第9章-高分子合成材料(高教).ppt

第9章高分子合成材料,本章内容,12.1高分子化合物基本知识12.2建筑塑料12.3建筑涂料12.4建筑胶粘剂12.5土工合成材料,12.1高分子化合物基本知识高分子合成材料是指以人工合成高分子化合物为其基本组成物质的各种材料。12.1.1高分子化合物的组成及结构特点高分子化合物又称高聚物或聚合物。其分子量一般为104106，其分子是由许多相同的、简单的结构单元通过共价键或离子键有规律地重复连接而成。,高分子与低分子化合物相比较，分子量非常高。由于这一突出特点，聚合物显示出了特有的性能，表现为“三高一低一消失”。既是：高分子量、高弹性、高粘度、结晶度低、无气态。因此这些特点也赋予了高分子材料（如复合材料、橡胶等）高强度、高韧性、高弹性、绝缘、耐腐蚀等特点。,12.1.2高聚物的分类1.按聚合物链节在空间排列的几何形状分类，分为线型和体型两种。（1）线型聚合物各链节连接成一长链或带有支链。（2）体型聚合物线型聚合物大分子间以化学键交联而形成空间网状的三维聚合物。,（a）线型（b）支链型（c）体型聚合物大分子链的结构示意图,2.按聚合反应的种类不同，分为加聚物和缩聚物两类。（1）加聚物由低分子量的不饱和的单体分子相互加成而连接成大分子链且不析出小分子的反应，叫加聚反应。其反应生成物称为加聚物。（2）缩聚物具有双官能团的单体相互作用，生成聚合物，同时析出某些小分子化合物（如水、氨、氯化氢等）的反应，叫缩聚反应。其反应生成物称为缩聚物。,3.按聚合物受热时所表现出的性质不同来分，可分为热塑性聚合物和热固性聚合物。（1）热塑性聚合物加热时软化甚至熔化，冷却后硬化，而不发生化学变化，可以反复加热和冷却，重复多次进行。此种聚合物为线型结构或带支链的聚合物，包括所有加聚物和部分缩聚物。（2）热固性聚合物加热后即软化，同时产生化学变化，相邻的分子相互连接（交联）而逐渐硬化，最后成为不熔化、不溶解的物质。只能塑制一次。该类聚合物为体型结构，包括大部分缩聚物。,12.1.3高聚物的老化在使用过程中，聚合物会由于阳光、热、空气（氧和臭氧）等因素的作用而发生结构或组成的变化，从而引起各种性能的劣化，此现象称为高聚物的老化。老化的具体表现如：变色、失去光泽、变硬、变脆、龟裂、变软、发粘、变形、斑点、强度降低、溶解度、透光率、透气性、耐热、耐寒性的下降或丧失、绝缘性的破坏等多种形式。上述变化并不同时出现。但是，老化却是不可逆转的。,12.2建筑塑料塑料是以合成树脂为主要成分，配以一定量的辅助剂（如填料、增塑剂、稳定剂、着色剂等）在一定条件（温度、压力）下，可塑成一定形状并在常温下保持其形状的高分子材料。,12.2.1塑料的组成塑料主要成分是合成树脂，还有填料和助剂。1.合成树脂合成树脂即是合成高聚物，它是塑料中最主要的组成成分，在塑料中起粘结作用，它决定塑料的性能和使用范围。2.填料（也称填充料）填料是向树脂中加入的粉状或纤维状的无机化合物，其主要是改善塑料的性能。此外，还可降低塑料成本。3.增塑剂增塑剂能增加塑料的可塑性。可降低树脂的软化温度和熔融温度，降低熔体粘度，改善塑料的可加工性能。,4.稳定剂稳定剂是指能抑制或减缓塑料老化的物质。加入稳定剂可以提高塑料的耐老化性能，延长其使用寿命。5.固化剂固化剂又称硬化剂或交联剂。其作用是使高聚物的线形分子交联成体型分子，从而使树脂具有热固性。6.着色剂着色剂赋予塑料绚丽的色彩和光泽的物质。除满足色彩要求外，还具有分散性好，附着力强，在加工和使用中不褪色，不与塑料成分发生化学反应。,12.2.2塑料的特性1.轻质高强2.加工性能好3.装饰性好4.保温隔热性能好5.电绝缘性能优良6.耐化学腐蚀性好，耐水性强7.耐热性较差，耐燃性差8.弹性模量低9.