合成高分子材料.ppt

塑料管挤出成型 第二十八页，共47页 3．玻璃纤维增强塑料 以玻璃纤维布为增强材料，热固性树脂为胶结料而制成的一种复合材料。由于它的质量轻、比强度接近甚至高于合金钢，被称为“玻璃钢”。 特点：比强度高（为钢的4-5倍），缺点是刚度不如金属。 用途：轻质结构材料、屋顶膜、装饰材料和电绝缘材料，混凝土的增强筋和修补材料等。 （1）结构材料：如各种薄板、波形瓦等； （2）采光材料：如采光罩、透明屋面板等； （3）装饰材料：如装饰板等； （4）门窗材料：玻璃钢门窗； （5）供水及卫生洁具：如冷却塔、水箱、浴盆、盒子卫生间等。 结构工程中，应用较多的是玻璃纤维或碳纤维增强塑料。 第二十九页，共47页 玻璃纤维、芳纶纤维与碳纤维的FRP制品 第三十页，共47页 玻璃纤维、芳纶纤维与碳纤维制品 第三十一页，共47页 纤维增强塑料及其应用 纤维增强聚合物作为预应力束，代替钢材：其中纤维包括玻璃纤维、芳纶纤维或碳纤维；其抗拉强度高、徐变小、弹性模量适中、抗腐蚀性能好； 纤维增强聚合物作为加固材料：用碳纤维薄片代替钢板，放置在需要加固的部位并涂刷聚合物粘结成整体。 第三十二页，共47页 纤维增强塑料棒作为混凝土的配筋 第三十三页，共47页 土木工程材料 上一内容 下一内容 回主目录 土木工程材料 上一内容 下一内容 回主目录 土木工程材料 上一内容 下一内容 回主目录 土木工程材料 上一内容 下一内容 回主目录 第一页，共47页 高分子材料在建筑上的应用 应用于非结构材料： 装饰板材； 各种管材和异性材，水管、门窗框等； 建筑防水材料，屋顶膜； 建筑涂料； 建筑保温、隔声材料； 应用于结构材料： 桥梁，如人行天桥等； 轻结构建筑物，玻璃钢、聚合物混凝土等； 混凝土的增强筋等。 第二页，共47页 9.1 概 述 1、定义 高分子材料是以高分子化合物为基材的一大类材料的总称。 高分子化合物又称高分子聚合物（简称高聚物），其最大特点是分子量巨大，一般为104～106. 2、高分子化合物的组成： 高聚物是由一种或几种小分子化合物（单体），通过聚合反应，以共价键连接的分子量很大的化合物。它是生产塑料、涂料、胶粘剂、高分子防水材料的主要原料。 化学组成：合成高分子主要由碳、氢元素组成，同时也含有少量杂原子，如：氧、氮、硫、磷、硅、钛等。 单体组成：烃、羧酸、酯、醚等有机化合物及其衍生物。 第三页，共47页 按高分子主链组成，聚合物的分类 碳链聚合物——主链上只含碳元素，如聚乙烯、聚氯乙稀、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、丁苯橡胶、氯丁橡胶等。 杂链聚合物——主链上除碳元素外，还含有O、N、P、S等元素，如聚酯树脂、环氧树脂等。 元素聚合物——主链上没有碳元素，而有Si、Al、O、S、P、N、Ti等元素，如有机硅树脂、聚钛氧烷树脂、聚氯磷氰等。 第四页，共47页 几个基本概念 单体——用来合成聚合物的简单低分子化合物 如：聚乙烯-[-CH2-CH2-]-n 的单体为 CH2＝CH2 链节——大分子链的基本结构单元， -[-CH2-CH2-]- 聚合度——大分子链中链节的重复次数n 第五页，共47页 7.1.1 高分子化合物的结构与性能 聚合物(polymer) 一、聚合物的分子结构 聚合物虽分子量很大，但化学组成比较简单，主要由碳原子与其它原子形成简单的结构单元，然后以重复的方式连接起来，形成链状或空间网状结构。 聚合物按其链节在空间排列的几何形状，分为线型和体型两种结构形式： 第六页，共47页 1、线型聚合物——各链节连接成一长链，或带有支链。见图（a）、（b）。 特点：链与链之间连接较弱，因此加热可熔化，并能溶于适当的溶剂中。热塑性聚合物属于这一类。 2、体型聚合物——是线型大分子间相互交连，形成三维网状的聚合物。见图（c）。 特点：加热时不软化，也不能流动，不溶于有机溶剂，最多只能溶脹，但在高温下会发生降解。热固性聚合物属于这一类。 第七页，共47页 线型结构 支链型结构 体型结构 非晶态聚集态结构 晶态聚集态结构 第八页，共47页 二、聚合物性能与结构的关系 线型和支链型聚合物——具有热塑性，受热熔化，也能溶于特定的溶剂中形成溶液，强度较低、弹性模量较小、变形较大、耐热性较差； 体型聚合物——具有热固性，它们不溶不熔，强度、硬度、脆性较高，耐热性好等。 聚合物的结晶度越大，密度、强度、硬度、弹性模量、耐热性提高，而塑性、韧性、溶解度降低。 第九页，共47页 三、聚合物的反应类型（中学化学内容） 由低分子单体合成聚合物的反应称为聚合反应。聚合反应分为加聚反应和缩聚反应。 1、加聚反应——由单体相互加成而聚合起来的反应。其产物叫加聚物。加聚反应不产生副产物，加聚物的化学组成与单体基本相同。 加聚物