机械工程材料教学课件作者陈文凤第11章.ppt

第11章 高分子材料及其他非金属材料 １１.１　高分子化合物的基本知识 １１.２　高分子材料 １１.３　陶瓷材料 １１.４　复合材料 返回 上一页 １１. １　　高分子化合物的基本知识 11.1.1　高分子化合物(高聚物) 的含义 高分子材料是以高分子化合物为主要组成物的材料. 一般把相对分子质量不超过５００ 的称为低分子化合物. 相对分子质量大于５００ 的称为高分子化合物. 它一般在１０３- １０７ 的范围内. 相对分子质量大是高分子化合物最基本的特性. 巨大的相对分子质量赋予这类有机高分子以崭新的物理、化学性质: 可以压延成膜. 可以纺织成纤维. 可以挤铸或模压成各种形状的构件. 可以产生强大的黏结能力. 可以产生巨大的弹性形变. 并具有质轻、绝缘、高强、耐热、耐腐蚀、自润滑等许多独特的性能. 下一页 返回 １１. １　　高分子化合物的基本知识 高分子物质相对分子质量虽大. 但是组成高分子物质的每个大分子都是由一种或几种简单的低分子物质重复连接而成的. 这类能组成高分子化合物的低分子化合物称为“单体”. 物是相对分子质量大小不同的同系混合物. 对高分子化合物来说. 其相对分子质量是指平均相对分子质量. 上一页 下一页 返回 １１. １　　高分子化合物的基本知识 11.1.2分子化合物的合成 目前人工合成的高分子已达上千种. 获得实际应用的也有近百种. 单是作为塑料使用的高分子就有４０ 多种. 虽然所合成的高分子化合物种类繁多. 但它们都是从化学结构相同的小分子单体开始. 经过聚合反应之后. 单体间连接成分子量巨大的线型或网状高分子. 而且不管它们的化学结构如何变化. 这些高分子化合物基本上是通过加聚和缩聚两大类反应而得到. 上一页 下一页 返回 １１. １　　高分子化合物的基本知识 11.1.3　高分子化合物的分类 １. 按来源分类 高分子化合物按照来源可分为两大类: 一是天然高分子. 二是合成高分子. 天然高分子包括来自植物的纤维素、淀粉、木材、天然橡胶树漆以及来自动物的皮、毛、角等. 合成高分子是指通过化学反应而获得的一系列高分子化合物. 上一页 下一页 返回 １１. １　　高分子化合物的基本知识 ２. 按用途分类 高分子化合物按用途分类: 一类主要是以良好的力学性能而获得应用的结构材料. 这类高分子材料包括面大量广的通用高分子和高温(１００ ℃) 情况下具有高强度(５０ ＭＰａ) 的工程塑料以及复合材料. 另一类高分子材料为非结构材料. 该类材料除了有一定力学性能以外. 主要具备某种特殊的功能. 因而也称功能高分子材料. ３.按链结构分类 高分子化合物按主链的化学结构加以分类: 一类是以线型链存在的线型高分子. 如常用的聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等长链高分子. 这些线型高分子链之间以次价键力作用维系在一起. 由于分子量很高. 链很长. 它们的机械强度很大. 上一页 下一页 返回 １１. １　　高分子化合物的基本知识 11.1.4　高分子材料的老化与防老化 合成高分子化合物在长期使用过程中. 受到氧、光、热及微生物等的作用. 其结构发生某些改变. 从而导致其物理化学性质随时间的增长而逐渐变坏. 即称为“老化”. 老化的主要表现为材料的硬度及脆性提高. 强度降低. 也就是高分子化合物失去原有的弹性及挠曲性. 与此同时. 制件最初的尺寸也发生了变化.引起高分子化合物老化的内在原因是高分子化合物大分子链的交联与裂解. 与高分子化合物本身的结构和工作条件等有关. 目前采取的防老化措施大致包括以下三个方面. 上一页 下一页 返回 １１. １　　高分子化合物的基本知识 (１) 高分子化合物结构的改变. 例如将聚氯乙烯氯化. 可以改善其热稳定性. 将ＡＢＳ树脂改为Ａ (丙烯腈) Ｃ (氯化聚乙烯) Ｓ (苯乙烯) 共聚. 则可提高其抗光老化性. (２) 添加助剂. 针对不同高分子化合物产生老化的机理. 添加防老剂、紫外光吸收剂等. ( ３) 表面处理. 可在高分子化合物表面喷涂金属或涂料保护层. 使之与空气、水分、阳光等隔绝. 以防止老化. 上一页 返回 １１. ２　　高分子材料 绝大部分高分子材料都是以树脂(未经加工的各种高分子化合物) 为主要成分进行加工而得到的. 目前广泛使用的高分子材料主要有塑料、合成橡胶、合成纤维、胶黏剂等. 其　塑料制品中以塑料的应用最广. 11.2.1　塑料 １. 塑料的组成 (１) 树脂. 塑料的最基本成分是树脂. 树脂的种类、性能、数量决定了塑料的类型(热塑性或热固性). 而且影响着塑料的主要性质. 下一页 返回 １１. ２　　高分子材料 (２) 填料. 填料是塑料的另一重要成分. 在塑料中加入填料可以提高机械强度. 减少收缩率. 还可降低成本. 并在一定程度上改善塑料的耐热性