常见的高分子材料

1）塑料

（1）塑料的组成及分类

①塑料的组成　塑料是以合成树脂为主要成分，添加能改善性能的填充剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、固化剂、发泡剂、着色剂、阻燃剂、防老化剂等制成的。添加剂的使用根据塑料的种类和性能要求而定。图7－3为已配置好并染色可供成形用的塑料原材料（俗称塑料粒子）。

图7－3　塑料原材料

a．树脂　树脂是相对分子质量不固定的，在常温下呈固态、半固态或流动态的有机物质，在塑料中起胶粘各组分的作用，占塑料的40%～100%，如聚乙烯、尼龙、聚氯乙烯、聚酰胺、酚醛树脂等。大多数塑料以所用树脂命名。

b．填充剂　用来改善塑料的某些性能。常用填充剂有云母粉、石墨粉、炭粉、氧化铝粉、木屑、玻璃纤维、碳纤维等。

c．增塑剂　用来增加树脂的塑性和柔韧性。常用增塑剂有甲酸酯类、磷酸酯类、氯化石蜡等。近几年新发展的增塑剂有聚酯类，如聚己二酸、2-丙二醇酯等。

d．稳定剂　包括热稳定剂和光稳定剂。常用热稳定剂有硬脂酸盐、环氧化合物和铅的化合物等。光稳定剂有炭黑、氧化锌等遮光剂，水杨酸酯类、二苯甲酮类等紫外线吸收剂，金属络化物类猝灭剂和受阻胺类自由基捕获剂。

e．润滑剂　用来防止塑料粘在模具或其他设备上。常用润滑剂有硬脂酸、盐类等。

f．固化剂　能将高分子化合物由线型结构转变为体型交联结构的物质，如六次甲基四胺、过氧化二苯甲酰等。

g．发泡剂　受热时会分解放出气体的有机化合物，用于制备泡沫塑料等。常用发泡剂为偶氮二甲酰胺。

②塑料的分类　常用分类方法有以下两种：

a．按塑料受热时的性质分　分为热塑性塑料和热固性塑料。

热塑性塑料受热时软化或熔融、冷却后硬化，并可反复多次进行。它包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜、聚四氟乙烯等。

热固性塑料在加热、加压并经过一定时间后即固化为不溶、不熔的坚硬制品，不可再生。常用热固性塑料有酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、呋喃树脂、有机硅树脂等。

b．按塑料的功能和用途分　分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。

通用塑料是指产量大、用途广、价格低的塑料。主要包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料、氨基塑料等，产量占塑料总产量的75%以上。

工程塑料是指具有较高性能，能替代金属用于制造机械零件和工程构件的塑料。主要有聚酰胺、ABS、聚甲醛、聚碳酸酯、聚砜、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂等。

特种塑料是指具有特殊性能的塑料，如导电塑料、导磁塑料、感光塑料等。

（2）塑料的成型及加工方法简介

①成型方法　塑料的成型方法很多，常用的有注射、挤出、吹塑、浇铸、模压成型等。根据所用的材料及制品的要求选用不同的成型方法。

a．注射成型　又称注塑成型。将塑料原料在注射机料筒内加热熔化，通过推杆或螺杆向前推压至喷嘴，迅速注入封闭模具内，冷却后即得塑料制品。注射成型主要用于热塑性塑料，也可用于流动性较大的热固性塑料。能生产形状复杂、薄壁、有金属或非金属嵌件的塑料制品。

b．挤出成型　又称挤塑成型。塑料原料在挤出机内受热熔化的同时通过螺杆向前推压至机头，通过不同形状和结构的口模连续挤出，获得不同形状的型材，如管、棒、带、丝、板及各种异型材，还可用于电线、电缆的塑料包覆等。挤出成型主要用于热塑性塑料。

c．吹塑成型　熔融态的塑料坯通过挤出机或注射机挤出后，置于模具内，用压缩空气将此坯料吹胀，使其紧贴模内壁成型而获得中空制品。

d．浇铸成型　在液态树脂中加入适量固化剂，然后浇入模具型腔中，在常压或低压及常温或适当加热条件下固化成型。此法主要用于生产大型制品，设备简单，但生产率低。

e．模压成型　将塑料原料放入成型模加热熔化，通过压力机对模具加压，使塑料充满整个型腔，同时发生交联反应而固化，脱模后即得压塑制品。模压成型主要用于热固性塑料，适用于形状复杂或带有复杂嵌件的制品，但生产率低，模具成本较高。

