第三章(工程塑料4)
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第三章苯乙烯类塑料
ABS的使用温度范围为－40～ 85℃，最高一般不超过100℃。
4、ABS的耐侯性
（1）ABS耐侯性较差，其原因是大 分子链中有双键存。一般，变硬发脆是 ABS在紫外线和热氧作用下发生老化的 特征。 （2）稳定方法：加入炭黑和酚类抗 氧剂等。尤其是炭黑成本低，稳定效果 好，是ABS常用的稳定剂兼着色剂。
2.高抗冲聚苯乙烯 HIPS实质上是PS的改性品种，通过 PS与橡胶共混或苯乙烯与橡胶共聚来改 善GPS的脆性，提高冲击强度。近年来 HIPS的发展迅速，应用范围不断扩大。 HIPS主要用于生产电视机、录音机、 电话机、吸尘器和各种仪表的机壳和部件， 也可用于生产板材、冰箱内衬、电器零件、 设备罩壳、容器、家具、玩具及其它对韧 性要求较高的文教和生活用品。
③
PS的吸水率低，对于一般的制品 可以不干燥而直接成型加工。 由于PS分子链的刚性大、质脆，热 膨胀系数比金属大，故制品不宜带 有金属嵌件，以免在嵌件周围产生 应力而开裂。 如果必须带有金属嵌件，嵌件 最好用铜质或铝质的，并进行预热。
④
⑤
在制品设计时，若无特殊需要，
应当避有直角、锐角、缺口等。
⑥
正是AS树脂连续相中存在的橡胶 分散相颗粒具有终止银纹发展的作 用，从而使ABS显示出较高的冲击 韧性。
三、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯树脂的性能 1、物理性能 ① ABS树脂呈浅象牙色、不透明，无 毒无味，相对密度为1.05左右，吸水率 为0.2%～0.7%； ② ABS燃烧缓慢，离火后继续燃烧， 火焰呈黄色，有黑烟； ③燃烧后塑料软化、焦化，伴有橡胶 燃烧气味，无熔融滴落现象。
生产中多采用带有干燥系统的加料 装置，也可采用循环鼓风干燥烘箱，干 燥温度为70～90℃，时间约为6h左右。 使用干燥后的树脂可获得表面高度光洁 的制品。 （3）ABS的成型收缩率为0.4～0.8%， 可以制得尺寸精度较高的制品。
4、ABS的耐侯性
（1）ABS耐侯性较差，其原因是大 分子链中有双键存。一般，变硬发脆是 ABS在紫外线和热氧作用下发生老化的 特征。 （2）稳定方法：加入炭黑和酚类抗 氧剂等。尤其是炭黑成本低，稳定效果 好，是ABS常用的稳定剂兼着色剂。
2.高抗冲聚苯乙烯 HIPS实质上是PS的改性品种，通过 PS与橡胶共混或苯乙烯与橡胶共聚来改 善GPS的脆性，提高冲击强度。近年来 HIPS的发展迅速，应用范围不断扩大。 HIPS主要用于生产电视机、录音机、 电话机、吸尘器和各种仪表的机壳和部件， 也可用于生产板材、冰箱内衬、电器零件、 设备罩壳、容器、家具、玩具及其它对韧 性要求较高的文教和生活用品。
③
PS的吸水率低，对于一般的制品 可以不干燥而直接成型加工。 由于PS分子链的刚性大、质脆，热 膨胀系数比金属大，故制品不宜带 有金属嵌件，以免在嵌件周围产生 应力而开裂。 如果必须带有金属嵌件，嵌件 最好用铜质或铝质的，并进行预热。
④
⑤
在制品设计时，若无特殊需要，
应当避有直角、锐角、缺口等。
⑥
正是AS树脂连续相中存在的橡胶 分散相颗粒具有终止银纹发展的作 用，从而使ABS显示出较高的冲击 韧性。
三、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯树脂的性能 1、物理性能 ① ABS树脂呈浅象牙色、不透明，无 毒无味，相对密度为1.05左右，吸水率 为0.2%～0.7%； ② ABS燃烧缓慢，离火后继续燃烧， 火焰呈黄色，有黑烟； ③燃烧后塑料软化、焦化，伴有橡胶 燃烧气味，无熔融滴落现象。
生产中多采用带有干燥系统的加料 装置，也可采用循环鼓风干燥烘箱，干 燥温度为70～90℃，时间约为6h左右。 使用干燥后的树脂可获得表面高度光洁 的制品。 （3）ABS的成型收缩率为0.4～0.8%， 可以制得尺寸精度较高的制品。
第三章_塑料制件设计原则2019
四.塑料制件的结构设计---1.形状
塑件的形状在满足使用要求的前提下，应使其有利于 成型，特别是尽量不采用侧向抽芯机构，因此塑件设计时尽 可能避免凹凸形状或侧孔。
图3-2 改变塑件形状图
侧向分型与抽芯机构的模具结构不仅提高了模具设计与制 造成本，而且会在塑件分型面上留下飞边，增加后续工作量。 下面就这一案例做具体分析，塑件如图3-3所示。
图3-19 加强筋错排
Hale Waihona Puke 除采用加强筋外，对于薄壁容器或壳类件，可以通过适 当改变其结构或形状达到提高其刚度、强度和防止变形的目的。 （1) 将薄壳状的塑件设计为球面，拱曲面等，可以有效地增 加刚性、减少变形。
图3-20 改变形状提高强度(a)
(2) 薄壁容器的边缘是强度、刚性薄弱处易于开裂变形损 坏，可按照图3-20(b)所示方法给予加强。
图3-13 塑件成型
为了便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，必须在塑件
内外表面脱模方向上留有足够的斜度α，在模具上称为脱模斜 度。
脱模斜度取决于 塑件的形状、壁厚 及塑料的收缩率，
一般取30 ′～
1°30′。
图3-14 脱模斜度
图3-15 脱模斜度示意图
外形以大端为基准，斜度由缩小方向取得 内形以小端为基准，斜度由扩大方向取得
图3-20 改变形状提高强度(b)
❖ 容器边缘的增强 ❖ 容器侧壁的增强
加强筋尺寸设计：
❖ 高度L=(1～3)t ❖ 筋条宽A=(1/4～1)t ❖ 收缩角α=2°～5° ❖ 根部圆角R=(1/8～1/4)t ❖ 顶部圆角r=t/8
图3-21 加强筋示意图
5 支承面
支承面：用于放置物体的平面，要求物体放置后平稳。
经常拆装或受力大的螺纹，要采用金属螺纹 嵌件来成型。
1工程塑料性能特点解析
1.4 工程塑料的耐化学学性能
耐酸、碱、有机溶剂、油料、气体、盐水等 表现在外观、物性会发生失光、变色、雾化、开裂、龟裂、翘 曲、分解、溶胀、溶解、发动等变化。
1.2.2电性能
电气材料根据使用电场的高低分为弱电材料和强电材料。用于 通信设备、各种民用电子设备、家电、高频绝缘、印制电路等的电 子材料属弱电材料；用于变压器、电动机、发电机等电器及电力输 送线路的材料为强电材料。弱电材料的主要电性能指标是介电常数
和介质损耗角因数；强电材料主要应满足绝缘性、耐电压和长期使
1.2 工程塑料的性能
1．2．1热性能 与热传导有关的物理量，如热导率 、比热容、线膨胀系数； 与相态变化省关的性能，如玻璃化转变温 度、熔点； 与耐热性有关的性质，如热变形温度、维 卡软化点； 与燃烧有关的性质，如阻燃性、燃烧速率。
1.2 工程塑料的性能
1．2．1热性能 热导率、比热容、线膨胀系数。
Байду номын сангаас
1.2 工程塑料的性能
表1-1常见工程塑料热性能 工程塑料 PA66 比热容 kJ／(kg· K) 1.67 导热系数 W／(m· K) 0.24 线胀系数 ×10-5/K 9 最高使用温度 ℃ 90-130
PC
POM(共聚） PPO PET+30%玻纤 PTFE PSF PES PI LCP PEEK PPS
1.2 工程塑料的性能
1.2.3光学性能
2.黄色指数
无色透明、半透明和近白色不透明塑料偏离白色的程度，称为塑料黄色指数， 或塑料黄色度。
某些工程塑料(如PC、PA6等)常以黄色指数的变化，作为经长期暴露于光和热 环境中性能变化的评定依据。 3．白度
塑料白度是指不透明白色或近白色的粉末状树脂和板状塑料表
高中化学人教版选修1课件第三章 第四节 塑料、纤维和橡胶
二、
常见纤维 棉纤维
蚕丝
羊毛 人造纤 维 合成纤 维
常见纤维的组成和性能比较
知识精要
化学组成 纤维素,天然有机高 分子化合物 蛋白质,天然有机高 分子化合物 蛋白质,天然有机高 分子化合物
