高分子材料(塑料、橡胶)连接技术
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高分子合成技术高分子合成技术是一种重要的化学工艺,其应用广泛,可以制备出多种功能性高分子材料,如塑料、橡胶、纤维、涂料等。
本文将介绍高分子合成技术的基本原理、分类、合成方法以及应用领域等方面的知识。
一、高分子合成技术的基本原理高分子合成技术是指将单体(也称为单体物质)通过化学反应转化为高分子的过程。
单体是指可以通过化学反应形成高分子的单元分子,如乙烯、苯乙烯、丙烯酸等。
高分子是由许多单体分子通过共价键连接而成的大分子,其分子量通常在几千到数百万之间。
高分子合成的基本原理是通过化学反应将单体分子连接起来,形成高分子链。
这种连接方式通常是通过共价键连接,而不是通过物理吸附或静电作用连接。
高分子的合成过程通常需要催化剂的参与,以促进反应的进行和提高反应速率。
催化剂可以是酸、碱、金属或有机物等。
二、高分子合成技术的分类高分子合成技术可以根据反应方式、单体种类、反应条件等多个方面进行分类。
以下是常见的分类方式:1. 反应方式:高分子合成反应可以分为自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合、离子交换聚合等几种方式。
其中自由基聚合是应用最广泛的一种方式,其反应速率快、反应条件温和、产物纯度高等优点,因此被广泛应用于塑料、橡胶等材料的制备中。
2. 单体种类:根据单体的化学结构和性质,高分子合成可以分为低聚物合成、共聚物合成、交联聚合物合成等几种方式。
低聚物合成是指将单体的聚合反应停留在一定程度,形成分子量较小的聚合物。
共聚物合成是指将两种或两种以上的单体进行聚合反应,形成具有不同性质的高分子。
交联聚合物合成是指通过交联剂将聚合物链连接起来,形成具有强度和韧性的高分子材料。
3. 反应条件:高分子合成反应的条件包括温度、压力、催化剂种类和用量等多个方面。
根据反应条件的不同,高分子合成可以分为常温聚合、高温聚合、压力聚合等几种方式。
三、高分子合成技术的合成方法高分子合成技术的合成方法有很多种,根据反应方式和单体种类的不同,可以选择不同的合成方法。
高分子材料加工技术
高分子材料加工技术是指将高分子材料(如塑料、橡胶)通过一系列的加工工艺,使其变成所需的产品或零部件的过程。
它包括以下几种常见的加工技术:
1. 注塑成型:将高分子材料加热熔融后,通过注塑机将熔融物注入模具中,然后冷却固化成型。
2. 吹塑成型:将高分子材料加热熔融后通过吹塑机,将其吹入充气的模具中,然后冷却固化成型。
3. 挤出成型:将高分子材料加热熔融后,通过挤出机将熔融物挤出成型。
4. 压延成型:将高分子材料通过双辊压延机,经过连续的冷却和压延,使其变成薄膜或板材。
5. 注塑拉伸吹塑成型:将高分子材料通过注塑机注塑成形后,再通过拉伸和吹塑成型,制成透明的容器或瓶子。
6. 焊接和粘接:在高分子材料表面使用热焊或化学粘接剂
将两个或多个零部件连接在一起。
此外,还有其他加工技术如热压、胎具法、模压、拉伸成
型等。
这些加工技术都有各自的特点和适用范围,根据实
际需求选择合适的加工技术可以提高生产效率和产品质量。
塑料焊接的基本方法塑料焊接是一种常见的塑料加工技术,用于将两个或多个塑料件连接在一起。
塑料焊接具有简单、高效、经济等优点,被广泛应用于塑料制品的制造和维修。
以下是塑料焊接的基本方法。
1.熔接焊接(热传导焊接)熔接焊接是最常用的塑料焊接方法之一、它适用于热可塑性塑料,如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等。
熔接焊接的步骤如下:-将需要连接的塑料件对齐并稳定固定。
-使用一个热锐器或者加热片加热,将焊接接头加热到熔融温度。
热锐器或加热片的温度应根据塑料的种类确定。
-然后迅速将两个熔化的接头压合在一起,使其完全融合,并保持一定时间,待冷却固化后即完成了焊接。
