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材料科学基础_高分子材料


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二、高分子材料的性能
(一)高分子材料的粘弹性
1.蠕变
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二、高分子材料的性能
(一)高分子材料的粘弹性
2、应力松弛
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二、高分子材料的性能
(一)高分子材料的粘弹性
3、滞后
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二、高分子材料的性能
(一)高分子材料的粘弹性
4、内耗
高聚物材料在交变应力作用下,因滞后现象而引 起一部分能量以热的形式损耗掉,这部分能量损耗 称为内耗 高聚物材料在拉伸与回缩过程中,外界对高聚物 所做的功大于高聚物向外界做的功,二者之差为克 服分子间内摩擦所损耗的功,即内耗。
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13.1 高分子材料的合成与生产
二.高分子材料制品的生产
常用的加工方法 挤出成型 注射成型 压缩成型 压注成型 吹塑成型 浇铸成型 发泡成型:机械、物理、化学 冷塑(冷压烧结)
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13.1 高分子材料的合成与生产
三、高分子材料的分类
按性能和用途
1.塑料 2.橡胶 3.纤维 4.胶粘剂 5.涂料 6.泡沫材料
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功能塑料:导电塑料、导磁塑料、感光塑料等。
一、塑料
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一、塑料
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一、塑料
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二、 橡胶
(一)橡胶的组成
生胶:生胶是指无配合剂、未经硫化的橡胶。按 原料来源有天然橡胶和合成橡胶。 配合剂:用来改善橡胶的某些性能 增强材料:主要有纤维织品、钢丝加工制成的帘 布、丝绳、针织品等类型
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二、 橡胶
(二)橡胶的分类
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三、 合成纤维
(一)纤维的分类
按原料来源分类 天然纤维:动物纤维(毛)、植物纤维(棉麻)、 矿物纤维(石棉) 化学纤维 人造纤维:用自然界的纤维加工制成合成纤维: 以石油、煤、天然气为原料制成的
按性能和用途分类 通用纤维:锦纶、涤纶、腈纶等 特种纤维:功能纤维、耐热纤维、光导纤维、光 致变色纤维等
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一、塑料
(一)塑料的分类与组成
➢塑料的分类
按塑料热性质分类
热塑性塑料:受热时软化或熔融、冷却后硬化,韧性好,可反复成形。它包
括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚苯醚、聚四氟乙烯等。
热固性塑料:在加热、加压并经过一定时间后即固化为不溶、不熔的坚硬制 品,不可再生。具有更好耐热性和抗蠕变能力。常用热固性塑料有酚醛树脂、 环氧树脂、氨基树脂、有机硅树脂等。
添加防老剂:在高分子材料中引入各种稳定剂,例如抗
氧剂、防老剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、光屏蔽剂等抑 制老化反应的发生
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13.3 常用高分子材料及其应用
一、塑料
(一)塑料的分类与组成
➢塑料的组成
树脂、填充剂、增塑剂 稳定剂、增色剂、润滑剂、固化剂 其他: 还有发泡剂、催化剂、阻燃剂等。
13 高分子材料
13.1 高分子材料的合成与生产 13.2 高分子材料的性能特点 13.3 常用高分子材料及其应用
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13.1 高分子材料的合成与生产
一.高分子的合成
1.加聚反应(addition polymerization)
2.缩聚反应(polycondensation)
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大分子链的聚集态:处于结晶态的高聚物不会有高弹性,只 有那些由柔性高分子链组成的处于无定形态的高聚物,才具有 高弹性。
大分子链间的交联程度 :大分子链间的适度交联,可使之保 持高弹性
分子质量:分子质量21/3/7
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二、高分子材料的性能