纤维素(黏胶纤维)
各种线型有机高分 子
主要性能
吸水性好,易干,穿着舒适,不 起静电,不耐磨 吸水性好,手感柔和,有光泽, 不起静电,不起球 弹性好,隔热性、保暖性好, 水洗后收缩
,单体是异戊二烯。 (2)合成橡胶: ①通用橡胶:如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶。 ②特种橡胶 :耐热、耐酸碱 的氟橡胶,耐高温和耐严 寒的硅橡胶。 (3)结构特点:橡胶一般为线型结构,可塑性好,但强度和韧性差, 为改善其性能,可采用硫化的方法,使橡胶形成体型结构,以增强橡胶 的强度、韧性、弹性和化学稳定性。 预习交流 3 有机玻璃是玻璃吗? 提示:有机玻璃是塑料,不是玻璃。
属于线型高分子
化合物。对于 C,结合生活实际,可知车辆内胎均可采用热补法(亦可
以从自行车内胎具有弹性上判断该物质为线型高分子材料)。对于
D,其结构简式为������CH2—CH2������,为线型材料。对于 B,电木插座不
具有弹性,应为体型高分子材料。 答案:B
迁移应用 现有两种高聚物 A、B,A 能溶于氯仿等有机溶剂,B 不溶于任 何溶剂,加热不会变软或熔化,则下列叙述不正确的是( ) A.高聚物 A 可能具有弹性,而高聚物 B 一定没有弹性 B.高聚物 A 一定是线型高分子材料 C.高聚物 A 一定是体型高分子材料 D.高聚物 B 一定是体型高分子材料 解析:A 溶于氯仿等有机溶剂说明一定不是体型高分子,而是线 型高分子;B 不溶于任何溶剂,加热不会变软或熔化,则一定是体型高 分子材料。 答案:C
高中化学人教版选修1教案-人教版-化学-选修一-第三章-第四节-塑料、纤维和橡胶-1课时-习题及答案
第四节塑料、纤维和橡胶知识点一：塑料1．航天科学家正在考虑用塑料飞船代替铝质飞船进行太空探索。
其依据是（）A．塑料是一种高分子化合物，可以通过取代反应大量生产B．塑料生产中加入添加剂可得到性能比铝更优良的新型材料C．塑料用途广泛，可从自然界中直接得到D．塑料是有机物，不会和强酸或强碱作用2．塑料废弃物的危害有( )①难以分解，破坏土壤结构，影响植物生长②污染海洋③危及海洋生物的生存④造成海难事件⑤破坏环境卫生，污染地下水A．①②③④⑤ B．①②③④ C．②③④ D．①⑤3．关于塑料的下列说法中，正确的是( )A．塑料的主要成分是合成树脂，另外有少量具有某些特定用途的添加剂B．塑料是以石油、天然气为原料，以二烯烃和单烯烃为单体聚合而成的高分子C．塑料制品容易被微生物分解，所以废弃塑料制品不会对环境造成严重污染D．工程塑料具有某些优异的性能，但不可作为工程材料而代替某些金属知识点二：纤维和橡胶4．复合材料的使用使导弹的射程有了很大的提高，其主要原因是( ) A．复合材料的使用可以使导弹经受超高温的变化B．复合材料的使用可以使导弹的质量减轻C．复合材料的使用可以使导弹承受超高强度的压力D．复合材料的使用可以使导弹承受温度的剧烈变化5．材料是人类赖以生存的重要物质基础，而化学是材料科学发展的基础。
下列有关材料的说法中，正确的是( )A．生活中的玻璃、陶瓷、水泥属于无机硅酸盐材料，其生产原料都需要使用石灰石B．合金材料钢铁里的铁和碳在潮湿的空气中因构成许多原电池而易发生电化学腐蚀C．居室装修材料如化纤地毯、三合板、花岗岩等均会释放出污染空气的甲醛气体D．造成“白色污染”的聚氯乙烯塑料在日常生活中可用来进行食品包装6．下列叙述错误的是( )A．合金材料中可能含有非金属元素B．人造纤维、合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物C．加热能杀死流感病毒是因为病毒的蛋白质受热变性D．汽车排气管上加装“催化转化器”是为了减少有害气体的排放综合练习：7．下列说法正确的是()A．乙醇和汽油都是可再生资源，应大力推广“乙醇汽油”B．钢铁在海水中比在河水中更易腐蚀，主要原因是海水含氧量高于河水C．废弃的塑料、金属、纸制品及玻璃都是可回收再利用的资源D．凡含有食品添加剂的食物对人体健康均有害，不宜食用8．奥运福娃的内充物为无毒的聚酯纤维，其结构简式为：，下列说法正确的是()A．羊毛与聚酯纤维的化学成分相同B．聚酯纤维在强碱溶液中能水解C．合成聚酯纤维的反应属于加聚反应D．聚酯纤维属于人造纤维9．下列物质中，不属于合成材料的是（）A．塑料B．棉花C．合成纤维D．合成橡胶10．下列塑料制品中，属于热固性塑料的是（）A．电木插座B．聚氯乙烯凉鞋C．聚丙烯材料D．聚乙烯塑料膜11．家用保鲜膜上表有PE，PE是指（）A．聚乙烯塑料B．聚氯乙烯塑料C．聚丙烯塑料D．聚苯乙烯塑料12．鉴别纯棉布，羊毛织物和尼龙布最简单的方法是（）A．点燃B．稀硫酸浸泡C．稀氢氧化钠溶液浸泡D．酒精浸泡13．PVC塑料指的是（）A．聚氯乙烯B．聚丙烯C．聚丙烯腈D．聚乙烯14．有机合成材料的出现是材料发展史上的一次重大突破。
第三章 塑料的力学性能-课.ppt课件
所以高聚物常称为粘弹性材料，这是聚合物材料的 又一重要特征。
编辑版pppt
3
第一节 概述
塑料是一种高聚物材料。高聚物材料是所有已知材料中 力学性能变化范围最宽的材料，包括从液体（熔体）、高 弹体到刚硬的玻璃体，不同状态下其力学行为差别很大。
如聚苯乙烯制品往往很脆，一敲就碎；尼龙制品则很坚 韧，不易变形也不宜破碎；而聚乙烯塑料薄膜则非常柔软。 高聚物力学性能的这种多样性，为其不同场合的应用提供 了广阔的选择余地。然而，与金属材料相比，高聚物是典 型的粘弹性材料，即同时具有粘性液体和弹性固体的双重 力学性能，其力学行为对温度和时间的依赖性很强。高聚 物的粘弹性使高聚物的力学性能变化复杂，并对高聚物制 品的加工和使用产生重要影响。
性质，表征它们力学性能的材料常数远不止上述 几项。如单轴取向的材料，有5个独立的弹性模量， 包括纵向杨氏模量、横向杨氏模量、纵向剪切模
量、横向剪切模量和体积模量。此外还有纵向泊 松比和横向泊松比。
编辑版pppt
14
第2节 塑料力学性能对时间的依赖性
凡有时间依赖性的性质称为松弛特性，也称为弛 豫特性。高聚物力学行为的特性之一就是具有强 烈的时间依赖性，也就是说，高聚物的力学性能 随外力作用的时间而发生改变。时间t是评价高聚 物力学行为中不可或缺的重要参数。与时间有关 的材料的力学行为主要有蠕变及其回复、应力松 弛。
特
向相反，作用在同 向相反的两个力。 一直线上的两个力。
点
编辑版pppt
10
应变 应力
张应变：
l l0 l0
真应变：
l dl i
l l0 i
张应力：
F
真应力： A 0
F A
切应变：
压缩应变：
编辑版pppt
3
第一节 概述
塑料是一种高聚物材料。高聚物材料是所有已知材料中 力学性能变化范围最宽的材料，包括从液体（熔体）、高 弹体到刚硬的玻璃体，不同状态下其力学行为差别很大。
如聚苯乙烯制品往往很脆，一敲就碎；尼龙制品则很坚 韧，不易变形也不宜破碎；而聚乙烯塑料薄膜则非常柔软。 高聚物力学性能的这种多样性，为其不同场合的应用提供 了广阔的选择余地。然而，与金属材料相比，高聚物是典 型的粘弹性材料，即同时具有粘性液体和弹性固体的双重 力学性能，其力学行为对温度和时间的依赖性很强。高聚 物的粘弹性使高聚物的力学性能变化复杂，并对高聚物制 品的加工和使用产生重要影响。
性质，表征它们力学性能的材料常数远不止上述 几项。如单轴取向的材料，有5个独立的弹性模量， 包括纵向杨氏模量、横向杨氏模量、纵向剪切模
量、横向剪切模量和体积模量。此外还有纵向泊 松比和横向泊松比。
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第2节 塑料力学性能对时间的依赖性
凡有时间依赖性的性质称为松弛特性，也称为弛 豫特性。高聚物力学行为的特性之一就是具有强 烈的时间依赖性，也就是说，高聚物的力学性能 随外力作用的时间而发生改变。时间t是评价高聚 物力学行为中不可或缺的重要参数。与时间有关 的材料的力学行为主要有蠕变及其回复、应力松 弛。
