1、由于高分子材料来源丰富生产成本低廉品种繁多故在工农业生产及人们日常体活中已成为不可缺少的一类材料。 按照用途可将高分子材料分为塑料、橡胶、合成纤维和胶粘剂等。这里主要介绍高分子材料的基础知识和高分子材料的分类、特点及应用等。高分子材料又称高聚物。 20.1 概述 一、基本概念 高分子化合物是分子量特别大的一淡化合物。一个高分子化合物中可能包含成千 L 万个原子原子之间以共价键连接起来。高分子化合物的分子量可高达几万十 万甚至上百万、自然界中存在的纤维素、淀粉、蛋白质和天然橡胶都是由高分子化合物组成的。人工合成的各种塑料、橡胶和纤维也都是由高分子化合物组成的。 高分子化合物的分子量虽然非常“巨大
2、但其化学组成一般都比较简单。这表现在以下两个方面：组成高分子的元素主要是碳、氢、氯氟和硅等少数几种无孝心整 个高分子日下过是许多简单的结构单元重复连接起来的长链而且。以聚乙烯为例它是由许多个乙烯小分子连接起来的其中只包合碳和氢两种无亲。可以写成下面 的化学式： 合成高分子所用的小分子原料称为单体在高分子中称为重复结构单元又刚 1 链节式中。称为聚会度代表一个高分子中包含的重复结构单元的数目。 不难理解每个大分子链的分子量（m 应该是单体分子量。；和聚合度。的幸以。即几。；ox。聚合度反映了大分子链的长短和分子量的大小。 高分子材料由大量的大分子链集聚而成。合成时大分子链长短不一其数量里统计规律
3、分布。所以高分子材料的分子量是大量大分子链分子量的平均值。图 10.1 为高聚物的分子量分布，它表示具有各种分子量的大分子链的质量是不同的。以各级分质量取平均值得到的平均分子量叫重均分子量以 M W表示即 M 二、高聚物的人工合成 合成高聚物的方法主要有两大类；一类叫加策应使男一类叫缩聚反民 1.加聚反应 加聚反应是含有双键的低分子化合物（单体）在光、热或引发剂的引发下使双位打开，由共价键互相连接而形成大分子链的反应。由一种单体加聚而成的聚合物链 则均聚物。如聚乙烯的单体只有乙烯一种，所以它是均聚物。如果聚合物链由两种或两种以上的单体聚合而成，则称为共聚物。共聚物和均聚物有点类似金属材料中 合
4、金和纯金属的关系。许多着囫 10NI 家啬构分子任务领丕丞均分子记激名的高分子材料都是共聚物。例如 ABS 树脂由丙烯胀（A）、丁二烯（）和苯乙烯（） 三种单体加聚而成，所以是共聚物。ABS 树脂具有良好的综合性能如耐冲击、耐热、耐油、易加工，故应用很广。 2.缩聚反应 由两种或两种以上具有它能因（它是决定分子化学性质的特殊原子团的低分子化合物（单体），通过它能团间的相互绩合作用，逐步合成为一种大分子链，同时还拆出一个小分子副产物（如水、氨或酸等）的反应，叫缩策反应。其产物叫缩果物。 缩聚反应是可逆平衡反应。由于缩策反应中生成低分子副产物，编聚高分子的组成不可能与原料单体的组成完全相同，编聚高
5、分子的分子量也不可能是单体分子量的整数倍，但是在编聚高分子链中仍保留着原料单体的结构特征。 20.2 高聚物材料的结构特点 高聚物的结构比常见的低分子化合物复杂得多，高策物按其研究单元的不同，分为目高分子链的结构它包括两个部分 （1）一次结构（又称近程结林。主要研究高分子链节的组成、排列、空间位置及构型问题。 （2）二次结做又称远程结构人主要研究单根大分子键在空间的存在形式即高分子链的构象问题。 2.高分子的聚集态结构（又称三次结构）。主要研究大分子链间在空间存在的形式和 构互之间的作用力。现分述如下 一、大分子链的组成 只有周期表中以下非金属和半金属元素能组成大分子链 Asse 其中以破原子
