1．高分子材料的基本概念
高分子材料具有較高的強度、良好的塑性、較強的耐腐蝕性能，很好的絕緣性和重量輕等優(yōu)良性能，在工程上是發(fā)展最快的一類新型結(jié)構(gòu)材料。高分子材料一般分天然和人工合成兩大類。天然高分子材料有蠶絲、羊毛、纖維素和橡膠以及存在于生物組織中的淀粉和蛋白質(zhì)等。工程上的高分子材料主要是人工合成的各種有機材料。通常根據(jù)機械性能和使用狀態(tài)將其分為塑料、橡膠和合成纖維三大類。
人工合成的高分子材料，就是把低分子材料(單體)聚合起來所形成的。其聚合過程稱為聚合反應(yīng)。最常用的聚合反應(yīng)有加成聚合反應(yīng)(簡稱加聚反應(yīng))和縮合聚合反應(yīng)(簡稱縮聚反應(yīng))兩種。
聚合后材料的分子量多數(shù)在5000～1000000之間。一般把分子量大于5000的定為高分子材料。常用的加聚樹脂有聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、ABS樹脂、聚醋酸乙烯(PVAC)、聚丙烯(PP)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。
常用的縮聚樹脂有酚醛樹脂(PF)、脲醛樹脂(UF)、環(huán)氧樹脂(EP)、不飽和聚酯(UP)、聚氨酯樹脂(PU)和聚酯樹脂(PES)等。
2．高分子材料的基本性能及特點
(1)質(zhì)輕。密度平均為1.45g／cm3，約為鋼的1／5，鋁的1／2；
(2)比強度高。接近或超過鋼材，是一種優(yōu)良的輕質(zhì)高強材料；
(3)有良好的韌性。即高分子材料在斷裂前能吸收較大的能量；
(4)減摩、耐磨性好。有些高分子材料在無潤滑和少潤滑的摩擦條件下，它們的耐磨、減摩性能是金屬材料無法比擬的；
(5)電絕緣性好?？膳c陶瓷、橡膠媲美；
(6)耐蝕性。化學(xué)穩(wěn)定性好，對一般的酸、堿、鹽及油脂有較好的耐腐蝕性；
(7)導(dǎo)熱系數(shù)小。如泡沫塑料的導(dǎo)熱系數(shù)只有0.02～0.046W／(m·K)，約為金屬的1／1500，是理想的絕熱材料；
(8)易老化。高分子材料能在光、空氣、熱及環(huán)境介質(zhì)的作用下，分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生逆變，機械性能變差，壽命縮短；
(9)易燃。塑料不僅可燃，而且燃燒時發(fā)煙，產(chǎn)生有毒氣體；
(10)耐熱性。高分子材料的耐熱性是指溫度升高時其性能明顯降低的抵抗能力。熱固性塑料的耐熱性比熱塑性塑料高。
(11)剛度小。如塑料彈性模量，只有鋼材的1／10～1／20，且在荷載長期作用下易產(chǎn)生蠕變。但在塑料中加入纖維增強材料，其強度可大大提高，甚至可超過鋼材。
3．工程中常用的高分子材料
(1)塑料制品。
1)塑料的組成。常用的塑料制品都是以合成樹脂為基本材料，再按一定比例加入填充料、增塑劑、著色劑和穩(wěn)定劑等材料，經(jīng)混煉、塑化，并在一定壓力和溫度下制成的。因而，塑料是一種以樹脂為主要成分的多組分材料，但也有少部分塑料制品例外，如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)合成樹脂。塑料的應(yīng)用十分廣泛，按制品的形態(tài)，塑料可分為板材、管材、泡沫塑料、模制品和溶液或乳液。
①樹脂。樹脂有合成樹脂和天然樹脂之分，在所有的塑料制品中幾乎都是采用合成樹脂。樹脂是塑料組成材料中的基本組分，在一般塑料中約占30％～60％，有的甚至更多。
樹脂在塑料中主要起膠結(jié)作用，通過膠結(jié)作用把填充料等膠結(jié)成堅實整體。因此，塑料的性質(zhì)主要取決于樹脂的性質(zhì)。
按產(chǎn)源分有天然樹脂和合成樹脂兩種。
天然樹脂：指松香、蟲膠等，由于產(chǎn)源有限，在塑料制品中很少使用。
合成樹脂：合成樹脂分子結(jié)構(gòu)分為直線型、支鏈型和體型(或稱為網(wǎng)狀型)三種。聚苯乙烯(PS)、用低壓法制造的高密度聚乙烯(HDPE)和聚酯纖維素分子等，都是屬于線型的；低密度聚乙烯(LDPE)和聚醋酸乙烯(PVAC)等屬于支鏈；酚醛樹脂(PF)、不飽和聚酯(UP)、環(huán)氧樹脂(EP)、脲醛樹脂(UF)等屬于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；按受熱時狀態(tài)不同，可分為熱塑性和熱固性樹脂。
熱塑性樹脂是指分子結(jié)構(gòu)的幾何形狀為直線型、支鏈型，在加熱時樹脂具有一定的流動性或可塑性，冷卻后又重新硬化而物質(zhì)成分沒有發(fā)生變化，且這一過程可以反復(fù)進行的樹脂。
熱固性樹脂是指分子結(jié)構(gòu)的幾何形狀為體型(或稱為網(wǎng)狀型)，熱固性樹脂在成型前分子量較低，且為線型或支鏈分子，具有可溶、可熔性，在成型時因受熱或在催化劑、固化劑作用下，分子發(fā)生交聯(lián)成為體型結(jié)構(gòu)而固化。這一過程是不可逆的，并成為不溶不熔的物質(zhì)。因此，固化后的熱固性樹脂是不能重新再加工的。
