有机高分子材料的选择与应用 建筑塑料的选择与应用

建筑塑料的检测与应用建筑塑料的基本组成01一、建筑塑料的基本组成塑料的组成

塑料是以聚合物为基本材料，加入各种添加剂后，在一定温度和压力下混合、塑化、成型的材料或制品的总称。一、建筑塑料的基本组成塑料按组成成份的多少，可分为单组分塑料和多组分塑料。单组分塑料仅含合成树脂，如“有机玻璃”就是由一种被称为聚甲基丙烯酸甲酯的合成树脂组成。多组分塑料除含有合成树脂外，还含有填充料、增塑剂、固化剂、着色剂、稳定剂及其他添加剂。建筑装饰上常用的塑料制品一般都属于多组分塑料。

一、建筑塑料的基本组成（1）树脂树脂是塑料的基本组成材料，在多组分塑料中约占30%-70%，单组分的塑料中含有树脂几乎达100%。树脂在塑料中主要起胶结作用，把填充料等其他组分胶结成一个整体。因此，树脂是决定塑料性质的最主要因素。一、建筑塑料的基本组成（2）填充料又称填充剂或填料是为了改善塑料制品某些性质如提高塑料制品的强度、硬度和耐热性以及降低成本等而在塑料制品中加入的一些材料。填料在塑料组成材料中约占40%-70%，常用的填料有木粉、滑石粉、硅藻土、石灰石粉、铝粉、炭黑、云母、二硫化钼、石棉、玻璃纤维等。其中纤维填料可提高塑料的结构强度；石棉填料可改善塑料的耐热性；云母填料能增强塑料的电绝缘性；石墨、二硫化钼填料可改善塑料的磨擦和耐磨性能等。此外，由于填料一般都比合成树脂便宜，故填料的加入能降低塑料的成本。一、建筑塑料的基本组成（3）增塑剂为了提高塑料在加工时的可塑性和制品的柔韧性、弹性等，在塑料制品的生产、加工时要加入少量的增塑剂。增塑剂通常是具有低蒸气压、不易挥发的分子量较低的固体或液体有机化合物。主要为酯类和酮类。常用的有邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸二辛酯、磷酸二甲苯酯、己二酸酯、二苯甲酮等。一、建筑塑料的基本组成（4）固化剂固化剂又称硬化剂或熟化剂。其主要作用是使某些合成树脂的线型结构交联成体型结构，从而使树脂具有热固性。不同品种的树脂应采用不同品种的固化剂。酚醛树脂常用六亚甲基四胺；环氧树脂常用胺类、酚酐类和高分子类；聚酯树脂常用过氧化物等。一、建筑塑料的基本组成（5）稳定剂许多塑料制品在成型加工和使用过程中，由于受热、光氧的作用，过早地发生降解，氧化断链、交联等现象，使材料性能变坏。为了稳定塑料制品的质量，延长使用寿命，通常要加入各种稳定剂，如抗氧剂（酚类化合物等）、光屏蔽剂（炭黑等）、紫外线吸收剂（2-羟基二苯甲酮、水杨酸苯酯等）、热稳定剂（硬脂酸铝、三盐基亚磷酸铅等）。一、建筑塑料的基本组成（6）着色剂为使塑料制品具有特定的色彩和光泽，可加入着色剂。着色剂按其在着色介质中的溶解性分为染料和颜料。染料皆为有机化合物，可溶于被着色的树脂中；颜料一般为无机化合物，不溶于被着色介质，其着色性是通过本身的高分散性颗粒分散于被染介质，其折射率与基体差别大，吸收一部分光，而又反射另一部分光线，给人以颜色的视觉。颜料不仅对塑料具有着色性，同时兼有填料和稳定剂的作用。

此外，根据建筑塑料使用及成型加工中的需要，有时还加入润滑剂、抗静电剂、发泡剂、阻燃剂及防霉剂等。常用建筑塑料的特性与选用02二、常用建筑塑料的特性与选用建筑中常用的塑料制品塑料在土木工程的各个领域均有广泛的应用。它既可用做防水、隔热保温、隔声和装饰材料等功能材料；也可制成玻璃纤维或碳纤维增强塑料，用做结构材料。塑料可以加工成塑料壁纸、塑料地板、塑料地毯、塑料门窗和塑料管道等在建筑中应用。二、常用建筑塑料的特性与选用1.塑料门窗

