第四节　塑料、纤维和橡胶 (4).ppt

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1、合成材料合成材料塑料 纤维 橡胶Plastic Fiber Rubber天然橡胶：人工合成橡胶人工合成橡胶有机玻璃有机玻璃聚氯乙烯聚氯乙烯聚乙烯玻璃钢聚四氟乙烯酚醛树脂硅橡胶聚丙烯有有机机高高分分子子材材料料天然高分子材料天然高分子材料合成高分子材料合成高分子材料塑料塑料合成纤维合成纤维合成橡胶合成橡胶棉花、麻棉花、麻（主要成分是纤维素）（主要成分是纤维素）羊毛、蚕丝羊毛、蚕丝（主要成分是蛋白质）（主要成分是蛋白质）天然橡胶天然橡胶（主要成分是聚异戊二稀）（主要成分是聚异戊二稀）涤纶、锦纶、腈纶涤纶、锦纶、腈纶丙纶、维纶、氯纶丙纶、维纶、氯纶通用橡胶通用橡胶顺丁橡胶顺丁橡胶 氟橡胶氟橡胶硅橡胶

2、硅橡胶丁苯橡胶丁苯橡胶氯丁橡胶氯丁橡胶PE、PVC、PP尼龙尼龙的确良的确良人造羊毛人造羊毛 特种橡胶特种橡胶 塑料是由树脂及增塑剂、防老化剂等添加剂组成的，它的主要成分是树脂。因有些塑料基本上是由合成树脂所组成，故塑料和树脂也常混用。主要成分:树脂及增塑剂、防老化剂塑料是相对分子质量很大的聚合物，往往由小分子的带有不饱和键有机物（单体）聚合而成 高分子化合物通常结构并不复杂，往往由简高分子化合物通常结构并不复杂，往往由简单的单的结构单元重复连接结构单元重复连接而成；而成；如聚乙烯中：如聚乙烯中：（A A）CHCH2 2CHCH2 2叫聚乙烯的叫聚乙烯的结构单元结构单元（或（或链节链节）；（B

3、 B）n n表示每个高分子化合物中表示每个高分子化合物中链节链节的重复次数，的重复次数，叫叫聚合度聚合度；n n越大，相对分子质量越大；越大，相对分子质量越大；（C C）合成小分子的物质叫合成小分子的物质叫单体单体。如乙烯是聚乙。如乙烯是聚乙烯的单体。烯的单体。热塑性塑料（聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等）塑料热固性塑料（酚醛塑料）特性：受热时软化并可熔化成流动的液体，冷却后变成固体，加热后又熔化，可反复加工，多次使用。特性：在制造过程中受热时能变软塑成一定的形状，但加工成型后就不会受热熔化 热塑性塑料固态时的线型结构热固性塑料硬化后的体型网状结构热固性塑料再次受热时，链与链间会形成共价键，产生一些

4、交联，形成体型网状结构，硬化定型 为什么两种塑料的特性不同呢?热塑性塑料具有长链状的线型结构。受热时，分子间作用力减弱，易滑动；冷却时，相互引力增强，会重新硬化 塑料中的原子是以共价键形成的，没有自由移动的电子。因此，在一般情况下塑料不易导电，是良好的电绝缘材料。阅读：“科学视野导电聚合物”从科学视野我们可以知道，塑料的电绝缘性是相对的，导电聚合物的应用前景十分广阔，科学的发展是无止境的。学与问从塑料的结构分析,塑料在一般情况下会导电吗?阅读课本阅读课本P6364的的PE、PVC、PP、PS、PMMA、电玉、电玉、PTFE。常见塑料常见塑料一、塑料一、塑料灼烧情况灼烧情况受酸溶液影响受酸溶液影

5、响受碱溶液影响受碱溶液影响纯棉布纯棉布灼烧后成粉末状，无异味轻微轻微羊毛织物羊毛织物羽毛气味，灰烬为黑色小颗粒受腐蚀部分溶解尼龙布（或涤纶）尼龙布（或涤纶）接近火焰时迅速卷缩，趁热可拉成丝，烧后不易破碎几乎不变几乎不变蚕丝蚕丝羊毛羊毛棉棉花花通过化学方法将木材等加工成人造纤维通过化学方法将木材等加工成人造纤维利用石油、煤、天然气和农副产品作为利用石油、煤、天然气和农副产品作为原料制成单体，然后再经化学合成和机原料制成单体，然后再经化学合成和机械加工等制得械加工等制得如：竹纤维如：竹纤维如：竹纤维如：竹纤维如如如如：“六大纶六大纶六大纶六大纶”：锦纶（尼龙）、涤纶（的确良）、腈锦纶（尼龙）、涤纶

