第11章合成高分子材料.pdf

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1、第十一章第十一章第十一章第十一章 合成高分子材料合成高分子材料合成高分子材料合成高分子材料 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。 建筑材料高分子材料 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

2、涂料的性能、技术要求 与应用。 建筑材料高分子材料 第第第第十一章十一章十一章十一章 合成高分子材料合成高分子材料合成高分子材料合成高分子材料 11.1 合成高分子材料的基本知 识 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： （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： 聚合度聚合度 链节链节 建筑材料高分子材料 聚合度聚合度代表重复单元 数，它是衡

3、量高聚物 分于最大小的一个指 标。 链节：重复的结构单元链节：重复的结构单元 一种高分子化合物是许多结构和性质相类似而聚合度 不完全相等的高分子的混合物。 一种高分子化合物是许多结构和性质相类似而聚合度 不完全相等的高分子的混合物。 建筑材料高分子材料 由低分子单体合成高聚物的反应称作聚合反应，根据 单体和聚合物的组成和结构所发生的变化，聚合反应 可分成加聚反应和缩聚反应两大类。 （二）聚合物的分类二）聚合物的分类 1.按化学反应分为两大类。 （1） 1.按化学反应分为两大类。 （1）加聚树脂：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。 由含有不饱和键的低分子化 合物

4、(称为单体)经加聚反应而得。 加聚反应特点：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。 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。 ?均聚物均聚物由一种单体加聚而得。由一种单体加聚而得。 ?共聚物共聚物由两种或两种以上单体加聚而得由两种或两种以上单体加聚而得 建筑材料高分子材料 命名方法：在单体名称前冠以命名方法：在单体名称前冠以“聚聚”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。 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

5、缩聚反应特点：反应特点： 有副产品有副产品水、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 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“树脂树脂”两字两字 建筑材料高分子材料 （一）高聚物的高聚物的 几何形状与性质几何形状与性质 建筑材料-高分子材料 二、高聚物的结构与性质二、高聚物的结构与性质二、高聚物的结构与性质二、高聚物的结构与性质 高分子化合物结构 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

6、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。 建筑材料-高分子材料 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

7、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。 建筑材料-高分子材料 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。 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。 建筑材料-高分子材料 线型结构线型结构线型结构线型结构 强度较高、弹性模量较高、 变形较小、耐热性较好、 耐腐蚀性较高、不溶不熔、 较硬脆并且多没有塑性。 强度较高、弹性模量较高、 变形较小、耐热性较好、 耐腐蚀性较高、不溶不熔、 较硬脆并且多没有塑性。 体型结构体型结构体型结构体型结构 建筑

8、材料-高分子材料 可反复加热软可反复加热软可反复加热软可反复加热软 化，冷却硬化化，冷却硬化化，冷却硬化化，冷却硬化 （线型结构线型结构线型结构线型结构） 热塑性树脂热塑性树脂热塑性树脂热塑性树脂 热塑性树脂一般是由具有线型和支化的大分子所组 成，加热时分子的活动能力增加，树脂具有一定流动 性，在压力作用下能加工成各种形状的制品，冷却后 分子重新冻结而失去流动性，这样制品的形状就被固 定下来。如果高聚物分子不发生变化，如降解或交 联，这一过程就可以反复进行。所以热塑性树脂是可 以反复加工的。聚氯乙烯、尼龙等是典型的热塑性树 脂。 建筑材料-高分子材料 （体型结构）（体型结构）（体型结构）（体型

9、结构） 仅在第一次加热时软仅在第一次加热时软仅在第一次加热时软仅在第一次加热时软 化，分子间产生化学交化，分子间产生化学交化，分子间产生化学交化，分子间产生化学交 联而固化，以后再加热联而固化，以后再加热联而固化，以后再加热联而固化，以后再加热 时不会软化的。时不会软化的。时不会软化的。时不会软化的。 热固性树脂热固性树脂热固性树脂热固性树脂: : : : 热固性树脂在成型前分子且较低而具有可塑性，在成 型过程中发生交联而成为体型结构的大分子，从而失 去可塑性。热固性树脂成型过程是一个从线型或支链 分子交联成体型分子的过程，这一过程是不可逆的。 因此固化后的树脂是不能重新加工成型的。例如热固

