清华大学工程材料第十一章 常用非金属材料PPT课件

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（5）聚苯醚（PPO） 聚苯醚是线型、非结晶的工程塑料，具有很好的综合性能。它的最大特点是 使用温度宽（－190℃～190℃），达到热固性塑料的水平；它的耐摩擦磨损性 能和电性能也很好，还具有卓越的耐水、蒸汽性能。所以聚苯醚主要用作在较高 温度下工作的齿轮、轴承、凸轮、泵叶轮、鼓风机叶片、水泵零件、化工用管道、 阀门以及外科医疗器械等。 （6）聚砜（PSF） 聚砜是分子链中具有硫键的透明树脂，具有良好的综合性能，它耐热性、抗 蠕变性好，长期使用温度为150℃～174℃，脆化温度为－100℃。广泛应用于电 器、机械设备、医疗器械、交通运输等。
（7）聚四氟乙烯（F－4） 聚四氟乙烯是氟塑料中的一种，具有很好的耐高、低温，耐腐蚀等 性能。聚四氟乙烯几乎不受任何化学药品的腐蚀，它的化学稳定性超过 了玻璃、陶瓷、不锈钢，甚至金、铂，俗称“塑料王”。由于聚四氟乙 烯的使用范围广，化学稳定性好，介电性能优良，自润滑和防粘性好， 所以在国防、科研和工业中占有重要地位。
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（8）有机玻璃（PMMA） 有机玻璃的化学名称是“聚甲基丙烯酸甲酯”。它是目前最好的透 明材料，透光率达到92%以上，比普通玻璃好，且相对密度小（1.18）， 仅为玻璃的一半。有机玻璃有很好的加工性能，常用来制作飞机的座舱、 弦舱，电视和雷达标图的屏幕，汽车风挡，仪器和设备的防护罩，仪表 外壳，光学镜片等。有机玻璃的缺点是耐磨性差，也不耐某些有机溶剂。 ❖ 特种塑料 具有某些特殊性能，满足某些特殊要求的塑料。这类塑料产量少， 价格贵，只用于特殊需要的场合，如医用塑料等。
（1）聚乙烯（PE）
生产聚乙烯的原料均来自于石油或天然气，它是塑料工业产量最大 的品种。聚乙烯的相对密度小（0.91～0.97），耐低温，电绝缘性能好， 耐蚀性好。
（2）聚氯乙烯（PVC）
聚氯乙烯是最早工业生产的塑料产品之一，产量仅次于聚乙烯，广 泛用于工业、农业和日用制品。聚氯乙烯耐化学腐蚀、不燃烧、成本低、 加工容易；但它耐热性差冲击强度较低，还有一定的毒性。聚氯乙烯要 用于制作食品和药品的包装，必须采用共聚和混合的方法改进，制成无 毒聚氯乙烯产品。
第十一章 常用非金属材料
Usual Nonmetallic Materials
非金属材料包括除金属材料以外几乎所有的材料，主要有各类高分 子材料（塑料、橡胶、合成纤维、部分胶粘剂等）、陶瓷材料（各种陶 器、瓷器、耐火材料、玻璃、水泥及近代无机非金属材料等）和各种复 合材料等。本章主要介绍高分子材料、陶瓷和复合材料。
（4）聚丙烯（PP） 聚丙烯工业化生产较晚，但因其原料易得，价格便宜，用途广泛， 所以产量剧增。它的优点是相对密度小，是塑料中最轻的，而它的强度、 刚度、表面硬度都比PE塑料大；它无毒，耐热性也好，是常用塑料中唯 一能在水中煮沸、经受消毒温度（130℃）的品种。但聚丙烯的粘合性、 染色性、印刷性均差，低温易脆化，易受热、光作用而变质，且易燃， 收缩大。聚丙烯有优良的综合性能，目前主要用于制造各种机械零件， 如法兰、齿轮、接头、把手、各种化工管道、容器等，它还被广泛用于 制造各种家用电器外壳和药品、食品的包装等。
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（3）聚碳酸酯
