建筑材料第9章合成高分子材料.ppt

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1、2/15/20231第九章第九章 合成高分子材料合成高分子材料2023-2-152-合成高分子材料合成高分子材料2023-2-153张拉膜结构张拉膜结构充气膜结构充气膜结构2023-2-154箱形拱桥箱形拱桥红旗桥红旗桥钢钢结构结构+ +膜膜结构结构水立方水立方高分子化合物的定义 高分子化合物是由千万个原子彼此以共价键连接的大分子化合物，其相对分子量一般在104以上，通常指高聚物或聚合物。虽然它的分子量很大，但其化学组成却比较简单，一个大分子往往是由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成的。2023-2-1552023-2-156第第9 9章章 合成高分子材料合成高分子材料 9.1

2、9.1 合成高分子材合成高分子材料的分子特征及性能特点料的分子特征及性能特点 9.2 9.2 高分子材料高分子材料在土木工程中的应用在土木工程中的应用 2023-2-1579.1 9.1 合成高分子材料的分子特征和性能特点合成高分子材料的分子特征和性能特点9 9.1.1 .1.1 合成高分子材料的分子特征合成高分子材料的分子特征9 9.1.2 .1.2 合成高分子材料的性能特点合成高分子材料的性能特点2023-2-1589 9.1.1 .1.1 合成高分子材料的分子特征合成高分子材料的分子特征高高分分子子化化合合物物线型聚合物线型聚合物体型聚合物体型聚合物按其链节在空间按其链节在空间排列的几何

3、形状排列的几何形状线型线型支链型支链型2023-2-1599 9.1.1 .1.1 合成高分子材料的分子特征合成高分子材料的分子特征u线型聚合物线型聚合物u体型聚合物体型聚合物特点：特点：可以溶解在一定溶剂中，可以软化，甚至熔化。可以溶解在一定溶剂中，可以软化，甚至熔化。应用：应用：线型线型无无支链结构的聚合物：聚苯乙烯、用低压法制造的高密支链结构的聚合物：聚苯乙烯、用低压法制造的高密度聚乙烯和聚酯纤维素分子。度聚乙烯和聚酯纤维素分子。线型线型带带支链结构的聚合物：低密度聚乙烯、聚醋酸乙烯等。支链结构的聚合物：低密度聚乙烯、聚醋酸乙烯等。特点：特点：制备成型后再加热时不软化，也不能流动。制备成

4、型后再加热时不软化，也不能流动。应用：应用：酚醛树脂、不饱和聚酯、环氧树脂、尿酸树脂等。酚醛树脂、不饱和聚酯、环氧树脂、尿酸树脂等。2023-2-1510 9 9.1.2 .1.2 合成高分子材料的性能特点合成高分子材料的性能特点一般合成高分子材料有七方面的性能一般合成高分子材料有七方面的性能优点优点：u优良的加工性能；优良的加工性能；u质轻；质轻；u导热系数小；导热系数小；u化学稳定性较好；化学稳定性较好；u电绝缘性好；电绝缘性好；u功能的可设计性强；功能的可设计性强；u出色的装饰性能。出色的装饰性能。高分子板整体橱柜高分子板整体橱柜2023-2-1511 9 9.1.2 .1.2 合成高分

5、子材料的性能特点合成高分子材料的性能特点合成高分子材料有三方面的性能合成高分子材料有三方面的性能缺点缺点：u易老化；易老化；u可燃性及毒性；可燃性及毒性；u耐热性较差。耐热性较差。使用温度偏高会促进其老化，甚至分解；使用温度偏高会促进其老化，甚至分解；有的塑料受热会发生变形，在使用中要注有的塑料受热会发生变形，在使用中要注意其使用温度的限制。意其使用温度的限制。老化：老化：高分子化合物在阳光、空气、热以及环境介质中的酸、碱、盐等高分子化合物在阳光、空气、热以及环境介质中的酸、碱、盐等作用下，分子组成和结构发生变化，致使其性质变化，如失去弹性、出作用下，分子组成和结构发生变化，致使其性质变化，如