10、型酚醛树脂加热后不熔化，也不溶于有机溶剂，但在 高温下会发生降解 (二)高聚物的结晶(二)高聚物的结晶 为部分结晶，结晶度越高，则高 聚物的密度、弹性模量、强度、 硬度、耐热性、折光系数等越 大，而冲击韧性、粘附力、断裂 伸长率、溶解度等越小，晶态高 聚物一般为不透明或半透明的。 为部分结晶，结晶度越高，则高 聚物的密度、弹性模量、强度、 硬度、耐热性、折光系数等越 大，而冲击韧性、粘附力、断裂 伸长率、溶解度等越小，晶态高 聚物一般为不透明或半透明的。 按结晶性能按结晶性能 建筑材料高分子材料 晶态高聚物 非晶态高聚物 晶态高聚物 非晶态高聚物 晶态高聚物晶态高聚物 非晶态高聚物非晶态高聚物

11、 一般为透明的一般为透明的 建筑材料-高分子材料 非晶态高分子化合物非晶态高分子化合物 中，常具有三种力学中，常具有三种力学 性能不同的性能不同的 状态：状态： 玻璃态、高弹态、粘玻璃态、高弹态、粘 流态。流态。 由于这三种状态是在由于这三种状态是在 不同的温度范围内出不同的温度范围内出 现，因而也称为热现，因而也称为热 机械状态。机械状态。 （三）高聚物的变形与温度（三）高聚物的变形与温度 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，

12、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。 建筑材料-高分子材料 (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

13、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。 建筑材料-高分子材料 T Tg，为硬脆的玻璃体，处于玻璃态。T Tg，为硬脆的玻璃体，处于玻璃态。 (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

14、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。 建筑材料-烧土及熔融制品 当T Tg时，高聚物产生大的弹性变形，进入高弹态。当T Tg时，高聚物产生大的弹性变形，进入高弹态。 (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，不能恢复原状，这时的状态称为粘流态 2.粘流态温度(Tf):高聚物进入粘流态时的温度。 建筑材料-高分子材料 当T Tf时，高聚物产生塑性变形，进入粘流态。 如果将温度降低到了以如果将温度降低到了以 下，形状就被固定下来，利

15、用下，形状就被固定下来，利用 高聚物的这种特性，进行某些高聚物的加工塑造成。高聚物的这种特性，进行某些高聚物的加工塑造成。 玻璃态、高弹态、粘流态是玻璃态、高弹态、粘流态是三种力学三种力学状态，状态， 这这 种状态的改变种状态的改变并不是相变并不是相变。 建筑材料高分子材料 玻璃化温度是塑料的最高使用温度，玻璃化温度是塑料的最高使用温度，玻璃化温度是塑料的最高使用温度，玻璃化温度是塑料的最高使用温度， 玻璃化温度是橡胶的最低使用温度。玻璃化温度是橡胶的最低使用温度。玻璃化温度是橡胶的最低使用温度。玻璃化温度是橡胶的最低使用温度。 热塑性树脂与热固性树脂在成型时均处于粘流态。热塑性树脂与热固性树

