本次课内容 第4章 高分子材料 第6章复合材料 1、工程塑料 1、材料复合原则 2、合成纤维 2、复合材料性能 3、合成橡胶 3、非金属基复合材料 4、胶粘剂 4、金属基复合材料 第5章 陶瓷材料 第7章功能材料 1、普通陶瓷 1、电功能材料 2、特种陶瓷 2、磁功能材料 3、热功能材料 4、光功能材料 5、隐形/智能材料 6、纳米材料
本次课内容 第 4 章 高分子材料 1、工程塑料 2、合成纤维 3、合成橡胶 4、胶粘剂 第 5 章 陶瓷材料 1、普通陶瓷 2、特种陶瓷 第 6 章 复合材料 1、材料复合原则 2、复合材料性能 3、非金属基复合材料 4、金属基复合材料 第7章 功能材料 1、电功能材料 2、磁功能材料 3、热功能材料 4、光功能材料 5、隐形/智能材料 6、纳米材料
热固性塑料：在一定温度和压力等条 ●第4章高分子材料(Polymer materials)) 件下，保持一定时间而固化，固化后 再加热不再软化，也不溶于溶剂，只 能塑制一次的塑料。 4.1工程塑料(Engineering plastics) 由低分子材料通过加聚 1)合成树脂 或缩聚反应获得。决定 1、 塑料的组成 塑料的性能。 2)添加剂 填料、固化剂、增塑 剂、稳定剂、其他 2、塑料的分类 1) 按树脂的性质 热固性、热塑性 2)按使用范围分 通用、工程、耐热 聚乙(PF 2002年10月中旬，英国报 聚丙烯PP 纸《The Guardian》评出 烯PS) 了“人类最糟糕的发明”， 冬氯区烯(PVC 塑料袋名列其中。又有的 说是十大最糟糕发明之首
第4章 高分子材料 (Polymer materials) 4.1 工程塑料（Engineering plastics） 1、塑料的组成 2、塑料的分类 1）合成树脂 2）添加剂 填料、固化剂、增塑 剂、稳定剂、其他 由低分子材料通过加聚 或缩聚反应获得。决定 塑料的性能。 1）按树脂的性质 2）按使用范围分 热固性、热塑性 通用、工程、耐热 聚丙烯（ 聚乙烯（PP）PE） 聚乙烯(PE) 聚丙烯(PP) 聚苯已烯(PS) 聚氯已烯(PVC) 热塑性塑料：在特定温度 范围内能反复加热软化和 冷却硬化的塑料。 热固性塑料：在一定温度和压力等条 件下，保持一定时间而固化，固化后 再加热不再软化，也不溶于溶剂，只 能塑制一次的塑料。 聚苯乙烯（PS）牙刷柄 聚氯乙烯（PVC） 2002年10月中旬，英国报 纸《 The Guardian 》评出 了“人类最糟糕的发明”， 塑料袋名列其中。又有的 说是 十大最糟糕发明之首
第4章高分子材料(Polymer materials) 4.1工程塑料(Engineerin 3、常用工程塑料 1)热塑性塑料 酚醛塑料保险插座和船形开关 2)热固性塑料 环氧塑料EP 酚醛塑料PF
4.1 工程塑料（Engineering plastics 聚乙烯）PE 聚氯乙烯PVC 聚苯乙烯PS ABS塑料 聚丙烯PP 聚酰胺PA 聚碳酸酯PC 氟塑料 聚砜PSF 聚甲醛POM 第4章 高分子材料 (Polymer materials) 3、常用工程塑料 1）热塑性塑料 高密度PE固体药瓶 聚 丙 烯 齿 轮 矿用 阻燃 抗静电 聚氯乙烯 塑料管材 聚 氯 乙 烯 塑 料 管 材 PS灯罩 环 氧 塑 料 - 系 列 托 盘 模 具 2）热固性塑料 ABS 产 品 聚酰胺轴承 聚 甲 醛 塑 料 零 件 聚 碳 酸 酯 产 品 PTFE管材， PTFE棒材 有机玻璃 (PMMA) 电视屏幕 环氧塑料EP 酚醛塑料PF 酚醛塑料保险插座和船形开关
