第九章非金属材料-孙学强主编.ppt
《第九章非金属材料-孙学强主编.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第九章非金属材料-孙学强主编.ppt(29页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第九章 非金属材料,教 学 要 求 主 要 内 容 本 章 重 点 本 章 小 结 习 题,机械制造基础 第九章,教 学 要 求,通过学习,学生应了解非金属材料的基本知识,熟悉常用工程塑料、橡胶、工业陶瓷及复合材料的分类、性能特点及应用。,机械制造基础 第九章,主 要 内 容,第一节 高分子材料 第二节 其它非金属材料,机械制造基础 第九章,本 章 重 点,塑料的组成、分类、加工、性能及主要用途。 橡胶的组成、性能及用途。,机械制造基础 第九章,第一节 高分子材料,一、高分子材料概述 高分子物质分天然和人工合成两大类。 天然高分子物质有羊毛、蚕丝、淀粉、蛋白质、天然橡胶等。工程上使用的高分子物
2、质主要是人工合成的各种有机高分子材料。 高分子材料是以高分子化合物为主要组成物的材料。而高分子化合物是指分子量很大 ( 5000 ) 的化合物。 高分子化合物一般是由一种或几种简单的低分子化合物重复连接而成。 低分子化合物聚合起来形成高分子化合物的过程叫聚合反应。因此,高分子化合物也叫高聚物或聚合物。,机械制造基础 第九章,由单体聚合为高聚物的方法有加成聚合反应和缩合聚合反应两种。 (1)加成聚合反应简称加聚反应。 它是一种或多种单体经反复多次地相互加成而生成聚合物的反应。 由一种单体经加聚而成的高聚物叫均聚物,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等; 而由两种或多种单体同时加聚生成的高聚物叫共聚物,如
3、丁苯橡胶、ABS塑料等。 在加聚反应中没有其它低分子副产物生成,因此加聚反应所得的高聚物具有和单体相同的成分。 (2)缩合聚合反应简称缩聚反应。 它是具有两个或两个以上活泼官能团 (如-OH、= CO、- NH2等) 的单体,互相缩合聚合成高聚物,同时有低分子副产物 (如H20、NH3 等) 析出的反应。,机械制造基础 第九章,由同一种单体进行的缩聚反应叫均缩聚,其产物叫均缩聚物。如由氨基己酸进行均缩聚生成聚酰胺6 (尼龙6)。 由两种或多种单体进行的缩聚反应叫共缩聚,其产物叫共缩聚物。如由己二胺和己二酸进行共缩聚生成尼龙66,并有水析出。 由于在缩聚反应中有其它低分子副产物析出,故缩聚反应所
4、得的高聚物具有和单体不同的成分。 二、塑料 (一)塑料的组成 塑料是以有机合成树脂为主要成分,加入适量的添加剂制成的高分子材料。 合成树脂是由低分子化合物经聚合反应而获得的高分子化合物。它受热可软化,在塑料中起粘结作用,其种类、性能及加入量对塑料的性能起着决定性的作用。,机械制造基础 第九章,大多数塑料是以所用树脂的名称来命名的。如聚氯乙烯塑料就是以聚氯乙烯树脂为主要成分的。 有些树脂可以直接用作塑料,如聚乙烯、聚苯乙烯等。 有些合成树脂不能单独用作塑料,必须在其中加入一些添加剂,如酚醛树脂、聚氯乙烯等。 加入添加剂的目的是改善或弥补塑料某些性能的不足,添加剂有填充剂、增塑剂、固化剂、稳定剂、
5、润滑剂、着色剂、阻燃剂等。 稳定剂主要提高塑料在受热和光作用时的稳定性,防止老化; 填充剂(如铝粉)主要提高塑料对光的反射能力等。 (二)塑料的分类 按其使用范围分:通用塑料、工程塑料和耐热塑料三类; 按合成树脂的热性能分:热塑性塑料和热固性塑料两类。,机械制造基础 第九章,1、热塑性塑料 热塑性塑料主要由聚合树脂制成,仅加入少量的稳定剂和润滑剂等。这类塑料受热软化可塑造成型,冷却后变硬,再受热又可软化,冷却再变硬,可多次重复。 优点:加工成型简便,力学性能较高。 缺点:耐热性和刚性较差。 常用的热塑性塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、尼龙、ABS、聚砜、聚苯乙烯等。 2、热固性塑料 热固性塑料大多是以