16、脂在成型时均处于粘流态。热塑性树脂与热固性树脂在成型时均处于粘流态。热塑性树脂与热固性树脂在成型时均处于粘流态。 三、常用合成树脂三、常用合成树脂 （一）热塑性合成树脂（一）热塑性合成树脂 1. 聚乙烯（PE)结晶性树脂1. 聚乙烯（PE)结晶性树脂 建筑材料高分子材料 低压聚乙烯也称高密度聚乙烯， 其分子量较高、支链较少、结晶 度较高、质地较坚硬。 低压聚乙烯也称高密度聚乙烯， 其分子量较高、支链较少、结晶 度较高、质地较坚硬。 按合成时 的压力分 按合成时 的压力分 高压聚乙烯也称低密度聚乙 烯，分子量较低、支链较多、 结晶度低、质地柔软。 高压聚乙烯也称低密度聚乙 烯，分子量较低、支链较

17、多、 结晶度低、质地柔软。 聚乙烯的特性聚乙烯的特性： 透明或半透明物质，密度为0.940.97gcm透明或半透明物质，密度为0.940.97gcm3 3， 加热时在8090下软化，在100200下熔融。能加热时在8090下软化，在100200下熔融。能 在-70-80下保持弹性。聚乙烯对酸、碱和溶剂作用在-70-80下保持弹性。聚乙烯对酸、碱和溶剂作用 有很好的化学稳定性，耐水性、物理机械性能和电绝缘有很好的化学稳定性，耐水性、物理机械性能和电绝缘 性能。性能。 聚乙烯能吸收油类而引起膨胀、变色或泌裂，容易 着 聚乙烯能吸收油类而引起膨胀、变色或泌裂，容易 着 火燃烧，并有严重的熔融滴落现象

18、，这会导致火焰的蔓火燃烧，并有严重的熔融滴落现象，这会导致火焰的蔓 延。建筑用聚乙烯材料进行阻燃改性。延。建筑用聚乙烯材料进行阻燃改性。 聚乙烯的应用：聚乙烯的应用： 主要用来制造防水薄膜、防水卷材，管子(供冷水和浸蚀主要用来制造防水薄膜、防水卷材，管子(供冷水和浸蚀 性介质输送管性介质输送管) )、电线套管及某些卫生设备电线套管及某些卫生设备( (冷水箱等冷水箱等) )。 建筑材料高分子材料 2.聚丙烯(PP)2.聚丙烯(PP) （1）等规聚丙烯（I PP ）（1）等规聚丙烯（I PP ） 性质：性质：与聚乙烯接近，但聚丙烯坚硬。密度是最小的，与聚乙烯接近，但聚丙烯坚硬。密度是最小的， 约为

19、0.90g/cm约为0.90g/cm3 3左右。易燃并容易产生熔融滴落现象，左右。易燃并容易产生熔融滴落现象， 离火后不能自熄。但它的耐热性能优于聚乙烯，在离火后不能自熄。但它的耐热性能优于聚乙烯，在 100时仍能保持一定的抗拉强度。其机械性能高于聚100时仍能保持一定的抗拉强度。其机械性能高于聚 乙烯。耐化学腐蚀性能很好，常温下没有溶剂。但耐低乙烯。耐化学腐蚀性能很好，常温下没有溶剂。但耐低 温冲击性能较差，通常要进行增韧改性。温冲击性能较差，通常要进行增韧改性。 应用：应用：可制造装饰板、纤维网布、包装袋、薄膜、管子可制造装饰板、纤维网布、包装袋、薄膜、管子 和化工设备零件。和化工设备零件

20、。 建筑材料高分子材料 （2）无规聚丙烯（APP ）（2）无规聚丙烯（APP ） 性质：性质：乳白色至浅棕色的橡胶状物质，分子量小。玻璃乳白色至浅棕色的橡胶状物质，分子量小。玻璃 化温度较低，常温下呈橡胶状态，机械强度和耐热性很化温度较低，常温下呈橡胶状态，机械强度和耐热性很 差(高于50时即可缓慢流动)，但其具有较好的粘附 性， 差(高于50时即可缓慢流动)，但其具有较好的粘附 性， 且化学稳定性和耐水性优良。且化学稳定性和耐水性优良。 应用：应用：常用于沥青材料的改性。常用于沥青材料的改性。 建筑材料高分子材料 3. 聚氯乙烯(PVC) 聚氯乙烯(PVC) 是建筑中应用最普遍的聚合物之一，

