工程材料篇-高分子材料

浏览量: 发布于：2018-11-15

高分子材料

高分子材料是由相对分子质量很大的大分子组成的材料。由小分子单体经聚合反应生成大分子链而得到高分子材料，通过加工制成各种高分子材料制品。
高分子材料按来源分为天然、半合成(改性天然高分子材料)和合成高分子材料。按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料。高分子材料按用途，又分为普通高分子材料和功能高分子材料。现代高分子材料已与金属材料、无机非金属材料一起，成为科学技术、经济建设中的重要材料。

（一）塑料

塑料是以合成的或天然的树脂作为主要成分，添加一些辅助材料(如填料、固化剂、增塑剂、稳定剂、防老剂等) ，在一定温度、压力下塑制成型。按照成型工艺不同，分为热塑性塑料、热固性塑料。
热塑性塑料热塑性材料是以热塑性树脂为主体成分，加工塑化成型后具有链状的线状分子结构，受热后又软化，可以反复塑制成型，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。优点是加工成型简便，具有较好的机械性能，缺点是耐热性和刚性比较差。例如，薄膜、软管和塑料瓶等常采用低密度聚乙烯制作;煤气管采用中、高密度聚乙烯制作;水管主要采用聚氯乙烯制作;热水管目前均用耐热性高的氯化聚氯乙烯或聚丁烯制造;泡沫塑料热导率极低，相对密度小，特别适于用作屋顶和外墙隔热保温材料，在冷库中用得更多。
热固性塑料热固性塑料是以热固性树脂为主体成分，加工固化成型后具有网状体型的结构，受热后不再软化，强热下发生分解破坏，不可以反复成型。优点是耐热性高，受压不宜变形等，缺点是机械性能不好，但可加人填料来提高强度。这类塑料如盼醒塑料、环氧塑料等。例如，环氧塑料可用来制作塑料模具、精密量具、电子仪表装置、配置飞机漆、电器绝缘漆等。

（二）塑料制品

塑料制品聚氯乙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯等，用于建筑管道、电线导管、化工耐腐蚀零件及热交换器等。
聚乙烯塑料管:无毒，可用于输送生活用水。常使用的低密度聚乙烯水管(简称塑料自来水管) ，这种管材的外径与焊接钢管基本一致。
ABS 工程塑料管:耐腐蚀、耐温及耐冲击性能均优于聚氯乙烯管，它由热塑性丙烯睛丁二烯苯乙烯三元共聚体粘料经注射、挤压成型加工制成，使用温度为一20~70 0C ，压力等级分为B 、C 、D 三级。例如， ABS 工程塑料在机械、电气、纺织、汽车、飞机、轮船等制造及化工中得到广泛应用，可用来制作机器零件、各种仪表的外壳、设备衬里等。
聚丙烯管CPP 管) :丙烯管材系聚丙烯树脂经挤出成型而得，其刚性、强度、硬度和弹性等机械性能均高于聚乙烯，但其耐低温性差、易老化，常用于流体输送。按压力分为I 、II 、III型，其常温下的工作压力为: I型为O.4MPa II型为O. 6MPa 、III型为O.8MPa 。
硬聚氯乙烯排水管及管件:硬聚氯乙烯排水管及管件用于建筑工程排水，在耐化学性和耐热性能满足工艺要求的条件下，此种管材也可用于化工、纺织等工业废气排污排毒塔、气体液体输送等。
铝塑复合管（PAP 管) :铝合金层增加耐压和抗拉强度，使管道容易弯曲而不反弹。外塑料层可保护管道不受外界腐蚀，内塑料层采用中密度聚乙烯时可作饮水管，元毒、无昧、元污染，符合国家饮用水标准;内塑料层采用交联聚乙烯则可耐高温、耐高压，适用于供暖及高压用管。例如，塑料及复合材料水管常用的有:聚乙烯塑料管、涂塑钢管、ABS 工程塑料管、聚丙烯管(PP 管)、硬聚氯乙烯管。

（三）橡胶

橡胶是具有高弹性的高分子材料，它是由生胶、配合剂、增强剂组成，按材料来源不同分为天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶弹性最好，具有强度大、电绝缘性好、不透水的特点，也有较好的耐碱性能，但不耐浓酸，能溶于苯、汽油等溶剂。
橡胶制品有天然橡胶、氯化橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丁醋橡胶等，用于密封件、衬板、衬里等。例如，天然橡胶广泛用于制造胶带、胶管和减振零件等。

（四）纤维

具有很大长径比和一定柔韧性的纤细物质。按原材料及生产过程不同，可分为天然纤维、人造纤维与合成纤维。
天然纤维有棉花、麻、羊毛、蚕丝等。
人造纤维是利用自然界中的木料、芦苇、棉绒等原料经过制浆提取纤维素，再经过化学处理及机械加工而成的。
合成纤维是利用石油、煤炭、天然气等原料生产制造的纤维制品。常用的合成纤维(六大纶)如聚醋纤维(涤纶)、聚酷胶纤维(锦纶)、聚丙烯腊纤维(睛纶)、聚乙烯醇纤维(维纶)、聚丙烯纤维(丙纶)和聚氯乙烯纤维(氯纶)等。例如，涤纶常用做工业上的运输带、传动带、帆布、绳索等。

（五）涂料

涂料是一种涂覆于固体物质表面并形成连续性薄膜的液态或粉末状态的物质。涂料的主要功能是:保护被涂覆物体免受各种作用而发生表面的破坏;具有装饰效果;并能防火、防静电、防辐射。例如，涂塑钢管具有优良的耐腐蚀性能和比较小的摩擦阻力。环氧树脂涂塑钢管适用于给水排水及海水、温水、油、气体等介质的输送，聚氯乙烯(PVC) 涂塑钢管适用于排水及海水、油、气体等介质的输送。根据需要，可在钢管的内外表面涂塑或仅涂敷外表面。
油漆广泛用于设备管道工程中的防锈保护。例如，清漆、冷固环氧树脂漆、环氧映喃树脂漆、盼醒树脂漆等。

（六）胶粘剂

用来将其他材料粘结在一起的材料。通过粘附作用，使同质或异质材料连接在一起。按照胶粘剂的基料类型分为天然胶粘剂和合成胶粘剂。
常用的胶粘剂如环氧树脂胶粘剂、酣醒树脂胶粘剂、丙烯酸醋类胶粘剂、橡胶胶粘剂、聚醋酸乙烯胶粘剂等。例如，环氧树脂胶粘剂俗称"万能胶"，具有很强的粘结力，对金属、木材、玻璃、陶瓷、橡胶、塑料、皮革等都有良好的粘结能力;盼醒树脂胶粘剂广泛用于汽车部件、飞机部件、机器部件等结构件的粘结。

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