6、缩聚树脂为基础,加入多种添加剂制成。这类塑料在一定条件(如加热、加压)下会发生化学反应,经过一定时间即固化为坚硬制品。 固化后既不溶于任何溶剂,也不会再熔融(温度过高时则发生分解)和再成型了。,机械制造基础 第九章,优点:耐热性高,受压不易变形等。 缺点:力学性能不高,但可加入填充剂来提高强度。 常用的热固性塑料有酚醛塑料、氨基塑料和环氧树脂、有机硅树脂等。 (三)塑料制品的成型与加工 1、塑料制品的成型 1)注射成型又称注塑成型。 热塑性塑料主要的成型方法之一。 方法将粒状或粉状的塑料在注射成型机的料筒内 加热成为粘流态,然后以较高的压力和速度注入密闭的模具型腔内,经一定时间冷却,开启模具即
7、可取出塑料制品。 特点:自动化程度高,生产速度快,制品尺寸准确,可制造形状复杂、壁厚或带金属嵌件的塑料制品。如各类外壳、电器零件、机械零件等。,机械制造基础 第九章,2)压制成型。 热固性塑料主要的成型方法之一,又分模压法和层压法。 模压法将塑料粉末(或颗粒)放在金属模型中加热和加压,使塑料在一定温度、压力和时间内发生化学反应而固化成型,脱模后获得塑料制品的方法。也可以用浸有树脂的碎布或纤维状塑料模压成型。 层压法用片状骨架填料(如纸、棉布、玻璃布等)浸以树脂,一层层叠放,然后加热、加压,使树脂粘结并固化,以获得塑料制品的方法。这是生产各种增强塑料板、棒和管的主要方法。 3) 挤出成型又叫挤压
8、成型。 方法将粉状或粒状塑料,通过料斗送人挤出机料筒内,经加热成粘流态,再靠螺杆的转动将其不断地从机器的型孔中挤出而成制品。,机械制造基础 第九章,这种方法适用于管、棒、板、带等塑料型材的生产,也 可用于金属的涂层、电缆包覆层、发泡材料等的生产。 (4) 吹塑成型。 方法将塑料先加热熔融,然后放人模具内,用压缩 空气将其吹胀,使之 紧贴模腔内壁成型, 冷却后开模即得中空 制品。 这种方法常用于 塑料瓶、罐、管类零 件的加工及挤压吹塑 薄膜的成型加工,如 图9-1所示。,机械制造基础 第九章,(5) 浇注成型。 它是将液态树脂加入添加剂后浇注到模具中,使其固化成为一定形状塑料制品的方法。 此法适
9、用于热固性塑料的成型。常用于制造板材、电绝缘器材和装饰品等。 2塑料制品的加工 塑料制品成型后的再加工有切削加工、连接和表面处理等。 (1) 切削加工。 由于塑料的导热性差且有弹性,容易引起加工时的发热、变形与加工面粗糙。 为保证质量,在切削加工时一般应采取下列措施:刀具的前角与后角应大些,刃口应锋利;切削时应用风或水充分冷却;为得到较光洁的表面,应采用较大的切削速度和较小的进给量;精加工时,为防工件变形夹紧力不宜过大。,机械制造基础 第九章,(2) 塑料的连接。 塑料的连接可以将小而简单的构件组合成大而复杂的零件。 塑料零件常用的连接方法:机械连接、热熔粘接(也称焊接)、溶剂粘接和粘合剂粘接
10、。 热熔粘接用焊枪喷出一定温度的热风,将焊条和焊缝处的塑料加热熔化,待冷却凝固后两塑料件就粘接在一起。大多数热塑性塑料都可以采用热熔粘接。 溶剂粘接在塑料连接面涂以适当溶剂,如丙酮、二甲苯等,使之溶胀软化,再给以适当压力使两部分贴紧,待溶剂挥发后,即可形成牢固的接头。此法适用于多数热塑性塑料相同品种间的连接。 粘合剂粘接在两个被粘接表面涂以适当的胶粘剂,如环氧树脂、酚醛树脂等,利用胶层将两部分连接为一体。绝大多数塑料都可以采用此法连接。这也是热固性塑料唯一的粘接方法。,机械制造基础 第九章,(3) 表面处理。 塑料制品的表面处理主要是涂漆和镀金属。 涂漆的目的是防止制品老化,提高制品耐化学药品
11、和溶剂的能力。 涂漆的方法:刷漆和喷漆。 镀金属的目的:使塑料制品具有导电性,提高表面硬度和耐磨性,提高防老化、防潮、防溶剂侵蚀的能力,并使塑料制品具有金属光泽。 (四) 常用的塑料 教材中表9-1是部分常用塑料的类别、名称、符号、性能及用途举例。,机械制造基础 第九章,三、橡胶 (一)橡胶的组成 橡胶是以生胶为基础加入适量的配合剂制成的高分子材料。其中生胶原料来源又分为天然橡胶与合成橡胶。 天然橡胶从热带的橡树中流出的胶乳,经过凝固、干燥、加压等工序制成的片状固体物,其主要成分为异戊二烯。 合成橡胶用化学合成方法制成的,与天然橡性质相似的高分子材料。合成橡胶的品种很多,如丁苯橡胶、氯丁橡胶、
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第九 非金属材料 孙学强 主编
链接地址:https://www.31doc.com/p-2259335.html