6、（的确良）、腈锦纶（尼龙）、涤纶（的确良）、腈锦纶（尼龙）、涤纶（的确良）、腈纶（人造羊毛）、维纶、氯纶和丙纶纶（人造羊毛）、维纶、氯纶和丙纶纶（人造羊毛）、维纶、氯纶和丙纶纶（人造羊毛）、维纶、氯纶和丙纶尼龙制品尼龙制品尼龙制品尼龙制品特殊的高强度涤纶制成的航天服特殊的高强度涤纶制成的航天服特殊的高强度涤纶制成的航天服特殊的高强度涤纶制成的航天服聚酰胺长丝聚酰胺长丝聚酰胺长丝聚酰胺长丝由石油化工原料制成的化纤布由石油化工原料制成的化纤布由石油化工原料制成的化纤布由石油化工原料制成的化纤布各种合成纤维如：棉花、羊毛、蚕丝和麻等。如：竹纤维。如：锦纶、涤纶、腈纶等。名称名称成分成分锦纶锦纶锦纶锦

7、纶聚酰胺纤维聚酰胺纤维聚酰胺纤维聚酰胺纤维涤纶涤纶涤纶涤纶聚酯纤维聚酯纤维聚酯纤维聚酯纤维腈纶腈纶腈纶腈纶聚丙烯腈纤维聚丙烯腈纤维聚丙烯腈纤维聚丙烯腈纤维维纶维纶维纶维纶聚乙烯醇纤维聚乙烯醇纤维聚乙烯醇纤维聚乙烯醇纤维氯纶氯纶氯纶氯纶聚氯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯丙纶丙纶丙纶丙纶聚丙烯聚丙烯聚丙烯聚丙烯 具有优良性能，例如，强度高、弹性好、耐具有优良性能，例如，强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀和不怕虫蛀等。但磨、耐化学腐蚀和不怕虫蛀等。但吸水性吸水性和透气性不如天然纤维。和透气性不如天然纤维。对于毛巾、贴身衣物等，应尽量对于毛巾、贴身衣物等，应尽量选择吸水性强、透气性较好的天选择吸水性强、透

8、气性较好的天然纤维制品。然纤维制品。天然橡胶是从橡胶树等植物天然橡胶是从橡胶树等植物中获得。中获得。其化学组成是聚异戊二烯：其化学组成是聚异戊二烯：耐热和耐酸碱的氟橡胶，耐高温和耐热和耐酸碱的氟橡胶，耐高温和耐严寒的硅橡胶等。耐严寒的硅橡胶等。以异戊二烯为单体进行聚合反应，制得合成以异戊二烯为单体进行聚合反应，制得合成橡胶橡胶异戊橡胶。异戊橡胶。通用橡胶：通用橡胶：特种橡胶：特种橡胶：异戊橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡异戊橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。胶、氯丁橡胶等。许多橡胶是线型结构，可塑性好，但强度和韧性差。许多橡胶是线型结构，可塑性好，但强度和韧性差。许多橡胶是线型结构，可塑性好，但强度

9、和韧性差。许多橡胶是线型结构，可塑性好，但强度和韧性差。工业上常用硫与橡工业上常用硫与橡工业上常用硫与橡工业上常用硫与橡胶分子作用，使橡胶硫化胶分子作用，使橡胶硫化胶分子作用，使橡胶硫化胶分子作用，使橡胶硫化，来克服以上弱点。，来克服以上弱点。，来克服以上弱点。，来克服以上弱点。硫的作用硫的作用硫的作用硫的作用是使线型橡胶分是使线型橡胶分是使线型橡胶分是使线型橡胶分子之间通过硫桥交联起来，子之间通过硫桥交联起来，子之间通过硫桥交联起来，子之间通过硫桥交联起来，形成体型结构，使橡胶具形成体型结构，使橡胶具形成体型结构，使橡胶具形成体型结构，使橡胶具有较高的强度、任性、良有较高的强度、任性、良有较

10、高的强度、任性、良有较高的强度、任性、良好的弹性和化学稳定性。好的弹性和化学稳定性。好的弹性和化学稳定性。好的弹性和化学稳定性。硫化后的橡胶适合制造硫化后的橡胶适合制造硫化后的橡胶适合制造硫化后的橡胶适合制造汽车轮胎，加入炭黑可汽车轮胎，加入炭黑可汽车轮胎，加入炭黑可汽车轮胎，加入炭黑可增强轮胎的耐磨性增强轮胎的耐磨性增强轮胎的耐磨性增强轮胎的耐磨性橡胶的硫化橡胶的硫化二、复合材料（二、复合材料（compositecomposite）学与问学与问学与问学与问 金属材料强度（金属材料强度（），但易（），但易（）；陶瓷材料）；陶瓷材料耐（耐（），但（），但（）；合成材料密度（）；合成材料密度（），