特
向相反，作用在同 向相反的两个力。 一直线上的两个力。
点
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10
应变 应力
张应变：
l l0 l0
真应变：
l dl i
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张应力：
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真应力： A 0
F A
切应变：
压缩应变：
第三章塑料制件的设计原则
精品资料
三、塑料(sùliào)制件的表面质量
表面质量包括：表面粗糙度和表观(biǎo ɡuān)质量。
塑件表面粗糙度的高低，主要与模具型腔表面的粗糙度 有 关 。 目 前 ， 注 射 成 型 塑 件 的 表 面 粗 糙 度 通 常 为 Ra0.02— 1.25μm，模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的l／2，即Ra0.0l～
精品资料
③对于较浅的侧凹槽并带有圆角的制件，若制件在脱模温度下具 有(jùyǒu)足够的弹性，可采用强制脱模的方法将制件脱出，图3— 14，而不必采用组合型芯的方法。塑件材料：聚甲醛、聚乙烯、 聚丙烯。图中，A与B的关系应满足
AB10% 05% B
精品资料
（3-1）
7．螺纹 (luówén)设计 ①塑件上的螺纹既可以直接用模具(mújù)成型，也可以在 成型后用机械加工获得，对于需要经常装拆和受力较大的 螺纹，应采用金属螺纹嵌件。
重点(zhòngdiǎn)掌握 一、塑料制件的选材 二、塑料制件的尺寸精度
三、塑料制件的表面质量 四、塑料制件的结构设计
精品资料
塑件设计原则：
①在保证使用要求的前提下尽量选用价格低廉和成型性能较好的 塑料。
②力求结构简单、壁厚均匀(jūnyún)、成型方便，利于模 具分型、排气、补缩和冷却。
③塑件结构应能使其模具的总体(zǒngtǐ)结构尽可能简化，避免 模具侧抽芯和简化脱模机构。
图3—4(a)中的加强筋因 排列不合理，在加厚集 中的地方容易出现缩孔 和气泡，可改用图3— 4(b)所示的排列形式。
精品资料
图3—5采用加强筋 改 善 制 品 ( z h ìp ǐ n ) 壁厚与刚度的，图 3—5(a)为不合理， (b)为合理。
精品资料
4．支承(zhī chénɡ)面
三、塑料(sùliào)制件的表面质量
表面质量包括：表面粗糙度和表观(biǎo ɡuān)质量。
塑件表面粗糙度的高低，主要与模具型腔表面的粗糙度 有 关 。 目 前 ， 注 射 成 型 塑 件 的 表 面 粗 糙 度 通 常 为 Ra0.02— 1.25μm，模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的l／2，即Ra0.0l～
精品资料
③对于较浅的侧凹槽并带有圆角的制件，若制件在脱模温度下具 有(jùyǒu)足够的弹性，可采用强制脱模的方法将制件脱出，图3— 14，而不必采用组合型芯的方法。塑件材料：聚甲醛、聚乙烯、 聚丙烯。图中，A与B的关系应满足
AB10% 05% B
精品资料
（3-1）
7．螺纹 (luówén)设计 ①塑件上的螺纹既可以直接用模具(mújù)成型，也可以在 成型后用机械加工获得，对于需要经常装拆和受力较大的 螺纹，应采用金属螺纹嵌件。
重点(zhòngdiǎn)掌握 一、塑料制件的选材 二、塑料制件的尺寸精度
三、塑料制件的表面质量 四、塑料制件的结构设计
精品资料
塑件设计原则：
①在保证使用要求的前提下尽量选用价格低廉和成型性能较好的 塑料。
②力求结构简单、壁厚均匀(jūnyún)、成型方便，利于模 具分型、排气、补缩和冷却。
③塑件结构应能使其模具的总体(zǒngtǐ)结构尽可能简化，避免 模具侧抽芯和简化脱模机构。
图3—4(a)中的加强筋因 排列不合理，在加厚集 中的地方容易出现缩孔 和气泡，可改用图3— 4(b)所示的排列形式。
精品资料
图3—5采用加强筋 改 善 制 品 ( z h ìp ǐ n ) 壁厚与刚度的，图 3—5(a)为不合理， (b)为合理。
精品资料
4．支承(zhī chénɡ)面
第三章聚酰胺
1. PA的分类
聚酰胺可以由二元胺和二元酸通过缩聚反应制得，也 可由ω-氨基酸或内酰胺自聚而得。 根据主链结构不同分类：
脂肪族PA
p型聚酰胺 mp型聚酰胺
PA的分类
芳香族PA 透明PA
2. 脂肪族聚酰胺
一、脂肪族聚酰胺的分类
脂肪族聚酰胺分子链由亚甲基和酰胺基组成。按单体类型 不同，脂肪族聚酰胺又分为 p型 和 mp型 两种类型。
(4) 电性能
PV 分子链中含有极性酰胺基，这对电性能带来不利影响： •在室温且干燥的条件下，PV尚具有较好的电性能，但也 明显低于聚乙烯、聚苯乙烯等材料。 •在潮湿环境下，PV的体积电阻率和介电强度均会下降， 介电常数和介质损耗也明显增大。 •温度升度，电性能均会降低。
(5) 耐化学药品性能
PA对碱类和绝大多数盐类的作用稳定，只有少数盐 类对它们有浸蚀作用或溶解； 氧化剂、酸类，特别是强酸对PA有侵蚀作用，且PA 中酰胺基分布密度愈大，耐酸性愈差。酸类的破坏 作用是引起断链（降解）； 具有良好的耐溶剂性，对一般烃类、卤代烃、酯类 、芳烃等的作用均很稳定，特别是对汽油、煤油、 润滑油等具有优异的抵抗性。只有少数与PA溶解参 数接近、又能与它们形成氢键的溶剂，才能使它们 溶解，例如甲酸、冰醋酸、苯酚、甲酚等； 醇类和水可以使聚酰胺溶胀。
38 38 32 30.7
0.4
酰胺基含量（%）
28
0.4
25．4
0.39
22
0.25-0.3
24h吸水率（%） 1.3-1.9 1.0-1.3 0.5
(2) 力学性能
PA具有良好的力学性能：拉伸强度、刚性、抗冲击性、 都较好，且具有很好的耐磨性，是一种自润滑材料。 PS 硬质 PVC 软质 PVC PA
第三章聚酰胺
建筑与民用：窗、门、窗帘导轨滑轮 、安全帽、绳索、打印机框架等。
玻璃纤维增强 改性,可大幅度 提高P第A三耐章聚热酰性胺
玻纤增强PA被用于制 造汽车发动机零部件
第三章聚酰胺
3. 芳香族聚酰胺（芳纶）
分子链骨架上含有芳香环的聚酰胺称芳香族聚酰胺，又称芳 纶。尽管芳香族聚酰胺的品种很多，目前投入实际应用的主 要有两种：聚间苯二甲酰间二胺和全对位聚芳酰胺。
2 2 0 O C n H O O C ( C H 2 ) 8 N H 2 [ N H ( C H 2 ) 8 C O ] n + n H 2 O
9-氨基壬酸
自缩聚
聚酰胺9
聚酰胺6 [—HN(CH2)5CO—]n
第三章聚酰胺
➢ mp型聚酰胺
由二元胺与二元羧酸缩聚所得到的聚酰胺是mp型聚酰胺， 称为聚酰胺mp，其中m代表所用二元胺中所含碳原子数，p 代表所用二元羧酸的碳原子数。 mp型聚酰胺的典型代表如PA66：
• 酰胺基是亲水基团，因此聚酰胺是吸湿性较强的塑料， 较强的极性酰胺基又对聚合物电性能等有不利影响。
第三章聚酰胺
1. 结 构
➢ PA分子链段中重复出现的酰 胺基是一个带极性的基团，
对这于个不基同团品上种的的H聚，酰能胺够，与因另单一 体个所分含子碳上原的子羰数基不的同氧，结分合子形链 之成间相所当能强形大成的的氢氢键键。疏密程度 不同，则会影响到不同聚酰胺 ➢的，大熔氢间晶使结分点，键的聚能晶子材也的作合力能链料愈形用物进力上的高成力的一和形结。增，熔步熔成晶大使点增点的能了聚升强，氢力分合，高一键就子物。同般比愈链的时来例强之结也说愈，
结构对于不同品种的聚酰胺因单体所含碳原子数不同分子链之间所能形成的氢键疏密程度不同则会影响到不同聚酰胺的结晶能力和熔点一般来说分子链上形成的氢键比例愈大材料的结晶能力就愈强熔点也愈高
玻璃纤维增强 改性,可大幅度 提高P第A三耐章聚热酰性胺