(三)高分子材料的主要力学性能指标
特征
由于大分子链之间产生交联,使高分子化合物从线型结构或支链 型结构转变为体型结构,性能变僵、变脆,丧失弹性等
由于大分子链的裂解,使高聚物分子链长度减短,分子质量降低, 性能变软、变粘、脱色、丧失机械强度等
原因
内因:主要是指组成高分子材料的基本成分、配方条件、高聚物 本身的化学结构和物理结构等
外因:主要是指外界环境因素,包括物理因素、化学因素、生物 因素等
按塑料的功能和用途分类
通用塑料:产量大用途广价格低的塑料。主要包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯 乙烯、聚丙烯、酚醛塑料、氨基塑料等,产量占塑料总产量的75%以上。
工程塑料:具有较高性能,能替代金属制造机械零件和程构件的塑料。聚酰
胺、ABS、聚甲醛、聚碳酸酯、聚砜、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树
脂等2。021/3/7
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三、 合成纤维
(二)纤维的应用
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四、 胶粘剂
(一)胶粘剂的分类
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五、 涂料
(一)涂料(漆)的分类
1.清漆类
由油料、树脂、溶剂、干燥剂等组成的涂料 包括油基清漆、树脂清漆
2.色漆类
底漆:防锈底漆、腻子 面漆:调和漆、磁漆
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强度指标:抗拉强度、抗弯强度、疲劳强 度、剥离强度 塑性指标:断后伸长率、断面收缩率 韧性指标:冲击强度、冲击韧度 硬度指标:邵氏硬度
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二、高分子材料的性能
(四)高分子材料的物理化学性能
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三、高分子材料的老化与防止
(一)老化
老化是指高累物材料在加工、储存和使用过程中,由于内外因素的综 合作用,使高聚物失去原有性能而丧失使用价值的过程。
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1.什么是传统机械按键设计?
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的开关按键来实现功能 的一种设计方式。
传统机械按键结构层图:
按键
PCBA
开关键
传统机械按键设计要点:
1.合理的选择按键的类型,尽量选择 平头类的按键,以防按键下陷。
2.开关按键和塑胶按键设计间隙建议 留0.05~0.1mm,以防按键死键。 3.要考虑成型工艺,合理计算累积公 差,以防按键手感不良。
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二、 橡胶
(二)橡胶的分类
按原料来源分类 天然橡胶:具有较高的弹性、较好的力学性能、 良好的电绝缘性及耐碱性。主要用于制造轮胎、 胶带、胶管等 合成橡胶:由单聚体聚合而成,七大品种
按性能和用途分类 通用橡胶:丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、 丁腈橡胶等 特种橡胶:用于耐热、耐蚀等特殊环境,聚氨 酯、硅橡胶、氟橡胶等
按来源 1.天然高聚物 2.合成高聚物
高分子化合物
按高聚物的热行为 1.热固性高聚物 2.热塑性高聚物
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按主链结构 1.碳链高分子化合物 2.杂链高分子化合物 3.元素有机高分子化合物 4.元素无机高分子化合物
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13.2 高分子材料的性能特点
一、高分子材料的力学状态
(1)玻璃态(T<Tg) (2)高弹态(Tg<T<Tf) (3)粘流态(T>Tf)
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二、高分子材料的性能
高分子材料的应力应变曲线
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二、高分子材料的性能
(二)弹性
高聚物的弹性形变可分为普弹形变和高弹形变。高弹形变是处于 高弹态的高聚物所独有的性能,它来源于高分子链中链段的运动, 表现为在较小的外力作用下却能产生较大的形变。
决定高弹性的基本因素
大分子链的柔顺性:柔顺性越好,弹性越高
三、高分子材料的老化与防止
(二)老化的防止
改进聚合与加工工艺,减少老化弱点:提高单体与
高聚物的纯度,尽可能避免杂质引入,减少大分子的支链 和不饱和结构
改性高分子材料,引进耐老化结构:对高聚物进行
交联改性或共聚改性等
物理防护:在材料表面镀上一层金属或喷涂一层耐老化
的涂料、石腊等保护层,以隔绝材料与外界的接触。
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