聚碳酸酯是新型热塑性工程塑料，品种很多，工程上常用的是芳香 族聚碳酸酯，其综合性能很好，近年来发展很快，产量仅次于尼龙。聚 碳酸酯的化学稳定性也很好，能抵抗日光、雨水和气温变化的影响，它 的透明度高，成型收缩率小，制件尺寸精度高，广泛应用于机械、仪表、 电讯、交通、航空、光学照明、医疗器械等方面。如波音747飞机上就 有2500个零件用聚碳酸酯制造，其总重量达二吨。
（4）ABS塑料
ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种组元所组成，三个单体量可 以任意变化，制成各种品级的树脂。ABS具有三种组元的共同性能，丙 烯腈使其耐化学腐蚀，有一定的表面硬度，丁二烯使其具有韧性，苯乙 烯使其具有热塑性苏联的加工特性，因此ABS是具有“坚韧、质硬、刚 性”的材料。ABS塑料性能好，而且原料易得，价格便宜，所以在机械 加工、电器制造、纺织、汽车、飞机、轮船、化工等工业中得到广泛应 用。
高分子材料又称为高聚物，通常，高聚物根据 机械性能和使用状态可分为橡胶、塑料、合成纤维、 胶粘剂和涂料等五类。各类高聚物之间并无严格的 界限，同一高聚物，采用不同的合成方法和成型工 艺，可以制成塑料，也可制成纤维，比如尼龙就是 如此。而象聚氨酯一类的高聚物，在室温下既有玻 璃态性质，又有很好的弹性，所以很难说它是橡胶 还是塑料。
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（3）聚苯乙烯（PS） 聚苯乙烯是三十年代的老产品，目前是产量仅次于前两者的塑料品
种。它有很好的加工性能，其薄膜具有优良的电绝缘性，常用于电器零 件；它的发泡材料相对密度小（0.33），有良好的隔音、隔热、防震性 能，广泛应用于仪器的包装和隔音材料。聚苯乙烯易加入各种颜料制成 色彩鲜艳的制品，用来制造玩具和各种日用器皿。
工程材料仍然以金属材料为主，这大概在相当长的时间内不会改变。 但近年来高分子材料、陶瓷等非金属材料的急剧发展，在材料的生产和 使用方面均有重大的进展，正在越来越多地应用于各类工程中。非金属 材料已经不是金属材料的代用品，而是一类独立使用的材料，有时甚rs
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❖ 工程塑料 工程塑料是指能作为结构材料在机械设备和工程结构中使用的塑料。
它们的机械性能较好，耐热性和耐腐蚀性也比较好，是当前大力发展的 塑料品种。这类塑料主要有：聚酰胺、聚甲醛、有机玻璃、聚碳酸酯、 ABS塑料、聚苯醚、聚砜、氟塑料等。
（1）聚酰胺（PA） 聚酰胺又叫尼龙或锦纶，是最先发现能承受载荷的热塑性塑料，在 机械工业中应用比较广泛。它的机械强度较高，耐磨、自润滑性好，而 且耐油、耐蚀、消音、减震，大量用于制造小型零件，代替有色金属及 其合金。 （2）聚甲醛（POM） 甲醛是没有侧链、高密度、高结晶性的线型聚合物，性能比尼龙好， 但耐候性较差。聚甲醛按分子链化学结构不同分为均聚甲醛和共聚甲醛。 聚甲醛广泛应用于汽车、机床、化工、电器仪表、农机等。
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一、塑料
按照应用范围，塑料分为三种。
❖ 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 料和氨基塑料等六大品种。这一类塑料的特点是产量大、用途广、价格 低，它们占塑料总产量的3/4以上，大多数用于日常生活用品。其中，以 聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯这四大品种用途最广泛。