玻纤增强PA被用于制 造汽车发动机零部件
第三章聚酰胺
3. 芳香族聚酰胺（芳纶）
分子链骨架上含有芳香环的聚酰胺称芳香族聚酰胺，又称芳 纶。尽管芳香族聚酰胺的品种很多，目前投入实际应用的主 要有两种：聚间苯二甲酰间二胺和全对位聚芳酰胺。
2 2 0 O C n H O O C ( C H 2 ) 8 N H 2 [ N H ( C H 2 ) 8 C O ] n + n H 2 O
9-氨基壬酸
自缩聚
聚酰胺9
聚酰胺6 [—HN(CH2)5CO—]n
第三章聚酰胺
➢ mp型聚酰胺
由二元胺与二元羧酸缩聚所得到的聚酰胺是mp型聚酰胺， 称为聚酰胺mp，其中m代表所用二元胺中所含碳原子数，p 代表所用二元羧酸的碳原子数。 mp型聚酰胺的典型代表如PA66：
• 酰胺基是亲水基团，因此聚酰胺是吸湿性较强的塑料， 较强的极性酰胺基又对聚合物电性能等有不利影响。
第三章聚酰胺
1. 结 构
➢ PA分子链段中重复出现的酰 胺基是一个带极性的基团，
对这于个不基同团品上种的的H聚，酰能胺够，与因另单一 体个所分含子碳上原的子羰数基不的同氧，结分合子形链 之成间相所当能强形大成的的氢氢键键。疏密程度 不同，则会影响到不同聚酰胺 ➢的，大熔氢间晶使结分点，键的聚能晶子材也的作合力能链料愈形用物进力上的高成力的一和形结。增，熔步熔成晶大使点增点的能了聚升强，氢力分合，高一键就子物。同般比愈链的时来例强之结也说愈，
结构对于不同品种的聚酰胺因单体所含碳原子数不同分子链之间所能形成的氢键疏密程度不同则会影响到不同聚酰胺的结晶能力和熔点一般来说分子链上形成的氢键比例愈大材料的结晶能力就愈强熔点也愈高
第三章塑料的力学性能-课
第2节 塑料力学性能对时间的依赖性
凡有时间依赖性的性质称为松弛特性，也称为弛 豫特性。高聚物力学行为的特性之一就是具有强 烈的时间依赖性，也就是说，高聚物的力学性能 随外力作用的时间而发生改变。时间t是评价高聚 物力学行为中不可或缺的重要参数。与时间有关 的材料的力学行为主要有蠕变及其回复、应力松 弛。
性 模
E F A0 l l0
量 泊淞比：
m m l l
G＝s F r A0tg
B P PV0 V
横向单向单位宽度的 纵向单位宽度的增加
柔 拉伸柔量： 切变柔量： 可压缩度：
量
D 1
E
J 1 G
1 B
xE 1x(yz)
高聚物的力学松弛现象与模型
应力松弛 蠕变 滞后 力学损耗
静态粘弹性 动态粘弹性
二、应力松弛
1、定义：恒温恒应变下，材料的内应变随时间的延长而衰 减的现象。
2、应力松弛曲线：
应力 σ0
σ (∞)
交联物
线形物
时间t
3、原因
材料拉伸过程中应力的衰减是由于分子运动随时间而变 化引起的，即应力松弛的本质是比较缓慢的链段运动所导致 的分子间相对位置的调整。
普弹性 高弹性 High elasticity
粘性 Viscosity
线性粘弹性
静态 Static
粘弹性
Linear viscoelasticity
viscoelasticity
动态 Dynamic
非线性粘弹性
Non-Linear viscoelasticity
应力松弛 蠕变 滞后 力学损耗
塑料聚合物的形变行为
所以高聚物常称为粘弹性材料，这是聚合物材料的 又一重要特征。
人教版选修一第三章第四节塑料、合成纤维、合成橡胶教案
第三章第四节《塑料、纤维和橡胶》教案（人教版选修1）教案2、纤维（1）天然纤维：棉花、羊毛、蚕丝、麻等（2）合成纤维：如腈纶(人造羊毛) 、锦纶(尼龙)、维纶、氯纶、涤纶(的确良)和丙纶等“六大纶”（3）合成纤维原料：石油、天然气、煤等3、橡胶(1) 天然橡胶的化学组成是聚异戊二烯：（2）合成橡胶：通用橡胶和特种橡胶(3) 硫化橡胶：具有较高的强度、韧性、良好的弹性和化学稳定性等。
二、复合材料教学过程教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动[投影][引入]你能找出有那些物品是合成材料吗？[板书] 第四节塑料、纤维和橡胶一、合成材料[讲]日常生活中我们接触到的塑料、合成纤维、黏合剂、涂料等都是合成高分子材料，简称合成材料。
随着社会的发展和科技的进步，合成材料的运用越来越广泛，它们在社会生活中起了越来越重要的作用。
可以说人工合成材料的出现是材料史上的一次飞跃，推动人类社会的进步。
今天，我们将来学习合成材料的三大主要成员：塑料、合成纤维、合成橡胶。
[板书]1、塑料(plastic)1、塑料(plastic)（1）成分：主要成分和添加剂，合成树脂、增塑剂、防老化剂[ 投影][板书]（2）制备：聚合反应[ 投影][板书]（3）分类：①热塑性：有机高分子化合物（如聚乙稀）受热熔化成流动的液体，冷却后成固体，这种现象叫热塑性。
[ 投影][板书]②热固性：有些有机高分子化合物加工成型后受热不会熔化，这种现象叫热固性。
如酚醛塑料。
[板书]③线型结构和体型结构[问]教师用力拉一下食品袋或橡皮筋，然后放松，问学生观察到什么现象？（弹性），又问为什么会具有弹性呢？在高分子化合物的结构中原子间、链节间是以共价键结合。
淀粉、纤维素是C—C、C—O单键，蛋白质是C—C，C—N单键，聚乙烯是C—C单键，这些键可以自由旋转，所以高分子是蜷曲的长链，弹性就可以证明了这一点，小分子短就不会具备这种性质。
[问]长链分子又怎样组成物质的呢？橡皮筋和硬橡皮的区别？[讲]①线型结构（直链或带支链），如淀粉、纤维素、聚乙烯等。
第三章 工程塑料(高分子材料)PPT课件
（b）混炼法是用乳液聚合的方法分别制得AS树脂(丙烯腈 与苯乙烯的共聚物)和BA(丁腈橡胶)，然后两者进行机械混 拣，可得ABS。这种方法制得的ABS实际上是塑料与橡胶 的共混物。
（c）接枝混炼法，是由乳液接枝共聚制得的ABS树脂和另 一乳液制备的AS乳胶，将两种胶乳按不同比例混合、凝聚、 水洗、干燥，在混炼机上进行机械混炼，由于比例不同， 可得不同性质和型号的ABS。
⑤导热系数低；
⑥吸水性大（因酰胺基是亲水基团，其中PA6，PA66吸水性 最大）。
6.改性和新型聚酰胺 ①列增优强良② 单尼性体单龙能浇体③反，铸浇尼反应但尼铸龙④先应注与龙尼虽由芳注射金(龙有美以香射成属国(一下M族⑤结成型杜系材C简尼晶透邦型尼尼称公龙型明(龙龙R⑥抗M司聚尼。I()C开M冲高R。合龙芳I发)尼抗M尼香物。成⑦塑尼龙冲族龙，普功料电是龙尼尼的产。通主镀龙以龙)耐品尼是要尼高尼。呈龙2温为龙龙高0乳是世、A。纪耐B过S6辐0塑去年射料电代、，镀首耐 料相比尼，龙还)是是存尼在在龙腐M着6蚀C的强的尼一度尼龙白种龙较基色新，础品。所6种上要6不，或发获目尼展得前近龙起透主年6要明来为来有性基开聚，体间发必，苯了二电酰镀间尼苯龙二 ， 小 、 刚同度的较是的低它，、采胺是由用和把吸了聚具湿碱对有须苯聚而高酰抑合胺反制法通两应晶，种过活体。与性的如其的生日他成尼本聚，东合使洋物其纺织公司的 引足因 ，此起 使开的加 胺 艺应发尺快单直用了寸了体接龙注液受玻变聚能在原入体到璃化合通模甲34料密注一纤较45速过具聚00酰于 闭 射~℃定维大度简内氯间3高的成6，限等、，便聚和0苯℃压模型脆生采化间二制使的合不石很化下具方成用法苯酰己聚成。快温二间瞬中法非主及结内合型共步新胺度苯间成。结链不晶酰工。通混提品二-7，反型目晶上同0过胺的高种℃晶应的前聚引单界(T同优方抗。体商，-一合入体较，面7的异熔名法冲杜可7缩物侧进种多再7点品外。在来强邦聚具。 链 行为N观尼2进度公法有o0一的共4m01，龙聚一的司℃与0e般支缩℃x得但电)连电，，，性镀续镀由分N能的使o间解Am更工B用苯温exS为艺二在。度相 棉 纤 维M、C尼碳龙的纤分是维N子采、om量用钛ex比尼耐金一聚辐龙属般射法6，作尼来最具龙为实有早R现优于IM。异原1尼透的9理7力明龙6是年学尼，性开龙能通发具和过电化性学能处，理抗 晶 须 等6增高一强倍原的左料品张右，种强，在，度达单在为3体有.很850熔高万~1点度～20成M之透7.