二、高分子材料的类型及应用
高分子材料是由相对分子质量很大的大分子组成的材料。由小分子单体经聚合反应生成大分子链而得到高分子材料,通过加工制成各种高分子材料制品。
高分子材料由于本身的结构特性,表现出与其他材料所不同的特点,表现为:质轻、透明,具有柔软、高弹的特性;多数高分子材料摩擦系数小,易滑动,能吸收振动和声音能量;是电绝缘体、难导热体,热膨胀较大,耐热温度低,低温脆性;耐水,大多数能耐酸、碱、盐等;使用过程中会出现“老化”现象。
高分子材料按来源分为天然、半合成(改性天然高分子材料)和合成高分子材料。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。
高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料。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。
(一)塑料
塑料是以合成的或天然的树脂作为主要成分,添加一些辅助材料(如填料、增塑剂、稳定剂、防老剂等),在一定温度、压力下加工成型。按照成型工艺不同,分为热塑性塑料、热固性塑料。
1.热塑性塑料
是以热塑性树脂为主体成分,加工塑化成型后具有链状的线状分子结构,受热后又软化,可以反复塑制成型。
2.热固性塑料
是以热固性树脂为主体成分,加工固化成型后具有网状体型的结构,受热后不再软化,强热下发生分解破坏,不可以反复成型。
例如:水管主要采用聚氯乙烯制作;煤气管采用中、高密度聚乙烯制作;热水管目前均用耐热性高的氯化聚氯乙烯或聚丁烯制造;泡沫塑料热导率极低,相对密度小。特别适于用作屋顶和外墙隔热保温材料,在冷库中用得更多。
3.塑料制品:聚氯乙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯等,用于建筑管道、电线导管、化工耐腐蚀零件及热交换器等。
(1)聚乙烯塑料管:无毒,可用于输送生活用水。常使用的低密度聚乙烯水管(简称塑料自来水管)的规格,这种管材的外径与焊接钢管基本一致。
(2)ABS工程塑料管:耐腐蚀、耐温及耐冲击性能均优于聚氯乙烯管,它由热塑性丙烯腈丁二烯-苯乙烯三元共聚体粘料经注射、挤压成型加工制成,使用温度为-20~70℃,压力等级分为8、C、D三级。
(3)聚丙烯管(PP管):丙烯管材系聚丙烯树脂经挤出成型而得,用于流体输送。按压力分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型,其常温下的工作压力为:Ⅰ型为0.4MPa、Ⅱ型为0.6MPa、Ⅲ型为0.8MPa。
(4)硬聚氯乙烯排水管及管件:硬聚氯乙烯排水管及管件用于建筑工程排水,在耐化学性和耐热性能满足工艺要求的条件下,此种管材也可用于工业排水系统。
例如:塑料及复合材料水管常用的有:聚乙烯塑料管,涂塑钢管。ABS工程塑料管,聚丙烯管(PP管),硬聚氯乙烯管。建筑物中常用的排水管及管件是硬聚氯乙烯。
(二)橡胶
橡胶是具有高弹性的高分子材料,它是由生胶、配合剂、增强剂组成,按材料来源不同分为天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶弹性最好,具有强度大、电绝缘性好、不透水的特点。
橡胶制品有天然橡胶、氯化橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丁苯橡胶、丁脂橡胶等,用于密封件、衬板、衬里等。
(三)纤维
具有很大长径比和一定柔韧性的纤细物质。按原材料及生产过程不同,可分为人造纤维与合成纤维。
1.人造纤维是利用自然界中的木料、芦苇、棉绒等原料经过制浆提取纤维素,再经过化学处理及机械加工而成的。
2.合成纤维是利用石油、煤炭、天然气等原料生产制造的纤维制品。