应用主要用于玻璃纤维增强塑料.ppt

第十一章 合成高分子材料 内容： 1.高分子材料的分类、结构与性质，常用合成树脂、合成橡胶的特性与应用。 2.建筑塑料的组成、特性，常用建筑塑料品种、制品、性质及应用。 3.合成高分子防水材料（卷材、防水涂料、憎水剂）的性能与应用。 4.胶粘剂的胶接原理、组成，常用胶粘剂的品种、性质与应用。 学习目的与要求 1.掌握高分子材料的基本知识。 2.熟悉土木工程常用建筑塑料及其制品、胶粘剂等的品种、性质及应用。 3.掌握常用合成高分子防水卷材的性能、技术要求与应用，熟悉常用合成高分子防水密封材料、防水涂料的性能、技术要求与应用。 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： （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 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。 (二)高聚物的结晶 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.塑料的Tg高于室温，常温下呈玻璃态的非晶态高聚物。 4.脆化温度(Tb)：玻璃态高聚物低于Tg的某一温度时，分子振动也被“冻结”，这时加以外力，会出现不能 拉伸的脆性现象，这个温度为脆化温度(Tb)。 塑料在Tb- Tg之间的温度 范围内使用时，不会脆裂，且具有一定的强度。 (二)高弹态 1.高弹态：高聚物在不大的外力作用下，就会慢慢产生 数倍的变形，除去 外力后，又会慢慢恢复原状，这种状态叫高弹态。 2.高弹态聚合物的变形是可逆的，并且 温度越高，恢复平衡的速度越快，这种变形称为高弹变形。 3.橡胶的玻璃化温度低于室温，常温下呈高弹态。 (三)粘流态 1.粘流态：温度继续上升，整个体系成为可以流动的粘稠液体，给以外力，分子间产生滑动而变形，除 去外力后，不能