②加工方法　塑料制品可以进行二次加工，主要方法有机械加工、焊接、粘接、表面喷涂、电镀、镀膜、彩印等。

塑料可进行各种机械加工，由于塑料强度低，弹性大，导热性差，塑料切削加工时刀刃应锋利，刀具的前角与后角要大，速度要高，切削量要小，装夹不宜过紧，冷却要充分。

（3）常用塑料

常用塑料的性能见表7－1。图7－4为采用塑料制造的一些产品。

表7－1　常用塑料的性能

①聚乙烯　聚乙烯无毒、无味、无臭，呈半透明状。聚乙烯强度较低，耐热性不高，易燃烧，抗老化性能较差。具有良好的耐化学腐蚀性，除强氧化剂外与大多数药品都不发生作用。具有优良的电绝缘性能，特别是高频绝缘，吸水率很小。根据密度可分为低密度聚乙烯（LDPE）和高密度聚乙烯（HDPE）。HDPE的各项性能都优于LDPE。

LDPE主要用作日用制品、薄膜、软质包装材料、层压纸、层压板、电线电缆包覆等。HDPE主要用作硬质包装材料、化工管道、储槽、阀门、高频电缆绝缘层、各种异型材、衬套、小负荷齿轮、轴承等。

②聚氯乙烯　具有较高的机械强度、较大的刚性、良好的电绝缘性、良好的耐化学腐蚀性，能溶于四氢呋喃和环己酮等有机溶剂，具有阻燃性；但热稳定性较差，使用温度较低，介电常数、介电损耗较高。根据增塑剂用量的不同可分为硬质和软质聚氯乙烯。

图7－4　用工程塑料制造的产品

硬质聚氯乙烯主要用于工业管道系统、给排水系统、板件、管件、建筑及家居用防火材料，化工防腐设备及各种机械零件。软质聚氯乙烯主要用于薄膜、人造革、墙纸、电线电缆包覆及软管等。

③聚苯乙烯　聚苯乙烯是无毒、无味、无臭、无色的透明状固体。吸水性低，电绝缘性优良，介电损耗极小。耐化学腐蚀性优良，但不耐苯、汽油等有机溶剂。机械强度较低，硬度高，脆性大，不耐冲击，耐热性差，易燃。

聚苯乙烯主要用于日用、装潢、包装及工业制品，如仪器仪表外壳、热灯罩、光学零件、装饰件、透明模型、玩具、化工储酸槽、包装及管道的保温层、冷冻绝缘层等。

④聚丙烯　聚丙烯是无毒、无味、无臭、半透明蜡状固体，密度小，力学性能高于聚乙烯，耐热性良好，化学稳定性好，但不耐芳香族和氯化烃溶剂，耐寒性差，易老化。

聚丙烯主要用于化工管道、容器、医疗器械、家用电器部件、家具、薄膜、绳缆、丝织网、电线电缆包覆等，以及汽车及机械零部件，如车门、转向盘、齿轮、接头等。

⑤聚酰胺　又称为尼龙或锦纶。具有较高的强度和韧性，耐磨性和自润滑性好，摩擦因数低。具有较好的电绝缘性，良好的耐油、耐溶剂性，良好的阻燃性。但吸水性大，热膨胀系数大，耐热性不高。不同种类的尼龙性能有差异。

聚酰胺主要用于制造机械、化工、电气零部件，如轴承、齿轮、凸轮、泵叶轮、高压密封圈、阀门零件、包装材料、输油管、储油容器、丝织品及汽车保险杠、门窗手柄等。

⑥聚甲醛　具有较高的强度、硬度、刚性、韧性、耐磨性和自润滑性，耐疲劳性能高，吸水性小，摩擦因数小，耐化学品腐蚀性好，电绝缘性能良好，但热稳定性差，易燃。聚甲醛具有较高的综合性能，因此可以用来替代一些金属和尼龙。

聚甲醛主要用于制造轴承、齿轮、凸轮、叶轮、垫圈、法兰、活塞环、导轨、阀门零件、仪表外壳、化工容器、汽车部件等，特别适用于无润滑的轴承、齿轮等。

⑦聚碳酸酯　聚碳酸酯是无毒、无味、无臭、微黄的透明状物体。具有优良的耐热性和冲击韧度，耐低温性好、尺寸稳定性高、绝缘性良好、吸水性小、透光率高、阻燃性好，但化学稳定性差，耐磨性和抗疲劳性较差，容易产生应力腐蚀开裂。

聚碳酸酯广泛用于制造轴承、齿轮、蜗轮、蜗杆、凸轮、透镜、挡风玻璃、防弹玻璃、防护罩、仪表零件、设备外壳、绝缘零件、医疗器械等。

⑧聚砜　聚砜具有优良的耐热性，蠕变抗力高，尺寸稳定性好，电绝缘性能优良，耐热老化性能和耐低温性能也很好。聚砜耐化学腐蚀性能较好，但不耐某些有机极性溶剂。

聚砜主要用于制造高强度、耐热、抗蠕变的结构零件，耐腐蚀零件及电气绝缘件，如齿轮、凸轮、仪表壳罩、电路板、家用电器部件、医疗器具等。

⑨ABS塑料　由丙烯腈（A）-丁二烯（B）-苯乙烯（S）三种单体共聚而成。丙烯腈能提高强度、硬度、耐热性和耐腐蚀性，丁二烯能提高韧性，苯乙烯能提高电性能和成型加工性能。不同的组分可获得不同的性能。ABS塑料具有较好的抗冲击性能、尺寸稳定性和耐磨性、成型性好、不易燃、耐腐蚀性好，但不耐酮、醛、酯、氯代烃类溶剂。

