1塑料橡胶和复合材料解析
第1章 塑料、橡胶和复合材料
●高分子材料包括 塑料、橡胶、纤维、胶粘剂和涂 料等,其中塑料、合成纤维和合成橡胶 被称为现代 高分子三大合成材料, 塑料占总量的80%。
●而在塑料中占 80%的是通用高分子,包括 聚乙烯、 聚丙烯以及聚氯乙烯 与聚苯乙烯 。
●塑料、橡胶与纤维三大合成高分子,已经成为工 业生产和日常生活中必不可少的重要材料。
本体聚合的缺点:难以控制反应过程中产生的热以及分子量的 分布。因此仅适合小型浇铸件和批量生产中。
一、基础知识
(3)溶液聚合 聚合作用在一种合适的溶剂中进行的,这种技术称为溶液聚合。
(4)乳液聚合 如果单体可以在水乳化液中聚合,这称为乳液聚合。
(5)悬浮聚合 单体和形成的聚合物球滴通过搅拌维持悬浮状态而无需使用乳 化剂,即聚合物颗粒是通过球滴合并而形成的,这种技术称为 悬浮聚合。
一、基础知识
7、塑料术语的定义
塑料中的专业术语
热固性树脂固化中的中间阶段,在这一阶段,树脂 B阶 受热并发生流动,因而可在所需形状下最终固化
pH值
一种溶液酸性和碱性状态的度量,pH值是7是中性的 (蒸馏水),pH值低于7时随着pH值趋于0酸性变大; pH值大于7时随着pH值趋于14碱性增大
表面 材料表面的单位正方形两个对边之间的电阻,可能 电阻率 由于测量条件的不同变化较大
一、基础知识
1、聚合物的定义:聚合物是高分子,即由大量的称为单体的 小分子连在一起形成的大分子。把这些单体连在一起所涉及的 工艺称为聚合。
塑料就是由一组原子或分子链组成的合成聚合物。长分子 链包含了氧、氢、氮、碳、硅、氯、氟和硫的各种组合。
2、聚合物的类型 ●按照将单体连接在一起的方式可以分为:加聚和缩聚。 △加聚:在单体分子的聚合过程中,分子链是通过连续地把一 个单体加到另一个单体上形成的。典型的加聚物有:聚烯烃、 聚苯乙烯、丙烯酸树脂、乙烯基树脂和氟塑料等; △缩聚:通过两种不同的各自具有两个反应末端基团分子的反 应而制备的聚合物称为缩聚物。
(2)电阻率
■定义或解释:电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。 某种材料制成的长1米、横截面积是1平方毫米的导线的电阻, 叫做这种材料的电阻率。
■单位:国际单位制中,电阻率的单位是欧姆·米,常用单位 是欧姆·平方毫米/米。
■说明:
①电阻率ρ不仅和导体的材料有关,还和导体的温度有关。在温 度变化不大的范围内,:几乎所有金属的电阻率随温度作线性 变化,即ρ=ρ0(1+at)。式中t是摄氏温度,ρ0是O℃时的电阻率, a是电阻率温度系数。
一、基础知识
3、热塑性塑料和热固性塑料 除了橡胶外,所有的聚合物都可以分为以上两种不同类。 特点: ■两种塑料在它们转变成最终产品的某个阶段都是可以成形和 模塑的流体; ■热塑性塑料在冷却时凝固并能重新熔化,热固性塑料经过交 联作用形成了三维网络,这导致其不可以重新熔化和重新成形。
一、基础知识
4、根据聚合物的结构,还可以分为:线型、支化型、交联型、 非晶体型、结晶型的和液晶型。 液晶型聚合物被认为是一类性能独特的塑料。其分子是刚性的 棒状结构,在熔化和凝固状态下,它们以很大的平行阵列或畴 的形式规则排列。
玻璃态转 化温度 材料失去其玻璃态性能而变成半液态的温度
触变 描述材料在静止时呈凝胶状而搅拌时呈液态的行为
催化剂
这种化学物质可以引起或加速树脂固化但并不成为最终产物的一 个化学组成部分
弹性模量 材料在弹性变形状态下,应力与应变的关系
电容 当导体之间存在电位差时,导体和介电体的系统储存电的能力。 它的数值表示为电量与电位差的比值,并且始终是正值。C=Q/E
一、基础知识
5、结构和性能
聚合物的结构决定了其性能表现,一般规律如下:
▲有序化的结构(比如结晶型和液晶型)其刚度和强度更高, 而耐冲击能力相对较弱,但是具有较高的耐蠕变性、耐热性和 耐化学性;
▲一般结晶型聚合物熔点高,难于加工,非结晶型聚合物在受 热时是逐渐和连续地软化,但并没有太高的流动性能(相比熔 融的结晶型聚合物);
材料抵抗电流通过其本体或表面流过的能力。体积电阻率的单位 电阻率 是:欧姆.厘米;面积电阻率的单位是:欧姆
介电常数 又称介电系数或电容率,它指单位电位梯度下决定介电材料每单 位体积储存静电能的性能. K
介电强度 绝缘材料在发生电击穿前所能经受的电压,通常表示为电压梯度 (如伏每密尔,V/mil)
晶态熔点 材料中的晶态结构破坏的温度
一、基础知识
6、聚合物的合成方法
目前有四种基本方法可以合成聚合物,具体选择依赖于具体的 应用环境和性能要求,因为不同的合成方法会导致不同的化学 组成结构。
(1)本体聚合
是最简单的聚合物合成方法,也称为成块聚合。这种方法是仅 仅允许单体在有催化剂或没有催化剂的情况下在某个预先确定 的反应温度下进行反应形成聚合物。这些单体可以是液态、气 态和固态,但实际上几乎所有的本体聚合都是在液相中进行, 气相下的聚合需要一定的压力,并加入专门的催化剂才行。
是一类加热时通过化学反应发生固化,而固化后不能靠加 热固性树脂
热重新软化的树脂
是一类易于软化且重复加热后又重新软化的树脂,其硬化 热塑性树脂
是通过冷却实现的
溶剂 溶解其他物质的液态物质
一、基础知识
8、几个重要的电绝缘性能的意义
(1)介电强度:是指给介质施加电压后,当电压超过某一极限 值时,通过电介质的电流急剧增加,电介质的介电性能被破坏,这 种现象称为电介质击穿,这时的电压称为击穿电压,相应的电场 强度称为电介质介电强度
聚合
使两种或两种以上同种单体或聚合物进行化学结合形成一个具有 更高分子量的分子的过程
一、基础知识
塑料术语的定义
抗弯模量 在弹性范围内应力与相应应变的比
模塑
通过压缩模塑、传递模塑、注射模塑或某些其他的压力工 艺形成塑料制品
热导率
材料导热的能力,是当单位正方体材料的两个面温度差 Biblioteka ℃时,在单位时间内通过其热量的物理常数
▲液晶型聚合物兼有结晶型聚合物的高熔点,同时在熔融时是 逐渐和连续地软化,因此其黏度、翘曲和收缩都是热塑性塑料 中最小的。
▲聚合物的力学性能和结构性能,依赖于其组成的分子量和分 子量的分布。一般一个给定的聚合物对其具体的应用来说都存 在某个最佳的分子量范围,同时其分子在整个材料中的分布也 将影响其性能的稳定性。