2.4 新型工程材料简介（1）（课件）·高一《金属加工基础》同步教学(机工版·第2版）

新型工程材料简介 金属加工基础与实训 高分子材料 Part 01 陶瓷材料 Part 02 复合材料 Part 03 功能材料 Part 04 CONTENT 目 录 高分子材料 高分子材料 高分子材料主要是指以高分子化合物为主要组分的材料，如塑料（聚氯乙烯、聚苯乙烯等）、橡胶、胶黏剂及纤维等。塑料分为热塑性塑料和热固性塑料，橡胶分为天然橡胶与合成橡胶，胶黏剂分为有机胶黏剂和无机胶黏剂，纤维分为天然纤维、人造纤维和合成纤维。 一、塑料 塑料是指以树脂（天然的或合成的）为主要成分，再加入其他添加剂（如增塑剂、稳定剂、填料、润滑剂、染料、发泡剂、防老化剂、抗静电剂、阻燃剂等），在一定温度与压力下塑制成形的材料或制品的总称。 由于塑料制品原料丰富、成形容易、制作成本较低、性能与功能多样，所以塑料被广泛应用于电子工业、交通、航空工业及农业等。由于塑料性能的不断改进和更新，目前塑料正逐步替代部分金属、木材、水泥、皮革、陶瓷、玻璃及搪瓷等材料。 一、塑料 1. 塑料的分类 根据树脂在加热和冷却时所表现出的性质可将塑料分为热塑性塑料和热固性塑料。按塑料的应用范围可将塑料分为通用塑料、工程塑料和耐高温塑料。 一、塑料 它主要是在加聚树脂中加入少量稳定剂、润滑剂等制成的塑料。这类塑料受热软化，冷却后变硬，再次加热又软化，冷却后又硬化成形，可多次重复使用。这种变化只是一种物理变化，化学结构基本不变。 常用的热塑性塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺（即尼龙）、ABS塑料、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯和聚砜等。 （1）热塑性塑料 一、塑料 它大多是以缩聚树脂为基础，加入各种添加剂而制成的塑料。这类塑料加热时软化，可塑制成形，但固化后的塑料既不溶于溶剂，也不再受热软化（温度过高时则会发生分解），只能塑制一次。常用的热固性塑料有酚醛塑料、氨基塑料及环氧塑料等。 （2）热固性塑料 产量大、用途广、价格低的塑料称为通用塑料。通用塑料主要包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料和氨基塑料六大品种。通用塑料的产量占塑料总产量的75%以上，是塑料工业的主体，广泛用于社会生活的各个方面。 （3）通用塑料 一、塑料 在工程技术中作为结构材料的塑料称为工程塑料。工程塑料力学性能好，主要品种有聚碳酸酯、尼龙、聚甲醛、ABS塑料、聚砜及环氧塑料等。 （4）工程塑料 耐高温、产量小、价格高，适用于特殊用途的塑料称为耐高温塑料。例如，聚四氟乙烯、环氧塑料和有机硅塑料等都能在100~200℃的温度范围内工作。耐高温塑料在发展国防工业和尖端技术中发挥着重要作用。 （5）耐高温塑料 一、塑料 2. 塑料的特性与用途 塑料与金属材料相比具有密度小、比强度高、化学稳定性好、电绝缘性好、减振、耐磨、隔声性能好及自润滑性能好等特性。 另外，塑料在绝热性、透光性、工艺性能、加工生产率及加工成本等方面也比一般金属材料优越。塑料主要用于制造薄膜、电线电缆的绝缘层、管道、中空制品（图1）、机械零件（如轴承、齿轮、凸轮轴、蜗轮、管件、密封圈、耐磨轴套、泵及阀门等）、电器设备外壳与外罩等。 图1 塑料垃圾箱 二、橡胶 1. 橡胶的分类 橡胶是指以生胶为基体，加入适量配合剂（硫化剂、硫化促进剂、防老化剂、软化剂、填充剂、发泡剂及着色剂等）制成的高分子材料。通常橡胶制品还加有增强骨架材料，如各种纤维、金属丝及编织物等。生胶是指未加配合剂的天然或合成橡胶的总称。生胶按原料来源可分为天然橡胶和合成橡胶。 天然橡胶主要从橡胶树的浆汁中制取。受地理环境的限制，天然橡胶的产量远不能满足工农业生产的需求。因此，人们通过化学合成方法制成了与天然橡胶性质相似的合成橡胶，如丁苯橡胶、氯丁橡胶等。生胶是黏合各种配合剂和骨架材料的黏结剂，橡胶制品的性质主要取决于生胶的性质。 二、橡胶 2. 橡胶的特性与用途 橡胶最重要的特性是高弹性，由于橡胶具有优良的伸缩性和积储能量的能力，使之成为常用的弹性材料、密封材料、减振防振材料和传动材料。另外，橡胶还有良好的耐磨性、隔声性能和阻尼特性。 橡胶的最大缺点是易老化，即橡胶制品在使用过程中易出现变色、发黏、发脆及龟裂等现象，使其弹性、强度等发生变化，并影响橡胶制品的性能及使用寿命。因此，防止橡胶老化是橡胶制品需要特别注意的问题。 二、橡胶 目前橡胶产品主要有天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶及氟橡胶等。 橡胶应用很广，主要用于制造轮胎、胶带、胶管（或耐热胶管）、运输带、密封件（图2）、铁路用橡胶防振垫、各种模型制品、电绝缘制品、胶鞋、人造心脏、人造血管及通用橡胶制品等。 图2 橡胶密封件 二、橡胶 天然橡胶 1493年，西班牙探险家哥伦布率队初次踏上南美大陆。在这里，西班牙人看到印第安小孩玩一种游戏，唱着歌互相抛掷一种小球，这种小球落地后能