6、通过共价健结合成的碳键高分子产量最大，应用最广。由于高聚物中常见的动日、O、N 等元表都是经元素决定了高分子材料的密度较小，约为 099cm3 一旦已V，相当于钢铁比重的 lJ4 一 17。 二、高分子链的形态 高分子键在空间的几何形状可分为线型、文化及交联三种，如图 10.2 所示 l.线型高分子链 整个大分子像一条战状的长链，可以卷曲成团也可以伸展为直线，在空间多星无规线四伏。 线型高分子的分子间没有化学性结各在受热或受力的作用下，分子间可互相移动“而发生流动，因此线型高聚物可以溶解在某些溶剂中，加热可熔融，可制成纤维和薄膜。 2.支化高分子链 大分子主链上带有一些长短不一的支键分子这样的
7、大分子称为支化高分子 支化高分子的性能与线型高分子的性能相似但由于支键的存在，使得分子与分子之间堆砌不紧密增加了分子之间的距离使分子之间的作用力减少、分子链容易卷曲，从而提高了高聚物的弹性和塑性降低了结晶度、成型加工温度和强度。 3.交联高分子链 高分子链之间通过支链式化学键相联接，成为一个三维网状结构的大分子，称为交联高分子。它具有耐热、耐溶剂和尺寸稳定等特点。 三、高分子志结构单元的违接方式 均果物是由同种结构单元组成的高分子化合物，在缩聚过程中，结构单元的健接方式一般都很明确，但在加策过程中单体的健接方式可以有所不同。对于单烯类（如氯乙烯）聚合，其革体单元在分子链中有三种不同的联接方式
8、分子链中单体单元的联接方式往往对聚合物的性能有明显影响例如，用来作为纤维的高聚物，一般都要求排列规整，而使高聚物结晶性能较好、强度高，便于抽丝和拉伸。 共聚物是由两种或两种以上的单体聚合所得的高聚物、以 AB 两种单体共聚力见它们的健接方式可分为 无规共聚一 ABBABBABAABAA 一 交替共聚一 ABABABABABAB 一 战段共聚一 AAAABBAAAABB 接校共聚一 AAAAAAAAAAA 一 各种共聚物远不是某一种共聚方式，很可能是上面各种方式的共存或部分共存的形 t 存在。 四、高分子链的构型 构型是指分子中由化学键所固定的原子之间的几何排列。这种排列是稳定的要改啥子的构型必
9、须经过化学钧的断裂。通常把组成相同高分子链的原子在空间的这种 稳 E 的不同排裂方式叫构型。例如，乙烯类干 CHzCH于。高聚物中的取代基 R 可以有三种不同的排列方式，见图 10.3 图 103（a）为全同立构取代基 R 全部分布在主键一队 留 10.3（b）为间同上构一取代基 R 相间地分布在主键的两侧。 因 10.3 (c）为无规上构取代基 R 无规则地分市在主键的西瓜 五高分子链的构想 大分子链和其它物质一样总是处于不停的热运动中，大分子链的空间形象称为构想由于效运动，链的构象时刻都在变化。大分子链热运动的特点和铸的内旋转和柔性有密切的关系。 线型分子链在拉伸时呈直线形状（实际上为锯齿
10、状），当外力去除后，又错曲收缩至错曲状或线团技，显得十分柔顺这种性能叫分子链的柔性。 由于分子链中以单健联接的原子的效运动两个原子可作相对的旋转，即在保持键长健角不变的情况下。单性旋转，称内旋转、现从分子链中取出三个 cC 单 健（见图 10.4)，在保持健角门 09 予）和健长门匕 41m 沁 1、纯、离不变的前提下，当约内旋转时人将沿以 cZ 为顶点的圆锥面旋转。同样bZ内旋转 时b3 可在以。为顶点的圆锥上旋 转。这样三个健组成的短键就会产生许多空间形象，称为分子链的构象。由于原子的热运动，健的内旋转不停，分子链的构象也就在不停地变化。当分子健很长时 其空间构象是非常惊人的，放线型大分子
11、链很容易哈曲成各种不同的形状。 六高来物的系观态结构 高聚物的聚集态结构是指其内部大分子链的几间排列和堆砌结构。按照大分子排列是否有序高聚物可分为晶态和非晶态两大类。随着人们对高采物结晶认识的逐渐深入和完善，在已有实验事实的基础上，人们提出了各种聚合物结晶的结构模型。这些结构模型都是适用于一定场合的。 1.晶态聚合物的结构 晶态聚合物的结构模型有三种； （1）两相结构模型。该模型认为，晶区和半晶区共同存在，互相穿插、缠结。在晶区中分子链互相平行排列形成规整结构，但晶区尺寸很小一个分子链可以同时穿过几个品区和非晶区。晶区在通常情况下是无规取向的而在非品区中分子链的堆集是完全无序的，见图 10.5