21、通过改变配方， 可 是建筑中应用最普遍的聚合物之一，通过改变配方， 可 以制成以制成硬质和软质硬质和软质的制品，也能得到的制品，也能得到轻质的发泡制品轻质的发泡制品。 性质：性质：室温下是无色、半透明、硬而坚固的固体。 因含室温下是无色、半透明、硬而坚固的固体。 因含 氯量高，所以具有自熄性，这也是它作为主要建筑塑料氯量高，所以具有自熄性，这也是它作为主要建筑塑料 使用的原因之一。在加工或使用过程中聚氯乙烯会因使用的原因之一。在加工或使用过程中聚氯乙烯会因 热、光的作用而分解，造成制品的颜色变深、性能变热、光的作用而分解，造成制品的颜色变深、性能变 差，因此，在聚氯乙烯塑料中必须加入稳定剂，以

22、提高差，因此，在聚氯乙烯塑料中必须加入稳定剂，以提高 它的使用寿命。但耐热性较差，使用温度一般不超过它的使用寿命。但耐热性较差，使用温度一般不超过- - 15+55。15+55。 应用：应用：硬质聚氯乙烯主要用作天沟、水落管、外墙覆面 板、天窗以及给排水管等。软质聚氯乙烯常加工为片 材、板材、型材等，如卷材地板、块状地板、壁纸、 硬质聚氯乙烯主要用作天沟、水落管、外墙覆面 板、天窗以及给排水管等。软质聚氯乙烯常加工为片 材、板材、型材等，如卷材地板、块状地板、壁纸、 防水卷材防水卷材、止水带等止水带等。 建筑材料高分子材料 4.聚苯乙烯（PS）4.聚苯乙烯（PS） 苯乙烯是无色的液体，是由汽油

23、和乙烯合成的。 聚 苯乙烯是无色的液体，是由汽油和乙烯合成的。 聚 苯乙烯是苯乙烯聚合而成的固体产物，是一种透明、坚苯乙烯是苯乙烯聚合而成的固体产物，是一种透明、坚 固、性脆的聚合物。固、性脆的聚合物。 性质：性质：透光率达90%、耐水、耐光、耐腐蚀，易着色和透光率达90%、耐水、耐光、耐腐蚀，易着色和 加工成制品。但其抗冲性和耐热性差(不超过80)、易加工成制品。但其抗冲性和耐热性差(不超过80)、易 燃。由于聚苯乙烯中存在苯环，所以易溶于芳香族碳氢燃。由于聚苯乙烯中存在苯环，所以易溶于芳香族碳氢 化合物中。化合物中。 应用：应用：制取隔热泡沫塑料饰面板、用于透明装饰部件、制取隔热泡沫塑料饰

24、面板、用于透明装饰部件、 灯罩、发光平顶板等，胶乳涂料、防水薄膜。灯罩、发光平顶板等，胶乳涂料、防水薄膜。 建筑材料高分子材料 5.聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)5.聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 性质：性质：无色、透明度极高，无色、透明度极高，是透光最好的一种塑料，是透光最好的一种塑料， 透光率可达92%以上，并且能透过735的紫外光；透光率可达92%以上，并且能透过735的紫外光； 质轻、坚韧并具有弹性，在低温时仍具有较高的砰击强质轻、坚韧并具有弹性，在低温时仍具有较高的砰击强 度，有优良的耐水性和耐热性，易加工。度，有优良的耐水性和耐热性，易加工。 应用：应用：主要用于采光平顶板、板材、管材