2.超声波焊接超声波焊接适用于热可塑性塑料,如聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)等。
超声波焊接的步骤如下:-将需要焊接的塑料件对齐并放在超声波焊接机的夹具中。
-通过超声波发生器产生振动,然后通过焊头对焊接部位施加压力。
-高频的振动使塑料材料表面产生热,塑料迅速熔化,然后冷却固化,实现了焊接。
3.摩擦搅拌焊接摩擦搅拌焊接是一种适用于熔融焊接塑料的方法,例如聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等。
摩擦搅拌焊接的步骤如下:-将需要连接的塑料件对齐并固定在焊接机上,如旋转摩擦搅拌焊接机。
-在摩擦搅拌焊接机上设置适当的转速和压力。
-启动机器,使两个塑料件接触在一起,然后通过转动和施加横向压力,实现塑料间的高速磨擦。
-磨擦产生的热能将塑料加热到熔融状态,然后停止搅拌,使塑料冷却固化,完成焊接。
4.热板焊接热板焊接适用于热可塑性塑料,如聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)等。
热板焊接的步骤如下:-将需要连接的塑料件对齐并固定在热板焊接机上,注意保持接触面整洁。
-设置合适的温度和焊接时间,启动机器加热热板。
-热板达到设定温度后,将两个接头夹紧在热板之间。
-保持一定的压力和时间,使两个塑料接触的表面熔化并融合在一起。
-冷却后,断开压力,取出焊接件,焊接即完成。
浅析高分子化学材料在日常生活中的应用(巩义市第三中等专业学校河南巩义451200)高分子材料:以高分子化合物为基础的材料,高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料,由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子质量特别大、具有重复结构单元的有机化合物。
高分子的分子量从几千到几十万甚至几百万,所含原子数目一般在几万以上,而且这些原子是通过共价键连接起来的。
高分子化合物中的原子连接成很长的线状分子时,叫线型高分子(如聚乙烯的分子)。
如果高分子化合物中的原子连接成网状时,这种高分子由于一般都不是平面结构而是立体结构,所以也叫体型高分子。
生活中的高分子材料很多,如蚕丝、棉、麻、毛、玻璃、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等。
下面就以塑料和纤维素举例说明。
一、生活中常见的高分子材料——塑料塑料是一种合成高分子材料,又可称为高分子或巨分子,也是一般所俗称的塑料或树脂,可以自由改变形体样式。
是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料,由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成的,它的主要成分是合成树脂。
塑料主要有以下特性:①大多数塑料质轻,化学性稳定,不会锈蚀;②耐冲击性好;③具有较好的透明性和耐磨耗性;④绝缘性好,导热性低;⑤一般成型性、着色性好,加工成本低;⑥大部分塑料耐热性差,热膨胀率大,易燃烧;⑦尺寸稳定性差,容易变形;⑧多数塑料耐低温性差,低温下变脆;⑨容易老化;⑩某些塑料易溶于溶剂。
塑料的优点1、大部分塑料的抗腐蚀能力强,不与酸、碱反应。
2、塑料制造成本低。
3、耐用、防水、质轻。
4、容易被塑制成不同形状。
5、是良好的绝缘体。
6、塑料可以用于制备燃料油和燃料气,这样可以降低原油消耗。
塑料的缺点1、回收利用废弃塑料时,分类十分困难,而且经济上不合算。
2、塑料容易燃烧,燃烧时产生有毒气体。
3、塑料是由石油炼制的产品制成的,石油资源是有限的。
热塑性弹性体(Thermoplastic elastomer,TPE)热塑性弹性体(Thermoplastic elastomer,TPE)是物理性能介于橡胶和塑料之间的一类高分子材料,它既具有橡胶的弹性,又具有塑料的易加工性。
