汽车材料-项目六-任务一-汽车用高分子材料.ppt

项目六汽车常用非金属材料一、高分子材料的结构二、汽车常用高分子材料任务一 汽车常用有色金属及其合金 一、高分子材料的结构 高分子材料的结构主要是指高分子化合物的结构。按研究单元不同，高分子化合物的结构可分为高分子链结构（分子内结构）和聚集态结构（分子间结构）。（一）高分子链结构按高分子链的几何形状不同，高分子链的结构可分为线型、支链型和体型三种。（a）线型 （b）支链型 （c）体型 图6-1 高分子链结构（二）聚集态结构 高分子链结构只是对一个高分子而言的，而高分子材料是由很多高分子聚集而成的，其性能除与高分子链的结构有关外，还与高分子的聚集态结构有关。1晶态结构晶态结构的高分子链排列规则有序，分子间作用力大，链段运动困难，其熔点、强度、刚度和耐热性等性能高。晶态结构中的高分子链又可分为横向有序排列和纵向有序排列两种情况。非晶态结构即无规则排列的无定形结构，其中的高分子链排列杂乱无规则。非晶态结构的分子间作用力小，链段运动比晶态结构容易，其弹性、韧性好，伸长率大。2非晶态结构部分晶态结构的分子排列情况介于晶态和非晶态之间，其性能与结晶度有关，结晶度的变化范围为50%95%。3部分晶态结构 高分子材料的结构主要是指高分子化合物的结构。按研究单元不同，高分子化合物的结构可分为高分子链结构（分子内结构）和聚集态结构（分子间结构）。（一）高分子链结构按高分子链的几何形状不同，高分子链的结构可分为线型、支链型和体型三种。线型分子链是由许多链节组成的长链，一般卷曲成不规则的线团状，其分子的直径与长度之比可达11 000左右。这类结构的高分子化合物具有加热能软化或熔化，冷却能变硬的可逆物理特性，称为热塑性。1 1线型线型分子链分子链支链型分子链的高分子主链上带有一些长或短的小支链，整个分子呈枝状。这类结构高分子化合物的性能和加工都与线型分子链高分子化合物相似。体型分子链的高分子链之间通过许多支链相互交联，空间形态呈网状。这类结构的高分子化合物硬度高，有良好的耐热性和强度，但脆性大，弹性和塑性低，只能在形成网状结构前进行一次性成形，不能重复成形，这种性质称为热固性。2 2支链型分子链支链型分子链3 3体型分子链体型分子链二、汽车常用高分子材料 按其来源不同，高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料。天然高分子材料有天然橡胶、纤维素、蚕丝等；合成高分子材料的种类很多，如合成塑料、合成橡胶、合成纤维等。按物理形态和用途不同，高分子材料可分为塑料、橡胶、纤维、黏合剂、功能高分子材料等。其中以塑料、橡胶、合成纤维的产量最大。汽车上较常用的高分子材料有塑料和橡胶等。（一）塑料图6-3 工程塑料在汽车上的应用1塑料的组成和特点质量轻：塑料的密度为0.83，只有钢铁的1/81/4和铝的1/2。比强度高：材料的抗拉强度与材料表观密度之比称为比强度。塑料的强度比金属低，但密度小，故其比强度较高。化学稳定性好：塑料能耐大气、水、碱和有机溶剂等的腐蚀。优异的电绝缘性：塑料的电绝缘性可与陶瓷、橡胶以及其他绝缘材料相媲美。减摩、耐磨性好：塑料的硬度低于金属，但多数塑料的摩擦系数小。消声吸振性好，成型加工性好，且方法简单：大多数塑料制品的生产效率都很高。耐热性差：大多数塑料件只能在100以下的环境中使用，少数品种可在200左右的高温时使用。2汽车常用塑料 按应用范围不同，塑料可分为通用塑料和工程塑料两种。常用工程塑料包括热塑性工程塑料（聚乙烯PE、聚丙烯塑料PP、聚氯乙烯塑料PVC、ABS树脂、聚酰胺PA、聚甲醛POM、聚碳酸酯PC等）和热固性工程塑料（酚醛树脂PF、氨基树脂UF、环氧树脂EP等）。图6-4 汽车塑料仪表板和前围（二）橡胶 橡胶是一种有机高分子弹性化合物，具有高弹性、耐油、耐腐蚀、耐热寒、耐老化、耐辐射等特点。图6-5 汽车上的橡胶密封条1）橡胶的分类 橡胶按原材料来源可分为天然橡胶和合成橡胶。习惯上按用途将合成橡胶分成两类：通用橡胶和特种橡胶。2）橡胶制品的组成 橡胶是以生胶为主要原料，加入适量配合剂而制成的高分子材料。生胶是指未加配合剂的天然胶或合成胶，它也是将配合剂和骨架材料粘成一体而形成的。配合剂是指为改善和提高橡胶制品性能而加入的物质，如硫化剂、活性剂、软化剂、填充剂、防老剂和着色剂等。3）橡胶的特性 橡胶具有弹性大的特点；同时具有吸振能力强，耐磨性、隔声性、绝缘性好，可积储能量，有一定的耐蚀性和足够的强度等优点。橡胶的主要缺点是易于老化，老化后橡胶会丧失弹性、变硬、变脆、发黏甚至龟裂。使用或存放周期过长，光照、高温等因素均会加快橡胶老化。4）橡胶的主要用途 在机械和汽车工业中，橡胶是常用的轮胎材料、密封材料、减振防振材料（汽车底盘橡胶弹簧）和传动材料（V带）。2汽车常用橡胶1）汽车轮胎汽车轮胎是汽车上橡胶用量最大的零件。图6-6 汽车轮胎及其结构组成2）其他车用橡胶零件 图6-7 汽车橡胶零部件（a）橡胶气门嘴 （b）传动带 （c）防尘罩 （d）汽车水管