6、失去弹性、出现裂纹、变硬、变软或变脆、发粘失去原有使用功能的现象。现裂纹、变硬、变软或变脆、发粘失去原有使用功能的现象。实例：实例：塑料、有机涂料、有机胶黏剂都会出现老化。塑料、有机涂料、有机胶黏剂都会出现老化。防老化措施：防老化措施：加防老化剂；涂防护层。加防老化剂；涂防护层。u高分子材料一般属于可燃的材料，部分高分子高分子材料一般属于可燃的材料，部分高分子材料燃烧时发烟，产生有毒气体。一般可通过改材料燃烧时发烟，产生有毒气体。一般可通过改进配方制成自熄和难燃甚至不燃的产品，但其防进配方制成自熄和难燃甚至不燃的产品，但其防火性仍比无机材料差。火性仍比无机材料差。2023-2-1512tfgT

7、TT2023-2-1513工程实例分析工程实例分析PVCPVC下水管破裂原因分析下水管破裂原因分析 现象现象 广东某企业生产硬聚氯乙烯下水管，在广东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，经常发生水管破反应在冬季进行下水管安装时，经常发生水管破裂的现象。裂的现象。2023-2-1514 经技术专家现场分析，认为主要是由于水管的配方所致，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

8、南方建筑工程上使用，由于南方常年的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，该温度都比较高，该PVCPVC的抗冲击强度可以满足实际使用要求，的抗冲击强度可以满足实际使用要求，但北方的冬天，温度会下降到零下几十度，这时但北方的冬天，温度会下降到零下几十度，这时PVCPVC材料材料变硬、变硬、变脆，抗冲击强度已达不到要求变脆，抗冲击强度已达不到要求。北方市场的。北方市场的PVCPVC下水管需要下水管需要重新进行配方，生产厂家经改进配方，在重新进行配方，生产厂家经改进配方，在PVCPVC配方中多加配方中多加抗冲抗冲击改性剂击改性剂，解决了水管易破裂的问题。，解决了水管易破裂的

9、问题。 原因分析原因分析PVCPVC下水管破裂原因分析下水管破裂原因分析 2023-2-15159.2 9.2 土木工程常用的合成高分子材料土木工程常用的合成高分子材料9.2.2 9.2.2 胶粘剂胶粘剂9.2.1 9.2.1 建筑塑料建筑塑料2023-2-15169 9.2.1 .2.1 建筑塑料建筑塑料1.1. 建筑塑料的基本组成建筑塑料的基本组成2.2. 建筑塑料的分类及主要性能建筑塑料的分类及主要性能3.3. 塑料型材及管材塑料型材及管材2023-2-1517 1.1. 建筑塑料的基本组成建筑塑料的基本组成 建筑上常用的建筑上常用的塑料塑料制品绝大多数都是以制品绝大多数都是以合成树脂合

10、成树脂（即合成（即合成高分子化合物）和高分子化合物）和添加剂添加剂组成的多组分材料。组成的多组分材料。“有机玻璃有机玻璃”是由聚甲基丙烯酸甲酯合成的树脂，在聚合反应是由聚甲基丙烯酸甲酯合成的树脂，在聚合反应中中不加入其他组分不加入其他组分，制成的具有较高机械强度和，制成的具有较高机械强度和良好抗冲击性良好抗冲击性能且有高透明度的能且有高透明度的有机高分子材料。如标牌、广告牌，灯箱的有机高分子材料。如标牌、广告牌，灯箱的面板。面板。 （1 1）合成树脂）合成树脂合成树脂在塑料中起合成树脂在塑料中起胶结作用胶结作用，通过胶结作用把填充料等胶，通过胶结作用把填充料等胶结成坚实整体。因此，塑料的性质主

11、要取决于树脂的性质。结成坚实整体。因此，塑料的性质主要取决于树脂的性质。在一般树脂中，合成树脂约占在一般树脂中，合成树脂约占30%60%30%60%。2023-2-1518（2 2）添加剂）添加剂为了改善塑料的某些性能而加入的物质统称为添加剂。为了改善塑料的某些性能而加入的物质统称为添加剂。1.1. 建筑塑料的基本组成建筑塑料的基本组成 1 1）填料）填料填料又称填充剂，常常占塑料组成材料的填料又称填充剂，常常占塑料组成材料的40%70%40%70%。作用：作用：提高塑料的强度和刚度；减少塑料在常温下的提高塑料的强度和刚度；减少塑料在常温下的蠕变现象及改善热稳定性；降低塑料制品的成本，增蠕变现