ABS塑料主要用于电器外壳、汽车部件、轻载齿轮、轴承，各类容器、管道等。

⑩聚四氟乙烯　氟塑料中的一种。聚四氟乙烯具有优良的化学稳定性，除熔融态金属钠和氟外，不受任何腐蚀介质的腐蚀。耐热性、耐寒性和电绝缘性能优良，热稳定性高、耐候性好、吸水性小、摩擦因数小，但强度低，尺寸稳定性差。

聚四氟乙烯主要用于减摩密封零件，如垫圈、密封圈、活塞环等；用于化工耐蚀零件，如管道、阀门、内衬、过滤器等；绝缘材料，如电子仪器、高频电缆、线圈等的绝缘，印制电路板底板等；医疗方面，如代用血管、人工心肺装置、消毒保护器等。

⑪聚甲基丙烯酸甲酯　又称有机玻璃。和无机硅玻璃相比具有较高的强度和韧性。有机玻璃具有优良的光学性能，透光率比普通硅玻璃好；优良的电绝缘性，是良好的高频绝缘材料；耐化学腐蚀性好，但溶于芳烃、氯代烃等有机溶剂。耐候性好，热导率低，但硬度低，表面易擦伤，耐磨性差，耐热性不高。主要用于飞机、汽车的窗玻璃和罩盖、光学镜片、仪表外壳、装饰品、广告牌、灯罩、光学纤维、透明模型、标本和医疗器械等。

⑫聚酰亚胺塑料　耐热性最高的塑料，使用温度为－180～260℃，强度高，抗蠕变性、减摩性及电绝缘性都优良，耐辐射，不燃烧，但有缺口敏感性，不耐碱和强酸。聚酰亚胺塑料主要用于高温自润滑轴承、轴套、齿轮、密封圈、活塞环等，还可用于低温零件、防辐射材料、漆包线、印制电路板底板与其他绝缘材料、粘合剂等。

⑬酚醛塑料　以酚醛树脂为基，加入填料及其他添加剂而制成。酚醛塑料具有一定的机械强度和硬度，良好的耐热性、耐磨性、耐腐蚀性及电绝缘性，热导率低。

根据填料不同分为粉状、纤维状、层状塑料。以木粉为原料的酚醛塑料粉又称胶木粉或电木粉，它价格低廉，但性脆、耐光性差，用于制造手柄、瓶盖、电话及收音机外壳、灯头、开关、插座等。以云母粉、石英粉、玻璃纤维为填料的塑料粉可用来制造电闸刀、电子管插座、汽车点火器等。以石棉为填料的塑料粉可用于制造电炉、电熨斗等设备上的耐热绝缘部件。以玻璃布、石棉布等为填料的层状塑料的可用于制造轴承、齿轮、带轮、各种壳体等。

⑭环氧塑料　以环氧树脂为基，加入填料及其他添加剂而制成。环氧树脂的强度较高，成型性好，具有良好的耐热性、耐腐蚀性、尺寸稳定性，优良的电绝缘性能。环氧塑料主要用于仪表构件、塑料模具、精密量具、电子元件的密封和固定、粘合剂、复合材料等。

⑮氨基塑料　氨基塑料硬度高，耐磨性和耐腐蚀性良好，具有优良的电绝缘性和耐电弧性，不易燃。有粉状和层压材料。氨基塑料粉又称电玉粉，制品无毒无臭。氨基塑料主要用于制造家用及工业器皿、各种装饰材料、家具材料、密封件、传动带、开关、插头、隔热吸声材料、胶黏剂等。

⑯有机硅塑料　具有优良的耐热性和电绝缘性，吸水性低，抗辐射，但强度低。有机硅塑料主要用于电气、电子元件和线圈的灌封和固定、耐热零件、绝缘零件、耐热绝缘漆、高温粘合剂、密封件、医用材料等。

（4）几类典型塑料零件的选材

①一般结构件　主要要求一定的机械强度和耐热性，一般选用价廉、成型性好的塑料，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、ABS等。常与热水蒸气接触或稍大壳体要求较高刚性的零件可选用聚碳酸酯、聚砜等，要求透明的零件可选用有机玻璃、聚苯乙烯或聚碳酸酯等。要求表面处理的零件可选用ABS等。

②摩擦传动零件　对齿轮、蜗轮、凸轮等受力较大的零件，可选用尼龙、聚甲醛、聚碳酸酯、增强聚丙烯、夹布酚醛等。对轴承、导轨、活塞环等受力较小、要求摩擦因数小、自润滑性好的零件，可选用聚甲醛、聚四氟乙烯填充聚甲醛、尼龙1010等。