功P0上明a ，，聚、抗(商浸合低压品蚀吸物强名)水度先为为性使3、制20M品P表a ，面抗粗压 大上维增程的强度不万 尼 工尼上足，龙设龙弥。因备6最高熔成N补其此及重-。型点乙了中各模要模的缘M。之酰尼以项具。材方量C反下基龙玻力简尼聚料法高应，己性璃对学单。制龙达过在内耐且优苯取4性，能纤成4程模酰酰薄热仍良0能可型0胺膜M以具胺水有力都直加Z度倍P(，商钾内为性一学ay比接。亦比。t名为助快及般强eN可l品一ZoS催催速耐尼度层ymK糙催后T般t化化e抓龙。聚ee压。xvl化化再尼通l制S剂剂伤所目合a其r，剂进T龙常)取由性 具前，，是抗再(行用层高对催，有主以冲铝压使化1氨化并的要0尼强片板基其学工浸，苯吸电艺为渍甲附镀H后)酸，-还和剥级或然原电离绝 尼龙用浇玻铸璃，纤反因维应而增对温特强苯度别二后在适甲力品酰1用5氯种0于℃与是大龙对以支件苯6上化6、二为。法胺气基与缩透电体聚明尼镀，而尼，成近龙。使年K铜ev、lar具镍有、高铬 学强度多、品耐种疲龙和劳6小相性强批、比度尼、尺，低龙寸RT密量IrMo度制g尼、a品m来耐龙i的d高日具-T温本和有等等开共更一金发系缩高属的列聚优在E法X异制透系性品能表，面主要形用成 稳都定有性明生和显产耐提。热高的性性。。结、以膜晶耐制和性超层候和高压性刚明强材性度料尼耐。、龙列高更P温A则小C纤以P的维-密层尼9，吸/实。6龙亦湿。、6可为用均基作匀体塑和料。导，电制成性薄薄
（c）接枝混炼法，是由乳液接枝共聚制得的ABS树脂和另 一乳液制备的AS乳胶，将两种胶乳按不同比例混合、凝聚、 水洗、干燥，在混炼机上进行机械混炼，由于比例不同， 可得不同性质和型号的ABS。
⑤导热系数低；
⑥吸水性大（因酰胺基是亲水基团，其中PA6，PA66吸水性 最大）。
6.改性和新型聚酰胺 ①列增优强良② 单尼性体单龙能浇体③反，铸浇尼反应但尼铸龙④先应注与龙尼虽由芳注射金(龙有美以香射成属国(一下M族⑤结成型杜系材C简尼晶透邦型尼尼称公龙型明(龙龙R⑥抗M司聚尼。I()C开M冲高R。合龙芳I发)尼抗M尼香物。成⑦塑尼龙冲族龙，普功料电是龙尼尼的产。通主镀龙以龙)耐品尼是要尼高尼。呈龙2温为龙龙高0乳是世、A。纪耐B过S6辐0塑去年射料电代、，镀首耐 料相比尼，龙还)是是存尼在在龙腐M着6蚀C的强的尼一度尼龙白种龙较基色新，础品。所6种上要6不，或发获目尼展得前近龙起透主年6要明来为来有性基开聚，体间发必，苯了二电酰镀间尼苯龙二 ， 小 、 刚同度的较是的低它，、采胺是由用和把吸了聚具湿碱对有须苯聚而高酰抑合胺反制法通两应晶，种过活体。与性的如其的生日他成尼本聚，东合使洋物其纺织公司的 引足因 ，此起 使开的加 胺 艺应发尺快单直用了寸了体接龙注液受玻变聚能在原入体到璃化合通模甲34料密注一纤较45速过具聚00酰于 闭 射~℃定维大度简内氯间3高的成6，限等、，便聚和0苯℃压模型脆生采化间二制使的合不石很化下具方成用法苯酰己聚成。快温二间瞬中法非主及结内合型共步新胺度苯间成。结链不晶酰工。通混提品二-7，反型目晶上同0过胺的高种℃晶应的前聚引单界(T同优方抗。体商，-一合入体较，面7的异熔名法冲杜可7缩物侧进种多再7点品外。在来强邦聚具。 链 行为N观尼2进度公法有o0一的共4m01，龙聚一的司℃与0e般支缩℃x得但电)连电，，，性镀续镀由分N能的使o间解Am更工B用苯温exS为艺二在。度相 棉 纤 维M、C尼碳龙的纤分是维N子采、om量用钛ex比尼耐金一聚辐龙属般射法6，作尼来最具龙为实有早R现优于IM。异原1尼透的9理7力明龙6是年学尼，性开龙能通发具和过电化性学能处，理抗 晶 须 等6增高一强倍原的左料品张右，种强，在，度达单在为3体有.很850熔高万~1点度～20成M之透7.功P0上明a ，，聚、抗(商浸合低压品蚀吸物强名)水度先为为性使3、制20M品P表a ，面抗粗压 大上维增程的强度不万 尼 工尼上足，龙设龙弥。因备6最高熔成N补其此及重-。型点乙了中各模要模的缘M。之酰尼以项具。材方量C反下基龙玻力简尼聚料法高应，己性璃对学单。制龙达过在内耐且优苯取4性，能纤成4程模酰酰薄热仍良0能可型0胺膜M以具胺水有力都直加Z度倍P(，商钾内为性一学ay比接。亦比。t名为助快及般强eN可l品一ZoS催催速耐尼度层ymK糙催后T般t化化e抓龙。聚ee压。xvl化化再尼通l制S剂剂伤所目合a其r，剂进T龙常)取由性 具前，，是抗再(行用层高对催，有主以冲铝压使化1氨化并的要0尼强片板基其学工浸，苯吸电艺为渍甲附镀H后)酸，-还和剥级或然原电离绝 尼龙用浇玻铸璃，纤反因维应而增对温特强苯度别二后在适甲力品酰1用5氯种0于℃与是大龙对以支件苯6上化6、二为。法胺气基与缩透电体聚明尼镀，而尼，成近龙。使年K铜ev、lar具镍有、高铬 学强度多、品耐种疲龙和劳6小相性强批、比度尼、尺，低龙寸RT密量IrMo度制g尼、a品m来耐龙i的d高日具-T温本和有等等开共更一金发系缩高属的列聚优在E法X异制透系性品能表，面主要形用成 稳都定有性明生和显产耐提。热高的性性。。结、以膜晶耐制和性超层候和高压性刚明强材性度料尼耐。、龙列高更P温A则小C纤以P的维-密层尼9，吸/实。6龙亦湿。、6可为用均基作匀体塑和料。导，电制成性薄薄
第三章-4聚苯醚和改性聚苯醚
醋酸
醋酸酐 水
二正 丁胺
甲苯
混 合 釜
氧气
封
聚 合 釜
萃 取
端 釜
器
混
氢氧化钠
合 器
分
离
器沉
淀
釜
洗 净
釜
回收胺 氧化剂
甲醇
料 仓 干 燥 机
一、 PPO的结构
结构与性能
刚性酚基芳香环量大，分子链的刚性与分子链间作用力使分子链段内旋转困难，导致 其熔点↗，熔体粘度↗，流动性↘，加工困难。
两个甲基为疏水的非极性 基团，降低PPO大分子的吸 水性和极性，封闭酚基的两 个活性点，使PPO的分子结 构中无可水解的基团，耐水 性好，吸湿性低，尺寸稳定 性和电绝缘性好。
柔顺性醚键使耐热性
CH3
能较差
O
CH3
n
两个甲基封闭了酚基两个邻位的活性点，使刚 性↗，稳定性↗，耐热性和耐化学稳定性↗。
耐以水为介质的药品 耐溶剂性差
⑻ 耐化学药品性
⑺ 阻燃性
好 不熔滴，离火 自熄
CH3
无毒、透明、相对密度小(1.06)
⑴ 物理性能
⑵ 耐热性(高)
O
CH3
n
Tg210℃,HDT190℃,Tm260℃,Td330℃, 长期使用温度-160～150℃，线膨 胀系数在塑料中最低。
对于聚苯醚的反应机理，有多种观点。
OH
H3C
CH3
H3C O CH3 偶合 H3C
酮醇化重组
O CH3 H3C
OH CH3
OHபைடு நூலகம்
H3C
CH3
H3C O CH3
2,6-二甲基苯氧自由基
二聚体
环己二烯酮化合物
第三章 塑料材料及容器
• 随着石油工业的发展，推动并给塑料工 业带来丰富的原料．使塑料工业发展很 快，合成塑料在食品包装中大量的得到 应用．
•
二、塑料的分类和命名
• 分类 1、根据树脂在受热加工成制品时的性质，可 分为热塑料和热固性塑料。 热塑料：可多次熔融，重新塑制制品。 如聚乙烯、聚丙烯、尼龙等。 热固性塑料：只能塑制一次。 如酚醛树脂、环氧树脂、聚氨基甲酸酯等。 2、根据用途可分为通用塑料、工程塑料和特 种塑料。 3、根据塑料是否加入填料可分为加填料塑料 和不加填料的塑料两类。
一 、概念
• 塑料是可塑性高分子材料的简称．
• 具有质地轻、耐腐蚀、机械性能好、适于 加工、易于着色等优点，易于加工成各种形状 的包装容器和形成多种特殊性能的包装材料．
•
• 塑料的主要成份是树脂，再配以填料、增塑剂、 着色剂、润滑剂，抗老化剂，固化剂、抗静电 剂等组成．树脂由天然树脂(树木分泌的脂质) 和合成树脂，后者价廉易取、性能优越已成为 基本的原料．
• 包括油墨颜料与塑料的相容性，印刷精度、 清晰度、印刷层耐磨性等。
•
第二节 食品包装常用的塑料树脂
一 聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP) • (一)聚乙烯(PE) • 聚乙烯树脂是由乙烯单体经加成聚合而成的