12、象及改善热稳定性；降低塑料制品的成本，增加产量等。加产量等。常用填充料：常用填充料：木屑、滑石粉、石灰石粉、碳黑、铝粉、木屑、滑石粉、石灰石粉、碳黑、铝粉、玻璃纤维等。玻璃纤维等。2023-2-15192 2）增塑剂）增塑剂作用：作用：提高塑料加工时的可塑性及流动性；改善塑料提高塑料加工时的可塑性及流动性；改善塑料制品的柔韧性。制品的柔韧性。常用增塑剂：常用增塑剂：用于用于改善加工性能及常温的柔韧性改善加工性能及常温的柔韧性的邻的邻苯二甲酸二丁酯，邻苯二甲酸二辛酯；属于苯二甲酸二丁酯，邻苯二甲酸二辛酯；属于耐寒增塑耐寒增塑剂剂的脂肪族二元酸酯类增塑剂等。的脂肪族二元酸酯类增塑剂等。（2 2）添

13、加剂）添加剂3 3）其他添加剂）其他添加剂根据建筑塑料使用及成型加工的需要，还有根据建筑塑料使用及成型加工的需要，还有着色剂着色剂、固化剂固化剂、稳定剂稳定剂、润滑剂润滑剂、发泡剂发泡剂、阻燃剂等阻燃剂等。2023-2-15202.2. 建筑塑料的分类及主要性能建筑塑料的分类及主要性能 建筑上常用塑料有建筑上常用塑料有热塑性塑料热塑性塑料和和热固性塑料热固性塑料，主要性能见下表。，主要性能见下表。2023-2-1521 3.3. 塑料塑料型材及管材型材及管材(1)(1)塑料型材塑料型材1)1)塑料地板塑料地板塑料地板包括用于地面装饰的各类塑料地板包括用于地面装饰的各类塑料块板塑料块板和和铺地卷

14、材铺地卷材。应用应用：绝大多数的公用建筑，如办公楼、商店、学校等地面。：绝大多数的公用建筑，如办公楼、商店、学校等地面。2023-2-1522 3.3. 塑料塑料型材及管材型材及管材2)2)塑料门窗塑料门窗(1)(1)塑料型材塑料型材塑料门窗一般采用塑料门窗一般采用PVCPVC（聚氯乙烯）塑料（聚氯乙烯）塑料; ;隔热性能优异；隔热性能优异；气密性、水密性好；气密性、水密性好；装饰性好；装饰性好；加工性能好；加工性能好；隔声性能好。隔声性能好。塑料门窗与钢木门窗及铝合金门窗相比有以下塑料门窗与钢木门窗及铝合金门窗相比有以下特点特点：2023-2-1523塑料窗异型材截面塑料窗异型材截面2023

15、-2-1524塑料窗异塑料窗异性材截面性材截面2023-2-1525塑料门异性材塑料门异性材2023-2-1526塑塑 料料 门门2023-2-15273.3. 塑料塑料型材及管材型材及管材(2)(2)塑料型材塑料型材3)3)塑料墙纸塑料墙纸塑料墙纸是以一定材料为基材，表面进行涂塑处理后，再塑料墙纸是以一定材料为基材，表面进行涂塑处理后，再经过印花、压花或发泡处理等多种工艺制成的一种经过印花、压花或发泡处理等多种工艺制成的一种墙面装墙面装饰材料饰材料。2023-2-15283.3. 塑料塑料型材及管材型材及管材(2)(2)塑料型材塑料型材4)4)玻璃钢建筑制品玻璃钢建筑制品用玻璃纤维及其织物为

16、用玻璃纤维及其织物为增强材料增强材料，以不饱和聚酯树脂或环，以不饱和聚酯树脂或环氧树脂等为氧树脂等为胶粘材料胶粘材料制成的一种复合材料。制成的一种复合材料。特点：特点：质量小，强度接近钢材，因此称为玻璃钢。质量小，强度接近钢材，因此称为玻璃钢。应用：应用：玻璃钢波形瓦、玻璃钢采光罩、玻璃钢卫生洁具等。玻璃钢波形瓦、玻璃钢采光罩、玻璃钢卫生洁具等。玻璃钢采光板玻璃钢采光板 复合材料复合材料(Composite materials)，是由两种或两种以上不同性质的材，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。 复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶铝、镁、铜、钛及