土木工程材第九章 高分子建筑材料.ppt

1. 请叙述高分子材料在我国的应用前景。 2. 与传统建筑材料相比，高分子建筑材料由哪些优缺点？ 3. 何谓热塑性聚合物与热固性聚合物？两者在微观结构、物理性质、力学性质及应用上有何不同？ * 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 高分子材料的基本组成 高分子材料的分类 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与命名 一、概述 高分子化合物：分子量在10000以上的有机化合物称作高分子化合物（简称高分子），又叫作聚合物或高聚物。 高分子材料：以高分子化合物为主要成分的材料。包括天然高分子材料和合成高分子材料； 天然高分子材料：棉织品、木材、天然橡胶等； 合成高分子材料：塑料、合成橡胶、涂料、胶粘剂、高分子防水材料、化学纤维等； 加聚反应得到的高聚物，多在原料名前冠以“聚”字，如聚乙烯、聚氯乙稀、聚苯乙烯等； 缩聚反应得到的高聚物，多在其原料名后面加上“树脂”二字。如酚醛树脂、环氧树脂等； 二种以上单体的共聚物，则从共聚物中各取一字，后附“橡胶”二字，如丁苯橡胶（丁二烯和苯乙烯共聚物）、三元乙丙橡胶（乙烯、丙稀、乙烯炔共聚物）等。 二、高分子化合物的合成与命名 1.合成。单体通过加聚反应或者缩聚反应。 2.命名。 高分子化合物又称高分子聚合物或高聚物或聚合物； 通常，“树脂”泛指作为塑料基材的高聚物。 “水立方” 世界最大的膜结构工程 乙烯-四氟乙烯共聚物ETFE 三、高分子材料的基本组成 稳定剂：抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂； 增塑剂：降低流动温度，便于加工成型； 填充剂和增强剂：起增强作用； 固化剂：增加热固性； 着色剂：提高装饰性； 阻燃剂等。 聚合物 + 助剂 四、高分子材料的基本性能 1.聚合物的结构 1）分子链的化学结构 体型 线型 支链型 线型：大分子间以分子间力结合，作用力微弱， 弹性、塑性、柔顺性好，强度较低、硬度小、耐热性、耐腐蚀性较差，且可溶可熔。 支链型：分子排列较松，分子间作用力较弱，密度、熔点及强度更低。 体型：化学链间以化学键结合，作用力强，且交联成一个巨型分子，强度和弹性模量较高，耐热性、耐腐蚀性较好，且不溶不熔，塑性小，较硬脆。 线型和支链型结构的合成树脂可反复加热软化、冷却硬化，称为热塑性树脂； 体型结构的合成树脂仅在第一次加热时软化，固化后再加热时不会软化，称为热固性树脂。 2）聚集态结构 晶态和非晶态； 晶态高聚物一般不透明或半透明，非晶态高聚物一般透明。 晶态高聚物总存在非晶区； 晶区所占的百分比称为结晶度。 结晶度越高，密度、弹性模量、强度、硬度、耐热性、折光系数越高，冲击韧性、粘附力、塑性、溶解度越小。 2.聚合物的基本性能 （1）物理状态 非晶态聚合物的形变－温度曲线 晶态聚合物的形变－温度曲线 Tg——玻璃化温度；Tf——粘流温度； Tm——熔点。 粘流态 （线型） 温度，℃ 变形，％ O 玻璃态 高弹态 Tg Tf 少交联 温度，℃ 变形，％ O 高弹态 粘流态 粘流态 Tm 1 2 分子量 很大时 （2）力学性能：高弹性和粘弹性 （3）耐热性能：保持使用性能的最高温度、分解温度 （4）耐腐蚀性能 （5）耐老化性能 按用途：合成树脂（塑料）、合成橡胶、合成纤维 聚合物在常温下是否表现出高弹性能：塑料（热固性塑料、热塑性材料）、弹性体（热塑性弹性体、橡胶） 五、高分子材料的分类 1.热塑性塑料 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。一种改性聚苯乙烯； 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。俗称有机玻璃。 六、建筑上常用的高分子材料 2.热固性塑料 不饱和聚酯（UP）与玻璃钢； 环氧树脂（EP）； 聚氨酯； 氨基塑料（UF和MF）； 有机硅树脂。 3.天然高分子衍生物 水溶性纤维素衍生物 淀粉衍生物 应用于干混砂浆领域，用于改善砂浆的工作特性，显著的缓凝作用，还能提高砂浆的粘结性能，并影响砂浆的耐水性能。 密度小，比强度高； 加工性能好； 装饰效果好； 化学稳定性好，耐腐蚀性能较强； 电绝缘性能好； 减震、吸声和隔热性好； 耐水性和耐水蒸汽性好； 热膨胀系数较大； 易燃烧，且燃烧时释放有毒气体