这些特性早在1926年Waldo Semon研究PVC时就发现了。
随着共混技术以及嵌段、接枝等共聚技术的进展,世界各地的研究者和公司又相继开发成功了多类具有这种特性的高分子材料,如热塑性聚氨酯(TPU)、苯乙烯类TPE(SBC)、热塑性动态硫化胶(TPV)、聚酯型TPE(TPEE)、聚酰胺型TPE(TPAE)、离聚体型TPE等等。
各类TPE几乎都有一个共同的特点,那就是在分子的凝聚态结构中都存在微观相分离和热可逆的约束形式。
分离的两相称作弹性相和硬相,弹性相提供类似橡胶的弹性和柔软性,而硬相既提供刚性和强度,又提供热可逆的约束形式,这些约束形式在非动态硫化胶类TPE中还起到物理交联点的作用,使弹性相象硫化橡胶一样具有优良的弹性和强度。
至今人们在进行TPE的分子设计时所依赖的热可逆约束形式主要有三种,包括结晶相、冻结相和离子簇。
氢键也是热可逆的约束形式,但一般仅在上述三种形式中起辅助作用。
从各种商品化TPE的对比情况看来,它们在结构、特性与合成方法上都有许多差异(见表1-1)。
其中TPU、TPV、TPEE、TPAE相对于SBC、TPO、CPE来讲,综合性能更优异,可以认为是TPE中档次较高的品种。
TPE的应用领域涉及汽车、电子、电气、建筑、工程及日常生活用品等多方面,其使用的最终形态包括各种护套、管材、电线电缆、垫片、零配件、鞋件、密封条、输送带、涂料、油漆、粘合剂、热熔胶、纤维等。
可以说,TPE工业发展到现在,已经具有相当成熟的水平,其商业地位也日显重要了。
热塑性弹性体热塑性弹性体(Thermoplastic Elastomer-TPE)亦称热塑性橡胶(Thermoplastic Rubber-TPR 或Thermoplastic Vulcanizate-TPV)是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性的材料。
聚合物合成的基本工艺流程在化学领域中,聚合物是由重复单元结构组成的高分子化合物,常用于制备塑料、橡胶、纤维等材料。
聚合物的合成过程是通过将单体分子通过聚合反应进行连接而形成的。
下面将介绍聚合物合成的基本工艺流程。
1. 单体选择与准备在聚合物合成过程中,首先需要选择合适的单体进行反应。
这些单体通常是具有活性官能团的化合物,能够参与到聚合反应之中。
在选择单体时,需要考虑其反应活性、官能团的类型以及所需的聚合度等因素。
选择好单体后,需要对单体进行准备工作,确保其纯度和稳定性。
通常会通过物理或化学方法对单体进行精细处理,以满足后续聚合反应的要求。
2. 聚合反应聚合反应是将单体分子通过共价键连接成高分子链的过程。
根据不同的聚合机理,聚合反应可以分为添加聚合、开环聚合和缩聚等不同类型。
在聚合反应中,通常需要引入引发剂或催化剂,以启动聚合反应并控制反应速率。
此外,反应条件如温度、压力、溶剂选择等也会影响聚合物的结构和性质。
3. 分子量控制与功能化在聚合物合成过程中,分子量是一个重要的参数,直接影响着聚合物的物理性质和应用性能。
因此,在聚合反应中需要进行分子量控制,确保所得聚合物具有合适的分子量。
此外,在聚合反应结束后,可以对聚合物进行功能化处理,引入不同官能团或结构单元,以赋予聚合物特定的性能,如增强机械性能、改善耐热性等。
4. 纯化与表征最后,在聚合物合成完成后,需要进行纯化和表征工作。
纯化过程可以采用溶剂抽提、结晶、凝胶渗透色谱等方法,去除杂质和未反应单体,得到纯净的聚合物样品。
在表征方面,常用的方法包括核磁共振(NMR)、红外光谱(IR)、凝胶渗透色谱(GPC)等,通过这些手段可以了解聚合物的结构、分子量分布等信息。
结语通过以上基本工艺流程,我们可以了解到聚合物合成的主要步骤和关键技术。
在实际应用中,不同的聚合物体系会有各自特定的合成方法和注意事项,需要结合具体情况进行调整和优化。
随着科学技术的不断进步,聚合物合成领域也将迎来更多创新和发展机遇。
