建筑材料与建筑塑料.ppt

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1、第十一章建筑塑料与胶粘剂第十一章合成高分子材料11.1合成高分子材料的基本知识一、聚合物及其分类（一）聚合物其分子量虽然很大，但化学组成都比较简单，是由简单的结构以重复方式连接起来而形成的。例如，聚氯乙烯的结构式为：聚合度链节聚合度代表重复单元数，它是衡量高聚物分于最大小的一个指标。链节：重复的结构单元一种高分子化合物是许多结构和性质相类似而聚合度不完全相等的高分子的混合物。由低分子单体合成高聚物的反应称作聚合反应，根据单体和聚合物的组成和结构所发生的变化，聚合反应可分成加聚反应和缩聚反应两大类。（二）聚合物的分类1.按化学反应分为两大类。（1）加聚树脂：由含有不饱和键

2、的低分子化合物(称为单体)经加聚反应而得。加聚反应特点：无副产品化学组成与单体的化学组成基本相同。加聚物的分子量是单体分子量的整数倍。均聚物—由一种单体加聚而得。共聚物—由两种或两种以上单体加聚而得。命名方法：在单体名称前冠以“聚”字（2）缩聚树脂：一般由两种或两种以上含有官能团的单体经缩合反应而得。缩聚反应特点：有副产品——水、氨、醇等低分子化合物缩聚树脂的化学组成与单体的化学组成完全不同。命名方法：在单体名称后冠以“树脂”两字（一）高聚物的几何形状与性质二、高聚物的结构与性质高分子化合物结构1.线型结构分子中的主链原子，常排列成一长链形状，长链上接有或多或少长短不一

3、的支链。受热时，可熔，也能可溶于特定的有机溶剂。具有弹性和塑性。由于其中少量支链使分子间距增大，结构变松，从而机械强度降低，溶解能力和可塑性增高。常用的有聚乙烯、聚氯乙烯等。2.支链型结构化合物的主链也是长链形状，但带有大量的支链，并围绕在主链四周使分子成为球型(有时又称球型结构)，其强度和弹性都不及线型结构高，无显著熔点，但具有良好的溶解能力。如酚醛树脂、脲醛树脂在制备过程中的中间产物。3.网状结构分子的主链也是长链分子，但被横键所交联成网状，不熔化，但能变软具有塑性，不溶解，但能溶胀。如硫化橡胶。4.体型结构分子中的长链在三度空间与其他许多分子发生交联而成，也可在单

4、体聚合过程逐步交联而形成。体型结构的高聚物硬而脆，无弹性和塑性，既不熔化，也不溶解。酚醛、脲醛、环氧、聚酯等树脂交联的最终产物。强度较低、弹性模量小、变形较大、耐热性较差、耐腐蚀性较差，可溶可熔。线型结构强度较高、弹性模量较高、变形较小、耐热性较好、耐腐蚀性较高、不溶不熔、较硬脆并且多没有塑性。体型结构可反复加热软化，冷却硬化（线型结构）热塑性树脂热塑性树脂一般是由具有线型和支化的大分子所组成，加热时分子的活动能力增加，树脂具有一定流动性，在压力作用下能加工成各种形状的制品，冷却后分子重新冻结而失去流动性，这样制品的形状就被固定下来。如果高聚物分子不发生变化，如降解或交

5、联，这一过程就可以反复进行。所以热塑性树脂是可以反复加工的。聚氯乙烯、尼龙等是典型的热塑性树脂。（体型结构）仅在第一次加热时软化，分子间产生化学交联而固化，以后再加热时不会软化的。热固性树脂:热固性树脂在成型前分子且较低而具有可塑性，在成型过程中发生交联而成为体型结构的大分子，从而失去可塑性。热固性树脂成型过程是一个从线型或支链分子交联成体型分子的过程，这一过程是不可逆的。因此固化后的树脂是不能重新加工成型的。例如热固型酚醛树脂加热后不熔化，也不溶于有机溶剂，但在高温下会发生降解．(二)高聚物的结晶为部分结晶，结晶度越高，则高聚物的密度、弹性模量、强度、硬度、耐热性、折

6、光系数等越大，而冲击韧性、粘附力、断裂伸长率、溶解度等越小，晶态高聚物一般为不透明或半透明的。按结晶性能晶态高聚物非晶态高聚物晶态高聚物非晶态高聚物一般为透明的非晶态高分子化合物中，常具有三种力学性能不同的状态：玻璃态、高弹态、粘流态。由于这三种状态是在不同的温度范围内出现，因而也称为热—机械状态。（三）高聚物的变形与温度非晶态高聚物之所以具有这几种不同的聚集状态，是由于大分子链的结构特点所决定的。该大分子链有两种运动单元，一种是大分子链的整体，一种是链中的个别链段。这是由于链型分子中，相邻原子基团的旋转自由，使得同一分子相距较远的各部分的运动几乎不相关。在高聚物内部大

7、分子之间存在着分子间的作用力，所以它们不易活动。这使高聚物具有固定的特性，有很高的粘度，甚至有的高聚物在高温下也不能流动。另一方面，由于高分子链节的不断内旋转，以致链段可以独立活动，这就使高聚物具有非常大的弹性和一定程度的柔顾性。高聚物的许多特性，都是由高分子的这种两重性所决定的。(一)玻璃态1.玻璃态：高分子化合物处于过低温度下，所有分子间的运动和链段的运动都停止了，整个物质表现为非晶态的硬脆固体，和无机玻璃一样；当加外力时，产生瞬时变形，外力除去后，立即恢复原状，所以叫玻璃态。2.玻璃态温度(Tg)：高分子化合物转化为玻璃态时温度。3