11、），但不耐（但不耐（）。但航天工业需要强度（）。但航天工业需要强度（）、耐）、耐（）、密度（）、密度（）的材料，海洋工程需要耐（）的材料，海洋工程需要耐（）、耐（）、耐（）的材料。怎样才能获得这些特殊的）的材料。怎样才能获得这些特殊的材料呢？材料呢？将两种或两种以上不同性能的材料组合起来，将两种或两种以上不同性能的材料组合起来，将两种或两种以上不同性能的材料组合起来，将两种或两种以上不同性能的材料组合起来，就可以得到比单一材料性能优越的符合材料。就可以得到比单一材料性能优越的符合材料。就可以得到比单一材料性能优越的符合材料。就可以得到比单一材料性能优越的符合材料。大大腐蚀腐蚀高温高温脆性大脆性

12、大小小高温高温小小高压高压腐蚀腐蚀高温高温大大复合材料战斗机复合材料战斗机复合材料战斗机复合材料战斗机复合材料汽车部件复合材料汽车部件复合材料汽车部件复合材料汽车部件复合材料制成的假山复合材料制成的假山复合材料制成的假山复合材料制成的假山复合材料制成的塑料大棚支架复合材料制成的塑料大棚支架复合材料制成的塑料大棚支架复合材料制成的塑料大棚支架 玻璃钢即玻璃纤维增强塑料玻璃钢即玻璃纤维增强塑料玻璃钢即玻璃纤维增强塑料玻璃钢即玻璃纤维增强塑料,是将玻璃熔化并迅速是将玻璃熔化并迅速是将玻璃熔化并迅速是将玻璃熔化并迅速拉成细丝，得到异常柔软的玻璃纤维，再将玻璃纤维拉成细丝，得到异常柔软的玻璃纤维，再将玻

13、璃纤维拉成细丝，得到异常柔软的玻璃纤维，再将玻璃纤维拉成细丝，得到异常柔软的玻璃纤维，再将玻璃纤维加到合成树脂中，就制得玻璃钢加到合成树脂中，就制得玻璃钢加到合成树脂中，就制得玻璃钢加到合成树脂中，就制得玻璃钢.性能性能性能性能：强度达到某些合金钢的水平，耐化学腐蚀性、电绝缘性和易强度达到某些合金钢的水平，耐化学腐蚀性、电绝缘性和易加工性能，具有较好的韧性加工性能，具有较好的韧性。用途用途用途用途：应用于小型汽艇、救生艇、游艇，以及汽车制造业等，节约应用于小型汽艇、救生艇、游艇，以及汽车制造业等，节约了不少钢材。同时还有玻璃钢花盆、玻璃钢瓦、玻璃钢桌椅也十分了不少钢材。同时还有玻璃钢花盆、玻璃

14、钢瓦、玻璃钢桌椅也十分普遍。普遍。复合材料种类繁多，除了玻复合材料种类繁多，除了玻复合材料种类繁多，除了玻复合材料种类繁多，除了玻璃增强塑料以外，还有璃增强塑料以外，还有璃增强塑料以外，还有璃增强塑料以外，还有碳纤维碳纤维碳纤维碳纤维增强塑料增强塑料增强塑料增强塑料、陶瓷纤维增强塑料陶瓷纤维增强塑料陶瓷纤维增强塑料陶瓷纤维增强塑料和和和和硼纤维增强塑料硼纤维增强塑料硼纤维增强塑料硼纤维增强塑料等。等。等。等。复合材料设计的自复合材料设计的自复合材料设计的自复合材料设计的自由度很大：不仅可以选择不同由度很大：不仅可以选择不同由度很大：不仅可以选择不同由度很大：不仅可以选择不同的组分材料，而且可以

15、通过改的组分材料，而且可以通过改的组分材料，而且可以通过改的组分材料，而且可以通过改变个组分材料的含量来满足不变个组分材料的含量来满足不变个组分材料的含量来满足不变个组分材料的含量来满足不同的需求。同的需求。同的需求。同的需求。复合材料是材料科学复合材料是材料科学复合材料是材料科学复合材料是材料科学发展的必然趋势，它不仅成为发展的必然趋势，它不仅成为发展的必然趋势，它不仅成为发展的必然趋势，它不仅成为宇航工业宇航工业宇航工业宇航工业发展的关键，而且在发展的关键，而且在发展的关键，而且在发展的关键，而且在民用工业如汽车、体育用品甚民用工业如汽车、体育用品甚民用工业如汽车、体育用品甚民用工业如汽车、体育用品甚至人类健康方面的应用前景也至人类健康方面的应用前景也至人类健康方面的应用前景也至人类健康方面的应用前景也是十分广阔的。是十分广阔的。是十分广阔的。是十分广阔的。材料材料 无机材料无机材料 有机高分有机高分子材料子材料 非金属材料（如：晶体硅、硅酸盐材料等）非金属材料（如：晶体硅、硅酸盐材料等）金属材料（包括金属和合金）金属材料（包括金属和合金）天然有机高分子材料（如：棉花、羊毛、蚕天然有机高分子材料（如：棉花、羊毛、蚕丝、天然橡胶等）丝、天然橡胶等）合成有机高分子材料（如：塑料、涂料、合合成有机高分子材料（如：塑料、涂料、合成纤维、合成橡胶等）成纤维、合成橡胶等）