拉伸 压缩 弯曲 冲击 使用 类 名称 强度 强度 强度 韧性 温度 应用举例 MPa MPa MPa kJ/m-2 ℃ 热固性塑料难以再利用，不环保。现正在研究耐高温的热塑性塑料。 水Y习NIT TV Tv TV 聚氯乙烯PVC 30-60 60-90 70-110 4-11 聚苯乙烯PS ≥60 70-80 12-1 热 ABS 21-63 18-70 25~97 6~53 性 聚酰胺PA 聚甲醛POM BS 料 rubber 聚碳酸酯PC 聚四氟乙烯 Butadiene Styrene 1、 丁二烯(Butadiene)与苯乙烯 聚砜PSF (Styrene)生成丁苯橡胶(BS rubber) 有机玻璃 共聚物； HHH PMMA SAN 2、苯乙烯(Styrene)与丙烯腈 热 polymer (Acrylonitrile)生成共聚物SAN,作 酚醛塑料PF 为基体； 性 3、二者嫁接在一起(Grafted together) 环氧塑料EP Styrene Acrylonitrile
第4章 高分子材料 (Polymer materials) 种 类 名称 拉伸 强度 MPa 压缩 强度 MPa 弯曲 强度 MPa 冲击 韧性 kJ/m-2 使用 温度 ℃ 应用举例 热 塑 性 塑 料 聚乙烯PE 8~36 20~25 20~45 >2 -70~100 塑料瓶,软塑料管,电缆包覆 聚丙烯PP 40~49 40~60 30~50 5~10 -35~121 齿轮,仪表盒,电线包覆 聚氯乙烯PVC 30~60 60~90 70~110 4~11 -15~55 贮槽,塑料管,电缆套管 聚苯乙烯PS ≥ 60 70~80 12 ~16 -30~75 车辆灯罩,电子设备外壳 ABS 21~63 18~70 25~97 6 ~53 -40~90 汽车挡泥板,电机外壳 聚酰胺PA 45~90 70~120 50~110 4 ~15 <100 轴承、螺纹连接件 聚甲醛POM 60~75 ~ 125 ~ 100 ~6 -40~100 化工容器,塑料手表零件 聚碳酸酯PC 55~70 ~ 85 ~ 100 65 ~75 -100~130 航空挡风玻璃,帽盔 聚四氟乙烯 21~28 ~7 11~14 ~98 -180~260 耐蚀、耐磨、密封件 聚砜PSF ~ 70 ~ 100 ~ 105 ~5 -100~150 高温轴承材料 有机玻璃 PMMA 42~50 80~ 126 75~135 1~6 -60~100 电视屏幕,仪表护罩 热 固 性 ~ 酚醛塑料PF 21~56 105~ 245 56~84 0. 05 ~ 0.82 ~ 110 插头,开关,电话机, 杀车片,水润滑轴承 环氧塑料EP 56~70 84~ 140 105~ 126 ~5 -85~155 塑料模具,精密量具 ABS 聚四氟乙烯砜有机玻璃 酚醛塑料 环氧 酰胺甲醛碳酸酯：工作温度范围很宽，其中 ：丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，分别提高硬、韧和刚性，便宜。 ：又称尼龙或锦纶，耐磨性及自润滑性好，尼龙 ：综合机械性能好，其耐疲劳性能在热塑性工程塑料中是最高的。 ：绝缘性能好，尺寸稳定性高，制作塑料模具、精密量具。 ：誉称“透明金属”，可染色，工作温度范围较宽，综合机械性能较好。 ：誉为“塑料王”，其摩擦系数很低，工作温度范围很宽。 学名“聚甲基丙烯酸甲酯（ 俗称“胶木粉” ，脆而硬，绝缘性能好，宜作电开关，不宜作食物器皿。 聚芳砜的工作温度范围比塑料王还宽 PMMA）”,透明度及机械性能比无机玻璃好。 1010为我国自行研制的。 。 1、丁二烯（Butadiene）与苯乙烯 （Styrene）生成丁苯橡胶（BS rubber） 共聚物； 2、苯乙烯（Styrene）与丙烯腈 （Acrylonitrile）生成共聚物SAN，作 为基体； 3、二者嫁接在一起（Grafted together） 热固性塑料难以再利用，不环保。现正在研究耐高温的热塑性塑料
第4章高分子材料(Polymer materials) 4.2合成纤维(Synthetic fibers) 1、生产方法 1) 成纤高聚物 熔体纺丝 (溶液)湿法纺丝 2)纺丝 (溶液)干法纺丝 纺丝原液 3)后处理 拉伸，定型 热拉 丝泵 喷丝板 湿拉 凝固液 水浴 水浴 卷取 溶液湿法纺丝流程图
4.2 合成纤维 (Synthetic fibers) 1、生产方法 1）成纤高聚物 2）纺丝 ▪ 熔体纺丝 ▪ （溶液）湿法纺丝 ▪ （溶液）干法纺丝 3）后处理 拉伸，定型 水浴 湿拉 水浴 纺丝原液 喷丝板 凝固液 热拉 卷取 溶液湿法纺丝流程图 纺 丝 泵 第4章 高分子材料 (Polymer materials)
第4章高分子材料(Polymer materials) 4.2合成纤维(Synthetic fibers) 1)涤纶 2) 锦纶 2、常用合成纤维 3)腈纶 4)维纶 苏州巴比伦地毯公司的睛纶地 5) 丙纶 6) 氯纶 “勇气号”的降落伞是用双层 轻质织品（聚脂和尼龙）制成的。 航空阻燃毛毯 睛氯纶 贸易公司 张家港市天骏
4.2 合成纤维 (Synthetic fibers) 2、常用合成纤维 1）涤纶 2）锦纶 3）腈纶 4）维纶 5）丙纶 6）氯纶 “勇气号”的降落伞是用双层 轻质织品(聚脂和尼龙)制成的。 尼龙制成的渔网 苏 州 巴 比 伦 地 毯 公 司 的 腈 纶 地 毯 上 海 布 邦 维 纶 滤 布 上 海 布 邦 维 纶 滤 布 张 家 港 市 新 三 吉 服 装 厂 丙 纶 内 衣 张 家 港 市 天 骏 贸 易 公 司 腈 氯 纶 航 空 阻 燃 毛 毯 第4章 高分子材料 (Polymer materials)
化学名称 聚酯纤维 聚酰胺纤维 聚丙烯腈 聚乙烯醇 聚丙烯 聚氯乙烯 英文缩写 PET fiber PA fiber PAN fiber PVA fiber PP fiber PVC fiber 商品名称 涤纶 锦纶（尼龙） 腈纶 维纶 丙纶 氯纶 俗称 的确良 人造毛 人造羊毛 合成棉花 产量 >40% 30% 20% 1% 5% 1% 干态强度 中 优 优 中 优 优 湿态强度 中 中 中 中 优 中 相对密度 1.38 1.14 1.14-1.17 1.26-1.3 0.91 1.39 吸湿率 0.4-0.5 3.5-5 1.2-2.0 4.5-5 0 0 软化温度 238 180 190-230 220-230 140~150 60-90 耐磨性 优 最优 差 优 优 中 耐日光性 优 差 最优 优 差 中 耐酸性 优 中 优 中 中 优 耐碱性 优 优 优 优 优 优 特点 挺括 结实耐用 蓬松耐晒 成本低 轻坚固 耐酸碱/难燃 应用举例 绳索衣服 降落伞渔网 棉衣地毯 过滤布 军用被服 劳保用品
