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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划生活中常见的复合材料非金属材料及复合材料学习目标：了解非金属材料和复合材料的种类、性能特点及应用，特别是塑料、橡胶、陶瓷、复合材料的性能特点及应用。本章导读：塑料与橡胶为有机高分子材料，与金属相比质量轻，具有金属材料不可比拟的特殊性能，使用极为广泛；陶瓷为无机非金属材料，具有高硬度、耐蚀的性能，除日用陶瓷外，工业上使用的特种陶瓷更具有其独特的性能，在机械加工、航空航天、化学工业等领域都有应用；复合材料是由两种或多种材料组成的多相材料，具有较好的综合性能，其应用越来越受到广泛的重视，大
2、家熟悉的玻璃钢、塑钢门窗、羽毛球拍等，都是用复合材料制造的。第一节塑料与橡胶塑料与橡胶属高分子材料，目前，全世界合成高分子材料的年产量按体积计已超过钢铁材料，并正以每年14%的速度增长，其使用领域广泛，涉及工业制造及日常生活。高分子材料是由若干原子按一定规律重复地连接而成的长链分子，长链分子的最大伸直长度可达毫米级，其分子量一般大于5000。高分子材料按来源可分为天然高分子和合成高分子化合物。合成高分子化合物是由一种或几种单体聚合而成的，因此高分子化合物又称高聚物或聚合物。如聚乙烯分子就是由单体乙烯经聚合反应连接而成：n-CH2CH2-n乙烯聚乙烯高分子化合物的化学组成一般并不复杂，是由重复连
3、接的结构单元组成的，这种重复连接的结构单元称为“链节”，如聚乙烯中的-CH-2CH2-。大分子链之间存在的相互作用力使链节连接起来，其连接方式决定了高分子化合物的性能。一、塑料1塑料的组成塑料的主要组成是合成树脂和添加剂。合成树酯是具有可塑性的高分子化合物的统称，它是塑料的基本组成物，它决定了塑料的基本性能，塑料中合成树酯含量一般为30%100%。树酯在塑料中还起粘结剂的作用，许多塑料的名称是以树酯来命名的，如聚苯乙烯塑料的树酯就是聚苯乙烯；添加剂的作用主要是改善塑料的某些性能或降低成本，常用的添加剂有填充剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、固化剂、着色剂等。2塑料的分类按使用范围：通用塑料、工程塑料
4、按受热性能：热塑性塑料、固性塑料。热塑性和热固性塑料的特性及常用品种3塑料的性能塑料最大的特点是具有可塑性和可调性。所谓可塑性，就是通过简单的成型工艺，利用模具可以制造出所需要的各种不同形状的塑料制品；可调性是指在生产过程中可以通过变换工艺、改变配方，制造出不同性能的塑料。塑料的其它性能分述如下：物理性能密度塑料的密度在cm-3之间，仅相当于钢密度的1/41/7。若在塑料中加入发泡剂后，泡沫塑料的密度仅为cm-3。电性能塑料具有良好的电绝缘性。聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等塑料可作为高频绝缘材料；聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、酚醛、氨基塑料等可作为中频及低频绝缘材料。热
5、性能塑料遇热、遇光易老化、分解，大多数塑料只能在100以下使用，只有极少数塑料可在250左右长期使用；塑料的导热性差，是良好的绝热材料；塑料线膨胀系数大，一般为钢的310倍，因而塑料零件的尺寸不稳定，常因受热膨胀产生过量变形而引起开裂、松动、脱落100。化学性能塑料具有良好的耐腐蚀性能，大多数塑料能耐大气、水、酸、碱、油的腐蚀。因此工程塑料能制作化工设备及在腐蚀介质中工作的零件。力学性能强度与刚度塑料的强度、刚度较差，其强度仅为30150MPa，且受温度的影响较大；塑料的刚度仅为钢的1/10。但由于塑料的密度小，故比强度比较高。蠕变与应力松弛塑料在外力作用下，在应力保持恒定的条件下，变形随时间