③电器零件　对于工频低压条件下的电器元件，可选用酚醛塑料、氨基塑料、环氧塑料等。对于高压电器可选用交联聚乙烯、聚碳酸酯、氟塑料、环氧塑料等。对于高频电器可选用氟塑料、有机硅塑料、聚砜、聚苯醚、聚酰亚胺等。

2）橡胶

（1）橡胶的组成

橡胶是以生胶为主要成分，添加各种配合剂和增强材料制成的。图7－5为橡胶制品。

图7－5　橡胶制品

①生胶　生胶是指无配合剂、未经硫化的橡胶。按原料来源有天然橡胶和合成橡胶。

②配合剂　用来改善橡胶的某些性能。常用配合剂有硫化剂、硫化促进剂、活化剂、填充剂、增塑剂、防老化剂、着色剂等。

a．硫化剂　用来使生胶的结构由线型转变为交联体型结构，从而使生胶变成具有一定强度、韧性、高弹性的硫化胶。常用硫化剂有硫黄和含硫化合物、有机过氧化物、胺类化合物、树脂类化合物、金属氧化物等。

b．硫化促进剂　作用是缩短硫化时间，降低硫化温度，改善橡胶性能。常用促进剂有二硫化氨基甲酸盐、黄原酸盐类、噻唑类、硫脲类和部分醛类及醛胺类等有机物。

c．活化剂　用来提高促进剂的作用。常用活化剂有氧化锌、氧化镁、硬脂酸等。

d．填充剂　用来提高橡胶的强度、改善工艺性能和降低成本。能提高性能的填充剂称为补强剂，如炭黑、二氧化硅、氧化锌、氧化镁等；用于减少橡胶用量而降低成本的有滑石粉、硫酸钡等。

e．增塑剂　用来增加橡胶的塑性和柔韧性。常用增塑剂有石油系列、煤油系列和松焦油系列增塑剂，如凡士林、石蜡、硬脂酸等。

f．防老剂　用来防止或延缓橡胶老化，主要有石蜡、胺类和酚类防老剂。

③增强材料　主要有纤维织品、钢丝加工制成的帘布、丝绳、针织品等类型。

（2）橡胶的成型加工工艺简介

橡胶的成型加工一般包括塑炼、混炼、压延与压出、成型、硫化五个工序。

①塑炼　生胶具有很高的弹性，难以加工。塑炼是生胶在机械或化学作用下，部分橡胶长分子链被切断，相对分子质量降低，塑性增加的过程。通常在炼胶机中进行。

②混炼　将生胶和配合剂混合均匀的过程。混炼的加料顺序是：塑炼胶、防老剂、填充剂、增塑剂、硫化剂及硫化促进剂等。混炼时要注意严格控制温度和时间。

③压延与压出　混炼胶通过压延与压出等工艺，可以制成一定形状的橡胶半成品。

④成型　把橡胶半成品通过粘贴、压合等方法制成成品形状的过程。

⑤硫化　胶料大分子结构由线型转变为交联体型结构的过程。硫化后即得制品。(www.xing528.com)

（3）常用橡胶

表7－2为常用橡胶的性能。

表7－2　常用橡胶的性能

①天然橡胶　由橡胶树上流出的乳胶提炼而成。天然橡胶具有较好的综合性能，抗拉强度高于一般合成橡胶，弹性高，具有良好的耐磨性、耐寒性和工艺性能，电绝缘性好，价格低廉。但耐热性差，不耐臭氧，易老化，不耐油。天然橡胶广泛用于制造轮胎、输送带、减震制品、胶管、胶鞋及其他通用制品。

②丁苯橡胶　用量最大的合成橡胶，由丁二烯和苯乙烯共聚而成。耐磨性高，透气性小，耐臭氧性、耐老化性、耐热性比天然橡胶好，介电性、耐腐蚀性和天然橡胶相近，但生胶强度差，加工性能差。主要品种有丁苯-10、丁苯-30、丁苯-50，其中数字越大，苯乙烯含量越高，橡胶密度越大，弹性和耐寒性越低，但耐磨性、耐腐蚀性和耐热性提高。丁苯橡胶可与天然橡胶及其他橡胶混用，可以部分或全部替代天然橡胶，主要用于制造轮胎、胶板、胶布、胶鞋及其他通用制品，不适用于制造高速轮胎。

③丁基橡胶　由异丁烯和少量异戊二烯低温共聚而成。丁基橡胶气密性极好，耐老化性、耐热性和电绝缘性均较高，耐水性好，耐酸、碱，具有很好的抗多次重复弯曲的性能。但强度低，加工性差，硫化慢，易燃，不耐辐射，不耐油，对烃类溶剂的抵抗力差。丁基橡胶主要用于制造内胎、外胎以及化工衬里，绝缘材料，防振动、防撞击材料等。