第4章 高分子材料 (Polymer materials) 化学名称 聚酯纤维 聚酰胺纤维 聚丙烯腈 聚乙烯醇 聚丙烯 聚氯乙烯 英文缩写 PET fiber PA fiber PAN fiber PVA fiber PP fiber PVC fiber 商品名称 涤纶 锦纶(尼龙) 腈纶 维纶 丙纶 氯纶 俗称 的确良 人造毛 人造羊毛 合成棉花 产量 >40% 30% 20% 1% 5% 1% 干态强度 中 优 优 中 优 优 湿态强度 中 中 中 中 优 中 相对密度 1.38 1.14 1.14~1.17 1.26~1.3 0.91 1.39 吸湿率 0.4~0.5 3.5~5 1.2~2.0 4.5~5 0 0 软化温度 238 180 190~230 220~230 140~150 60~90 耐磨性 优 最优 差 优 优 中 耐日光性 优 差 最优 优 差 中 耐酸性 优 中 优 中 中 优 耐碱性 优 优 优 优 优 优 特点 挺括 结实耐用 蓬松耐晒 成本低 轻\坚固 耐酸碱/难燃 应用举例 绳索/衣服 降落伞/渔网 棉衣/地毯 过滤布 军用被服 劳保用品
第4章高分子材料(Polymer materials) Goodyear与Handcock发明的 4.3合成橡胶 硫化处理带来橡胶生产革命。 八2 (Synthetic rubbers) 1) 天然橡胶 通用：丁苯、顺丁、氯丁 1、橡胶的分类 2)合成橡胶 特种：丁睛、硅、氟 2、制品的组成 1)生胶 3)疏化促进剂 塑炼 混炼 硫化 2) 硫化剂 4)补强填充剂 3、常用合成橡胶 丁苯橡胶 用量80%，价廉耐磨，轮胎/胶管 顺丁橡胶 弹性好/强度低，轮胎/弹簧鞋底 1)通用橡胶 氯丁橡胶 耐燃/不耐寒，电线/电缆的外皮 丁腈橡胶 耐油，密封圈等耐油制品 2)特种橡胶 硅橡胶 耐热耐寒，航空/航天密封件 氟橡胶 耐腐蚀，密封件
第4章 高分子材料 (Polymer materials) 海 南 天 然 橡 胶 树 割 胶 4.3 合成橡胶 (Synthetic rubbers) 1、橡胶的分类 2、制品的组成 1）天然橡胶 2）合成橡胶 3、常用合成橡胶 1）通用橡胶 2）特种橡胶 丁苯橡胶 顺丁橡胶 氯丁橡胶 通用：丁苯、顺丁、氯丁 特种：丁腈、硅、氟 丁腈橡胶 硅橡胶 氟橡胶 用量80%,价廉/耐磨，轮胎/胶管 弹性好/强度低,轮胎/弹簧/鞋底 耐燃/不耐寒,电线/电缆的外皮 耐油,密封圈等耐油制品 耐热耐寒，航空/航天密封件 耐腐蚀，密封件 1）生胶 2）硫化剂 3）硫化促进剂 塑炼 混炼 硫化 4）补强填充剂 Goodyear 与Handcock发明的 硫化处理带来橡胶生产革命