高分子化合物，为无臭、无毒，乳白色的蜡状 固体，其分子结构式为：[CH2一CH2]n。大分 子为线型结构，简单规整且无极性，柔顺性好， 易于结晶。聚乙烯塑料是由PE树脂加入少量的 润滑剂和抗氧化剂等添加剂构成。 •
(三)加工工艺性及主要性能指标
• 1．包装制品成型加工工性及主要性能指标 • 塑料包装制品大多数是塑料加热到黏流状态
后在一定压力下成型的，表示其成型工艺性好 坏的主要指标有：熔融指数(M1)，成型温度及 温度范围(温度低、范围宽则成型容易)、成型 压力(MPa)、塑料热成型时的流动性、成型收 缩率。
2021-2022学年人教版高中化学选修一教学案：第三章 第四节 塑料、纤维和橡胶 Word版含答案
(2)人造纤维与合成纤维不同，它们的加工原料不同。
(3)纤维的分类：
纤维
(4)纤维都有肯定的强度，弹性和吸湿性，但不溶于水。
[剖析典例·探技法]
[例2]下列说法正确的是()
A．利用石油作原料制得的纤维是人造纤维
B．自然 纤维是不能再被加工处理的
C．合成纤维、人造纤维和自然 纤维统称化学纤维
D．煤和农副产品也可经过处理制得合成纤维
如棉花、羊毛、蚕丝、麻等。
2．人造纤维
由自然 纤维加工而成。
3．合成纤维
(1)性能：强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀和不怕虫蛀等，但吸水性和透气性差。
(2)应用广泛的“六大纶”
六大纶
[跟随名师·解疑难]
(1)棉花、麻等的主要成分是自然 纤维素，而羊毛、蚕丝的主要成分是蛋白质。留意“纤维素”与“纤维”的区分。
②羊毛：近火即蜷缩，烧时有烧毛发的臭味，灰缩或黑色易碎的颗粒。
③人造纤维(黏胶纤维)：易燃、燃烧速率快，有烧纸的气味，但灰烬很少。
橡胶
[自读教材·夯基础]
1．自然 橡胶
化学
名称
化学式
单体
聚异
戊二烯
2．合成橡胶
(1)通用橡胶：丁苯橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶等。
(2)特种橡胶：耐热和耐酸碱的氟橡胶，耐高温存耐寒冷的硫橡胶。
聚甲基
丙烯酸
甲酯)
透光性好，质轻，耐水、耐酸碱，抗酶，易加工
应用于光学仪器、医疗器械等
[跟随名师·解疑难]
(1)塑料是由树脂及填料、增塑剂、防老化剂、润滑剂、色料等添加剂组成的，它的主要成分是合成树脂。生产塑料制品时，在合成树脂中加入添加剂，经压制或挤压，吹制成型。
(2)聚合物的相对分子质量虽然很大，但组成并不简单，结构也很有规律性。
(3)纤维的分类：
纤维
(4)纤维都有肯定的强度，弹性和吸湿性，但不溶于水。
[剖析典例·探技法]
[例2]下列说法正确的是()
A．利用石油作原料制得的纤维是人造纤维
B．自然 纤维是不能再被加工处理的
C．合成纤维、人造纤维和自然 纤维统称化学纤维
D．煤和农副产品也可经过处理制得合成纤维
如棉花、羊毛、蚕丝、麻等。
2．人造纤维
由自然 纤维加工而成。
3．合成纤维
(1)性能：强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀和不怕虫蛀等，但吸水性和透气性差。
(2)应用广泛的“六大纶”
六大纶
[跟随名师·解疑难]
(1)棉花、麻等的主要成分是自然 纤维素，而羊毛、蚕丝的主要成分是蛋白质。留意“纤维素”与“纤维”的区分。
②羊毛：近火即蜷缩，烧时有烧毛发的臭味，灰缩或黑色易碎的颗粒。
③人造纤维(黏胶纤维)：易燃、燃烧速率快，有烧纸的气味，但灰烬很少。
橡胶
[自读教材·夯基础]
1．自然 橡胶
化学
名称
化学式
单体
聚异
戊二烯
2．合成橡胶
(1)通用橡胶：丁苯橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶等。
(2)特种橡胶：耐热和耐酸碱的氟橡胶，耐高温存耐寒冷的硫橡胶。
聚甲基
丙烯酸
甲酯)
透光性好，质轻，耐水、耐酸碱，抗酶，易加工
应用于光学仪器、医疗器械等
[跟随名师·解疑难]
(1)塑料是由树脂及填料、增塑剂、防老化剂、润滑剂、色料等添加剂组成的，它的主要成分是合成树脂。生产塑料制品时，在合成树脂中加入添加剂，经压制或挤压，吹制成型。
(2)聚合物的相对分子质量虽然很大，但组成并不简单，结构也很有规律性。
第三章_塑料制件设计原则2019
(4) 模塑通孔要求孔径比（长度与孔径的比值）要小些，
防止型芯受熔体冲击发生弯曲变形或折断。 (5) 当通孔孔径﹤1.5mm，由于型芯易弯曲折断，不适于
模塑成型。 (6)盲孔的深度： h ﹤（3～5）d d﹤1.5mm时， h ﹤3d
图3-27 异形孔设计实例
8 螺纹设计
塑件中的螺纹可用模塑方法成型出来，或切 削方法获得。
强制脱出的浅侧凹,尺寸应满足： (A-B)x100 %≦5%
C
图3-11 内部浅凸台塑件
强制脱出的浅侧凹,尺寸应满足： (A-B)x100 %≦5%
B
图3-12 内部浅侧凹塑件
强制脱出的浅侧凹,尺寸应满足： (A-B)x100 %≦5%
B
2 脱模斜度
塑件在模具型腔中的冷却收缩会使其紧紧包裹在型芯或 其他凸起部分，如图3-13所示。
对塑件的精度要求，要具体分析，根据装 配情况来确定尺寸公差。一般配合部分尺 寸精度高于非配合部分尺寸精度。小尺寸 易达到高精度。
尺寸和精度
1.塑件尺寸
塑件尺寸：指塑件的总体尺寸。
影响因素： (1)塑料的流动性（大而薄的塑件充模困难） (2)设备的工作能力（注射量、锁模力、工作台面）
注意事项： (1) 对流动性差的塑料和薄壁制件，尺寸不能设计 过大，否则容易造成充填不足或形成冷接缝。 (2) 塑件尺寸设计要进行流动距离比校核，还需对 注射机的相关参数进行校核(如注射量、锁模力、工 作台面尺寸)。
图3-3 侧孔变侧凹
(a) 侧孔件成型凹模
(b) 侧凹件成型凹模
图3-4 成型凹模
图3-5 模具开模示意图
图3-6 侧孔形状的变化 图3-7 变化后的模具
塑件的内外侧凸凹形状较浅并允许带有园角，可以采用强 制脱模方式脱出塑件，塑件在脱模温度下应具有足够的弹性 (PE、PP、POM)。
第三章 塑料的力学性能-课.ppt
ε ε3 ε2 ε1 ε1 ε2 ε3 蠕变及蠕变回复曲线
t
1 2 3
E1
E2
(1 e
t
) t 3
讨论：如果τ很长，分子间内摩擦阻力很大： 如果τ很短，分子间内摩擦阻力很小： 由蠕变曲线得到材料的本体粘度 蠕变的影响因素
如果在一定时间后去除外载，高聚物会逐渐回复到它原来的 状态，其蠕变回复过程可以看作是如下两个应力的叠加作用：
第2节 塑料力学性能对时间的依赖性
凡有时间依赖性的性质称为松弛特性，也称为弛 豫特性。高聚物力学行为的特性之一就是具有强 烈的时间依赖性，也就是说，高聚物的力学性能 随外力作用的时间而发生改变。时间t是评价高聚 物力学行为中不可或缺的重要参数。与时间有关 的材料的力学行为主要有蠕变及其回复、应力松 弛。 为了评价高聚物力学行为的时间依赖性，可以选 一定大小的应力作用于试样，观察它在不同时刻 应变的响应；或者给试样施加一应变，观察不同 时刻维持该应变所需的应力。
讨论：
对塑料蠕变现象的研究，将帮助我们合理地选用 材料。从上图可以看出，含有芳杂环的刚链高聚 物，具有较好的抗蠕变性能，是广泛应用的工程 塑料，可以用来替代金属材料制造机械零件。对 于蠕变比较严重的材料，使用时需采取必要的预 防措施。如硬聚氯乙烯有良好的耐腐蚀性能，可 以用于化工管道、容器等，但它容易蠕变，使用 时必须增加支架以防止蠕变。聚四氟乙烯是塑料 中摩擦系数最小的，因而有很好的自润滑性能， 但由于其蠕变现象严重，不能做机械零件，但是 很好的密封材料。
1 d 0 E dt
分离变量：
d
E
dt
当t=0 ，σ=σ0 时积分： (t ) d
聚甲醛
2. POM的结构和性能
(2) 性 能
其他性能