6、的延续而慢慢增加，这种现象称为蠕变。例如架空的电线套管会慢慢变弯，这就是蠕变。蠕变会导致应力松弛，如塑料管接头经一定时间使用后，由于应力松弛导致泄漏。图7-1有机玻璃应力应变曲线减摩性和耐磨性许多的塑料的摩擦系数低，如聚四氟乙烯、尼龙、聚甲醛、聚碳酸酯等都具有小的摩擦系数，因此塑料具有良好的减摩性；同时塑料具有自润滑性，在无润滑或少润滑摩擦的条件下，其减摩性好于金属，工程上用这类塑料来制造轴承、轴套、衬套、丝杠螺母等摩擦磨损件。此外，塑料还具良好的减振性和消音性，用塑料制作零件可减小机器工作时的振动和噪声。4常用塑料的性能及应用塑料的通用品种中，聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯四大品种的总产
7、量在亿吨左右。其他如透光性好的有机玻璃，称为塑料王的耐腐蚀塑料聚四氟乙烯，作为工程塑料的聚砜、聚碳酸酯、聚甲醛、聚酰亚胺和常用作泡沫塑料的聚氨酯等。常用塑料的特性及应用二、橡胶橡胶是具有高弹性的高分子材料，它在较小的载荷下就能产生很大的变形，当载荷去除后又能很快恢复原状，是常用的弹性材料、密封材料、防震和减振材料、传动材料。1橡胶的分类按其来源不同可分为天然橡胶与合成橡胶两类。天然橡胶是橡胶树的液状乳汁经采集和适当加工而成，天然橡胶的主要化学成分是聚异戊二烯；合成橡胶主要成分是合成高分子物质，其品种较多，丁苯橡胶和顺丁橡胶是较常用的合成橡胶。按其用途可分为通用橡胶和特种橡胶，通用橡胶的用量一般
8、较大，主要用于制作轮胎、输送带、胶管、胶板等，主要品种有丁苯橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶等；特种橡胶主要用于高温、低温、酸、碱、油和辐射介质条件下的橡胶制品，主要有丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶等。(来自:写论文网:生活中常见的复合材料)2橡胶的组成橡胶制品是以生胶为基础，并加入适量的配合剂和增强材料组成的。生胶是未加配合剂的天然或合成橡胶，是橡胶制品的主要组分，生胶不仅决定了橡胶的性能，还能把各种配合剂和增强材料粘成一体。不同的生胶可制成不同性能的橡胶制品。配合剂作用是提高橡胶制品的使用性能和工艺性能。配合剂的种类很多，一般有硫化剂、硫化促进剂、增塑剂、填充剂、防老化剂等，其中硫化剂的作用是使橡胶变得
9、有富有弹性，目前生产中多采用硫磺作为硫化剂；硫化促进剂主要作用是促进硫化，缩短硫化时间并降低硫化温度。常用的硫化促进剂有MgO、ZnO、CaO等；增塑剂主要作用是提高橡胶的塑性，使之易于加工和与各种配料混合，并降低橡胶的硬度、提高耐寒性等，常用增塑剂主要有硬酯酸、精制蜡、凡士林等；防老化剂可防止橡胶制品在受光、热、介质的作用时出现变硬、变脆、提高使用寿命，主要加入石蜡、密蜡或其它比橡胶更易氧化的物质，在橡胶表面形成稳定的氧化膜，抵抗氧的侵蚀；填充剂的作用是提高橡胶的强度和降低成本。常用的有碳黑、MgO、ZnO、CaO等。增强材料其作用是提高橡胶的力学性能，如强度、硬度、耐磨性和刚性等。常用的增
10、强材料是各种纤维织物、金属丝及编织物。如在传送带、胶管中加入帆布、细布，在轮胎中加入帘布、在胶管中加入钢线等。3橡胶的性能极好的弹性橡胶的主要组分是具有高弹性高分子物质。在受到较小力作用下能产生很大的变形，取消外力后又能恢复原状，这是橡胶区别于其他物质的主要标志。很高的可挠性、伸长率、良好的耐磨性、电绝缘性、耐腐蚀性、隔音、吸振以及与其它物质的粘结性等。4常用橡胶及其应用橡胶主要用于制作轮胎；密封元件；各种胶管；减振、防振件；传动件；运输胶带；电线、电缆和电工绝缘材料；单元4日常生活中常见的材料【学习目标】1、了解常见的无机非金属材料、有机合成材料以及它们在生产生活中的应用。2、了解使用合成材
