第九章高分子建筑材料.pptVIP

第九章高分子建筑材料第1页，共34页，星期日，2025年，2月5日用于建筑工程中的有机材料主要有：木材、沥青材料、合成高分子材料。合成高分子材料包括三大类：塑料、橡胶、化学纤维（其中塑料占3/4）。在塑料、橡胶的基础上衍生出胶粘剂、涂料。合成高分子材料的基本成分是合成高分子化合物。预计到21世纪初，合成高分子材料将占建筑材料用量的25%以上，主要用于制作建筑材料与制品、对传统建筑材料进行改性。合成高分子建筑材料，除少数用作结构材料代替钢材和木材外，绝大多数用作非结构材料及装饰装修材料。小资料：用于纺织的合成纤维，我国习惯以“纶”作后缀，如：涤纶（聚对苯二甲酸乙二酯）、锦纶（尼龙-6）、腈纶（聚丙烯睛）、氯纶（聚氯乙烯）、维尼纶（聚乙烯醇缩甲醛）。第2页，共34页，星期日，2025年，2月5日第一节高分子材料基本知识一、高聚物的基本知识在有机化合物中，一般将分子量为几十、几百的化合物称为低分子化合物，而将分子量在104以上的称为高分子化合物（有时将分子量在103以上的也称为高分子化合物）。常见的高分子有机化合物有：合成树脂、天然树脂、纤维素酯或醚、沥青等。高分子化合物分为两大类：天然高分子化合物（粮食、棉织品、木材、天然橡胶等）、合成高分子化合物（简称高聚物或聚合物或合成树脂）。后者发展应用迅速。高聚物是由单体（不饱和的低分子化合物）聚合而成。常用的聚合方法有两种：加成聚合、缩合聚合。第3页，共34页，星期日，2025年，2月5日加成聚合是在加热或催化剂的作用下，单体分子互相连结起来成为高聚物，反应过程中不产生副产物，所生成的高聚物具有与单体完全相同的组成。加聚反应生成的高聚物称为聚合树脂，为线型结构，绝大多数属热塑性树脂，由一种单体加聚而得的称为均聚物，以“聚”+单体名称命名，由两种以上单体加聚而得的称为共聚物，以单体名称+“共聚物”命名。建筑中常用的有：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚四氟乙烯、丁苯胶乳等。第4页，共34页，星期日，2025年，2月5日缩合聚合是在加热和催化剂的作用下，单体分子互相结合成为高聚物，同时析出水、氨、醇等副产物（低分子化合物），所生成高聚物的组成与原始单体完全不同。缩聚反应生成的高聚物称为缩合树脂，多为体型结构，属热固性树脂，一般以单体名称+“树脂”命名。建筑中常用的有：酚醛树脂（PF）、脲醛树脂（UF）、环氧树脂（EP）、不饱和聚酯树脂（UP）、三聚氰胺甲醛树脂、有机硅树脂（SI）等。第5页，共34页，星期日，2025年，2月5日根据分子链的形态，高聚物分为：线型结构、支链型结构、网型结构、体型结构。一般地，线型结构的树脂：强度较低、弹性模量较小、变形较大、耐热性差、耐腐蚀性较差、可溶可熔、呈热塑性；体型结构的树脂：强度较高、弹性模量较大、变形较小、较硬脆且多无塑性、耐热性较好、耐腐蚀性较好、不溶不熔、呈热固性。加聚物多为线型、支链型结构，缩聚物可为线型、支链型、网型、体型结构（如酚醛树脂）。根据受热时的性能，高聚物分为：热塑性、热固性。热塑性高聚物为线型、支链型结构，热固性高聚物为体型结构。第6页，共34页，星期日，2025年，2月5日根据物质的聚集态结构，高聚物分为：晶态、非晶态。非晶态线型高聚物在温度由低到高的不同范围内，具有三种力学性能不同的状态：玻璃态、高弹态、粘流态。玻璃化温度低于室温的称为橡胶，高于室温的称为塑料。粘流温度以上可对高聚物进行塑造成型。体型高聚物一般仅有玻璃态。第7页，共34页，星期日，2025年，2月5日二、塑料的基本知识塑料是以合成树脂为主要成分，加入一定的添加剂，经加工成型制成的有机合成材料。塑料用于建筑始于1950年代，目前已成为继混凝土、钢材、木材之后的第四种重要的建筑材料。世界上用于建筑上的塑料已占全部建筑材料用量的11%，占塑料总产量的25%以上。建筑塑料主要用作装饰板材、保温材料、涂料、管道、门窗、防水及防腐材料等，玻璃纤维增强塑料可用作结构材料。第8页，共34页，星期日，2025年，2月5日1.塑料的组成（1）合成树脂合成树脂是塑料的基本成分，起胶结剂的作用，占塑料重量的40%~100%，它决定了塑料的主要性质及成本。（2）添加剂为改善塑料的某些性能而加入的物质统称为添加剂（除填料外的也称助剂）。a.填料：作用是降低成本、提高强度、硬度、尺寸稳定性及耐热性。常用：木粉、滑石粉、硅藻土、石灰石粉、铝粉、碳黑、石棉、玻璃纤维等，掺量4