《金属加工与实训》新型工程材料（1）（举一反三考点练）- 讲义

举一反三考点练

《金属加工与实训》新型工程材料（1）-讲义

（1）掌握三大高分子材料（塑料、橡胶、胶黏剂）的基本概念、分类方法、性能特点和主要用途。

（2）能够区分热塑性塑料与热固性塑料，理解橡胶老化的本质。

（3）理解高分子材料作为新型工程材料如何凭借其独特性能替代传统材料。

知识点一  塑料

新型工程材料主要是指最近发展或正在发展中的具有比传统工程材料更优异的性能的材料。从科学技术发展史中可以发现，科学技术的每一次重大发展，都伴随着新型工程材料的使用，如航天技术的发展就伴随着钛金属的使用，光纤传导技术的发展就依赖于光导纤维材料的使用。

一、高分子材料简介

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。

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、航空工业及农业等领域。同时，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。

(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。

① 热塑性塑料 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。

② 热固性塑料 大多是以缩聚树脂为基础，加入各种添加剂制成的塑料。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。

③ 通用塑料 产量大、用途广、价格低的塑料。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。

④ 工程塑料 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。

⑤ 耐高温塑料 耐高温、产量小、价格高，适用于特殊用途的塑料。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。

(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、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2-31)、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。

【单项选择题】塑料逐步替代部分金属、木材等材料的主要原因是（  ）

A. 塑料原料稀缺，价格昂贵 

B. 塑料成形容易、成本低、性能多样 

C. 塑料强度远高于金属 

D. 塑料对环境无污染

【答案】B

【解析】文中明确“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”，因此能替代部分传统材料；A（塑料原料丰富、价格较低）、C（塑料强度通常低于金属）、D（部分塑料存在环境污染问题）表述错误，故答案为B。

1. （单项选择题）热塑性塑料的成形过程中，发生的主要变化是（  ）

A. 化学变化 

B. 物理变化

C. 既有物理变化也有化学变化 

D. 无法确定

【答案】B

【解析】文中明确热塑性塑料的变化“只是一种物理变化，化学结构基本不变”；A、C、D表述错误，故答案为B。

2. （单项选择题）下列塑料中，属于耐高温塑料的是（  ）

A. 聚四氟乙烯 

B. 聚乙烯

C. 聚丙烯

D. 聚苯乙烯

【答案】A

【解析】文中明确耐高温塑料包括“聚四氟乙烯、环氧塑料和有机硅塑料等”，能在100~200℃工作；B、C、D均为通用塑料，耐高温性能差，故答案为A。

3. （填空题）高分子材料主要以高分子化合物为主要组分，包括塑料、橡胶、胶黏剂及________等。

【答案】纤维