土木工程材料第九章高分子建筑材料

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,9.高分子建筑材料,9.2,高分子建筑材料和制品,9.1,高分子建筑材料的基本性能,9.1,高分子建筑材料的基本性能,概述,高分子材料的基本組成,高分子材料的分類(lèi),高分子材料的基本性能,常用的建筑高分子聚合物,高分子材料的建筑特性,高分子化合物的合成與命名,一、概述,高分子化合物：,分子量在,10000,以上的有機(jī)化合物稱(chēng)作高分子化合物（簡(jiǎn)稱(chēng)高分子），又叫作聚合物或高聚物高分子材料：,以高分子化合物為主要成分的材料包括,天然高分子材料,和,合成高分子材料,；,天然高分子材料：,棉織品、木材、天然橡膠等；,合成高分子材料：,塑料,、,合成橡膠,、,涂料,、,膠粘劑,、,高分子防水材料,、,化學(xué)纖維,等；,加聚反應(yīng),得到的高聚物，多在原料名前冠以,“聚”,字，如聚乙烯、聚氯乙稀、聚苯乙烯等；,縮聚反應(yīng),得到的高聚物，多在其原料名后面加上,“樹(shù)脂”,二字如酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等；,二種以上單體的,共聚物,，則從共聚物中各取一字，后附,“橡膠”,二字，如丁苯橡膠（丁二烯和苯乙烯共聚物）、三元乙丙橡膠（乙烯、丙稀、乙烯炔共聚物）等。

二、高分子化合物的合成與命名,1.,合成單體,通過(guò),加聚反應(yīng),或者,縮聚反應(yīng),2.,命名高分子化合物又稱(chēng),高分子聚合物,或,高聚物,或,聚合物,；,通常，,“樹(shù)脂”,泛指作為,塑料,基材的高聚物水立方”,世界最大的膜結(jié)構(gòu)工程,乙烯-四氟乙烯共聚物ETFE,三、高分子材料的基本組成,穩(wěn)定劑：抗氧劑、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑；,增塑劑：降低流動(dòng)溫度，便于加工成型；,填充劑和增強(qiáng)劑：起增強(qiáng)作用；,固化劑：增加熱固性；,著色劑：提高裝飾性；,阻燃劑等聚合物+,助劑,四、高分子材料的基本性能,1.,聚合物的結(jié)構(gòu),1）分子鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu),體型,線型,支鏈型,線型：,大分子間以分子間力結(jié)合，作用力微弱，彈性、塑性、柔順性好，強(qiáng)度較低、硬度小、耐熱性、耐腐蝕性較差，且可溶可熔支鏈型：,分子排列較松，分子間作用力較弱，密度、熔點(diǎn)及強(qiáng)度更低體型：,化學(xué)鏈間以化學(xué)鍵結(jié)合，作用力強(qiáng)，且交聯(lián)成一個(gè)巨型分子，強(qiáng)度和彈性模量較高，耐熱性、耐腐蝕性較好，且不溶不熔，塑性小，較硬脆線型和支鏈型結(jié)構(gòu),的合成樹(shù)脂可反復(fù)加熱軟化、冷卻硬化，稱(chēng)為,熱塑性樹(shù)脂,；,體型結(jié)構(gòu),的合成樹(shù)脂僅在第一次加熱時(shí)軟化，固化后再加熱時(shí)不會(huì)軟化，稱(chēng)為,熱固性樹(shù)脂,。

2）,聚集態(tài)結(jié)構(gòu),晶態(tài),和,非晶態(tài),；,晶態(tài)高聚物一般,不透明,或,半透明,，非晶態(tài)高聚物一般,透明,晶態(tài)高聚物總存在非晶區(qū)；,晶區(qū)所占的百分比稱(chēng)為,結(jié)晶度,結(jié)晶度越高，,密度,、,彈性模量,、,強(qiáng)度,、,硬度,、,耐熱性,、,折光系數(shù),越高，,沖擊韌性,、,粘附力,、,塑性,、,溶解度越,小2.聚合物的基本性能,（1）,物理狀態(tài),非晶態(tài)聚合物的形變溫度曲線,晶態(tài)聚合物的形變溫度曲線,T,g,玻璃化溫度,；,T,f,粘流溫度,；,T,m,熔點(diǎn),粘流態(tài),（線型）,溫度，,變形，,O,玻璃態(tài),高彈態(tài),T,g,T,f,少交,聯(lián),溫度，,變形，,O,高彈態(tài),粘流態(tài),粘流態(tài),T,m,1,2,分子量,很大時(shí),（2）,力學(xué)性能,：高彈性和粘彈性,（3）,耐熱性能,：保持使用性能的最高溫度、分解溫度,（4）,耐腐蝕性能,（5）,耐老化性能,按,用途,：合成樹(shù)脂（塑料）、合成橡膠、合成纖維,聚合物在,常溫下是否表現(xiàn)出高彈性能,：塑料（熱固性塑料、熱塑性材料）、彈性體（熱塑性彈性體、橡膠）,五、高分子材料的分類(lèi),1.熱塑性塑料,聚氯乙稀,（,PVC,）,塑料；,聚乙烯,（,PE,）,塑料；,聚丙烯,（,PP,）,塑料；,聚苯乙烯,（,PS,）,塑料；,ABS,。