1.压制成型:应用于热固塑料和橡胶制品的成型加工压制成型方法对于热固性塑料、橡胶制品和增强复合材料而言,都是将原料加入模具加压得到制品,成型过程都是一个物理—化学变化过程。
不同的是橡胶制品的成型中要对原料进行硫化。
橡胶通过硫化获得了必需的物理机械性能和化学性能。
而在复合材料压制成型过程中,还用到了层压成型(在压力和温度的作用下将多层相同或不同材料的片状物通过树脂的粘结和熔合,压制成层压塑料的成型方法)和手糊成型(以玻璃纤维布作为增强材料,均匀涂布作为黏合剂的不饱和聚酯树脂或环氧树脂的复合材料)。
2.挤出成型:适用于所有高分子材料,广泛用于制造轮胎胎面、内胎、胎管及各种断面形状复杂或空心、实心的半成品,也用于包胶操作。
挤出成型挤出成型对于高分子三大合成材料所用的设备和加工原理基本上是相同的。
有区别的是橡胶挤出是在压出机中对混炼胶加热与塑化,通过螺杆的旋转,使胶料在螺杆和料筒筒壁之间受到强大的挤压作用,不断向前推进,并借助于口型(口模)压出具有一定断面形状的橡胶半成品。
而合成纤维的挤出纺丝过程,采用三种基本方法:熔融纺丝、干法纺丝、湿法纺丝。
一般采用熔融纺丝(在熔融纺丝机中将高聚物加热熔融制成溶体,通过纺丝泵打入喷丝头,并由喷丝头喷成细流,再经冷凝而成纤维)。
3.注射成型:应用十分广泛,几乎所有的热塑性塑料及多种热固性塑料都可用此法成型,也可以成型橡胶制品。
注射成型高分子三大合成材料的注射成型过程中所用设备和工艺原理比较相似,但是从基本过程和要求看热固性塑料注射和热塑性塑料注射有很多不同之处。
热固性塑料的注射成型要求成型物料首先在温度相对较低的料筒内预塑化到半熔融状态,然后在随后的注射充模过程中进一步塑化,避免其因发生化学反应而使黏度升高,甚至交联硬化为固体。
塑料注射成型原料是粒状或粉状的塑料,而橡胶注射成型原料则是条状或块粒状的混炼胶,且混炼胶在注压入模后须停留在加热的模具中一段时间,使橡胶进行硫化反应。
1.压制成型:应用于热固塑料和橡胶制品的成型加工压制成型方法对于热固性塑料、橡胶制品和增强复合材料而言,都是将原料加入模具加压得到制品,成型过程都是一个物理—化学变化过程。
不同的是橡胶制品的成型中要对原料进行硫化。
橡胶通过硫化获得了必需的物理机械性能和化学性能。
而在复合材料压制成型过程中,还用到了层压成型(在压力和温度的作用下将多层相同或不同材料的片状物通过树脂的粘结和熔合,压制成层压塑料的成型方法)和手糊成型(以玻璃纤维布作为增强材料,均匀涂布作为黏合剂的不饱和聚酯树脂或环氧树脂的复合材料)。
2.挤出成型:适用于所有高分子材料,广泛用于制造轮胎胎面、内胎、胎管及各种断面形状复杂或空心、实心的半成品,也用于包胶操作。
挤出成型对于高分子三大合成材料所用的设备和加工原理基本上是相同的。
有区别的是橡胶挤出是在压出机中对混炼胶加热与塑化,通过螺杆的旋转,使胶料在螺杆和料筒筒壁之间受到强大的挤压作用,不断向前推进,并借助于口型(口模)压出具有一定断面形状的橡胶半成品。
而合成纤维的挤出纺丝过程,采用三种基本方法:熔融纺丝、干法纺丝、湿法纺丝。
一般采用熔融纺丝(在熔融纺丝机中将高聚物加热熔融制成溶体,通过纺丝泵打入喷丝头,并由喷丝头喷成细流,再经冷凝而成纤维)。
3.注射成型:应用十分广泛,几乎所有的热塑性塑料及多种热固性塑料都可用此法成型,也可以成型橡胶制品。
注射成型高分子三大合成材料的注射成型过程中所用设备和工艺原理比较相似,但是从基本过程和要求看热固性塑料注射和热塑性塑料注射有很多不同之处。
热固性塑料的注射成型要求成型物料首先在温度相对较低的料筒内预塑化到半熔融状态,然后在随后的注射充模过程中进一步塑化,避免其因发生化学反应而使黏度升高,甚至交联硬化为固体。
塑料注射成型原料是粒状或粉状的塑料,而橡胶注射成型原料则是条状或块粒状的混炼胶,且混炼胶在注压入模后须停留在加热的模具中一段时间,使橡胶进行硫化反应。
高分子合成工艺高分子合成工艺是指将单体分子通过化学反应连结在一起,形成高分子化合物的过程。
高分子合成工艺是一项复杂而关键的技术,广泛应用于塑料制品、橡胶制品、纤维材料等行业。