②填料。填料又稱填充劑，它是絕大多數(shù)塑料制品中不可缺少的原料，填料又常常占塑料組成材料的40％～70％。其作用是提高塑料的強度和剛度，減少塑料在常溫下的蠕變(又稱冷流)現(xiàn)象及提高熱穩(wěn)定性，對降低塑料制品的成本、增加產(chǎn)量有顯著的作用，提高塑料制品的耐磨性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性及阻燃性，并可改善加工性能。填料的種類很多，常用的有有機和無機兩大類，如礬土、氧化鋁、氧化鈦、氧化鎂、石棉、氫氧化鈣、炭黑、石墨、玻璃纖維和碳纖維等。
③增塑劑。增塑劑在塑料加工成型中雖加量不多，但是不可缺少的助劑之一。它們通常是有高沸點不易揮發(fā)的較低分子量的液體或低熔點的固體，其作用是提高塑料加工時的可塑性及流動性；改善塑料制品的柔韌性。常用的增塑劑為酯類和酮類等。
④著色劑。著色劑的種類按其在著色介質(zhì)中或水中的溶解性分為染料和顏料兩大類。染料按產(chǎn)源分為天然或人工合成兩類，皆為有機化合物，可溶于被著色樹脂或水中，透明度好，著色力強，色調(diào)和色澤亮度好，但光澤的光穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性差，主要用于透明的塑料制品。常見的染料品種有：酞青藍和酞青綠、聯(lián)苯胺黃和甲苯胺紅等。
顏料分為有機和無機兩種，與染料相比，其突出的特點是不溶于被著色介質(zhì)或水。因此，由顏料著色的塑料制品，呈半透明或不透明性。在塑料制品中，常用的是無機顏料。無機顏料不僅對塑料具有著色性，同時又兼有填料和穩(wěn)定劑的作用。如炭黑既是顏料，又有光穩(wěn)定作用。
⑤穩(wěn)定劑。許多塑料制品在成型加工和使用過程中，由于受熱、光或氧的作用，隨時間的延長發(fā)生降解、氧化斷鏈和交聯(lián)等現(xiàn)象，使材料性質(zhì)變壞。為延長塑料制品的使用壽命，通常在其組分中加入穩(wěn)定劑。如在聚氯乙烯(PVC)制品中可加入鉛白、三堿性硫酸鉛等無機化合物或二苯基硫脲等有機化合物，以提高PVC的耐熱性和耐光性。
2)工程中常用塑料制品。
①熱塑性塑料。
a．低密度聚乙烯(LDPE)。低密度聚乙烯又稱為高壓聚乙烯。它是高純度乙烯在高壓(130～250MPa)、高溫(160～330℃)和引發(fā)劑存在下經(jīng)聚合而制得的，可采用注射、擠壓、吹塑和中空成型等方法加工成各種制品。低密度聚乙烯具有質(zhì)輕、吸濕性小、良好的電絕緣性、延伸性和透明性強、較好的耐寒性和化學(xué)穩(wěn)定性，但強度和耐環(huán)境老化性較差。它一般用作耐蝕材料、小荷載零件(齒輪、軸承)及一般電纜包皮和農(nóng)用薄膜等。
b．高密度聚乙烯(HDPE)。高密度聚乙烯又稱為低壓聚乙烯。它是乙烯在催化劑存在下聚合制得的，可采用注射、擠出、吹塑等方法成型。高密度聚乙烯具有良好的耐熱性和耐寒性，力學(xué)性能優(yōu)于低密度聚乙烯，介電性能優(yōu)良，但略低于低密度聚乙烯，耐磨性及化學(xué)穩(wěn)定性良好，能耐多種酸、堿、鹽類腐蝕，吸水性和水蒸氣滲透性很低，但耐老化性能較差，表面硬度高，尺寸穩(wěn)定性好。主要用于制作單口瓶、運輸箱、安全帽、汽車零件、儲罐、電纜護套、壓力管道及編織袋等。
c．聚丙烯(PP)。聚丙烯是由丙烯聚合而得的結(jié)晶型熱塑性塑料?？刹捎米⑸?、擠出、吹塑等方法制成型材、薄膜，能進行粘合、焊接、電鍍、剪切和機械加工。聚丙烯具有質(zhì)輕、不吸水，介電性、化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性良好(可在100℃以上使用。若無外力作用，溫度達到150℃時也不會發(fā)生變形)，力學(xué)性能優(yōu)良，但是耐光性能差，易老化，低溫韌性和染色性能不好。聚丙烯主要用于制作受熱的電氣絕緣零件、汽車零件、防腐包裝材料以及耐腐蝕的(濃鹽酸和濃硫酸除外)化工設(shè)備，如法蘭、齒輪、風扇葉輪、泵葉輪、接頭、把手和汽車方向盤調(diào)節(jié)蓋、各種化工容器、管道、閥門配件、泵殼等。使用溫度為-30～100~C。
d．聚氯乙烯(PVC)。聚氯乙烯剛度和強度比聚乙烯高，常見制品有硬、軟兩種。加人增塑劑的為軟聚氯乙烯，未加的為硬聚氯乙烯。后者密度很小，抗拉強度較好，有良好的耐水性、耐油性和耐化學(xué)藥品侵蝕的性能，許多性能優(yōu)于聚乙烯。因此，硬聚氯乙烯塑料常被用來制作化工、紡織等工業(yè)的廢氣排污排毒塔，以及常用于氣體、液體輸送管。另外，硬聚氯乙烯塑料板在常溫下容易加工，又有良好的熱成型性能，工業(yè)用途很廣。軟聚氯乙烯塑料常制成薄膜，用于工業(yè)包裝等，但不能用來包裝食品，因增塑劑或穩(wěn)定劑有毒，能溶于油脂中，污染食品。
e．聚四氟乙烯(PTFE，F(xiàn)-4)。聚四氟乙烯俗稱塑料王，它是由四氟乙烯用懸浮法或分散法聚合而成，具有非常優(yōu)良的耐高、低溫性能，可在-180～260℃的范圍內(nèi)長期使用。幾乎耐所有的化學(xué)藥品，在侵蝕性極強的王水中煮沸也不起變化，摩擦系數(shù)極低，僅為0.04。它也不粘、不吸水、電性能優(yōu)異，是目前介電常數(shù)和介電損耗最小的固體絕緣材料。缺點是強度低、冷流性強。主要用于制作減摩密封零件、化工耐蝕零件、熱交換器、管、棒、板制品和各種零件，以及高頻或潮濕條件下的絕緣材料；分散法聚四氟乙烯可制成薄壁管、細棒、異型材、電線和電纜包覆層。