④顺丁橡胶　顺丁橡胶是顺式1，4-聚丁二烯橡胶的简称，是丁二烯在特定催化剂作用下，由溶液聚合而制得。顺丁橡胶弹性和耐寒性优良，耐磨性好，在交变压力作用下内耗低。抗拉强度较低，加工性能和耐老化性较差，与油亲和性好。顺丁橡胶一般与天然橡胶和丁苯橡胶混合使用，用于制造耐寒制品、减震制品、轮胎。

⑤氯丁橡胶　由氯丁二烯以乳液聚合法制成。氯丁橡胶物理、力学性能良好，耐油耐溶剂性和耐老化性良好，耐燃性好，电绝缘性差，加工时易粘辊、粘模，相对成本较高。氯丁橡胶主要用于制造电缆护套、胶管、胶带、胶黏剂、门窗嵌条、一般橡胶制品。

⑥乙丙橡胶　由乙烯和丙烯（EPM）和少量共轭二烯（EPDM）共聚而制得。乙丙橡胶具有优异的耐老化性、耐候性、耐臭氧性、耐水性、化学稳定性、耐热、耐寒性、弹性、绝缘性能高，比密度小，但抗拉强度较差，耐油性差，不易硫化。乙丙橡胶主要用于制造电线电缆护套、胶管、胶带、汽车配件、车辆密封条、防水胶板及其他通用制品。

⑦丁腈橡胶　由丁二烯与丙烯腈共聚而成。丁腈橡胶耐油性、耐热性好，气密性与耐水性较好，耐老化性好，耐磨性接近天然橡胶。耐寒性、耐臭氧性差，硬度高，不易加工。丁腈橡胶主要用于制造各种耐油密封制品，例如耐油胶管、燃料桶、液压泵密封圈、耐油胶粘剂、油罐衬里等。

⑧聚氨酯橡胶　氨基甲酸酯橡胶的简称。聚氨酯橡胶耐磨性高于其他各类橡胶，抗拉强度最高，弹性高，耐油、耐溶剂性优良。耐热、耐水、耐酸碱性差。主要用于制造胶轮、实心轮胎、齿轮带及胶辊、液压密封圈、鞋底、冲压模具中弹性零件材料。

⑨氟橡胶　主链或侧链上含有氟原子的橡胶的总称。氟橡胶具有优良的耐热性能，耐酸、碱、油及各种强腐蚀性介质的侵蚀，具有良好的介电性能和耐大气老化性能，但耐低温性能差，加工性差。氟橡胶主要用于制造飞行器中的胶管、垫片、密封圈、燃烧箱衬里等，耐腐蚀衣服和手套以及涂料、粘合剂等。

⑩硅橡胶　由硅氧烷聚合而成。硅橡胶耐高温及低温性突出，化学惰性大，电绝缘性优良，耐老化性能好，但强度较低，价格较贵。硅橡胶主要用于制造耐高低温密封绝缘制品、印膜材料、医用制品等。

⑪聚硫橡胶　甲醛或二氯化合物和多硫化钠的缩聚产物。聚硫橡胶耐各种介质腐蚀性优良，耐老化性好，但强度很低，变形大。聚硫橡胶主要用于制造油箱和建筑密封腻子。

3）合成纤维

纤维是指长度比直径大许多倍，具有一定柔韧性的纤细物质。合成纤维是由合成高分子化合物加工制成的纤维。

（1）合成纤维的分类

合成纤维的品种很多，根据大分子主链的化学组成，可分为杂链纤维和碳链纤维。

杂链纤维有聚酰胺纤维（锦纶）、聚酯纤维（涤纶）、聚氨酯弹性纤维、聚脲纤维、聚甲醛纤维、聚酰亚胺纤维等。碳链纤维有聚丙烯腈纤维（腈纶）、聚乙烯醇纤维（维尼纶）、聚氯乙烯纤维（氯纶）、聚丙烯纤维（丙纶）、聚乙烯纤维、聚四氟乙烯纤维等。最主要的是锦纶、涤纶和腈纶三大类。

（2）纤维的加工工艺简介

纤维加工过程包括纺丝液的制备、纺丝及初生纤维的后加工等过程。

①纺丝液制备　将高聚物用溶剂溶解或加热熔融成黏稠的液体（纺丝液）。

②纺丝　将纺丝液用纺丝泵连续、定量、均匀地从喷丝头小孔压出，形成的黏液经凝固或冷凝成纤维。纺丝方法很多，有熔融法、溶液法、干湿法、液晶法、冻胶法、相分离法、反应法、裂膜法、乳液法及喷射法等。

③后加工　纺丝制出的纤维不能直接用于纺织加工，必须进行一系列的加工处理。短纤维的后加工包括集束、牵伸、水洗、上油、干燥、热定型、卷曲、切断、打包等工序。长纤维的后加工包括拉伸、加捻、复捻、热定型、络丝、分级、包装等工序。锦纶和涤纶长丝经特殊的变形热处理，可得到富有弹性的弹力丝。弹力丝加工方法主要为假捻法。腈纶短纤维经特殊处理后可得到蓬松柔软、保暖性好的膨体纱。