高分子合成通常分为两种方法:聚合反应和缩聚反应。
聚合反应是将单体分子通过共价键连接在一起,形成高分子链。
这种反应常见的形式有自由基聚合、阴离子聚合和阳离子聚合。
自由基聚合是指通过自由基引发剂引发的聚合反应,如自由基聚合聚乙烯。
阴离子聚合和阳离子聚合是通过阴离子或阳离子引发剂引发的聚合反应,如阴离子聚合聚苯乙烯和阳离子聚合丙烯酸乙酯。
缩聚反应是指通过活性官能团或官能基将单体分子连接在一起,形成高分子化合物。
这种反应常见的形式有醚化缩聚、酯化缩聚和胺化缩聚。
醚化缩聚是通过醚键将单体分子连接在一起,形成醚类高分子。
酯化缩聚是通过酯键将单体分子连接在一起,形成酯类高分子。
胺化缩聚是通过胺键将单体分子连接在一起,形成胺类高分子。
高分子合成工艺的关键步骤包括单体选择、反应条件控制和产物回收。
单体选择是根据所需高分子的性质和应用选择适当的单体,以确保合成的高分子具有所需的性能。
反应条件的控制包括温度、压力、反应时间和反应物配比等参数的选择,以确保反应进行顺利和产物的质量稳定。
产物回收是指将合成的高分子从反应体系中分离出来,并采用合适的方法进行后处理,以得到纯净的高分子产品。
高分子合成工艺还需要考虑环境友好性和经济性。
为了减少对环境的影响,可以采用绿色合成方法,如催化剂催化、溶剂替代和废物利用等。
为了经济生产,可以提高反应的产率和选择性,降低原料成本和能耗,并改进生产工艺和设备。
总之,高分子合成工艺是一项复杂而关键的技术,在众多工业应用中起着重要作用。
通过合理选择单体、优化反应条件和改进工艺,可以实现高分子合成的高效、环保和经济生产。
不断推动高分子合成工艺的发展是现代化工领域中一个重要的研究方向。
通过不断改进合成方法和优化工艺条件,可以提高高分子材料的性能和应用范围。
常见高分子材料范文
高分子材料是由重复连接而成的大分子化合物,具有大分子量、高强度、耐磨性、耐温性以及良好的绝缘性和可塑性等特点。
常见的高分子材料有塑料、橡胶和纤维等。
下面将详细介绍几种常见的高分子材料。
首先是塑料。
塑料是一种用途广泛且重要的高分子材料,通常由合成树脂和添加剂组成。
根据不同的制备方式和性能要求,塑料可以分为热塑性塑料和热固性塑料。
热塑性塑料具有可塑性,可以反复熔融加工,常见的有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
热固性塑料在一次成型后会固化,在高温下不再软化,常见的有环氧树脂、酚醛树脂等。
其次是橡胶。
橡胶具有优异的弹性和回复性,通常由高分子弹性体和填充剂组成。
根据硬度和弹性,橡胶可以分为天然橡胶和合成橡胶。
天然橡胶是从橡胶树中提取出来的,具有优异的抗拉强度和耐磨性,常用于汽车轮胎、胶鞋等产品中。
合成橡胶是通过化学合成得到的,根据合成方法和性质的不同,可分为丁腈橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶等。
此外,还有聚氨酯、聚酯、聚酰胺等常见的高分子材料。
聚氨酯是一种弹性体,具有优良的物理和化学性能,通常用于制作密封胶和塑料泡沫等产品。
聚酯具有良好的耐热和耐化学腐蚀性能,可以用于制作纤维、薄膜和注塑件等。
聚酰胺是一种高性能材料,具有较高的强度和耐温性,常用于制作汽车零部件、电子产品外壳等。
总之,常见的高分子材料包括塑料、橡胶和纤维等,它们具有广泛的用途,广泛应用于日常生活和工业生产中。
随着科学技术的进步,高分子材料的研究和开发将进一步拓展,为人类的生活带来更多的便利和创新。
聚氨酯棒是一种介于橡胶和塑料之间的新型高分子合成材料,它既具有塑料的高强度又具有橡胶的高弹性。
其特点有:1、硬度范围宽。
在高硬度下仍具有橡胶的伸长率和回弹性。
聚氨酯弹性体的硬度范围为邵氏A10-D80.长度有300,500长2、强度高。
在橡胶硬度下它们的扯断强度、撕裂强度和承载能力比通用橡胶高得多。
在高硬度下其冲击强度和弯曲强度又比塑料高得多。
3、耐磨。