f．聚苯乙烯(PS)。聚苯乙烯是苯乙烯經(jīng)本體或懸浮法聚合制得的均聚物?？刹捎米⑸?、擠出、吹塑和發(fā)泡等方法成型，能切削加工和膠接。聚苯乙烯具有較大的剛度。聚苯乙烯密度小，常溫下較透明，幾乎不吸水，具有優(yōu)良的耐蝕性，電阻高，是很好的隔熱、防震、防潮和高頻絕緣材料。缺點是耐沖擊性差，不耐沸水，耐油性有限，但可改性?？捎靡灾圃旒徔椆I(yè)中的紗管、紗錠和線軸；電子工業(yè)中的儀表零件、設(shè)備外殼；化工中的儲槽、管道、彎頭等，是隔音、包裝、打撈和救生等極好的材料。
g．聚碳酸酯(PC)。聚碳酸酯譽稱“透明金屬”，具有優(yōu)良的綜合性能，沖擊韌性和延性在熱塑性塑料中是的，彈性模量較高，不受溫度的影響，抗蠕變性能好，尺寸穩(wěn)定性高，透明度高，可染成各種顏色，吸水性小，絕緣性能優(yōu)良，在10～130℃間介電常數(shù)和介質(zhì)損耗近于不變。耐寒可在-60～120℃溫度范圍內(nèi)長期工作。但自潤滑性差，耐磨性低，不耐堿、氯化烴、酮和芳香烴腐蝕，長期浸在沸水中會發(fā)生水解或破裂，有應(yīng)力開裂傾向，疲勞抗力較低。在機械工業(yè)中，聚碳酸酯可用于制造受載不大但沖擊韌性和尺寸穩(wěn)定性要求較高的零件，如輕載齒輪、心軸、凸輪、螺栓、螺帽和鉚釘，以及小模數(shù)和精密齒輪、蝸輪、蝸桿和齒條等。利用其高的電絕緣性能，制造墊圈、墊片、套管和電容器等絕緣件，并可作電子儀器儀表的外殼、護罩等。
h．ABS。普通ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。可采用注射、擠出、壓延、吹塑、發(fā)泡和真空成型等方法成型。其具有“硬、韌、剛”的混合特性，所以綜合機械性能良好。同時尺寸穩(wěn)定，容易電鍍和易于成型，耐熱和耐蝕性較好，在一40℃的低溫下仍有一定的機械強度。此外，它的性能可以根據(jù)要求由改變單體的含量來進行調(diào)整。丙烯腈的增加，可提高塑料的耐熱、耐蝕性和表面硬度；丁二烯可提高彈性和韌性；苯乙烯則可改善電性能和成型能力。ABS在機械工業(yè)中可制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、儲槽內(nèi)襯、電機外殼、儀表殼、儀表盤、蓄電池槽和水箱外殼等。近來在汽車零件上的應(yīng)用發(fā)展很快，如作擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管，以及小轎車車身等。
i．聚酰胺(PA)。聚酰胺通稱尼龍，這種熱塑性塑料由二元胺與二元酸縮合而成，這是機械工業(yè)中應(yīng)用較廣的工程塑料。聚酰胺可采用吹塑、注塑和模塑等工藝，加工成薄膜、管材、型材、單絲和粉料等，也可以直接制成零件，如齒輪、軸承和凸輪等。聚酰胺具有突出的耐磨性和自潤滑性能；良好的機械性能，即韌性很好，強度較高(因吸水不同．而異)；耐蝕性好，如耐水、油和一般溶劑等，抗霉、抗菌和無毒；成型性能也好。但耐熱性不高，工作溫度不能超過100℃，蠕變值也較大，導(dǎo)熱性較差，約為金屬的百分之一，吸水性高和成型收縮率大。其在機械工業(yè)上可用于制造要求耐磨、耐蝕的某些承載和傳動零件，如軸承、齒輪、螺釘、螺母以及其他小型零件等。
j．單體澆注尼龍6(MC)。單體澆注尼龍，簡稱MC尼龍。它是用原料單體己內(nèi)酰胺加人催化劑，經(jīng)反應(yīng)后，直接澆入預(yù)熱的模具內(nèi)，經(jīng)快速聚合并凝固成型的一種新穎的工程塑料。從投料到制品只需2～3h，而且可以制成其他熱塑性塑料成型工藝無法制成的大型制品。用單體澆注尼龍6可制成軸承、襯套、齒輪、泵、滑輪、閥和小船螺旋槳等。
k．聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。俗稱有機玻璃，其透明度比無機玻璃還高，透光率達92%；密度也只有后者的一半，為1.18g/cm3。機械性能比普通玻璃高得多(與溫度有關(guān))，拉伸強度為50～80MN／m2。抗稀酸、稀堿、潤滑油和碳氫燃料的作用，在自然條件下老化發(fā)展緩慢。在80℃開始軟化，在105～150℃間塑性良好，可以進行成型加工。
缺點是表面硬度不高，易擦傷。由于導(dǎo)熱性差和熱膨脹系數(shù)大，易在表面或內(nèi)部引起微裂紋，因而比較脆。此外，易溶于有機溶液中。
有機玻璃廣泛用于航空、汽車、儀表和光學(xué)等工業(yè)中，作風擋、弦窗、電視和雷達的屏幕、儀表護罩、外殼、光學(xué)元件和透鏡等。
②熱固性塑料。
a．酚醛模塑料(PF)。酚醛模塑料是以酚醛樹脂為基材，加人填料或添加劑制成的熱固性塑料。通常采用壓縮模塑熱成型。酚醛模塑料具有一定的機械強度(抗拉強度約40MN／m2)和硬度、耐磨性好、絕緣性良好、擊穿電壓在10kV以上、耐熱性較高、耐蝕性優(yōu)良、尺寸基本穩(wěn)定，但不耐強堿和酚類物質(zhì)的侵蝕。這類塑料的性能因填料的不同可以變化很大。酚醛模塑料廣泛用于制作各種電訊器材和電木制品，如插頭、開關(guān)、電話機和儀表盒等；制造汽車剎車片、內(nèi)燃機曲軸皮帶輪、紡織機和儀表中的無聲齒輪和化工用耐酸泵等；在日用工業(yè)中作各種用具，但不宜作食物器皿。