➢耐候性： 耐候性不好，如果长期暴露在强烈的 紫外线辐射下，冲击强度会明显下降，在中等强 度的紫外线辐射下，也会导致表面粉化和力学强 度下降。一般通过加入炭黑和紫外线吸收剂来改 善其耐候性。
3. POM的改性
POM 的突出性能:
1. 力学性能和刚性好，接近金属材料，是替代铜、 铸锌、钢、铝等金属材料的理想材料；
4. POM的加工工艺
加工特性：
➢收缩率（大）：聚甲醛的结晶度高，熔程很窄， 熔融或冷凝速度快，从无定形转变为结晶形时有 较大的体积变化，收缩率高达3.5%，因此注射成 型中的保压、补料很重要，否则制品的缩孔和凹 痕会很明显。聚甲醛不单成型收缩率大，而且制 品在使用过程中会随时间的增加，结晶度增大而 进一步收缩，造成尺寸的不稳定。
(2) 性 能
力学性能
➢ POM还具有较高的磨蚀阻力和较低的磨擦系数。 耐磨性好 (POM＞PA66＞PA6＞ABS＞PS＞PC)， 自润滑性好，这种特性是用以生产齿轮和减摩轴 承材料所不可缺少的性能。
➢ 因而POM特别适合于用作长时间反复承受外力的 齿轮材料。
2. POM的结构和性能
(2) 性 能
2. POM的结构和性能
(2) 性 能
热性能
➢共聚甲醛：主链上引进少量—C—C—键，
它可阻止POM分子链的氧化降解，提高其热稳 定性。
(2) 性 能
化学性能
➢ 弱极性、高结晶型聚合物，内聚能和密度高、溶解 度参数大，此基本结构决定其没有常温溶剂，室温 下耐化学药品性非常好，特别是对有机溶剂(如烃类、 醇类、酮类、酯类、苯类等)和油脂类，即使在较高 温度下，经长达半年以上浸泡，仍能保持较好的机 械强度，其质量变化率一般均在5%以下。
第三章 热塑性聚酯和聚酰亚胺
（4）电性能
➢ 良好的介电性能，在宽广的温度范围和频率 范围内仍能保持在较高的水平。
（5）耐辐射性能
➢ 聚酰亚胺具有很高的耐辐照性能，其薄膜在 5×109rad快电子辐照后强度保持率为90％。
2. 聚酰亚胺的性能
（6）其他性能
➢ 聚酰亚胺无毒，可用来制造餐具和医用器具， 并经得起数千次消毒。有一些聚酰亚胺还具有 很好的生物相容性，如3D打印的口腔保护器。
⑸ 化学性能
➢ 耐化学性优良，可耐绝大多数溶液，特别能耐 汽油、机油、刹车液、焊接油等，即使在较高 温度下，也可耐不少化学品的侵蚀，包括大多 数汽车液体。
➢ 在强酸、强碱和强氧化剂环境中耐受能力下降； 60℃以上易受芳烃和酮的侵蚀。
3.聚对苯二甲酸丁二醇酯
（2）结构和性能
（6）突出的摩擦和磨耗特性
⑤ 办公用品：如复印胶片、投影胶片、复写膜、 书封面、标签、相册、地图覆面等。
（4）应用 工程塑料
汽车领域：汽车风挡、后视镜、铰链、汽车前灯 框、火花塞接线端、配电盘罩等。 机械领域：凸轮、齿轮、发电设备、泵壳体、电 动机架等。
（4）应用
包装容器
➢ PET瓶主要用于食品、饮料包装：如啤酒瓶、食 用油瓶、调味瓶、碳酸饮料瓶、矿泉水瓶、纯净 水瓶等。
3. 聚酰亚胺的应用
➢ 由于上述性能特点，聚酰亚胺在每一个方面都 显示了极为突出的性能，在众多的聚合物中， 很难找到如聚酰亚胺这样具有如此广泛的应用 方面。
3. 聚酰亚胺的应用
➢ 薄膜：是聚酰亚胺最早的商品之一，用于电机 的槽绝缘及电缆绕包材料，透明的聚酰亚胺薄 膜可作为柔软的太阳能电池底版。
➢ 涂料：作为绝缘漆用于电磁线，或作为耐高温 涂料使用。
（4）应用 包装容器
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ABS电镀性好，日本帝 人
PC/ABS电镀级合金 ABS加工性好，GE公司，
高流动性合金
PC/PS: PS6～8%，综合性能好，↗冲击 PS价格低廉，改性+降低成本
改进缺口敏感性， ↓熔体粘度 MI↗
转矩↓ PC/PET、PBT 非晶/结晶共混体系，性能 互补，↗热变形温度↗耐化学药品性
PPO的共混改性
第一类：不同PC之间共混 高、低分子量PC共混，↗加工流动性 与溴代双酚A型PC共混，↗耐燃性 第二类：①与无定形通用塑料共混（PC/ABS）↗ 韧性 ②与结晶性通用塑料共混（PC/PE） ↗E、耐沸水性， ↘成本 ③与结晶性工程塑料共混（PC/PET）保持耐热性， ↗流动性、耐磨性、耐溶剂性 ④与某些弹性体共混↗弹性和耐化学药品性
应用实例
PC/ABS→最早实现工业化的PC合金。↗ 冲剂、改善流动性、开裂性。 配比：60/40，冲击强度高于纯PC 相容性不好，尤与ABS组成有关 PC/SAN:Δδ=0.84J/cm3 PC/PB:Δδ=7.45J/cm3 低二烯含量的ABS，相容性好一些。
微观结构
高PC含量时，PC包着 N；SAN包着PB； SAN形成中间层。
降低吸湿性
东レ PA66/PP 吸水率 3.6% ↘1.2% PA/PE-g-MAH(疏水型)
↓ 30% 吸水率是纯PA的1/2
耐热
PA/ABS:↗↗热变形温度，较高的维卡软化 点，良好的加工流动性→大型制品 PA/苯乙烯-马来酸酐共聚物 日本电气株式会社PA/IP→超耐热、高抗冲 工程塑料 PA/PAR<X-9>→耐热性卓越，宽广的范围内 有优良的抗冲性能，吸湿性低于一般PA→ 汽车壳体
其它
PA66/PPTA5% ↗↗模量 PA/EVA(5～20%VC)=60～90/40～10→粘结 金属的热熔胶：粘结性强、耐久性好、操 作温度低（120～180℃），周期短（0.5～ 30min）；施压小（ 0.5～1MPa ），即可 粘牢。
不同品种PA共混
①PA6、PA66与高C数PA或芳香族PA共混→氯 化物水溶液开裂性
②PA与PA66粉末共混，PA66充当晶核，强度 好，↗热收缩挠曲
③结晶PA/非晶PA,↗柔顺性、湿态刚性，↘ 挠曲性
PC的共混改性-双酚A型
优点：突出的冲击韧性，优良的电绝缘性， 宽广的使用温度，制品尺寸稳定，综合性 能好。 缺点：易于应力开裂，对缺口敏感，耐磨 性欠佳，加工流动性较差。
共混物分类
PPO/PET→为克服PPO/PA 的吸水性大而开发 GE Noryl GEMAX APT，潮湿环境下，保持尺 寸稳定性。EGMA可作为相容剂。 PPO/PPS→耐热、耐燃、加工 240～280℃范围加工成型→电器、电子设备
耐燃、表面焊接
共混比：90/10～10/90之间
PPO/PTFE→耐磨
尺寸稳定、力学性能、耐热→滑动耐磨部件，整 体大型轴承。
PPO/PA：非相容性体系的最突出代表
非晶非极性/结晶强极性→宏观分离的脆性材 料→增容技术是实施共混的关键。
增容剂：MAH-g-PS，EGMA-PS，含环氧基 的帘状PS，MAH-g-PO(低分子)，domain 细微化，-40～40℃高冲击强度，T热=190℃, 耐油、尺寸稳定→汽车外装材料。
PPS的共混改性
综合性能优良的耐高温工程塑料 Tm=286℃,Tg=110℃, Xc=75%, T分解=450℃ 刚性、抗蠕变、电绝缘、耐磨蚀、粘结、低
摩擦系数 缺点：韧性差、熔融过程粘度不稳定，价格
昂贵
应用实例
PPS/PA：显著提高抗冲性能 尽管Tm、Tg相差悬殊，高温下却表现出了特殊的 作用，呈现良好的工程上混溶性。 60～97PPS/40～3PA 干混→120℃干燥→挤出机混炼 料斗到机头280℃、300℃、310℃→冷却造粒→注射 成型 料筒T=260～350℃,模温120℃
各尼龙之间 平衡各种尼龙特性 扩展应用领域 的共混
应用举例
增韧： Dupont 著名的PA合金“Zytel ST801” 日本东レ株式会社 “UTN” 国内复旦大学 手段：E-g-MAH Dupont用E-g-MAH对PA66改性→超韧尼龙 冲击强度是PA66的17倍，耐磨、挠曲、耐化
学药品保持。
优点：优良的力学性能，耐磨性，自润滑 性，耐腐蚀性，较好的成型加工性 缺点：吸水率大，影响尺寸稳定和电性能， 耐热性和低温冲击强度较差。
PA合金可分为三大类
改性剂
改性目的
用途
PO，烯烃共 ↗低温、干态冲击强 汽车、机器零部件、电
聚物弹性体 度↘吸湿性