第4章高分子材料(Polymer materials) 1) 热塑性：线型热塑性树脂 4.4胶粘剂(Adhesives) 1)树脂型 2) 热固性~：热固性树脂 氯丁橡胶胶粘剂 1、常用胶粘剂 2)橡胶型 2)1 丁腈橡胶胶粘剂 1) 不同种类的树脂 2、 胶粘剂的选用 3)混合型 2) 不同种类的树脂与橡胶 皮革、织物、 竹木 热固性 热塑性 橡胶 玻璃、 金属 软质材料 塑料 塑料 制品 陶瓷 金属 2,4,3,8 1,4,2,6 1,4,3,7 1,5,4,9 4,8 1,23,4,5,7,10 12,3,4,5,7,10 玻璃、陶瓷 2,4,3,8 1,3,4 1,2,3,7 1,2,4,5 4,8 1,2,3,4,5,7,10 1环氧树脂胶 橡胶制品 4,8 1,2,4,8 2,3,4,8 1,4,8 4,8 2酚醛缩醛胶 3-酚醛丁腈胶 热塑性塑料 4,9 1,4,9 1,4,5 1,4,5,9 4-聚氨酯胶 5-聚丙烯酸酯胶 热固性塑料 2,3,4,9 1,2,4,9 1,4,7,9 6脲醛树脂胶 7不饱和聚酯树脂胶 竹木 1,2,4 4,6,7 8-橡胶胶粘剂 9塑料胶粘剂 10-无机胶粘剂 皮革、织物、 4,8 注意：不同材料之间在不同环境下应使用不同类型的胶粘剂。 软质材料
第4章 高分子材料 (Polymer materials) 4.4 胶粘剂(Adhesives) 1、常用胶粘剂 2、胶粘剂的选用 1）树脂型~ 2）橡胶型~ 3）混合型~ 1）热塑性~：线型热塑性树脂 2）热固性~：热固性树脂 1）氯丁橡胶胶粘剂 2）丁腈橡胶胶粘剂 1）不同种类的树脂 2）不同种类的树脂与橡胶 皮革、织物、 软质材料 竹木 热固性 塑料 热塑性 塑料 橡胶 制品 玻璃、 陶瓷 金属 金属 2,4,3,8 1,4,2,6 1,4,3,7 1,5,4,9 4,8 1,2,3,4,5,7,10 1,2,3,4,5,7,10 玻璃、陶瓷 2,4,3,8 1,3,4 1,2,3,7 1,2,4,5 4,8 1,2,3,4,5,7,10 1-环氧树脂胶 橡胶制品 4,8 1,2,4,8 2,3,4,8 1,4,8 4,8 2-酚醛-缩醛胶 3-酚醛-丁腈胶 热塑性塑料 4,9 1,4,9 1,4,5 1,4,5,9 4-聚氨酯胶 5-聚丙烯酸酯胶 热固性塑料 2,3,4,9 1,2,4,9 1,4,7,9 6-脲醛树脂胶 7-不饱和聚酯树脂胶 竹木 1,2,4 4,6,7 8-橡胶胶粘剂 9-塑料胶粘剂 10-无机胶粘剂 皮革、织物、 软质材料 4,8 注意：不同材料之间在不同环境下应使用不同类型的胶粘剂
第5章陶瓷材料(Ceramic materials) 陶瓷材料的定义 陶、瓷 硅酸盐类材料 无机非金属材料 陶瓷材料的分类 普通日用一 电子陶瓷 玻璃 普通陶瓷 普通工业~ 电工陶瓷 玻璃陶瓷 玻璃陶瓷：细微的晶相和 化工陶瓷 残余的玻璃相组合而成。 工程陶瓷 化学陶瓷 建筑陶瓷 粘土 石英玻璃 9 晶体相 抹选、破碎、 石英 成形、烧结 陶瓷 玻璃相 长石 气相
Si4+ O2－ 石英玻璃 陶瓷材料的定义 陶、瓷 硅酸盐类材料 无机非金属材料 陶瓷材料的分类 玻璃 玻璃陶瓷 工程陶瓷 普通陶瓷 普通日用~ 普通工业~ 电子陶瓷 电工陶瓷 化工陶瓷 化学陶瓷 建筑陶瓷 粘土 石英 长石 拣选、破碎、 成形、烧结 晶体相 玻璃相 气相 陶瓷 玻璃：以二氧化硅为主要 材料的非晶态固体材料。 玻璃陶瓷：细微的晶相和 残余的玻璃相组合而成。 第5章 陶瓷材料 (Ceramic materials)