12、o （2）折叠键模型（Kell。r 模型）。该模型认为，伸展的分子链倾向于相互聚集在一起形成键来，这种键来比分子链长得多它是由许多分子链组成的。分子键是标向有序排列大量片晶长在一起，形成多晶聚集体。 （3）插线权模型。该模型认为片晶平同时发作具 F 和韭品厂券品厂中相觐的南甜界手链并不像 Keler 模型中那样，由同一根分子链连续排列下来而是分 别属于不同的分子链。在非晶区中那段分子健毫无规律也不紧凑。这种模型中的每一个分子链可以从一个品区通过非晶区，进入另一个晶区也可以再进入原来的 晶区。 2.非晶态高聚物的结构 非晶态局累物的结构模型主要有两种 （1）Plory 理论模型。此理论认为非品固
13、体中的每一根高分子链都取无视线团的构象，各高分子链之间可以相互贯通它们之间可以缠结，即所谓的排晶忘毛毡并认为非晶高聚物是一个均相体系。 近年来，随着中子散射技术的发展这一理论已被实验所证实。 （2）折叠键缨状胶束粒子模型。该模型认为非晶态高聚物存在着一定程度的局部有序。其一高分子链折叠成胶粘在胶粒中高分子链折叠排列比较规整，但比晶态结构差得多，并且一个分子链可以同时组成几个胶协其二，胶粘与胶粒之间的边界区域完全无规排列。 七高分子化合物的基本性质 上述高分子材料的结构特征使高分子材料具有如下基本性质； 1.质轻 高分子合成材制都比金属轻一般相对密度在 12 gcm之间。纯塑料中最轻的是聚丙烯，
14、其密度为 091 gcrn3比纸还轻。有些泡沫的密度甚至可达 001 gcm3即比水轻 100 倍。 2.比强度高 由于一个高分子化合物中有几万个甚至百万个原子而已分子的长度超过直径几万倍，分子与分子之间接触点很多，相互间作用力很大。同阿高分子化合物的分 子链是给曲的互相纠缠在一起。这样高分子化合物就具有高比强度的特征。例如玻璃钢的强度比合金钢高 17 倍而其质量却比金属轻。 3.弹性 由于高分子化合物的分子键是俄白、纠缠在一起的当受外力拉伸时，这种蟋曲的分子可以拉长，但当去掉外力时，又会恢复到原来的形状 n 因此，不管是线型或是体型的高分子化合物都具有一定的弹性。 4.可塑性 由于高分子化合
15、物是由许多很长的分子链构成当键的某一部分受热时，其它部分有的则受热不多甚至还没有受热。因此，高分子化合物受热后不是立刻就变成液体，而先经过一个软化过程即具有可塑性。 5.难结晶 由于高分子化合物的分子很大分子链错曲，所以不容易排列整齐自然也就不容易结晶。 然而也有不少线型高分子化合物具有部分结晶但它们是在分子链的链带之间。如果分子链和分子链之间含有某些基团，它们彼此发生较强的吸引力，这种结晶状态就可以固定下来。利用这种性质可以把高分子化合物拉成细而坚实的纤维这就是纤维高分子化合物。 6.耐磨性 由于高分子化合物有较高的分子量因此耐磨性和抗撕裂强度都比较高。如尼龙、聚四氯乙烯不便耐磨而区白润滑比
16、金属和天然材料都强。合成橡胶比天然橡胶耐磨合成纤维也比天然纤维耐磨。 7.绝缘 由于高分子化合物分子中的化合健是共价键不能电离，因此不 6k6 送电子；又因高分子化合物的分子细长、错曲，在受热和市的作用之后，分子问振动不大，因此具有对电热、声的良好绝缘性。 8.耐腐蚀 由于高分子化合物的分子键是纠缠在一起的，许多分子链上的基因被包在里面。当接触到能与高分子中的某一基四起反应的试剂时，只有露在外面的基因才比较客易发生反应因此高分子化合物比较稳定具有耐酸、碱腐蚀的特性。 9.抗射线 高分子化合物对多种射线如 a、队 7、X 射线的抵抗能力好。 20.3 高聚物的力学性能 一、高聚物的力学状态 高聚