由硬质聚氯乙烯型材经切割、焊接、拼装、修整而成的门窗制品，现有推拉门窗和平开门窗等几大类系列产品。与传统的钢、木门窗相比，塑料门窗具有美观耐用、安全、节能等一系列的优点。由于塑料容易加工成型和拼装，塑料门窗的结构型式灵活多样。在塑料门窗中，为了增加聚氯乙烯材料的刚性，常在门窗框、窗扇的异型材空腔内，插入金属增强材料，故又称塑钢门窗。塑料门窗的应用始于20世纪50年代，至今已有40多年的应用历史，应用技术十分成熟。二、常用建筑塑料的特性与选用塑料门窗、铝合金门窗孰优孰劣塑钢门窗作为一种新型建筑产品，近两年在门窗市场异军突起，市场份额大大超过普通的木质、钢质门窗、彩板门窗，直逼铝合金门窗。更有资料表明，下世纪将是塑钢门窗之天下，届时，铝合金门窗将退居一隅，进入被淘汰的行列。那么，塑钢门窗与铝合金门窗到底孰优孰劣呢？我们不妨通过下列性能特征来进行比较。据资料表明，塑钢门窗的隔音性能大大优于铝合金门窗。比方说：达到同样噪音要求的建筑物，安装铝合金门窗的建筑与交通干道的距离需在５０米以外，如果用塑钢门窗则可缩短到１６米以内。1.隔音性能二、常用建筑塑料的特性与选用从材质基础技术参数比较，在同等条件下，就材质导热能力而言，铝材是ＰＶＣ材料的１２５０倍。当然，如果将ＰＶＣ制成门窗，进行能耗比较，就很难一概而论。因为室内散失热量，通常与屋面、地面、墙壁和门窗有关。但科研资料表明，作为普通住宅，同样开启空调，装塑钢门窗的房间比装铝合金门窗的房间每天节电要超过５度。2.隔热性能二、常用建筑塑料的特性与选用塑钢门窗能耐酸耐碱及其它化学物质的腐蚀，故不怕城市环境污染、盐酸和酸雨等的侵蚀。而铝合金则不然，遇腐蚀后容易导致表面氧化，缩短使用寿命。3.耐腐蚀性二、常用建筑塑料的特性与选用塑钢门窗自重大大低于铝合金门窗，更由于是整体成型，安装速度很快，从而使得整个工效大为提高。使用寿命方面，塑钢门窗的正常使用寿命为３０至５０年，低于铝合金门窗。4.门窗的安装性能及使用寿命二、常用建筑塑料的特性与选用塑钢门窗与铝合金门窗均可根据设计人员的设计要求制作成平开、推拉、上悬及弧形窗，造型美观大方新颖。塑钢门窗表面可着色、覆膜、多色共挤；铝合金门窗表面可喷涂、电泳，色泽也可做到多样化。5.产品款式及工艺性能二、常用建筑塑料的特性与选用塑钢门窗及铝合金门窗均可应用于各种工业与民用建筑上，普通塑钢门窗的价格在200至500元／平方米，双层塑钢门窗的价格在500元／平方米以上，高档塑钢门窗价格则可达到1599至2000元／平方米。而普通铝合金门窗价格在200元／平方米左右，高档产品价格在500元／平方米左右。6.产品使用途径及价格二、常用建筑塑料的特性与选用从以上分析看来，塑钢门窗与铝合金门窗各有千秋。因此据估计，在未来相当长的一段时间里，塑钢门窗与铝合金门窗仍将平分秋色。6.产品使用途径及价格二、常用建筑塑料的特性与选用二、常用建筑塑料的特性与选用塑料管材和型材塑料管有热塑性塑料管和热固性塑料管两大类。塑料管的种类有：硬质聚氯乙烯（UPVC）塑料管、聚乙烯（PE）塑料管、聚丙烯（PP）塑料管和PPR塑料管、聚丁烯（PB）塑料管、玻璃钢（FRP）管和复合塑料管等。二、常用建筑塑料的特性与选用UPVC管UPVC管是以聚氯乙烯树脂为原料，加入助剂，用双螺杆挤出机挤出成型，管件采用注射工艺成型。其特点是重量轻、能耗低、耐腐蚀性好、电绝缘性好、导热性低，许用应力可达l0MPa以上，安装维修方便。二、常用建筑塑料的特性与选用UPVC管其缺点是机械强度只有钢管的1/8；使用温度一般在－15—65℃；刚性较差，只有碳钢的l／62；热膨胀系数较大，达到5.9×10-5／℃，因而安装过程中必须考虑温度补偿装置。该管适于给水、排水、灌溉、供气、排气、工矿业工艺管道、电线、电缆套管等。用作输送食品及饮用水时，塑料管还必须达到相应的卫生要求。二、常用建筑塑料的特性与选用二、常用建筑塑料的特性与选用PE管PE管是以聚乙烯为主要原料，加入抗氧化剂、炭黑及着色料等制造而成。其特点是密度小、比强度高，耐低温性能和韧性好，脆化温度可达－80℃。二、常用建筑塑料的特性与选用由于其具有优良的低温性能和韧性，能抵抗车辆和机械振动、冻融作用及操作压力突然变化的破坏，因而，可采用盘管进行插入或犁埋施工，施工方便、工程费用低；而且由于管壁光滑，介质流动阻力小，输送介质的能耗低，并不受输送介质中液态烃的化学腐蚀。中、高密度PE管材适用于城市燃气和天然气管道。低密度PE管适宜用作饮用水管、电缆导管、农业喷洒管道、泵站管道等。PE管还可应用于采矿业的供水、排水管和风管等。二、常用建筑塑料的特性与选用二、常用建筑塑料的特性与选用PP管PP管是以丙烯—乙烯共聚物为原料，加入稳定剂，经挤出成型而成。其表面硬度高、表面光滑，使用温度小于100℃。PP管表面硬度虽高，使用时仍需防止擦伤，在装运和施工过程中仍应防止与坚硬的物体接触，更要避免碰撞。PP管在20℃使用20年的设计应力为5.5MPa。二、常用建筑塑料的特性与选用PP管多用作化学废液的排放管、盐水排放管，并且由于其材质轻、吸水性小以及耐土壤腐蚀，常用于农田灌溉、水处理及农村供水系统。PP管具有坚硬、耐热、防腐、使用寿命长和价格低廉等特点。将小口径PP管埋在地坪混凝土内，管内水的温度在65℃左右时，可将地面温度加热到26—28℃，比一般暖气设备节约能耗20％。二、常用建筑塑料的特性与选用无视共聚聚丙烯（PP-R）塑料管PP管的使用温度有一定的限制，为此可以在丙烯聚合时掺入少量的其它单体，如乙烯、1-丁烯等进行共聚。由丙烯和少量其它的单体共聚的PP称为共聚PP，共聚PP可以减少聚丙烯高分子链的规整性，从而减少PP的结晶度，达到提高PP韧性的目的。共聚聚丙烯又分为嵌段共聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯（PP-R）。PP-R具有优良的韧性和抗温度变形性能，能耐95℃以上的沸水、低温脆化温度可降至-15℃，是制做热水管的优良材料，现已在建筑工程中广泛应用。二、常用建筑塑料的特性与选用ABS管ABS(丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物)综合了丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三者的特点，通过不同的配方，可以满足制品性能的多种要求。二、常用建筑塑料的特性与选用ABS管的质量轻；有较高的耐冲击强度和表面硬度，在-40~l00℃范围内能保持韧性、坚固性和刚度；在受到高的屈服应变时，能回复到原尺寸面不损坏。有极高的韧性，能避免严寒天气条件下装卸运输的损坏。因此，ABS管适用于工作温度较高的管道，可用于使用温度在90℃以下的管道。并常用作卫生洁具的下水管、排气管、排污管、地下电气导管、高腐蚀工业管道；用于地埋管线，可取代不锈钢管和钢管等管材。二、常用建筑塑料的特性与选用ABS集水槽二、常用建筑塑料的特性与选用PVC下水管破裂原因分析广东某企业生产硬聚氯乙烯下水管，在广东省许多建筑工程中被使用，由于其质量优良而受到广泛的好评，当该产品外销到北方时，施工队反应在冬季进行下水管安装时，经常发生水管破裂的现象。