易老化,12.2.3常用建筑塑料及制品按塑料受热时表现出的性质不同，将土木工程中常用的塑料分为热塑性和热固性塑料两类。热塑性塑料是在特定的温度范围内，可以加热软化，遇冷硬化，能反复进行塑制的塑料，统称为热塑性塑料，如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。热固性塑料是经初次加热成型并冷却固化后，其中多数有机高分子发生聚合反应，即使再经加热也不会软化和产生塑性，此种统称为热固性塑料，如酚醛塑料、氨基塑料等。,1.热塑性塑料（1）聚氯乙烯塑料（PVC）（2）聚乙烯塑料（PE）（3）聚丙烯塑料（PP）（4）聚苯乙烯塑料（PS）（5）聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）（6）ABS塑料（7）乙烯四氟乙烯共聚物（ETFE膜）（8）聚四氟乙烯（PTFE）,2.热固性塑料（1）酚醛树脂塑料（PF）（2）脲醛树脂塑料（UF）（3）三聚氰胺甲醛树脂塑料(MF)（4）环氧树脂塑料(EP)（5）不饱和聚酯树脂塑料(UP)（6）有机硅树脂塑料(SI)（7）玻璃纤维增强塑料,12.3.3工程中常用的建筑塑料制品建筑塑料制品种类繁多，主要以塑料门窗和塑料管为主。1、塑料门窗塑料门窗是以聚氯乙烯树脂、改性聚氯乙烯或其它树脂为主要原料，添加适量助剂和改性剂，经挤压机挤出成各种截面的空腹门窗异型材，再根据不同的品种规格选用不同截面异型材组装而成。,2.塑料管和管件建设行业使用的塑料管道根据材质不同，可分为硬质聚氯乙烯管(PVC-U)、聚乙烯管(PE)、聚丙烯管(PP)、聚丁烯管(PB)、玻璃钢管(GRP)、ABS管等；根据结构形式不同，可分为实壁管、结构壁管、复合管等；根据用途不同，可分为城镇供水塑料管道、城镇排水塑料管道、城市燃气塑料管道、建筑给水塑料管道、建筑排水塑料管道、建筑采暖塑料管道以及保护套管等。,12.3建筑涂料建筑涂料是指涂覆于建筑构件表面，与之能很好粘结并形成完整保护膜，起保护、装饰、特殊功能作用或几种作用兼而有之的材料。12.3.1涂料的组成与分类1.涂料的组成涂料主要由基料（为主要成膜物质，又称胶粘剂）、颜料（为次要成膜物质，包括体质颜料、着色颜料、白色颜料等）、分散介质（溶剂）及助剂等组成。,2.涂料的分类分类方法1：是以涂料产品的用途为主线并适当辅以主要成膜物质的分类方法，将涂料产品划分为三个主要类别：建筑涂料、工业涂料和通用涂料及辅助材料。分类方法2：除建筑涂料外，以涂料产品的主要成膜物为主线，并适当辅以产品主要用途的分类方法。将涂料产品划分为两个主要类别：建筑涂料、其他涂料及辅助材料。,12.3.2涂料的功能、特点及常用品种由于涂料的品种繁多，现仅就工程中常用的墙面和地坪涂料加以介绍。1.内墙涂料内墙涂料的主要功能是装饰及保护室内墙体，使其美观整洁，能营造出舒适的居住环境。2.外墙涂料外墙涂料的主要功能是装饰和保护建筑物的外墙面，使建筑物外貌整洁美观，从而达到美化城市环境的目的。3.地坪涂料地面涂料是建筑涂料中的一个组成部分，它的主要功能就是装饰和保护地面，使之清洁美观，同时结合内墙面顶棚及其它装饰创造优雅环境。,12.4建筑胶粘剂胶粘剂是指能通过较强的粘结力把同质或异质物体表面牢固地粘结在一起的材料。特别适用于不同材质、不同厚度、超薄规格和复杂构件的连接。12.4.1胶粘剂的组成与分类1.胶粘剂的组成胶粘剂一般由下列粘料、稀释剂（溶剂）、固化剂、填料和其它添加剂组成。,2.胶粘剂的分类胶粘剂的分类方法很多，按应用方法可分为热固型、热熔型、室温固化型、压敏型等；按应用对象分为结构型、非结构型或特种胶；接形态可分为水溶型、水乳型、溶剂型以及各种固态型等。12.4.2