17、物随温度的变化可呈现不同的物理力学状态这对高分子材料的加工成形和使用都有重要意义。 1.线型无定型高聚物的三种力学状态 江恒足氯两作用卜顾林局果物四温度一放又曲线如图 106 所示。根据不同温度范围内曲线的特征可分为三种状态 （1）玻璃态、由图 106 可见当温度较低时试样是刚性固体状在外力作用下只发生非常小的形 变又可恢复，这种形变量是高弹形变这一力学状态称为玻璃态。玻璃态的存在是高聚物中链段和 键节的微小热运动及链中健长和键角的弹性变形所决定的。 笼统地说，以塑料形式使用的状态是高分子材料的玻璃态。所有室温下处于玻璃态的高聚物都叫塑料。显然塑料的玻璃化温度几均高于室温。例如聚氯乙烯民。87
18、t，尼龙的几。50t，有机玻璃的 Pg=100 （2）高弹态。图 10.6 中、瓦温度之间的状态为高弹态。当温度升到一定值后试样的形变明显地增加，并在随后的温度区间内达到一相对稳定的形变。去 掉外力后形变可回复，但需耍时间，这一区域中，试样变成柔软的弹性作，这一力学状态称为高弹态。玻璃态与高弹态之间的转变温度记为人，称为玻璃转化温 度。高弹态叫橡胶态，它为高分子材料所独有。高弹态是橡胶的使用状态所有室温下处于高弹态的高分子材料都叫橡胶。 高弹态的弹性模量很小弹性变形量大，可高达 100一 1000但变形的回复不是瞬时完成的。 （3）粘流态。在温度高于入时，高聚物处于粘性熔体状态可以流动，称为粘
19、流态。它是高聚物流交加工成形的工艺状态。 温度低于见时高聚物处干脆性状态而失去使用价值。当温度高于八时，则大分子链分解，高策物不复存在。 2线型结晶高聚物的力学状态特点 结晶高聚物由晶区和非品区两部分构成。非晶区相当于无定形高票物，存在上述三态。品区则有固定熔点儿，温度低于此时为硬结晶志，温度高于见时则晶区熔融成 为粘流态。这样在一尺之间的温度非晶区处于高弹态，而晶区仍保持便结晶态两者复合组成既初又硬的皮革态。室温下处于这种状态的高聚物称为韧性塑 料，其性 能可通过控制结晶度来改变。 3.体型高聚物的力学状态特点 体型高果物的大分子链相互交联不能滑脱，其运动也受到很大束缚，在分解温度以下一直保
20、持坚硬的玻璃态。 二、高聚物的应力一应变行为 高聚物的品种繁多，力学性能的变化范围很广。就室温下的应力一应变行为而论，有四种典型的应力应变曲线（见图 107）（a）刚两脆。如聚苯乙烯塑料 7（U 刚两强，如有机玻璃、硬聚氯乙烯等人 C）软而动如聚酸酿和一些部分结晶高聚物（d）则而初如多数橡胶材料。 与金属材料相比高聚 物的弹性模量和强度要低得多其最大可能的断裂伸长率又比金属高得多 n 高聚物的弹性镇量范围为 735 GPa，金属材料的弹性核量范围为 48410GP。高聚物的最大强度为 240 MP。，而金属材料中某些合金的强度可高达 4 IDD MPa。高弹态高聚物的断裂伸长率可达到 100
21、门而一般金属塑性变形时最大的断裂伸长率不超过 100。表 10.1 结出了几种常用高分子材料的力学性能 数据。 由于高聚物具有突出的粘弹性，其应力一应变行为受温度和应变速率的影响很大。图 10.8 给出了有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）在室温附 近几十度温度范围内的一组应力一应曲线。由图可见随着温度的升高，有机玻璃的弹性模量和强度下降，断裂伸长率增瓜在 4时有机玻璃是典型的刚两胎的材 料，而到 66时竟会变成为典型的刚两韧的材料。应变速率对高果物应力应变行为的影响规律是降低应变速率的效果相当于升高温里的效果。 三、高聚物的屈服与冷拉 许多高聚物在一定条件下都能屈服。有些高果物在屈服之后产生很大的塑