其耐磨性能非常杰出,一般在0.01-0.10(cm3)/1.61km范围内,约为橡胶的3-5倍。
4、耐油。
聚氨酯弹性体是一种强极性高分子化合物,和非极性矿物油的亲和性小,在燃料油和机械油中几乎不受侵蚀。
5、耐氧和臭氧性能好。
6、吸振性能优良,可做减振、缓冲作用。
在模具制造业中,替代橡胶及弹簧。
7、具有良好的低温性能。
8、耐辐射性能。
聚氨酯耐高能射线的性能很好,在10-10戈辐射剂量下仍具有满意的使用性能。
9、具有良好的机械加工性能。
(车、铣、磨、钻均可)大量供应优力胶棒,优力胶板,红色优力胶,黄色优力胶,黑色优力胶,订做优力胶,大型模具上用的优力胶具有缓冲,静音,减震,耐磨。
耐高温等特点,经久耐用适合强酸强碱工作环境的设备表面的防护处理,同时提高设备的耐磨性,降低噪音等PU板、棒、片复原弹性强,prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office " 可压缩50%;高强度,经久耐用,无法用橡胶等材料替代。
耐压防震,耐冲击,耐油、耐酸碱,耐磨性极佳。
PU系列弹性体具有优越的抗张强度,抗撕裂性,高弹性,耐高压荷重,耐磨耗等特性,且易于切削,研磨,钻孔等加工,可适用于机械缓冲材料,冲床模具,反冲垫,弯曲成形。
工业机械设备上使用的密封件和齿形连轴节。
分为耐油型和耐磨型,硬度介于邵氏25到邵氏98度之间,具有很好的强度和溶涨性能,可在的环境中正常使用,且耐老化性能好、使用寿命长、产品规格多、品种全,并承接各式各种非标件加工,按来样或图纸定做,尺寸误差小。
高分子是生命存在的形式,所有的生命体都可以看作是高分子的集合。
在100多年来的诺贝尔化学奖中,有7次颁发给了10位直接或间接对高分子科学发展做出杰出贡献的科学家。
由此可见高分子材料是多么的重要。
高分子材料(macromolecular material)是以高分子化合物为基础的材料,由相对分子质量较高的化合物构成。
其按来源分为天然、半合成(改性天然高分子材料)和合成高分子材料。
天然高分子是生命起源和进化的基础,我们接触的很多天然材料通常是高分子材料组成的,如天然橡胶、棉花、人体器官等。
人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料,并掌握了其加工技术。
如利用蚕丝、棉、毛织成织物,用木材、棉、麻造纸等。
19世纪30年代末期,进入天然高分子化学改性阶段,出现半合成高分子材料。
1907年出现合成高分子酚醛树脂,标志着人类应用合成高分子材料的开始。
现代,高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同,成为科学技术、经济建设中的重要材料;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。
功能高分子材料除具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外,还具有物质、能量和信息的转换、传递和储存等特殊功能。
已实用的有高分子信息转换材料、高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料、高分子形状记忆材料和医用、药用高分子材料等。
以上两种分类只在此做以系统性的说明,本文着重以高分子材料的特性分类入手对其用途进行阐述。
一般将高分子材料按特性分为五类,即橡胶、纤维、塑料、胶粘剂、涂料。
橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。
其分子链间次价力小,分子链柔性好,在外力作用下可产生较大形变,除去外力后能迅速恢复原状,有天然橡胶和合成橡胶两种。
天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯;合成橡胶的主要品种有丁基橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶等等。