25、等。主要用于采光平顶板、板材、管材等。 6.丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)6.丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS) 性质：性质：不透明，其具有聚苯乙烯的良好的加工性好，聚不透明，其具有聚苯乙烯的良好的加工性好，聚 丁二烯的高韧性和弹性，聚丙烯腈的高化学稳定性和表丁二烯的高韧性和弹性，聚丙烯腈的高化学稳定性和表 面硬度等。ABS树脂具有表面硬度高、耐化学腐蚀，电面硬度等。ABS树脂具有表面硬度高、耐化学腐蚀，电 绝缘性能良好以及易于成型和机械加工等待 点，表面还绝缘性能良好以及易于成型和机械加工等待 点，表面还 能镀铬。较高的冲击韧性，耐热性高于聚苯乙烯。能镀铬。较高的冲击韧性，耐热性

26、高于聚苯乙烯。 应用：应用：用于生产压有花纹图案的塑料装饰板和管材等。用于生产压有花纹图案的塑料装饰板和管材等。 建筑材料高分子材料 （二）热固性合成树脂（二）热固性合成树脂 1.酚醛树脂(PF)1.酚醛树脂(PF) 性质：性质：较高的强度、耐热性、化学稳定性和自熄性，但脆较高的强度、耐热性、化学稳定性和自熄性，但脆 性大，不能单独作为塑料使用。颜色深暗，装饰性较差。性大，不能单独作为塑料使用。颜色深暗，装饰性较差。 应用：应用：粘合纸、木片、玻璃布等制成各种压板、玻璃纤维增 强塑料。 粘合纸、木片、玻璃布等制成各种压板、玻璃纤维增 强塑料。 2.氨基树脂2.氨基树脂 (1)脲醛树脂(UF)

27、(1)脲醛树脂(UF) 性能：与酚醛树脂基本相仿，但耐水性及耐热性较差。着性能：与酚醛树脂基本相仿，但耐水性及耐热性较差。着 色性好、表面光泽如玉，有色性好、表面光泽如玉，有“电玉电玉”之称。之称。 应用：用作建筑小五金、泡沫塑料等。应用：用作建筑小五金、泡沫塑料等。 (2)三聚氰胺树脂(MF) (2)三聚氰胺树脂(MF) 性能：耐水性、耐热性和耐磨性好，表面光亮，但成本高。性能：耐水性、耐热性和耐磨性好，表面光亮，但成本高。 应用：在建筑上主要用于装饰层压板。应用：在建筑上主要用于装饰层压板。 建筑材料高分子材料 3.不饱和聚酯树脂(UP)3.不饱和聚酯树脂(UP) 性质：性质：透光率高、化

28、学稳定性好、强度高、抗老化性及 耐热性好，但固化时的收缩大，且不耐浓酸与浓碱的 侵蚀。 透光率高、化学稳定性好、强度高、抗老化性及 耐热性好，但固化时的收缩大，且不耐浓酸与浓碱的 侵蚀。 应用：应用：主要用于玻璃纤维增强塑料。不饱和聚酯树脂是 热固性树脂中用量最大的一种。纤维增强的不饱和聚 酯塑料，主要用于结构构件、防腐容器与管道、波形 瓦、采光板等。 主要用于玻璃纤维增强塑料。不饱和聚酯树脂是 热固性树脂中用量最大的一种。纤维增强的不饱和聚 酯塑料，主要用于结构构件、防腐容器与管道、波形 瓦、采光板等。 4.环氧树脂(EP) 4.环氧树脂(EP) 性质：性质：环氧树脂性能优异，特别是粘结力和

29、强度高，化 学稳定性好，且固化时的收缩小。 环氧树脂性能优异，特别是粘结力和强度高，化 学稳定性好，且固化时的收缩小。 应用：应用：主要用于玻璃纤维增强塑料、胶粘剂等主要用于玻璃纤维增强塑料、胶粘剂等 建筑材料高分子材料 5.有机硅树脂(SI)5.有机硅树脂(SI) 性质：耐热性高(400500)、耐化学腐蚀性好，且与性质：耐热性高(400500)、耐化学腐蚀性好，且与 硅酸盐材料的结合力高。硅酸盐材料的结合力高。 应用：主要用于层压塑料和防水材料。应用：主要用于层压塑料和防水材料。 建筑材料高分子材料 四、合成橡胶四、合成橡胶 弹性体，其Tg较低。弹性体，其Tg较低。 主要特点：主要特点：在