11、料对人和环境的影响，知道“白色污染”对人类的危害及其防治方法。【教学重点】鉴别聚乙烯、聚氯乙烯的方法；“白色污染”的危害。【教学难点】认识新材料的开发与社会发展的密切关系。【教学手段】师生讨论为主，辅助以多媒体教学。【教学课时】1课时【教学用具】聚乙烯、聚氯乙烯塑料、丝、毛、衣服标签、火柴。【教学流程】教师提示学生看书学生讨论并提问教师解答归纳小结巩固练习单元4日常生活中常见的材料一、材料的种类金属材料，无机非金属材料，有机合成材料，复合材料二、“白色污染”的危害和防治1、“白色污染”的危害2、如何防治“白色污染”三、鉴别几种常见的有机物【课堂练习】观察生活中的一些材料制品，把它们进行分类：日
12、常所见的复合材料一、聚合物基复合材料：1）在航天和航空方面的应用A、飞机发动机除了壳体，甚至在主承力构件上也采用了树脂基复合材料，其在机身和机翼及其他辅助部件上的应用更为可观B、飞机上使用的纤维增强树脂基复合材料的部件还有：螺旋桨、雷达屏、防弹油箱、起落架、机门、坐椅、行李架。2）在交通运输方面的应用A、树脂基复合材料在铁路客车、货车、冷藏车上主要应用于机车车身、客车和货车车箱或顶篷以及门、窗等部位。应用最多的是以泡沫塑料为芯材的夹层结构。这种结构材料在冷藏车上；既做结构材料又做隔热材料。B、在汽车制造方面，现在已用聚合物基复合材料制造了各种轿车、大型客车、拖车、载重汽车、油槽车以及其他车辆的
13、车身和各种配件，包括车门、仪表盘、油箱、坐椅、挡泥板、发动机罩等。C、石棉短纤玻璃钢维增强酚醛树脂复合材料或聚芳酰胺纤维增强树脂基复合材料，作为摩擦材料，广泛地用来制造汽车的刹车片和离合器片。3）在石油化工方面的应用A、采用复合材料代替不锈钢、铜、铅、钛、镍合金制造的各种贮罐、容器、冷却塔、酸洗槽、高位槽液体输送管道、烟囱等化工设备，取得了明显的技术经济效益。B、由于树脂基复合材料便于现场施工，已广泛用于防腐工程，如用于各种金属及混凝土槽的防腐衬里。C、纤维增强树脂基复合材料管主要用于输送石油、天然气、各种化工液、气介质，以代替传统的钢管、铝合金管、不锈钢管、塑料管等。我国九江长江化工厂生产、
14、的玻璃钢管，已成功地应用于大庆油田的输油工程。4）在建筑工程方面的应用复合材料在建筑工程中主要用作采光材料、围护材料和装饰材料等，还用在给排水工程、卫生器材、采暖通风、土木工程等方面国内，玻璃钢主要用于各种类型的波形板、落水管、活动房、门窗、地面、装饰板、道路灯具、路标、雕塑、卫生器材和家俱等。人民大会堂的吊灯天花板、北京长话大楼的微波塔楼外墙、北京四季青的透明温室全用的玻璃钢。透光玻璃钢作为第三代采光材料，用于农业温室、工业厂房采光、水产养殖和大型民用建筑等，其综合技术性能优于传统的采光材料和玻璃等。5）在电气和机械方面的应用复合材料可用于制造幂电机和重型发电机护环、端盖、定子槽楔、大型变压
15、器上的线圈绝缘筒和衬套、各种绝缘板、集电环、整流子滑环、绝缘梯、继电器绝缘垫、绝缘操作杆，各种开关装置、电器输送管道、印刷电路、插座、接线盒、计算机部件等。复合材料大量用于家用电器的本体部件、绝缘部件和结构部件。复合材料普遍用于制造各种类型的雷达罩。在军械工业上，复合材料可用于制造弹药箱、枪托、枪管、引信体、炮弹护环、炮弹防潮筒、火箭发射筒、火焰喷射筒、穿，甲弹和破甲弹的零件以及坦克零部件及装甲等。此外，还可用于制造头盔、避弹衣、野战用手术床、军用担架、单兵掩体、军用营房及浮桥等。6）在体育、医疗卫生方面的应用体育器材往往在使用时变形较大，并反复承受无规则交变振动和冲击作用。以往主要采用竹、木等材料，材料利用率低，使用寿命短。使用FRP制造体育用具，可充分发挥其高强度、耐疲劳和高弹性等特点，为运动员创造新纪录提供了条件。这方面最成功的例子有，FRP夹层结构滑雪板、FRP撑杆、FRP弓。此外，FRP还用于制造高尔夫球棒、网球拍、跳板、钓鱼杆、体育赛艇等。在医学方面，玻璃钢