b．酚醛玻璃纖維增強塑料。酚醛玻璃纖維增強塑料是以改性酚醛樹脂浸漬玻璃纖維加工制成的熱固性塑料。一般是采用壓縮模塑、傳遞模塑及注射法成型。其制品具有耐熱性好、強度高、電絕緣性好、尺寸穩(wěn)定、在受力受熱條件下不易變形、能耐化學(xué)品腐蝕，但不耐強堿和酚類物質(zhì)的侵蝕。適于模塑耐熱、耐潮濕、耐腐蝕，也適用于力學(xué)性能要求較高、絕緣性要求良好的電氣、儀表的絕緣零件和結(jié)構(gòu)件，例如低壓開關(guān)、線圈骨架、絕緣墊圈、襯套、導(dǎo)線管和整流罩等，使用溫度為200℃以下。
c．環(huán)氧樹脂(EP)。環(huán)氧樹脂的品種很多，按類型大致可分為以下四類：雙酚A型環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂及其他類型環(huán)氧樹脂。其中雙酚A型環(huán)氧樹脂是最常用的一種。
環(huán)氧樹脂強度較高，韌性較好；尺寸穩(wěn)定性高和耐久性好；具有優(yōu)良的絕緣性能。耐熱、耐寒，可在-80～155℃溫度范圍內(nèi)長期工作；化學(xué)穩(wěn)定性很高，成型工藝性能好。缺點是有毒性。
環(huán)氧樹脂是很好的膠粘劑，對各種材料(金屬及非金屬)都有很強的膠粘能力。環(huán)氧樹脂可用于制作塑料模具、精密量具、灌封電器和電子儀表裝置、配制油船漆和罐頭涂料等。
d．呋喃樹脂。呋喃樹脂是以糠醛為基本原料制成的高分子材料的總稱。它能耐強酸、強堿和有機溶劑腐蝕，并能適用于其中兩種介質(zhì)的結(jié)合或交替使用的場合。可代替金屬設(shè)備或金屬材料內(nèi)襯氟塑料，呋喃樹脂可用于制成管道、洗滌器、儲槽和池子等設(shè)備。但呋喃樹脂不耐強氧化性介質(zhì)。其耐熱可達180～200℃，是現(xiàn)有耐蝕樹脂中耐熱性能的樹脂之一，呋喃樹脂的儲存期比酚醛樹脂長，常溫儲存1～2年粘度變化仍不大。呋喃樹脂具有良好的阻燃性，燃燒時發(fā)煙少。其缺點是固化工藝不如環(huán)氧樹脂和不飽和樹脂那樣方便，為使其固化完全，一般需加熱后處理。呋喃樹脂用于制作玻璃鋼設(shè)備和管道，特別適用于有機氯化合物、農(nóng)藥、人造纖維、染料、紙漿和有機溶劑的回收以及廢水處理系統(tǒng)等工程，也可以用呋喃樹脂作為襯砌耐酸磚板的膠泥以及耐蝕地坪。
e．不飽和聚酯樹脂。不飽和聚酯樹脂主要特點是工藝性能優(yōu)良，在室溫下固化，常壓下成型，因而施工方便，易保證質(zhì)量，并可用多種措施調(diào)節(jié)它的工藝性能，特別適合于大型和現(xiàn)場制造玻璃鋼制品；固化后的樹脂綜合性能良好。該樹脂的力學(xué)性能略低于環(huán)氧樹脂，但優(yōu)于酚醛樹脂和呋喃樹脂；耐腐蝕性能優(yōu)于環(huán)氧樹脂；但固化時體積收縮率較大。
(2)橡膠。橡膠是一種具有良好耐酸、堿性能的高分子防腐蝕材料。橡膠分天然橡膠和合成橡膠兩大類。工程中常用橡膠制品有：
1)天然橡膠(NR)。天然橡膠具有優(yōu)良的彈性、拉伸強度、伸長率、屈撓性、耐磨性、耐撕裂性和壓縮永久變形性能，以及好的電工絕緣性能，但耐油、耐候性、耐臭氧和氧的性能較差，縮變形大，耐油性差，用于膠管、膠帶、特種膠布以及電線、電纜的保護外皮和鋪地膠板等。en.Examw.CoM
2)丁基橡膠(IIR)。丁基橡膠耐候性好、耐臭氧、耐蒸汽、耐磷酸酯液壓油、耐酸(堿)、耐火箭燃料和氧化劑，還具有優(yōu)良的絕緣性能，透氣性極小。用于輪胎內(nèi)胎、門窗密封條以及磷酸酯液壓油系統(tǒng)的零件、膠管、電線的絕緣層、膠布、減震阻尼器、耐熱輸送帶和化工設(shè)備襯里等。
3)氯丁橡膠(CR)。氯丁橡膠耐候性好，耐臭氧老化，有自熄性，耐油性良好，僅次于丁腈橡膠，拉伸強度、伸長率、彈性優(yōu)良，與金屬和織物的粘著性優(yōu)良，但電絕緣性、儲存穩(wěn)定性差，使用溫度為-35～13℃。用于重型電纜護套、耐油耐蝕膠管、膠帶、化工容器襯里、耐燃采煤橡膠帶、電纜絕緣層和膠粘劑等。
4)氟硅橡膠(MFQ)。氟硅橡膠耐油、耐化學(xué)品腐蝕、耐熱、耐寒、耐輻射、耐高真空性能和耐老化性能優(yōu)良，但強度較低，價格昂貴。使用溫度為-65～250℃。用于燃料油、雙酯潤滑油和液壓油系統(tǒng)的密封件。
(3)合成纖維。合成纖維的品種繁多，主要有四十多種，而且新的品種還在不斷開發(fā)出現(xiàn)。但從性能、應(yīng)用范圍和技術(shù)成熟程度來看，目前國內(nèi)外大量開發(fā)的主要有聚酰胺纖維、聚酯纖維及聚丙烯腈纖維三大類，這三類合成纖維的產(chǎn)量占合成纖維總量的90.0％以上。
合成纖維具有強度高、密度小、耐磨和不霉不腐等特點，廣泛用于制作衣料。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸及國防建設(shè)上也發(fā)揮了很大作用。有些用途則是天然纖維所不及的。如聚酰胺纖維簾子線汽車輪胎行駛里程比一般纖維增加1.0～2.0倍，還可節(jié)約橡膠用量20％。它一般用于高級簾子布、纜繩帆布、運輸帶、制作碳纖維及石墨纖維原料和繩索等。