天然橡胶因其具有很强的弹性和良好的绝缘性、可塑性、隔水隔气、抗拉和耐磨等特点,广泛地运用于工业、农业、国防、交通、运输、机械制造、医药卫生领域和日常生活等方面,如交通运输上用的各种轮胎;工业上用的运输带、传动带、各种密封圈;医用的手套、输血管;日常生活中所用的胶鞋、雨衣、暖水袋等都是以橡胶为主要原料制造的,国防上使用的飞机、大炮、坦克,甚至尖端科技领域里的火箭、人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等都需要大量的橡胶零部件,目前,世界上部分或完全用天然橡胶制成的物品已达7万种以上,其中轮胎的用量要占天然橡胶使用量的一半以上。
高分子材料简介及其在电线电缆行业的应用目录一、前言 (2)二、电线电缆相关的基础知识 (2)三、高分子材料定义及应用 (2)1.定义: (2)2.分类及其应用: (3)四、塑料及其加工工艺 (4)1.定义: (4)2.分类: (4)3.常用塑料品种性能: (5)4.塑料的加工方法: (6)5.电缆挤塑工艺 (7)五、橡胶及其加工工艺 (8)1.定义 (8)2.分类 (8)3.橡料加工工艺 (8)4.挤橡、硫化工艺(连续硫化工艺) (9)六.行业发展趋势 (10)一、前言从某种意义上讲,电线电缆制造行业是一个材料精加工和组装的行业。
一是材料用量巨大,线缆产品中的材料费用要占制造总成本的80-90%;二是所用材料的类别、品种非常多,性能要求特别高,材料包括:金属、纸、纤维、带材、光纤、电磁线漆、油料、涂料、塑料、橡胶和橡皮等;三是材料的选用会对制造工艺、产品的性能以及使用寿命起到决定性的影响。
线缆产品用材料按其使用部位与功能,可分为导电材料、绝缘材料、护层材料、屏蔽材料、填充材料等。
但其中有些材料是几个结构件通用的。
尤其是热塑性材料,如聚氯乙稀、聚乙烯等只要改变部分配方成份就可用在绝缘或护套上。
二、电线电缆相关的基础知识1、电线电缆产品的种类有成千上万,应用在各行各业中。
它们总的用途有两种,一种是传输电流,一种是传输信号。
2、电缆总体来说可以分为六大类:(1)裸线类(2)电磁线(漆包线)(3)电力电缆(4)电气装备用电线电缆(5)通信电线电缆(6)光缆3、电缆基本结构一般电缆最基本的结构有导体、绝缘层及外护层,根据要求再增加一此结构,如屏蔽层、内护层或铠装层等,为了电缆有圆整性再辅加一些填充材料。
三、高分子材料定义及应用1.定义:高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料。
2.分类及其应用:(1)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。
高分子材料的连接技术
摘要:目前塑料的常用连接方式有粘接、机械连接、焊接等,粘接主要是通过粘合剂进行粘接,粘接方便快捷;机械连接是利用机械的方法达到目的。
其中焊接是重要的一种,它具有连接强度高、表面连续性好、应用范围广、工艺简单、可实现机械化、生产效率高等优点,得到了广泛应用。
随着高分子材料的广泛应用,高分子材料的连接技术也日趋重要。
关键词:粘接机械连接焊接广泛重要
虽然有各种方式可将树脂与其他树脂接合,但最简单、最广泛的方式则是,利用粘合剂予以粘接。
一、利用环氧树脂系粘合剂,环氧树脂粘合剂经过硬化後会变硬,因此一般都用来粘接要求强度的构件。
二、硅胶系粘合剂,硅胶系粘合剂的耐溶剂性较高,在广泛的温度环境下具有稳定的性质。
几乎所有的硅胶粘合剂,在硬化後会出现具弹力的橡胶性状。
换言之,若与要求粘接强度相较之下,反倒是适用于需要气密性、耐药品性的部份或严苛环境(温度范围广泛、极高温或极低温)下。
三、尿烷系粘合剂,由于尿烷系粘合剂和许多树脂与金属皆具有密合性,即使是环氧树脂系粘合剂或硅胶系粘合剂等无法获得充分粘接力的树脂(聚缩醛树脂等),也可进行良好的粘接效果。
但有时会出现较为柔软、耐热性、耐溶剂性方面的问题。