子、电气、运动器械
PPO PAR
↗耐热性和综合性能 汽车外壳及内装饰品
一种耐较高温度的工程塑料 优点：力学性能、电性能、收缩率、热膨 胀系数、耐化学、水解较好 缺点：熔体粘度大、成型温度高、制品易 开裂 共混改性是其最重要的改性措施。最典型 的聚合物合金，共混改性效果得以充分体 现。
应用举例
PPO/PS 相容性好，一个Tg→改进加工流动性 +ABS or HIPS→增韧效果 GE “Noryl”30多种牌号品级。
较多TPU
较少TPU
柔软、↘结晶、改善
强度、刚度大、
制品翘曲 T热↗摩擦性能卓越
Derlin100ST 悬冲 906J/m
Derlin100 悬冲 122J/m
成型工艺条件：机筒内温度190～210℃，模具温度 50℃，可获得最高冲击强度制品
高温保证TPU充分分散，迅速冷却，稳定分散状态。
POM/PTFE→制造滑动摩擦制品 10% PTFE 摩擦系数 μ从0.35↘0.12 再PTFE, 效果不明显
POM的共混改性
优点：卓越的强度、刚性、耐疲劳、自润滑、耐 溶剂。 改性目的： ①增韧 ②↗高温下的刚性 ③↗耐侯性 ④↗制品尺寸精度及稳定性 ⑤↗高速、高复合下的摩擦性能
改性剂
PB 热塑性PU EPDM 丙烯酸酯类橡胶 乙烯共聚物 PTFE
应用举例
Dupont Derlin100ST Derlin500ST
工程塑料的共混改性
聚酰胺（PA）的共混改性
又称尼龙（Nylon）—目前应用最为广泛的 一类通用型工程塑料。 品种：尼龙-6，尼龙-66，尼龙-610，
尼龙1010 特性：分子结构中含有大量酰胺基，大分 子末端为氨基或羧基，所以是一种强极性、 分子间能形成氢键，且具有一定反应活性 的结晶聚合物。
聚酰胺（PA）的优缺点
PC/ABS电镀级合金 ABS加工性好，GE公司，
高流动性合金
PC/PS: PS6～8%，综合性能好，↗冲击 PS价格低廉，改性+降低成本
改进缺口敏感性， ↓熔体粘度 MI↗
转矩↓ PC/PET、PBT 非晶/结晶共混体系，性能 互补，↗热变形温度↗耐化学药品性
PPO的共混改性
第一类：不同PC之间共混 高、低分子量PC共混，↗加工流动性 与溴代双酚A型PC共混，↗耐燃性 第二类：①与无定形通用塑料共混（PC/ABS）↗ 韧性 ②与结晶性通用塑料共混（PC/PE） ↗E、耐沸水性， ↘成本 ③与结晶性工程塑料共混（PC/PET）保持耐热性， ↗流动性、耐磨性、耐溶剂性 ④与某些弹性体共混↗弹性和耐化学药品性
应用实例
PC/ABS→最早实现工业化的PC合金。↗ 冲剂、改善流动性、开裂性。 配比：60/40，冲击强度高于纯PC 相容性不好，尤与ABS组成有关 PC/SAN:Δδ=0.84J/cm3 PC/PB:Δδ=7.45J/cm3 低二烯含量的ABS，相容性好一些。
微观结构
高PC含量时，PC包着 N；SAN包着PB； SAN形成中间层。
降低吸湿性
东レ PA66/PP 吸水率 3.6% ↘1.2% PA/PE-g-MAH(疏水型)
↓ 30% 吸水率是纯PA的1/2
耐热
PA/ABS:↗↗热变形温度，较高的维卡软化 点，良好的加工流动性→大型制品 PA/苯乙烯-马来酸酐共聚物 日本电气株式会社PA/IP→超耐热、高抗冲 工程塑料 PA/PAR<X-9>→耐热性卓越，宽广的范围内 有优良的抗冲性能，吸湿性低于一般PA→ 汽车壳体
其它
PA66/PPTA5% ↗↗模量 PA/EVA(5～20%VC)=60～90/40～10→粘结 金属的热熔胶：粘结性强、耐久性好、操 作温度低（120～180℃），周期短（0.5～ 30min）；施压小（ 0.5～1MPa ），即可 粘牢。
不同品种PA共混
①PA6、PA66与高C数PA或芳香族PA共混→氯 化物水溶液开裂性
②PA与PA66粉末共混，PA66充当晶核，强度 好，↗热收缩挠曲
③结晶PA/非晶PA,↗柔顺性、湿态刚性，↘ 挠曲性
PC的共混改性-双酚A型
优点：突出的冲击韧性，优良的电绝缘性， 宽广的使用温度，制品尺寸稳定，综合性 能好。 缺点：易于应力开裂，对缺口敏感，耐磨 性欠佳，加工流动性较差。
共混物分类
PPO/PET→为克服PPO/PA 的吸水性大而开发 GE Noryl GEMAX APT，潮湿环境下，保持尺 寸稳定性。EGMA可作为相容剂。 PPO/PPS→耐热、耐燃、加工 240～280℃范围加工成型→电器、电子设备
耐燃、表面焊接
共混比：90/10～10/90之间
PPO/PTFE→耐磨
尺寸稳定、力学性能、耐热→滑动耐磨部件，整 体大型轴承。
PPO/PA：非相容性体系的最突出代表
非晶非极性/结晶强极性→宏观分离的脆性材 料→增容技术是实施共混的关键。
增容剂：MAH-g-PS，EGMA-PS，含环氧基 的帘状PS，MAH-g-PO(低分子)，domain 细微化，-40～40℃高冲击强度，T热=190℃, 耐油、尺寸稳定→汽车外装材料。
PPS的共混改性
综合性能优良的耐高温工程塑料 Tm=286℃,Tg=110℃, Xc=75%, T分解=450℃ 刚性、抗蠕变、电绝缘、耐磨蚀、粘结、低
摩擦系数 缺点：韧性差、熔融过程粘度不稳定，价格
昂贵
应用实例
PPS/PA：显著提高抗冲性能 尽管Tm、Tg相差悬殊，高温下却表现出了特殊的 作用，呈现良好的工程上混溶性。 60～97PPS/40～3PA 干混→120℃干燥→挤出机混炼 料斗到机头280℃、300℃、310℃→冷却造粒→注射 成型 料筒T=260～350℃,模温120℃
各尼龙之间 平衡各种尼龙特性 扩展应用领域 的共混
应用举例
增韧： Dupont 著名的PA合金“Zytel ST801” 日本东レ株式会社 “UTN” 国内复旦大学 手段：E-g-MAH Dupont用E-g-MAH对PA66改性→超韧尼龙 冲击强度是PA66的17倍，耐磨、挠曲、耐化
学药品保持。
优点：优良的力学性能，耐磨性，自润滑 性，耐腐蚀性，较好的成型加工性 缺点：吸水率大，影响尺寸稳定和电性能， 耐热性和低温冲击强度较差。
PA合金可分为三大类
改性剂
改性目的
用途
PO，烯烃共 ↗低温、干态冲击强 汽车、机器零部件、电
聚物弹性体 度↘吸湿性
子、电气、运动器械
PPO PAR
↗耐热性和综合性能 汽车外壳及内装饰品
一种耐较高温度的工程塑料 优点：力学性能、电性能、收缩率、热膨 胀系数、耐化学、水解较好 缺点：熔体粘度大、成型温度高、制品易 开裂 共混改性是其最重要的改性措施。最典型 的聚合物合金，共混改性效果得以充分体 现。
应用举例
PPO/PS 相容性好，一个Tg→改进加工流动性 +ABS or HIPS→增韧效果 GE “Noryl”30多种牌号品级。
较多TPU
较少TPU
柔软、↘结晶、改善
强度、刚度大、
制品翘曲 T热↗摩擦性能卓越
Derlin100ST 悬冲 906J/m
Derlin100 悬冲 122J/m
成型工艺条件：机筒内温度190～210℃，模具温度 50℃，可获得最高冲击强度制品
高温保证TPU充分分散，迅速冷却，稳定分散状态。
POM/PTFE→制造滑动摩擦制品 10% PTFE 摩擦系数 μ从0.35↘0.12 再PTFE, 效果不明显
POM的共混改性
优点：卓越的强度、刚性、耐疲劳、自润滑、耐 溶剂。 改性目的： ①增韧 ②↗高温下的刚性 ③↗耐侯性 ④↗制品尺寸精度及稳定性 ⑤↗高速、高复合下的摩擦性能
改性剂
PB 热塑性PU EPDM 丙烯酸酯类橡胶 乙烯共聚物 PTFE
应用举例
Dupont Derlin100ST Derlin500ST
工程塑料的共混改性
聚酰胺（PA）的共混改性
又称尼龙（Nylon）—目前应用最为广泛的 一类通用型工程塑料。 品种：尼龙-6，尼龙-66，尼龙-610，
尼龙1010 特性：分子结构中含有大量酰胺基，大分 子末端为氨基或羧基，所以是一种强极性、 分子间能形成氢键，且具有一定反应活性 的结晶聚合物。
聚酰胺（PA）的优缺点