（3）常用合成纤维

①锦纶纤维　锦纶纤维强度高，耐磨性好，耐冲击性好，弹性高，耐疲劳性能好，密度小，耐腐蚀，染色性好，但弹性模量小，耐热性和耐光性较差。主要用于工业用布、轮胎帘子线、传动带、帐篷、绳索、渔网、降落伞、宇宙飞行服等军用物品。品种主要有锦纶-6（尼龙-6）、锦纶-66（尼龙-66）。

②涤纶纤维　涤纶纤维耐热性好，弹性模量、强度高，冲击强度高，耐疲劳性好，耐磨性仅次于锦纶纤维，耐光性仅次于腈纶纤维、好于锦纶纤维；但染色性差，吸水性低，织物易起球。主要用于电机绝缘材料、运输带、传送带、输送石油软管、水龙带、绳索、工业用布、滤布、轮胎帘子线、渔网、人造血管等。

③腈纶纤维　腈纶纤维弹性模量仅次于涤纶纤维，比锦纶纤维高2～3倍，耐光性与耐候性仅次于氟纤维，耐热性能较好，能耐酸、氧化剂、有机溶剂，但耐碱性差。染色性和纺丝性能较差。腈纶纤维蓬松柔软，保暖性好，广泛用来生产羊毛混纺及纺织品，还可用于帆布、帐篷及制备碳纤维等。

④维尼纶　吸水性大，强度较高，耐化学腐蚀、耐光及耐虫蛀等性能都很好，但耐热水性不够好，弹性较差，染色性较差。主要用于绳缆、渔网、帆布、滤布、自行车或拖拉机轮胎帘子线、输送带、运输盖布、炮衣。

⑤丙纶　丙纶密度为0．91g／cm3，是合成纤维中最小的，吸水性很小，耐磨性接近于锦纶纤维，具有良好的耐腐蚀性，特别对无机酸、碱有显著的稳定性，绝缘性好，但耐光性及染色性差，耐热性不高。主要用于混纺衣料、绳索、滤布、填充材料、帆布、包装袋等。

⑥氯纶纤维　氯纶耐磨性、弹性、耐化学腐蚀性、耐光性、保暖性都很好，不燃烧，绝缘性好，但耐热性和染色性较差。主要用于制造针织品、衣料、毛毯、地毯、绳索、滤布、帐篷、绝缘布等。

⑦芳纶纤维　芳纶纤维是芳香族聚酰胺纤维的商品名称，国外名Kevlar，常用品种有Kevlar－49（芳纶1414）和Kevlar－29（芳纶14）等，芳纶1414性能比芳纶14好。芳纶具有强度高、密度小、刚性好、弹性模量高、耐寒、耐热、耐辐射、耐疲劳和耐腐蚀的特点，主要用作高强度复合材料的增强材料，广泛用作防弹衣、飞机、船体的结构材料。

4）胶黏剂

胶黏剂是能把两个固体表面粘合在一起，并且在胶接面处具有足够强度的物质。胶黏剂是以各种树脂、橡胶、淀粉等为基体材料，添加各种辅料而制成的。常用辅料有增塑剂、固化剂、填料、溶剂、稳定剂、稀释剂、偶联剂、色料等。

胶结原理：胶结是指同质或异质物体表面用胶黏剂连接在一起的技术，具有应力分布连续、重量轻、密封，多数工艺温度低等特点。胶结特别适用于不同材质、不同厚度、超薄规格和复杂构件的连接。

聚合物之间、聚合物与非金属或金属之间、金属与金属和金属与非金属之间的胶结等都存在聚合物基料与不同材料之间界面胶结问题。胶结是综合性强、影响因素复杂的一类技术，现有的胶结理论都是从某一方面出发来阐述其原理，所以至今全面唯一的理论是没有的。把固体对胶黏剂的吸附看成是胶结主要原因的理论，称为胶结的吸附理论，认为粘结力的主要来源是粘接体系的分子作用力，即范德华引力和氢键力。当胶黏剂与被粘物分子间的距离达到5～10Å（1Å＝10－10 m）时，界面分子之间便产生相互吸引力，使分子间的距离进一步缩短到处于最大稳定状态。

根据计算，由于范德华力的作用，当两个理想的平面相距为10Å时，它们之间的引力强度可达10～1 000MPa；当距离为3～4Å时，可达100～1 000MPa。这个数值远远超过现在最好的结构胶黏剂所能达到的强度。因此，有人认为计算值是假定两个理想平面紧密接触，接触很好，即胶黏剂对粘接界面充分润湿，并保证界面层上各对分子间的作用同时遭到破坏。