一種改性聚苯乙烯；,聚甲基丙烯酸甲酯（,PMMA,）俗稱(chēng)有機(jī)玻璃六、建筑上常用的高分子材料,2.熱固性塑料,不飽和聚酯,（,UP,）,與,玻璃鋼,；,環(huán)氧樹(shù)脂,（,EP,）,；,聚氨酯；,氨基塑料（,UF,和,MF,）；,有機(jī)硅,樹(shù)脂,3.天然高分子衍生物,水溶性纖維素衍生物,淀粉衍生物,應(yīng)用于干混砂漿領(lǐng)域，用于改善砂漿的工作特性，顯著的緩凝作用，還能提高砂漿的粘結(jié)性能，并影響砂漿的耐水性能密度小，比強(qiáng)度高；,加工性能好；,裝飾效果好；,化學(xué)穩(wěn)定性好，耐腐蝕性能較強(qiáng)；,電絕緣性能好；,減震、吸聲和隔熱性好；,耐水性和耐水蒸汽性好；,熱膨脹系數(shù)較大；,易燃燒，且燃燒時(shí)釋放有毒氣體七、高分子材料的建筑特性,9.高分子建筑材料,9.2,高分子建筑材料和制品,9.1,高分子建筑材料的基本性能,9.2,高分子建筑材料和制品,高分子建筑材料和制品的分類(lèi),高分子建筑材料異型材和門(mén)窗,土木合成材料,粘合劑,一、高分子建筑材料和制品的分類(lèi),通常把高分子材料分為為,塑料,、,橡膠,、,纖維,、,涂料和粘結(jié)劑,四大類(lèi),按制品的形態(tài)將高分子建筑材料和制品分為,11,個(gè)大類(lèi)：薄膜（防水層）、薄板（地板）、異型板材（護(hù)墻板）、管材、異型材（門(mén)窗）、泡沫高分子建筑材料、模制品（衛(wèi)生潔具）、溶液或乳液（涂料、粘合劑）、復(fù)合板材（墻板）、盒子結(jié)構(gòu)（玻璃鋼衛(wèi)生間）和織物（壁布、土工布）。

二、高分子建筑材料異型材和門(mén)窗,增塑聚氯乙烯（,PVC-P,）和硬聚氯乙烯（,PVC-U,）,塑料窗的主要技術(shù)性能：,1,）氣密性,2,）水密性,3,）抗風(fēng)壓強(qiáng)度,4,）保溫性,塑料門(mén)窗,塑料管材,三、塑料管材與管件,優(yōu)點(diǎn),：,質(zhì)量輕，運(yùn)輸、施工方便；,表面光滑，流體阻力??；,不生銹，耐腐蝕，適應(yīng)性強(qiáng)；,韌性好，強(qiáng)度高；,使用壽命長(zhǎng)四、土木合成材料,土工織物,：也叫土工布，可透水,土工膜,：防水阻隔型,其他土工合成材料,：土工網(wǎng)、土工格柵、土工格室、土工席墊、土工模袋,五、粘合劑,粘合劑的組成：,基本組分,：起基本粘結(jié)作用,配合劑,：如固,/,硫化劑、固,/,硫化促進(jìn)劑、填充劑、增韌劑、增塑劑、稀釋劑等,凡能在兩個(gè)物體表面之間形成薄膜并將它們緊密粘結(jié)在一起的材料稱(chēng)為粘合劑，又叫粘結(jié)劑或膠粘劑粘結(jié)的,基本原理,：,1,）機(jī)械粘結(jié)理論：粘合劑分子滲透到被粘物表面的孔隙或凹槽中，會(huì)形成許多機(jī)械鍵合，產(chǎn)生粘結(jié)力2,）物理吸附理論：將粘結(jié)力歸因于粘合劑分子與被粘物表面之間的物理吸附作用3,）擴(kuò)散理論：認(rèn)為粘合劑分子與被粘物分子相互擴(kuò)散，從而增加它們的物理吸附作用4,）化學(xué)鍵理論：認(rèn)為粘合劑分子與被粘物表面之間能形成化學(xué)鍵。

評(píng)定粘接強(qiáng)度的方法有剪切強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度等，一般采用拉伸剪切強(qiáng)度（,單面搭接,）作為粘接強(qiáng)度就越高影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素：,1,）粘合劑的性質(zhì)：粘度、分子量、極性、空間結(jié)構(gòu)、體積收縮等,2,）被粘接材料的性質(zhì),3,）粘接工藝及環(huán)境條件的影響,常用粘合劑：聚醋酸乙烯乳膠（白膠水）、聚乙烯醇縮甲醛粘合劑（俗稱(chēng),107,膠或,801,膠）、環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑、丙烯酸酯粘合劑、聚氨酯粘合劑、橡膠粘合劑,1.請(qǐng)敘述高分子材料在我國(guó)的應(yīng)用前景2.與傳統(tǒng)建筑材料相比，高分子建筑材料由哪些優(yōu)缺點(diǎn)？,3.何謂熱塑性聚合物與熱固性聚合物？?jī)烧咴谖⒂^結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用上有何不同？,課后作業(yè),本章結(jié)束,。