高分子材料具有較高的強度、良好的塑性、較強的耐腐蝕性能，很好的絕緣性和重量輕等優(yōu)良性能，在工程上是發(fā)展最快的一類新型結(jié)構(gòu)材料。高分子材料一般分天然和人工合成兩大類。天然高分子材料有蠶絲、羊毛、纖維素和橡膠以及存在于生物組織中的淀粉和蛋白質(zhì)等。工程上的高分子材料主要是人工合成的各種有機材料。通常根據(jù)機械性能和使用狀態(tài)將其分為塑料、橡膠和合成纖維三大類。
人工合成的高分子材料，就是把低分子材料(單體)聚合起來所形成的。其聚合過程稱為聚合反應(yīng)。最常用的聚合反應(yīng)有加成聚合反應(yīng)(簡稱加聚反應(yīng))和縮合聚合反應(yīng)(簡稱縮聚反應(yīng))兩種。
聚合后材料的分子量多數(shù)在5000～1000000之間。一般把分子量大于5000的定為高分子材料。常用的加聚樹脂有聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、ABS樹脂、聚醋酸乙烯(PVAC)、聚丙烯(PP)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。
常用的縮聚樹脂有酚醛樹脂(PF)、脲醛樹脂(UF)、環(huán)氧樹脂(EP)、不飽和聚酯(UP)、聚氨酯樹脂(PU)和聚酯樹脂(PES)等。
2．高分子材料的基本性能及特點
(1)質(zhì)輕。密度平均為1.45g／cm3，約為鋼的1／5，鋁的1／2；
(2)比強度高。接近或超過鋼材，是一種優(yōu)良的輕質(zhì)高強材料；
(3)有良好的韌性。即高分子材料在斷裂前能吸收較大的能量；
(4)減摩、耐磨性好。有些高分子材料在無潤滑和少潤滑的摩擦條件下，它們的耐磨、減摩性能是金屬材料無法比擬的；
(5)電絕緣性好?？膳c陶瓷、橡膠媲美；
(6)耐蝕性。化學(xué)穩(wěn)定性好，對一般的酸、堿、鹽及油脂有較好的耐腐蝕性；
(7)導(dǎo)熱系數(shù)小。如泡沫塑料的導(dǎo)熱系數(shù)只有0.02～0.046W／(m·K)，約為金屬的1／1500，是理想的絕熱材料；
(8)易老化。高分子材料能在光、空氣、熱及環(huán)境介質(zhì)的作用下，分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生逆變，機械性能變差，壽命縮短；
(9)易燃。塑料不僅可燃，而且燃燒時發(fā)煙，產(chǎn)生有毒氣體；
(10)耐熱性。高分子材料的耐熱性是指溫度升高時其性能明顯降低的抵抗能力。熱固性塑料的耐熱性比熱塑性塑料高。
(11)剛度小。如塑料彈性模量，只有鋼材的1／10～1／20，且在荷載長期作用下易產(chǎn)生蠕變。但在塑料中加入纖維增強材料，其強度可大大提高，甚至可超過鋼材。
3．工程中常用的高分子材料
(1)塑料制品。
1)塑料的組成。常用的塑料制品都是以合成樹脂為基本材料，再按一定比例加入填充料、增塑劑、著色劑和穩(wěn)定劑等材料，經(jīng)混煉、塑化，并在一定壓力和溫度下制成的。因而，塑料是一種以樹脂為主要成分的多組分材料，但也有少部分塑料制品例外，如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)合成樹脂。塑料的應(yīng)用十分廣泛，按制品的形態(tài)，塑料可分為板材、管材、泡沫塑料、模制品和溶液或乳液。
①樹脂。樹脂有合成樹脂和天然樹脂之分，在所有的塑料制品中幾乎都是采用合成樹脂。樹脂是塑料組成材料中的基本組分，在一般塑料中約占30％～60％，有的甚至更多。
樹脂在塑料中主要起膠結(jié)作用，通過膠結(jié)作用把填充料等膠結(jié)成堅實整體。因此，塑料的性質(zhì)主要取決于樹脂的性質(zhì)。
按產(chǎn)源分有天然樹脂和合成樹脂兩種。
天然樹脂：指松香、蟲膠等，由于產(chǎn)源有限，在塑料制品中很少使用。
合成樹脂：合成樹脂分子結(jié)構(gòu)分為直線型、支鏈型和體型(或稱為網(wǎng)狀型)三種。聚苯乙烯(PS)、用低壓法制造的高密度聚乙烯(HDPE)和聚酯纖維素分子等，都是屬于線型的；低密度聚乙烯(LDPE)和聚醋酸乙烯(PVAC)等屬于支鏈；酚醛樹脂(PF)、不飽和聚酯(UP)、環(huán)氧樹脂(EP)、脲醛樹脂(UF)等屬于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；按受熱時狀態(tài)不同，可分為熱塑性和熱固性樹脂。
熱塑性樹脂是指分子結(jié)構(gòu)的幾何形狀為直線型、支鏈型，在加熱時樹脂具有一定的流動性或可塑性，冷卻后又重新硬化而物質(zhì)成分沒有發(fā)生變化，且這一過程可以反復(fù)進行的樹脂。
熱固性樹脂是指分子結(jié)構(gòu)的幾何形狀為體型(或稱為網(wǎng)狀型)，熱固性樹脂在成型前分子量較低，且為線型或支鏈分子，具有可溶、可熔性，在成型時因受熱或在催化劑、固化劑作用下，分子發(fā)生交聯(lián)成為體型結(jié)構(gòu)而固化。這一過程是不可逆的，并成為不溶不熔的物質(zhì)。因此，固化后的熱固性樹脂是不能重新再加工的。