22、性形叽虽然从表面 L 看来与金属材料的屈服现象有类似之处但本质上是不同蓝玻璃态高 聚物在八一万。之间和部分结晶高聚物在 TR T。之间典型的拉伸应力应变曲线以及试样形状的变化过程如图 109 所示。 由图可见，在拉 伸的初始阶段试样工作皮被均匀拉伸。到达屈服点时工作段局部区域出现缩须。继续拉伸时缩颈区与非缩颈区的截面积都基本保持不变但缩颈段长厦不断扩 展，非缩颈段不断减少，直到整个工作段全部变为缩颈后水再度被均匀拉伸至断裂。如果试样在拉断前却载或试样因拉断面卸载则拉伸中产生的大形变除少量 可回复之外，大部分形变都将残留下来。这样一个拉伸形变过程称为冷拉。合成纤维的拉伸和塑料的冲压成型正是利用了
23、高聚物的冷拉特性。 20.4 高聚物的静电问题 高聚物在生产和使用过程中常有静电现象产生，如火花放电以及粉生爆炸等。但有时也有应用，如用蓄电复印叽 任何两种物体相互接触或摩擦时，只要其内部结构中电荷载体的能量分布不同，在它们各自的表面就会发生电行再分配。重新分离以后，每一种物质都将带有比其接触或摩擦前过量的正（负）电行这种现象称为静电现象。 静电作用可使聚合物表面吸附灰尘和水气，降低产品质量。吸上去直接影响胶片的清晰和唱片的音质。用于录音磁带时会引起音质下降，杂音增高，严重时会使磁带烧毁。 另外，静电会使人触电，但一般不会直接造成伤亡。 清除高聚物表面由电有三种方法： （1）通过空气清除。主要
24、靠空气中相反电荷中和作用或尖端放包 （2）沿普表面消除。加入抗静电剂使聚合物表面活化，利于电行的排队 （3）通过绝缘体内消除。通过加入碳黑、金属粉或导电纤维使电行泄和 20.5 常用高分子材料简介 高聚物根据力学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 P 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，也可制成纤维尼龙就是如此。而像聚氨酯一类高聚物，在重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。 一、塑料 塑料工业已有 100 多年的历史，它是高分子材料工业中生产最早、发展最快、产量最大、应用最广的一个行业，每隔五年
25、世界塑料产量就翻一番。据不完全统计，1985 年世界年产量为 76。10“t，我国是 235X10t。 l.塑料的组成与分类塑料是以高聚物（通常称为树脂）为基础加入各种添加剂在一定温度、压力下可塑 制成形的材料。树脂是起粘结作用的基体也叫粘料，约占塑料质量的 40 仍一100它决定了塑料的主要性能。添加剂是为改进塑料的使用性能和工艺性能而加入的其它部分其种类有： （1）增塑剂。烟塑剂能提高柔软性和成型性 （2）填充剂。填充剂能改善尺寸稳定性和减摩、耐磨、自润滑性； （3）防老刘。防老剂能防止塑料在加工和使用过程中，因受热、光、氧等的影响而过早老化； （4）固化剂。固化剂能促进热固性塑料的固化成
26、型。 此外，还有用特殊目的添加剂，如发泡剂、防静电剂、阻燃剂等。 塑料的分类方法较多，按塑料的应用范围可把塑料分为通用塑料、工程塑料和耐高温塑料等。工程塑料是指在工程技术中用作结构材料的塑料。它们机械强度较 高或具备耐热、耐蚀等特殊性能因而可代替金属制作某些机器构件、零件或作其它特殊用途。另外根据塑料受热后的性能，可分为热塑性和热固性两大类。热 塑性塑料主要由聚合树脂制成，一般仅加入少量稳定剂和润滑剂。这类塑料加热软化，冷却变硬可多次重复使用。属于这类塑料的有聚烯烃类塑料、聚酸脑 AB 民 聚碳酸酯、聚四氯乙烯等。热固性塑料大多以缩聚树脂为基础加入固化剂等添加剂，在一定条件下发生化学反应，固化