二、常用建筑塑料的特性与选用PVC下水管破裂原因分析经技术专家现场分析，认为主要是由于水管的配方所致，因为该水管主要是在南方建筑工程上使用，由于南方常年的温度都比较高，该PVC的抗冲击强度可以满足实际使用要求，但到北方的冬天，温度会下降到零下几十度，这时PVC材料变硬、变脆，抗冲击强度已达不到要求。北方市场的PVC下水管需要重新进行配方，生产厂家经改进配方，在PVC配方中多加抗冲击改性剂，解决了水管易破裂的问题。

塑料管与镀锌铁管优缺点比较请观察使用两年后的塑料管和镀锌铁管的照片，如下图所示，对其优缺点予以比较。塑料管镀锌铁管二、常用建筑塑料的特性与选用塑料管与镀锌铁管优缺点比较从图中可见，镀锌铁管已生锈，产生污垢。塑料管内壁光滑如新，水的流动摩擦阻力很小，而且不会生锈，所以用塑料管作为上水管，不仅可以减少输水的水头损失，减少能耗，而且没有管内的锈蚀和污垢产生，使水的卫生标准提高。某建筑工程中按设计需采用塑料热水供水管，按规定是要采用PP-R水管，但采购员为了降低成本，购买了普通的聚丙烯水管来代替PP-R管，请分析随意采用普通的PP管代替PP-R管可能会产生哪些工程问题？某建筑工程中按设计需采用塑料热水供水管，按规定是要采用PP-R水管，但采购员为了降低成本，购买了普通的聚丙烯水管来代替PP-R管，请分析随意采用普通的PP管代替PP-R管可能会产生哪些工程问题？二、常用建筑塑料的特性与选用用普通PP管代替PP-R管作热水供水管容易产生爆裂。PP管宏观力学性能表现为刚性大，强度高，