30、常温下受外力作用时即可产生百分之 数百的变形，外力取消后，变形可完全恢复。具有很 好的耐寒性及较好的耐高温性，在低温下也具有非常 好的柔韧性。 在常温下受外力作用时即可产生百分之 数百的变形，外力取消后，变形可完全恢复。具有很 好的耐寒性及较好的耐高温性，在低温下也具有非常 好的柔韧性。 应用：应用：防水卷材及密封材料防水卷材及密封材料 建筑材料高分子材料 (一) 橡胶的硫化，又称交联。 1.硫化：橡胶线型分子结构网型 分子结构 弹性体的过程 2.目的：提高其强度、变形、耐久性、抗剪切能 力，减少塑性。 硫化后的橡胶又称硫化橡胶，简称橡胶。 (一) 橡胶的硫化，又称交联。 1.硫化：橡胶线型分

31、子结构网型 分子结构 弹性体的过程 2.目的：提高其强度、变形、耐久性、抗剪切能 力，减少塑性。 硫化后的橡胶又称硫化橡胶，简称橡胶。 硫化剂 交联 硫化剂 交联 建筑材料高分子材料 (二)橡胶的再生处理(二)橡胶的再生处理 橡胶的再生处理主要是脱硫。橡胶的再生处理主要是脱硫。 1.脱硫：并不是指把硫分分离出来，而是指将废旧橡 胶经机械粉碎和加热处理等，使橡胶氧化解聚，即 1.脱硫：并不是指把硫分分离出来，而是指将废旧橡 胶经机械粉碎和加热处理等，使橡胶氧化解聚，即 由大网型结构转变为小网型结构和少量的线型结构 的过程 由大网型结构转变为小网型结构和少量的线型结构 的过程。 2.目的：脱硫后的

32、橡胶除具有一定的弹性，还具有一2.目的：脱硫后的橡胶除具有一定的弹性，还具有一 定的塑性和粘性。定的塑性和粘性。 3.应用：再生橡胶主要用于沥青的改性。3.应用：再生橡胶主要用于沥青的改性。 建筑材料高分子材料 (三)常用合成橡胶 1.三元乙丙橡胶 (EPDM) (三)常用合成橡胶 1.三元乙丙橡胶 (EPDM) 性质：性质：优良的耐热性、耐低温性、抗撕裂性、耐化学 腐蚀性，且伸长率高。密度为 优良的耐热性、耐低温性、抗撕裂性、耐化学 腐蚀性，且伸长率高。密度为0.860.87g cm 0.860.87g cm3 3。 应用：应用：防水卷材防水卷材 乙丙橡胶分子结构式乙丙橡胶分子结构式 建筑材

33、料高分子材料 2氯磺化聚乙烯橡胶(csPE) 性质：性质：性质：性质：较高的机械强度、耐候性很好、耐高低温性 和耐酸碱性好、伸长率高。 应用：防水卷材与防水密封材料 3.氯丁橡胶（CR)3.氯丁橡胶（CR) 性质：性质：其抗拉强度、透气性、耐磨性较好，硫化后不 易老化，耐油、耐热、耐臭氧、耐酸碱腐蚀性好， 粘结力较高，难燃，脆化温度为-35-55，密度 为1.23gcm 其抗拉强度、透气性、耐磨性较好，硫化后不 易老化，耐油、耐热、耐臭氧、耐酸碱腐蚀性好， 粘结力较高，难燃，脆化温度为-35-55，密度 为1.23gcm3 3。 应用：应用：防水卷材与防水密封材料 建筑材料高分子材料 4丁基橡