27、为不溶不熔的坚硬制品。如酚醛塑料、环氧 塑料等。 塑料通常为粉末、颗粒或派体。热塑性塑料可用注射、挤出、吹塑等工艺制成管、棒、板、薄膜、泡沫塑料、增强塑料以及各种形状的零件。热固性塑料可用模压、层压、浇铸等工艺制成层压板、管、棒以及各种形状的零件。 2.工程塑料的特性 与金属材料相比工程塑料有以下特性： （1）相对密度从一般塑料的相对密度为 0，9又上泡沫塑料的相对密度为 00302o 质轻是塑料的一大特从 （2）电绝缘性好。塑制一般都有良好的电绝缘性介电损耗小。但塑料中加入某些导电填充剂时也可制成导电材料。 （3）耐腐蚀性好。塑料一般都有较好的化学稳定性能耐酸、碱、油、水及大气等物质的浸蚀。
28、聚四氯乙烯甚至能耐沸王水啊低 （4）减摩、耐磨性好。大多数塑料摩擦系数小耐磨性好。许多塑料还有自润滑性觎如聚四氯乙烯、尼龙等能在干摩擦条件下使用。 （5）消音、吸振性好。采用塑料制成的传动摩擦零件可以减少噪音，减轻震动，改善劳动条件。 （6）耐热、导热性差。塑料在高温下会变软、变形、老化或分解。热塑性塑料的耐热温度多数在 100t 以下。热固性塑料耐热性较好，如有机硅树脂的耐热温度为 200300。 （7）测性、强度低。塑料的弹性模量低一般只有钢的 1”0，因而刚性差。塑料的拉强度也低，热塑性塑料的抗拉强度一般为 50100 MPa，热固性塑料的抗拉强度只有 3066 MPa。玻璃纤维增强尼龙
29、的抗拉强度为 200 MPa相当于铸铁的强度。但由于它的密度小因而其比强度并不比金属低。 （8）蠕变。塑料在室温下去发生蠕变（又称冷流）。因而在载荷下长烟工作时，塑料的变形较大。 3.常用塑料的特点和用途 部分常用热塑性塑料的特点和用途见表 10.2 常用热固性塑料的特点和用途见表 10.3 4.选用塑利时应考虑的因素 (1）工作温度。塑料的强度测性、电性能和化学性能等均受温度影响尽寸也因温度而变化。 （2）湿度和水。在湿环境和水中多数塑料会因吸水而引起尺寸和某些性能的变化吸水率在 01 吼一 10之间。聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氯乙烯的吸水率低于（101聚酸胶（尼龙）的吸水率可达 19。吸水率大
30、的塑料不宜制造高精度的部件。 （3）光和氧。塑料与橡胶、纤维等合成高分子材制一样在受到光和氧作用后，分子内部会发生降能或交联，物理机械性能变差乃至丧失使用价值卿塑料老 化）。采用添加防老化剂（如紫外线吸收剂及抗氧化剂）或高物理防护（如表面镀金属）以及化学改性等方法可改善性能、抑制老化或提高塑料本身的抵抗能力。选 择适宜的防老剂可使塑料的耐老化性能提高几倍乃至几十倍。二、橡胶 橡胶是具有高弹性的轻度交联的线型高聚物它们在一 40 80t 的范围内处于高弹态。一般橡胶在一 100的低温和 200的高温下都保持高弹性。橡胶与塑料的区别是橡胶在很宽的温度范围内处于高弹态，在较小的 负荷作用下发生大的变
31、形，而去除负荷后又能很快恢复原来的状态。橡胶的机械强度和弹性模量比塑料低但它的伸长率却比塑 料大得多，表现为弹性材料。橡胶有优良的伸缩性、良好的储能能力和耐磨、隔音、绝缘等性能。纯橡胶的性能随温度变化而变化，高温时发粘，低温时变脆且能被溶剂溶解。因此工业上使用的橡胶必须添加其它成分并经特殊处理。橡胶被广泛用于制作赛热件、减 振仲、传动仲、轮胎和电线等制品。 1.橡胶的组成与分类橡胶制品是在生胶中加入各种配合剂，经过硫化处理所得到的产品。硫化前的橡胶称为生胶。橡胶的配合剂很多可分为流化剂、硫化促进 剂、防老剂、软化剂、填充剂、发泡剂等。配合剂的要求是粘度小分散性好能被橡胶所湿润彼此在使用前必须经