胶黏剂的极性太高，有时候会严重妨碍湿润过程的进行而降低粘结力。分子间作用力是提供粘结力的因素，但不是唯一因素。在某些特殊情况下，其他因素也能起主导作用。

胶结近代发展很快，应用行业极广，并对高新科学技术进步和人民日常生活改善有重大影响。因此，研究、开发和生产各类胶黏剂十分重要。

（1）胶黏剂的分类

胶黏剂按基体材料的分类如表7－3所示。

表7－3　胶黏剂按基体材料分类

（2）常用胶黏剂

①环氧树脂胶黏剂　具有很高的粘结力（超过其他胶黏剂），而且操作简便，不需外力即可粘结；有良好的耐酸、碱、油及有机溶剂的性能，但环氧胶固化后胶层较脆。改性的环氧树脂胶，如环氧-聚硫、环氧-丁腈，具有较高的韧性，环氧-酚醛具有较高的耐热性，环氧-缩醛具有较高的韧性和耐热性。

环氧树脂胶黏剂对金属、玻璃、陶瓷、塑料、橡胶、混凝土等均具有较好的粘合能力，常用于以上物品之间的粘结和修补，也可用于竹木和皮革、织物、纤维之间的粘结。

②酚醛树脂胶黏剂　具有较强的粘结能力，耐高温，但韧性低，剥离强度差。酚醛树脂胶主要用于木材、胶合板、泡沫塑料等，也可用于胶接金属、陶瓷。

改性的酚醛-丁腈胶可在－60～150℃使用，广泛用于机器、汽车、飞机结构部件的胶接，也可用于胶接金属、玻璃、陶瓷、塑料等材料。改性的酚醛-缩醛胶具有较好的胶接强度和耐热性，主要用于金属、玻璃、陶瓷、塑料的胶接，也可用于玻璃纤维层压板的胶接。

③聚氨酯树脂胶黏剂　聚氨酯树脂胶初粘结力大，常温触压即可固化，有利于粘结大面积柔软材料及难以加压的工件。耐低温性能很好，在－250℃以下仍能保持较高的剥离强度，而且其抗剪强度随着温度下降而显著提高。聚氨酯树脂胶毒性大，固化时间长，耐热性不高，易与水反应。聚氨酯树脂胶不但对金属、玻璃、陶瓷、橡胶、木材、皮革和极性塑料有很强的粘结力，对非极性的材料如聚苯乙烯等也有很高的粘结力，故以上物品之间的粘合都可采用这种胶，特别是超低温工件的粘结。

④α-氰基丙烯酸酯胶黏剂α-氰基丙烯酸酯胶具有透明性好、黏度低、粘结速度极快等特点，使用很方便。但它不耐水，性脆，耐温性和耐久性较差，有一定气味。α-氰基丙烯酸酯胶广泛用于金属、陶瓷、玻璃及大多数塑料和橡胶制品的粘结及日常修理。市场上销售的“501”胶和“502”胶就属于这类胶黏剂。

⑤氯丁橡胶胶黏剂　氯丁橡胶胶黏剂具有良好的弹性和柔韧性，初粘力强；但强度较低，耐热性不高，贮存稳定性较差，耐寒性不佳，溶剂有毒。氯丁橡胶胶黏剂使用方便，价格低廉，广泛用于橡胶与橡胶、金属、纤维、木材、塑料之间的粘结。

⑥聚醋酸乙烯乳液胶黏剂　即白胶，具有无毒、黏度小、价格低、不燃的特点，但耐水性和耐热性较差。主要用于胶接木材、纤维、纸张、皮革、混凝土、瓷砖等。

5）涂料

涂料是一种特殊的液态物质，它可涂覆到物体的表面上，固化后形成一层连续致密的保护膜或特殊功能膜。涂料可以使被防护的材料表面避免外力碰伤、摩擦，水分、酸碱性气体等的侵蚀；涂料对制品还起装饰或标志的作用，使制品表面美观；涂料还具有某些特殊功能，如电绝缘、导电、防微生物的附着、抗紫外线、抗红外线、吸收雷达波、杀菌等。

（1）涂料的组成

涂料一般由成膜物质和稀释剂两大部分组成。成膜物质又可分为主要、次要和辅助成膜物质。

①黏结剂　黏结剂是涂料的主要成膜物质，它决定了涂层的性质。常用黏结剂有酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯、有机硅等。

②颜料　颜料是次要成膜物质。它除了能使涂料着色，还能提高涂膜的强度、耐磨性、耐久性和防锈能力。常用颜料有钛白粉、氧化锌、炭黑、氧化铁红、铁黑、铁黄、铁蓝、三氧化二铬、甲苯胺红、肽氰蓝、耐晒黄、红丹、锌铬黄、磷酸锌、荧光颜料等。