34、胶4丁基橡胶 性质：性质：耐化学腐蚀性、耐老化性、不透气性、抗撕裂 性能、耐热性和耐低温性好，脆化温度为一58。 耐化学腐蚀性、耐老化性、不透气性、抗撕裂 性能、耐热性和耐低温性好，脆化温度为一58。 应用：应用：防水卷材和防水密封材料。防水卷材和防水密封材料。 一、塑料的基本组成：一、塑料的基本组成：树脂+添加剂树脂+添加剂 （一） 合成树脂（3060）（一） 合成树脂（3060） 1.作用：起胶结作用，并决定塑料的硬化性质和工程 性质。 1.作用：起胶结作用，并决定塑料的硬化性质和工程 性质。 2.常用的热塑性树脂：聚氯乙烯（）用量最 大、聚乙烯（），聚丙烯（）、聚苯乙烯 （）； 2.常用

35、的热塑性树脂：聚氯乙烯（）用量最 大、聚乙烯（），聚丙烯（）、聚苯乙烯 （）； 3.常用的热固性树脂：酚醛树脂（）、环氧树脂 （）等。 3.常用的热固性树脂：酚醛树脂（）、环氧树脂 （）等。 11.2 11.2 11.2 11.2 建筑塑料建筑塑料建筑塑料建筑塑料 建筑材料高分子材料 （二） 填充料（二） 填充料 1.种类：1.种类： 按其形态有粉状(石灰石粉、滑石粉、石墨等)、纤维按其形态有粉状(石灰石粉、滑石粉、石墨等)、纤维 状(玻璃纤维、石棉、有机纤维等)及片状(纸、木层状(玻璃纤维、石棉、有机纤维等)及片状(纸、木层 板、纺织物等)之分。气孔也可视为填料。板、纺织物等)之分。气孔也可

36、视为填料。 2.作用：降低成本，提高强度和硬度及耐热性，并减2.作用：降低成本，提高强度和硬度及耐热性，并减 少塑料制品的收缩和变形；矿物质填料可提高塑料的少塑料制品的收缩和变形；矿物质填料可提高塑料的 热稳定性，降低可燃性。片状和纤维状填料可明显提热稳定性，降低可燃性。片状和纤维状填料可明显提 高塑料的抗拉、抗弯强度和大气稳定性。某些填料还高塑料的抗拉、抗弯强度和大气稳定性。某些填料还 可使塑料获得某种特殊性能，例如，占泡沫塑料体积可使塑料获得某种特殊性能，例如，占泡沫塑料体积 8090的气孔，可使塑料成为理想的隔热材料；又8090的气孔，可使塑料成为理想的隔热材料；又 如将碳黑或石墨掺入塑

37、料中，塑料可获得导电性。如将碳黑或石墨掺入塑料中，塑料可获得导电性。 建筑材料高分子材料 （三） 增塑剂（三） 增塑剂 1.作用：降低树脂的粘流态温度T1.作用：降低树脂的粘流态温度Tf f，以利于塑料的加 工。能降低塑料的硬度和脆性，使塑料具有较好的 韧性、塑性和柔顺性。 ，以利于塑料的加 工。能降低塑料的硬度和脆性，使塑料具有较好的 韧性、塑性和柔顺性。 2.常用的增塑剂是分子量小、熔点低、难挥发的、与 聚合物很好结合的液态有机物（如邻苯二甲酸二丁 酯、邻苯二甲酸二辛酯、甘油、樟脑等）。 2.常用的增塑剂是分子量小、熔点低、难挥发的、与 聚合物很好结合的液态有机物（如邻苯二甲酸二丁 酯、邻