高分子材料的机械连接与金属材料类似,有自攻螺钉连接、金属螺纹嵌件连接、塑料螺纹连接、铆钉连接、螺栓连接、卡入连接等。
此处就不再仔细讨论。
高分子材料的焊接是最具有特殊性的,它与金属焊接有许多不同之处。
焊接具有连接强度高、表面连续性好、应用范围广、工艺简单、可实现机械化、生产效率高等优点,得到了广泛应用。
(1)热熔焊接利用加热板或加热丝使被焊接的塑料件对接面熔化,再通过压力使对接面连接达到焊接牢固的目的。
热融焊接常用于焊面为圆形的医用塑料制品及医用包装袋等的制作。
比如,医用塑料输液瓶的瓶口、医用塑料或纸塑复合包装袋等。
(2)超声焊接超声焊接的原理是以 20kHz 的频率造成高速振动,使塑料与塑料的对接面因摩擦生热而融合;若用于塑料与金属的焊接,可在不足 1s 内将金属焊接于塑料驳口内。
超声焊接是一种新颖的塑料二次加工技术,以其高效、优质、美观、节能等优势而发展起来。
超声焊接使用范围广,可实施的方法多,如平面焊接法、铆接法、点焊法、镶嵌法等。
超声焊接已应用于血液透析器、血浆采集器等医用制品的制作中,如血浆单采离心分离器的杯体与压盖的焊接,采用此种焊接法替代了化学粘合,解决了离心杯高速旋转时引起的粘合剂融化现象,取得了良好的效果。
此外,在医用防护口罩、防护服、输液器、球囊扩张导管的制作过程中也常采用这种方法。
(3)高频焊接高频焊接是利用热塑性塑料在高频电极间会因分子极化而随电场变化产生运动,分子间发生摩擦,使电能转变成热能,塑料本身生热直至熔融,从而达到连接的目的。
高频焊接常用于血袋、引流袋、尿袋等袋类医用制品的制作和一些医用包装袋的封口。
(4)振动焊接振动焊接是一种通过摩擦生热的自限加热焊接方法。
通常以一定的线性位移或角位移进行摩擦生热,使两块制件的接触面熔融。
可用于大部分热塑性塑料,尤其适用于结晶性塑料如PE、PA、PP 等不易进行超声或熔融焊接的塑料。
振动焊接具有焊接速度快、能自动调节焊接温度、焊缝不出现过热、焊缝区很少有杂质等诸多优点,在医用塑料制品方面应用较多。
特别适用于超声焊接不易实现的较长的线性接头和热板焊接需用较长时间完成的接头。
(5)激光焊接激光焊接是一种高速、非接触焊接热塑性塑料的方法。
在正常的工作条件下,激光辐射非常强烈而集中,通过激光辐射将焊接部位挤在一起并在焊接接头区域留下散开的激光束以焊接塑料。
激光焊接主要用于焊接敏感性塑料制品如含有线路板的配件、具有复杂几何形状的塑料制品及有严格洁净要求的塑料制品例如医药设备等[27]。
影响焊接质量的因素:
1.压力,对焊接表面施加适当的压力,焊接材料将由弹性向塑性过渡,还可以促进了分子相互扩散并挤去焊缝中的残余空气,从而增加焊接面密封性能。
2.时间,要有适当的热熔时间和足够的冷却时间。
当热功率一定时,时间不够会
出现虚焊,时间过长会造成焊件变形,熔渣溢出,有时还会在非焊接部位出现热斑(变色)。
必须保证焊接面吸收足够的热量达到充分熔融的状态,才能保证分子间充分扩散熔合,同时必须保证足够的冷却时间使焊缝达到足够的强度。
3.熔融量,热熔时间和热功率协调调整才会得到最恰当的熔融量,保证足够的分子间融合,消除虚焊的现象。
除了焊接设备和操作人员技能水平外,来之于塑料内部或外部的各种因素,对焊接质量有一定的影响,应当引起重视。
其他影响焊接质量的因素:塑料的吸湿性,如果焊接潮湿的塑料制品,内含的水分会在受热后化为蒸气跑出而在焊面上出现气泡,使焊接面密封性能减弱。
吸湿较为严重的材料有PA、ABS、PMMA等。
用这些材料做的制品,焊前必须进行干燥处理;塑料中的填充物,如玻璃纤维、滑石粉、云母等,它们改变了材料的物理特性。
塑料中填充料的含量同塑料的可焊性和焊接质量有很大的关系。
填充物含量低于20%的塑料可以正常进行焊接,不需要进行特殊的处理。
填充物含量超过30%时,由于表面塑料比例不足,分子间融合的不够,会降低密封性;焊接面的清洁,焊接表面必须清洁没有杂质,才能保证足够的焊接强度和气密性。
参考文献:1、成都工学院塑料成型加工专业编,《塑料成型工艺学》,1976
2、《工程塑料应用》,1993年01期。