32、过粉碎、过筛和干燥处理。 橡胶的品种很多，主要有天然橡胶和合成橡胶两类。合成橡胶按其用途和使用量又可分为通用合成橡胶和特种合成橡胶前者主要用作轮胎、运输带、胶管、胶板、 垫片、密封装置等；特种合成橡胶主要用作高温、低温、酸、碱、油和辐射介质等条件的橡胶制品。表 10.4 列出了常用橡胶的性能和用途。 表 10.4 2.橡胶的老化及其防止 老化问题对每一种高分子材料都是很重要的问题，对橡胶尤为重要。生胶或橡胶制品在贮存和使用过程中会出现变色、发粘、发脆、变硬及龟裂等现象，从而失去 原有的性能直到失去使用价值，这种现象叫做橡胶老化。许多橡胶制品的失效往往是由于老化的缘故、因此，橡胶的老化是橡胶制品
33、中一个很突出的问题它直接 影响到橡胶制品的使用寿命。 影响老化的因素主要有氧的作用臭氧的作用，热、光、金属盐及机械疲劳的作既为了提高橡胶制品的寿命，防止老化通常采用以下措施： （1）选用耐老化的橡胶。如丁醛橡胶、乙两橡胶、氟橡胶及聚硫橡胶等。 （2）在橡胶中加入防老刘。有许多种防老刘以供不同使用条件下的橡胶选用如抗氧剂、抗臭氧剂、紫外线吸收刘、抗疲劳剂、有害金属抑制剂、防毒剂等。实际应用时多采用混合助剂综合发挥各种助剂的效能。 （3）选用合适的其它配合剂。如选用不会促进氧化作用的补偿剂和挥发性小、分子量大、粘度高的软化剂。在橡胶中加入运量的碳黑问吼一 10）或将橡胶着成红色都能防止大老化发生。
34、 （4）在橡胶原料中加入适当的错类物质或在制品表面涂以涂料可以减少表面老化。 另外，正确掌握硫化工艺和防止橡胶制品不受暴晒，也可以防止老化。 三胶洁剂 胶粘剂通称为胶。它可将各种零件、构件牢固地胶接在一起有时可以部分代替铆接或焊接工艺。由于胶粘工艺操作简便接头处应力分布均匀接头的密封性、绝缘性和耐蚀性较好且可连接各种材料所以在工程中的应用日益广泛。 胶粘剂与密封胶在汽车工业中已成为粘接多种零件和防止三漏的重要粘接剂之一、日本每辆汽车 k 约用周初胶粘剂使用部位的领处。汽车见的胶粘剂和密封胶的种类已达 20 多种。随着汽车轻型化的要求对胶粘剂的需求量也在增加。 1.胶粘剂的组成与分类 胶粘剂一般
35、由几种材料组成。它通常是以富有粘性或弹性的天然产物和合成高分子化合物（无机胶粘剂除外）为基料加入固化剂、填料或增耕剂、防老剂等添加剂而成的一种混合物。 根据胶粘剂的来源，有天然胶粘剂和人工会成树脂型胶粘剂之分。天然胶粘剂有浆糊、虫胶和骨胶等。人工合成树脂型胶粘剂可分为 1（类；环氧树脂胶 S酚 难一编醛胶；酚醛了股胶；聚氨酯胶；聚丙烯酸酯胶；脚醛树脂胶；不饱和聚酯树脂胶；橡胶胶粘刘 s塑料胶粘剂对无机胶粘剂、这 10 类胶粘剂对 脏按各种材料的运 用性如表 ID5 所示。胶接任何两种材料时可选用其中两种材料交错的一幅中所示的胶粘剂类型。 2.胶接工艺 脏按工艺一般过程大致包括以下几个工序如图
36、10.10 所示 脱脂处理对一般金属而言，其目的是除去表面的油脂、机械杂质等。一般用有机溶剂擦洗。在胶接之前胶接表面通常要进行机械处理或化学处理。化学处理是通过化学药品的作用使金属表面的油污分解或客解也有的是使金属表面腐蚀、氧化。得到新鲜的氧化层。 涂胶可用刷子、刮板等进行。涂胶后还要放置一段时间。以便使腔中的溶剂辉光晾置好的两个被肢件，即可用来进行胶合装配和加热、加压国化固化条件依胶粘剂的种类而定。 表 10.5 胶粘剂选择指南 为了清除胶接件在加压、加热固化时所造成的内应力，在固化局常常自然放置一段时间。放置时间随波胶件的刚度、放置地点的温度而不同少则几小时多则几十个小晚一般以 24 h 居多。 四、合成纤维 合成纤维发展速度很快。产量直线上升，过去的 20 年中差不多每年以20的增长率发展、品种愈来愈多。合成纤维具有强度高、耐磨、保暖、不霉烂等优点 n 除广泛用作衣料等生活用品外，在工农业、国防等部门也有许多重要用途。如大量用于汽车、飞机轮胎帘子线、渔网、索桥、船缆、降落个又绝缘布等。表 106 列 出了占合成纤维总产量 90的六大纶的性能和用途。
