土木工程材料配套教学课件王春阳PPT 第12章 高分子合成材料.ppt

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1、第12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104～106，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

2、”。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

3、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

4、，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

5、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

6、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

7、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

8、）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，