②填料。填料又稱填充劑，它是絕大多數(shù)塑料制品中不可缺少的原料，填料又常常占塑料組成材料的40％～70％。其作用是提高塑料的強度和剛度，減少塑料在常溫下的蠕變(又稱冷流)現(xiàn)象及提高熱穩(wěn)定性，對降低塑料制品的成本、增加產(chǎn)量有顯著的作用，提高塑料制品的耐磨性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性及阻燃性，并可改善加工性能。填料的種類很多，常用的有有機和無機兩大類，如礬土、氧化鋁、氧化鈦、氧化鎂、石棉、氫氧化鈣、炭黑、石墨、玻璃纖維和碳纖維等。
③增塑劑。增塑劑在塑料加工成型中雖加量不多，但是不可缺少的助劑之一。它們通常是有高沸點不易揮發(fā)的較低分子量的液體或低熔點的固體，其作用是提高塑料加工時的可塑性及流動性；改善塑料制品的柔韌性。常用的增塑劑為酯類和酮類等。
④著色劑。著色劑的種類按其在著色介質(zhì)中或水中的溶解性分為染料和顏料兩大類。染料按產(chǎn)源分為天然或人工合成兩類，皆為有機化合物，可溶于被著色樹脂或水中，透明度好，著色力強，色調(diào)和色澤亮度好，但光澤的光穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性差，主要用于透明的塑料制品。常見的染料品種有：酞青藍和酞青綠、聯(lián)苯胺黃和甲苯胺紅等。
顏料分為有機和無機兩種，與染料相比，其突出的特點是不溶于被著色介質(zhì)或水。因此，由顏料著色的塑料制品，呈半透明或不透明性。在塑料制品中，常用的是無機顏料。無機顏料不僅對塑料具有著色性，同時又兼有填料和穩(wěn)定劑的作用。如炭黑既是顏料，又有光穩(wěn)定作用。
⑤穩(wěn)定劑。許多塑料制品在成型加工和使用過程中，由于受熱、光或氧的作用，隨時間的延長發(fā)生降解、氧化斷鏈和交聯(lián)等現(xiàn)象，使材料性質(zhì)變壞。為延長塑料制品的使用壽命，通常在其組分中加入穩(wěn)定劑。如在聚氯乙烯(PVC)制品中可加入鉛白、三堿性硫酸鉛等無機化合物或二苯基硫脲等有機化合物，以提高PVC的耐熱性和耐光性。
2)工程中常用塑料制品。
①熱塑性塑料。
a．低密度聚乙烯(LDPE)。低密度聚乙烯又稱為高壓聚乙烯。它是高純度乙烯在高壓(130～250MPa)、高溫(160～330℃)和引發(fā)劑存在下經(jīng)聚合而制得的，可采用注射、擠壓、吹塑和中空成型等方法加工成各種制品。低密度聚乙烯具有質(zhì)輕、吸濕性小、良好的電絕緣性、延伸性和透明性強、較好的耐寒性和化學(xué)穩(wěn)定性，但強度和耐環(huán)境老化性較差。它一般用作耐蝕材料、小荷載零件(齒輪、軸承)及一般電纜包皮和農(nóng)用薄膜等。
b．高密度聚乙烯(HDPE)。高密度聚乙烯又稱為低壓聚乙烯。它是乙烯在催化劑存在下聚合制得的，可采用注射、擠出、吹塑等方法成型。高密度聚乙烯具有良好的耐熱性和耐寒性，力學(xué)性能優(yōu)于低密度聚乙烯，介電性能優(yōu)良，但略低于低密度聚乙烯，耐磨性及化學(xué)穩(wěn)定性良好，能耐多種酸、堿、鹽類腐蝕，吸水性和水蒸氣滲透性很低，但耐老化性能較差，表面硬度高，尺寸穩(wěn)定性好。主要用于制作單口瓶、運輸箱、安全帽、汽車零件、儲罐、電纜護套、壓力管道及編織袋等。
c．聚丙烯(PP)。聚丙烯是由丙烯聚合而得的結(jié)晶型熱塑性塑料?？刹捎米⑸?、擠出、吹塑等方法制成型材、薄膜，能進行粘合、焊接、電鍍、剪切和機械加工。聚丙烯具有質(zhì)輕、不吸水，介電性、化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性良好(可在100℃以上使用。若無外力作用，溫度達到150℃時也不會發(fā)生變形)，力學(xué)性能優(yōu)良，但是耐光性能差，易老化，低溫韌性和染色性能不好。聚丙烯主要用于制作受熱的電氣絕緣零件、汽車零件、防腐包裝材料以及耐腐蝕的(濃鹽酸和濃硫酸除外)化工設(shè)備，如法蘭、齒輪、風扇葉輪、泵葉輪、接頭、把手和汽車方向盤調(diào)節(jié)蓋、各種化工容器、管道、閥門配件、泵殼等。使用溫度為-30～100~C。
d．聚氯乙烯(PVC)。聚氯乙烯剛度和強度比聚乙烯高，常見制品有硬、軟兩種。加人增塑劑的為軟聚氯乙烯，未加的為硬聚氯乙烯。后者密度很小，抗拉強度較好，有良好的耐水性、耐油性和耐化學(xué)藥品侵蝕的性能，許多性能優(yōu)于聚乙烯。因此，硬聚氯乙烯塑料常被用來制作化工、紡織等工業(yè)的廢氣排污排毒塔，以及常用于氣體、液體輸送管。另外，硬聚氯乙烯塑料板在常溫下容易加工，又有良好的熱成型性能，工業(yè)用途很廣。軟聚氯乙烯塑料常制成薄膜，用于工業(yè)包裝等，但不能用來包裝食品，因增塑劑或穩(wěn)定劑有毒，能溶于油脂中，污染食品。
e．聚四氟乙烯(PTFE，F(xiàn)-4)。聚四氟乙烯俗稱塑料王，它是由四氟乙烯用懸浮法或分散法聚合而成，具有非常優(yōu)良的耐高、低溫性能，可在-180～260℃的范圍內(nèi)長期使用。幾乎耐所有的化學(xué)藥品，在侵蝕性極強的王水中煮沸也不起變化，摩擦系數(shù)極低，僅為0.04。它也不粘、不吸水、電性能優(yōu)異，是目前介電常數(shù)和介電損耗最小的固體絕緣材料。缺點是強度低、冷流性強。主要用于制作減摩密封零件、化工耐蝕零件、熱交換器、管、棒、板制品和各種零件，以及高頻或潮濕條件下的絕緣材料；分散法聚四氟乙烯可制成薄壁管、細棒、異型材、電線和電纜包覆層。