③辅助成膜物质　辅助成膜物质有催干剂、增塑剂、固化剂、稳定剂、润湿剂等。

④溶剂　溶剂用于稀释涂料，便于加工，干结后挥发。常用溶剂有苯、二甲苯、松节油、乙醇、丙酮、环己酮、汽油、煤油等。

（2）常用涂料

①酚醛树脂涂料　常用的酚醛树脂涂料有清漆、绝缘漆、耐酸漆、地板漆等。

②环氧树脂涂料　环氧树脂涂料是以环氧树脂为黏结剂的一种涂料，具有很强的附着力，涂层易于清洁，抗细菌、耐水、耐溶剂和耐化学药品，有很好的耐磨性。玻璃纤维增强的无溶剂环氧涂料，具有优良的耐化学药品性、抗菌性、耐冲击性、耐磨性和耐热性，用于外墙及地板装饰。无溶剂环氧磁漆抗流挂性好、不收缩、有良好的化学性能、耐磨、无缩孔。

③氨基树脂涂料　氨基树脂涂料的主要品种为氨基醇酸烘漆。漆膜烘干后色泽丰满，耐磨、不燃、绝缘，有较好耐候性及化学稳定性。可用于汽车、自行车、缝纫机、仪器仪表、电冰箱、家用电器、医疗机械等的表面涂覆。

④醇酸树脂涂料　醇酸树脂涂料是以醇酸树脂为基料，加入植物油类而成的涂料。醇酸树脂涂料涂层柔软、附着力强、光泽好、硬度大和耐候性好，可用于金属制品及木制品上。木制品一般选用自干性长油度醇酸清漆；船舶、桥梁使用长油度醇酸磁漆；汽车、机电产品使用中油度醇酸漆；光学仪表多使用无光、半光醇酸漆。长、中、短油度表示油含量，短油度漆硬度高于中、长油度的漆。

⑤丙烯酸树脂涂料　丙烯酸树脂涂料是由丙烯酸或甲基丙烯酸酯类、胺类、酰胺类单体聚合而成，可制成热塑性和热固性两大类，丙烯酸涂料具有优良的综合性能，如耐久性、透明性、稳定性，能调节得到不同硬度、柔韧度和其他要求的性能。丙烯酸树脂涂料可做成溶剂型、水型、粉末型以及光敏型等多种涂料，用于汽车、飞机、电子、造纸、纺织、金属、塑料盒木材等的保护和装饰。

⑥聚氨酯涂料　聚氨酯涂料具有良好的物理和力学性能、防腐蚀性能，能室温固化，也可以加热固化，有良好的电绝缘性能，可和多种树脂配制成各种类型的涂料。

聚氨酯改性油涂料宜做木器漆及地板漆，但贮藏稳定性差，价格贵；湿固化聚氨酯涂料（单组分）用作金属及混凝土表面的防腐涂料，宜在高温环境中使用，也常做油罐、油管、油槽内部涂料；封闭型聚氨酯涂料（单组分）用作绝缘漆、耐火漆；水溶性的聚氨酯乳胶涂料有良好的耐磨性和耐蚀性，对颜料有极好的分散性，用于涂覆船舰甲板、飞机外壳等。

⑦各种新型涂料

a．水性涂料

水性涂料是以水代替涂料中的有机溶剂，因而在安全、成本、毒性以及环境污染等方面都很有竞争优势。目前已形成一个多品种、多性能、多用途的体系。其中以水溶性树脂涂料和乳胶涂料为主。

b．高固体分涂料

高固体分涂料具有涂膜丰满、一次涂装涂层厚、溶剂少、贮存运输方便、对环境污染小等特点。主要品种有氨基醇酸系、聚氨酯基系、环氧树脂系、丙烯酸聚氨酯系等，用于家用电器、机械、电机、汽车等的涂装。

c．粉末涂料

粉末涂料具有工序简单、节能、无环境污染、生产效率高等特点。主要用于家用电器、仪器仪表、汽车部件、输油管道等金属器件涂装。目前应用较多的是环氧树脂、聚酯、环氧树脂-聚酯混合物、聚氨酯和丙烯酸树脂等热固性粉末涂料。

d．光敏涂料

光固化涂料具有固化速度快、生产效率高、无溶剂、污染小等特点。特别适用于不能受热的材料，主要用于木器、家具、纸张、塑料、皮革、食品罐头等装饰性涂装。

e．功能性涂料

除保护和装饰这两个基本功能外，还具有其他特殊功能的涂料称为功能性涂料或特种涂料。功能性涂料按其功能和用途可分为6大类：

（a）机械功能涂料　包括防碎裂、润滑、可剥、隔音防震、弹性涂料等；

（b）电、磁功能涂料　包括电绝缘、导电和磁性涂料等；

（c）热功能涂料　包括耐高温、防火、示温、烧蚀、隔热涂料等；

（d）光学功能涂料　包括发光、荧光、太阳能吸收、伪装涂料等；

（e）生物功能涂科　包括防霉、防污、防虫涂料等；

（f）界面功能涂料　包括防雾、防水涂料等。