yīng)類型,(2)縮聚反應(yīng)-
4、縮聚類塑料 縮聚反應(yīng)是由相同或不同的低分子物質(zhì)聚合,在生成高聚物的同時常有H2O、NH3、鹵化氫、醇等低分子物質(zhì)的析出。所得到的高聚物,其組成與原料物質(zhì)的組成不同。 二元酸和二元醇的酯化作用,得到聚酯。,己二胺 己二酸,聚合反應(yīng)類型,包裝材料學(xué),縮聚反應(yīng)的特點如下: 縮聚反應(yīng)是由若干個經(jīng)合反應(yīng)構(gòu)成的,因此它是逐步進(jìn)行的,也就是縮聚反應(yīng)可以停留在某階段上,可以得到中間產(chǎn)物; 縮聚產(chǎn)物鏈節(jié)的化學(xué)結(jié)構(gòu)和單體的化學(xué)結(jié)構(gòu)不完全相同; 在縮聚過程中總有小分子副產(chǎn)物折出。 縮聚反應(yīng)有很大的實用價值,酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酰胺、有機(jī)硅樹脂以及許多其它塑料等都是用縮聚反應(yīng)合成的。,均縮聚反應(yīng) 氨基酸均縮聚得到聚
5、酰胺。 共縮聚反應(yīng) 含有不同官能團(tuán)的兩種(及兩種以上)單體進(jìn)行的縮聚反應(yīng)稱為共縮聚反應(yīng)。己二胺和己二酸經(jīng)共縮聚反應(yīng)生成尼龍66。,尼龍-6,按塑料中樹脂大分子的有序狀態(tài)分類,塑料材料學(xué),按照大分子排列是否有序,高聚物可分為結(jié)晶型與無定形兩類。結(jié)晶聚合物分子排列規(guī)整有序;無定形聚合物分子排列雜亂不規(guī)則。,結(jié)晶區(qū),非晶區(qū),高聚物聚集態(tài),1結(jié)晶聚合物 結(jié)晶度愈大,晶區(qū)范圍愈大,分子間的作用力愈強,因此強度、硬度、剛度愈高(熔點愈高、耐熱性和耐化學(xué)性愈好),而與鏈運動有關(guān)的性能如彈性、伸長率、沖擊強度等則降低。 2無定形聚合物 無定形聚合物的結(jié)構(gòu)只是大距離范圍內(nèi)無序,小距離范圍內(nèi)是有序的,即遠(yuǎn)程無序,近程有序。 3聚合物的取向態(tài) 高聚物在成型加工和使用時,在外力的作用下,高分子鏈會發(fā)生取向
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