f．聚苯乙烯(PS)。聚苯乙烯是苯乙烯經(jīng)本體或懸浮法聚合制得的均聚物?？刹捎米⑸?、擠出、吹塑和發(fā)泡等方法成型，能切削加工和膠接。聚苯乙烯具有較大的剛度。聚苯乙烯密度小，常溫下較透明，幾乎不吸水，具有優(yōu)良的耐蝕性，電阻高，是很好的隔熱、防震、防潮和高頻絕緣材料。缺點是耐沖擊性差，不耐沸水，耐油性有限，但可改性?？捎靡灾圃旒徔椆I(yè)中的紗管、紗錠和線軸；電子工業(yè)中的儀表零件、設(shè)備外殼；化工中的儲槽、管道、彎頭等，是隔音、包裝、打撈和救生等極好的材料。
g．聚碳酸酯(PC)。聚碳酸酯譽稱“透明金屬”，具有優(yōu)良的綜合性能，沖擊韌性和延性在熱塑性塑料中是的，彈性模量較高，不受溫度的影響，抗蠕變性能好，尺寸穩(wěn)定性高，透明度高，可染成各種顏色，吸水性小，絕緣性能優(yōu)良，在10～130℃間介電常數(shù)和介質(zhì)損耗近于不變。耐寒可在-60～120℃溫度范圍內(nèi)長期工作。但自潤滑性差，耐磨性低，不耐堿、氯化烴、酮和芳香烴腐蝕，長期浸在沸水中會發(fā)生水解或破裂，有應(yīng)力開裂傾向，疲勞抗力較低。在機械工業(yè)中，聚碳酸酯可用于制造受載不大但沖擊韌性和尺寸穩(wěn)定性要求較高的零件，如輕載齒輪、心軸、凸輪、螺栓、螺帽和鉚釘，以及小模數(shù)和精密齒輪、蝸輪、蝸桿和齒條等。利用其高的電絕緣性能，制造墊圈、墊片、套管和電容器等絕緣件，并可作電子儀器儀表的外殼、護罩等。
h．ABS。普通ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。可采用注射、擠出、壓延、吹塑、發(fā)泡和真空成型等方法成型。其具有“硬、韌、剛”的混合特性，所以綜合機械性能良好。同時尺寸穩(wěn)定，容易電鍍和易于成型，耐熱和耐蝕性較好，在一40℃的低溫下仍有一定的機械強度。此外，它的性能可以根據(jù)要求由改變單體的含量來進行調(diào)整。丙烯腈的增加，可提高塑料的耐熱、耐蝕性和表面硬度；丁二烯可提高彈性和韌性；苯乙烯則可改善電性能和成型能力。ABS在機械工業(yè)中可制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、儲槽內(nèi)襯、電機外殼、儀表殼、儀表盤、蓄電池槽和水箱外殼等。近來在汽車零件上的應(yīng)用發(fā)展很快，如作擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管，以及小轎車車身等。
i．聚酰胺(PA)。聚酰胺通稱尼龍，這種熱塑性塑料由二元胺與二元酸縮合而成，這是機械工業(yè)中應(yīng)用較廣的工程塑料。聚酰胺可采用吹塑、注塑和模塑等工藝，加工成薄膜、管材、型材、單絲和粉料等，也可以直接制成零件，如齒輪、軸承和凸輪等。聚酰胺具有突出的耐磨性和自潤滑性能；良好的機械性能，即韌性很好，強度較高(因吸水不同．而異)；耐蝕性好，如耐水、油和一般溶劑等，抗霉、抗菌和無毒；成型性能也好。但耐熱性不高，工作溫度不能超過100℃，蠕變值也較大，導(dǎo)熱性較差，約為金屬的百分之一，吸水性高和成型收縮率大。其在機械工業(yè)上可用于制造要求耐磨、耐蝕的某些承載和傳動零件，如軸承、齒輪、螺釘、螺母以及其他小型零件等。
j．單體澆注尼龍6(MC)。單體澆注尼龍，簡稱MC尼龍。它是用原料單體己內(nèi)酰胺加人催化劑，經(jīng)反應(yīng)后，直接澆入預(yù)熱的模具內(nèi)，經(jīng)快速聚合并凝固成型的一種新穎的工程塑料。從投料到制品只需2～3h，而且可以制成其他熱塑性塑料成型工藝無法制成的大型制品。用單體澆注尼龍6可制成軸承、襯套、齒輪、泵、滑輪、閥和小船螺旋槳等。
k．聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。俗稱有機玻璃，其透明度比無機玻璃還高，透光率達92%；密度也只有后者的一半，為1.18g/cm3。機械性能比普通玻璃高得多(與溫度有關(guān))，拉伸強度為50～80MN／m2。抗稀酸、稀堿、潤滑油和碳氫燃料的作用，在自然條件下老化發(fā)展緩慢。在80℃開始軟化，在105～150℃間塑性良好，可以進行成型加工。
缺點是表面硬度不高，易擦傷。由于導(dǎo)熱性差和熱膨脹系數(shù)大，易在表面或內(nèi)部引起微裂紋，因而比較脆。此外，易溶于有機溶液中。
有機玻璃廣泛用于航空、汽車、儀表和光學(xué)等工業(yè)中，作風擋、弦窗、電視和雷達的屏幕、儀表護罩、外殼、光學(xué)元件和透鏡等。
②熱固性塑料。
a．酚醛模塑料(PF)。酚醛模塑料是以酚醛樹脂為基材，加人填料或添加劑制成的熱固性塑料。通常采用壓縮模塑熱成型。酚醛模塑料具有一定的機械強度(抗拉強度約40MN／m2)和硬度、耐磨性好、絕緣性良好、擊穿電壓在10kV以上、耐熱性較高、耐蝕性優(yōu)良、尺寸基本穩(wěn)定，但不耐強堿和酚類物質(zhì)的侵蝕。這類塑料的性能因填料的不同可以變化很大。酚醛模塑料廣泛用于制作各種電訊器材和電木制品，如插頭、開關(guān)、電話機和儀表盒等；制造汽車剎車片、內(nèi)燃機曲軸皮帶輪、紡織機和儀表中的無聲齒輪和化工用耐酸泵等；在日用工業(yè)中作各種用具，但不宜作食物器皿。
