产品造型设计材料与工艺_第七讲.ppt

本章主要内容 第一节 常用工程塑料及其性质 第二节 工程塑料的成型技术与工艺 第三节 表面处理与装饰技术 高分子材料 塑料属高分子材料，高分子材料又称高分子化合物或高分子聚合物（高聚物），是以高分子化合物为主要成份的有机材料。 高分子材料分两类： 天然高分子材料 蚕丝、羊毛、纤维素、油脂、天然橡胶、淀粉、蛋白质等 人工合成高分子材料 塑料、合成橡胶、合成纤维、胶粘剂、涂料等 工程上使用的主要是人工合成的高分子材料。 高分子材料 高分子化合物——是指相对分子质量很大的化合物（5000以上乃至几百万） 低分子化合物——相对分子质量在500以下。 在这个数量之间的根据其性能来确定。 高分子材料 一般性能： 高分子化合物一般有较好的弹性、塑性和强度，低分子化合物这些性能较低。所以，高分子化合物是相对分子量大到使其机械性能具有工程意义的化合物。 高分子材料 几个概念： 单体 高分子化合物由低分子化合物体通过聚核反应获得，组成高分子化合物的低分子化合物称作单体。 链节 大分子链由许多结构相同的基本单元重复连接构成，组成大分子链的这种结构单元称作链节。 高分子材料 高分子材料 一种或几种单体相互加成而链结成聚合物的反应。（应用80%以上） 例：聚乙烯的反应方程式 缩（合）聚（合）反应 一种或几种单体相互混合而连结成聚合物，同时析出（缩去）某种低分子物质（如：水、氨、醇、卤化氢等）的反应。反应生成物成份与单体不同，反应较复杂。少用。 化学组成 组成大分子链的化学元素主要是碳、氢、氧，另外还有氮、氯、氟、硼、硅、硫等元素，其中碳是形成大分子链的主要元素。 大分子链的原子以共价键结合，其组成元素不同，原子间共价键力就不同，高分子材料的性能亦不同。 高分子材料的性能 机械性能：高聚物的物理、力学状态 线性非晶态高聚物的三种力学状态： 线性非晶态高聚物在不同温度下表现出三种物理状态，即玻璃态、高弹态和粘流态。 塑料的组成 1 合成树脂（高聚物） 是由低分子化合物通过缩聚或加聚反应合成的高分子化合物,如酚醛树脂、聚乙烯等,是塑料的主要组成,也起粘接剂作用。合成树脂在塑料中的含量约占40%~100%，对塑料的性能起决定性作用。 塑料的组成 2．添加剂 为改善性能而加入的其他组分,主要有以下几种： (1)填料或增强材料 填料在塑料中主要起增强作用。有时也可改善或提高塑料的某些特殊性能,以扩大其应用范围。填料的用量可达20%~50%, 是塑料改性最重要的组成。 例如： 加入石墨、石棉纤维或玻璃纤维等,可以改善塑料的机械性能； 加人石棉粉可提高塑料的耐热性； 加入云母粉可提高塑料的电绝缘性； 加入二硫化钼等可提高塑料的自润滑性； 加入铝粉可提高塑料对光的反射能力等。 塑料的特性 塑料能自由成型并易加工。虽然塑料制品的性能,根据其种类、成型条件及使用环境等变化较大,但与其它材料相比较,塑料具有良好的综合特性。 1 多数塑料制品有透明性,并富有光泽,能着鲜艳色彩。 塑料的特性 2 质轻,耐振动与冲击,比强度高（按单位质量计算的强度） 塑料比金属轻,一般塑料比重在0.9~2.3之间(各种泡沫塑料的比重在0.01~0.5之间)； 强度较高，有些增强塑料的比强度接近甚至超过钢材。例如合金钢材，其单位质量的拉伸强度为160兆帕，而用玻璃纤维增强的塑料可达到170 ~ 400兆帕。 大多数塑料具有优良的减摩、耐磨和自润滑特性。如工程塑料制造的耐摩擦零件；在耐磨塑料中加入某些固体润滑剂和填料时，可降低其摩擦系数或进一步提高其耐磨性能。 减震消音，具有柔韧性和弹性 塑料的特性 3 塑料电绝缘性、热物理性能好。 几乎所有塑料都具有优异的电绝缘性能，如极小的介电损耗和优良的耐电弧特性，可与陶瓷媲美 导热率极小,只有金属的1/600~1/200,泡沫塑料的导热率与静态空气相当,因此被广泛用作绝热保温材料或建筑节能、冷藏等绝热装置材料。 塑料的特性 4 优良的化学稳定性能 一般塑料对酸碱等化学药品均有良好的耐腐蚀能力 特别的如，聚四氟乙烯的耐化学腐蚀性能比黄金还要好，甚至能耐"王水"等强腐蚀性电解质的腐蚀，被称为"塑料王"。 塑料的特性 5 塑料成型容易、加工方便,能大批量生产 容易进行切削、焊接、表面处理等二次加工,精加工成本低,用塑料制品代替金属制品,可以节约大量金属材料。 塑料的缺点 塑料与金属及其它工业材料相比较有如下缺点： 1 塑料不耐高温,低温容易发脆 多数塑料虽不易燃烧,但在300℃以上发生变形,燃烧时放出有毒气体。由于耐热性较差,使塑料的用途受到限制 塑料的分类 塑料的分类体系比较复杂，各种分类方法也有所交叉，按常规分类主要有以下三种： 一是按使用特性分类； 二是按理化特性分类； 三是按加工方法分类。  通常分通用塑