b．酚醛玻璃纖維增強塑料。酚醛玻璃纖維增強塑料是以改性酚醛樹脂浸漬玻璃纖維加工制成的熱固性塑料。一般是采用壓縮模塑、傳遞模塑及注射法成型。其制品具有耐熱性好、強度高、電絕緣性好、尺寸穩(wěn)定、在受力受熱條件下不易變形、能耐化學(xué)品腐蝕，但不耐強堿和酚類物質(zhì)的侵蝕。適于模塑耐熱、耐潮濕、耐腐蝕，也適用于力學(xué)性能要求較高、絕緣性要求良好的電氣、儀表的絕緣零件和結(jié)構(gòu)件，例如低壓開關(guān)、線圈骨架、絕緣墊圈、襯套、導(dǎo)線管和整流罩等，使用溫度為200℃以下。
c．環(huán)氧樹脂(EP)。環(huán)氧樹脂的品種很多，按類型大致可分為以下四類：雙酚A型環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂及其他類型環(huán)氧樹脂。其中雙酚A型環(huán)氧樹脂是最常用的一種。
環(huán)氧樹脂強度較高，韌性較好；尺寸穩(wěn)定性高和耐久性好；具有優(yōu)良的絕緣性能。耐熱、耐寒，可在-80～155℃溫度范圍內(nèi)長期工作；化學(xué)穩(wěn)定性很高，成型工藝性能好。缺點是有毒性。
環(huán)氧樹脂是很好的膠粘劑，對各種材料(金屬及非金屬)都有很強的膠粘能力。環(huán)氧樹脂可用于制作塑料模具、精密量具、灌封電器和電子儀表裝置、配制油船漆和罐頭涂料等。
d．呋喃樹脂。呋喃樹脂是以糠醛為基本原料制成的高分子材料的總稱。它能耐強酸、強堿和有機溶劑腐蝕，并能適用于其中兩種介質(zhì)的結(jié)合或交替使用的場合。可代替金屬設(shè)備或金屬材料內(nèi)襯氟塑料，呋喃樹脂可用于制成管道、洗滌器、儲槽和池子等設(shè)備。但呋喃樹脂不耐強氧化性介質(zhì)。其耐熱可達180～200℃，是現(xiàn)有耐蝕樹脂中耐熱性能的樹脂之一，呋喃樹脂的儲存期比酚醛樹脂長，常溫儲存1～2年粘度變化仍不大。呋喃樹脂具有良好的阻燃性，燃燒時發(fā)煙少。其缺點是固化工藝不如環(huán)氧樹脂和不飽和樹脂那樣方便，為使其固化完全，一般需加熱后處理。呋喃樹脂用于制作玻璃鋼設(shè)備和管道，特別適用于有機氯化合物、農(nóng)藥、人造纖維、染料、紙漿和有機溶劑的回收以及廢水處理系統(tǒng)等工程，也可以用呋喃樹脂作為襯砌耐酸磚板的膠泥以及耐蝕地坪。
e．不飽和聚酯樹脂。不飽和聚酯樹脂主要特點是工藝性能優(yōu)良，在室溫下固化，常壓下成型，因而施工方便，易保證質(zhì)量，并可用多種措施調(diào)節(jié)它的工藝性能，特別適合于大型和現(xiàn)場制造玻璃鋼制品；固化后的樹脂綜合性能良好。該樹脂的力學(xué)性能略低于環(huán)氧樹脂，但優(yōu)于酚醛樹脂和呋喃樹脂；耐腐蝕性能優(yōu)于環(huán)氧樹脂；但固化時體積收縮率較大。
(2)橡膠。橡膠是一種具有良好耐酸、堿性能的高分子防腐蝕材料。橡膠分天然橡膠和合成橡膠兩大類。工程中常用橡膠制品有：
1)天然橡膠(NR)。天然橡膠具有優(yōu)良的彈性、拉伸強度、伸長率、屈撓性、耐磨性、耐撕裂性和壓縮永久變形性能，以及好的電工絕緣性能，但耐油、耐候性、耐臭氧和氧的性能較差，縮變形大，耐油性差，用于膠管、膠帶、特種膠布以及電線、電纜的保護外皮和鋪地膠板等。en.Examw.CoM
2)丁基橡膠(IIR)。丁基橡膠耐候性好、耐臭氧、耐蒸汽、耐磷酸酯液壓油、耐酸(堿)、耐火箭燃料和氧化劑，還具有優(yōu)良的絕緣性能，透氣性極小。用于輪胎內(nèi)胎、門窗密封條以及磷酸酯液壓油系統(tǒng)的零件、膠管、電線的絕緣層、膠布、減震阻尼器、耐熱輸送帶和化工設(shè)備襯里等。
3)氯丁橡膠(CR)。氯丁橡膠耐候性好，耐臭氧老化，有自熄性，耐油性良好，僅次于丁腈橡膠，拉伸強度、伸長率、彈性優(yōu)良，與金屬和織物的粘著性優(yōu)良，但電絕緣性、儲存穩(wěn)定性差，使用溫度為-35～13℃。用于重型電纜護套、耐油耐蝕膠管、膠帶、化工容器襯里、耐燃采煤橡膠帶、電纜絕緣層和膠粘劑等。
4)氟硅橡膠(MFQ)。氟硅橡膠耐油、耐化學(xué)品腐蝕、耐熱、耐寒、耐輻射、耐高真空性能和耐老化性能優(yōu)良，但強度較低，價格昂貴。使用溫度為-65～250℃。用于燃料油、雙酯潤滑油和液壓油系統(tǒng)的密封件。
(3)合成纖維。合成纖維的品種繁多，主要有四十多種，而且新的品種還在不斷開發(fā)出現(xiàn)。但從性能、應(yīng)用范圍和技術(shù)成熟程度來看，目前國內(nèi)外大量開發(fā)的主要有聚酰胺纖維、聚酯纖維及聚丙烯腈纖維三大類，這三類合成纖維的產(chǎn)量占合成纖維總量的90.0％以上。
合成纖維具有強度高、密度小、耐磨和不霉不腐等特點，廣泛用于制作衣料。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸及國防建設(shè)上也發(fā)揮了很大作用。有些用途則是天然纖維所不及的。如聚酰胺纖維簾子線汽車輪胎行駛里程比一般纖維增加1.0～2.0倍，還可節(jié)約橡膠用量20％。它一般用于高級簾子布、纜繩帆布、運輸帶、制作碳纖維及石墨纖維原料和繩索等。