38、苯二甲酸二辛酯、甘油、樟脑等）。 增塑剂可明显地改变塑料的性质，例 如，含有增塑剂的聚氯乙烯，可制成软而富于弹性 的地板材料；而用不含增塑剂的聚氯乙烯可制成坚 硬具有高强度的管子。 增塑剂可明显地改变塑料的性质，例 如，含有增塑剂的聚氯乙烯，可制成软而富于弹性 的地板材料；而用不含增塑剂的聚氯乙烯可制成坚 硬具有高强度的管子。 建筑材料高分子材料 （四） 固化剂（四） 固化剂 作用：使线型交联成体型，使树脂具有热固性。作用：使线型交联成体型，使树脂具有热固性。 （五）稳定剂（五）稳定剂 1.作用：使塑料长期保持工程性质。1.作用：使塑料长期保持工程性质。 2.常用的稳定剂：抗老化剂、热稳定剂2

39、.常用的稳定剂：抗老化剂、热稳定剂 （六） 着色剂（六） 着色剂 作用：获得所需的色彩。作用：获得所需的色彩。 要求：着色剂应能与树脂相混熔和混溶，在加热加工和使用要求：着色剂应能与树脂相混熔和混溶，在加热加工和使用 中应稳定。中应稳定。 （七）其它（七）其它 为使塑料获得某种性能还可加入润滑剂、发泡剂、阻燃剂 等。 为使塑料获得某种性能还可加入润滑剂、发泡剂、阻燃剂 等。 建筑材料高分子材料 二、塑料的基本性质二、塑料的基本性质 （一） 塑料的物理性质（一） 塑料的物理性质 1.密度: 1.0一2.0g/cm1.密度: 1.0一2.0g/cm3 3 2.孔隙率与吸水率2.孔隙率与吸水率 泡沫

40、塑料的孔隙率P=9598，泡沫塑料的孔隙率P=9598， 有机玻璃、塑料薄膜P=0 。有机玻璃、塑料薄膜P=0 。 吸水率1，但塑料内部孔隙尺寸较大且为开口 孔隙时，则吸水率较大。 吸水率1，但塑料内部孔隙尺寸较大且为开口 孔隙时，则吸水率较大。 3.耐热性差3.耐热性差 使用温度一般为100200。仅个别塑料的使用温 度可达到300500。 使用温度一般为100200。仅个别塑料的使用温 度可达到300500。 建筑材料高分子材料 4.导热性与温度变形 （1）塑料的导热系数均较低，密实塑料的导热系 数为0.230.70W(m 4.导热性与温度变形 （1）塑料的导热系数均较低，密实塑料的导热系

41、 数为0.230.70W(mK)，导热系数则 接近 于空气. （2）塑料的热膨胀系数较高，约为其它材料的 510倍。 K)，导热系数则 接近 于空气. （2）塑料的热膨胀系数较高，约为其它材料的 510倍。 建筑材料高分子材料 （二）塑料的力学性质（二）塑料的力学性质（二）塑料的力学性质（二）塑料的力学性质 抗拉强度高，强度比高，弹性模抗拉强度高，强度比高，弹性模抗拉强度高，强度比高，弹性模抗拉强度高，强度比高，弹性模 量低量低量低量低 （三）化学性质 1. （三）化学性质 1. 耐腐蚀性：耐腐蚀性：大多数塑料对大多数塑料对酸、碱、盐酸、碱、盐等腐 蚀性物质的作用具有 等腐 蚀性物质的作用具有

42、较高的稳定性较高的稳定性。但热塑性塑 料可被某些 。但热塑性塑 料可被某些有机溶剂有机溶剂所溶解；热固性塑料则不能 被溶解，仅可能会出现一定的溶胀。 所溶解；热固性塑料则不能 被溶解，仅可能会出现一定的溶胀。 2. 老化：2. 老化： 在使用条件下，塑料受光、热、电等 的作用，内部高聚物的组成和结构发生变化，致 使塑料的性质恶化，这种现象称为塑料的老化。 双键越多越易老化。 在使用条件下，塑料受光、热、电等 的作用，内部高聚物的组成和结构发生变化，致 使塑料的性质恶化，这种现象称为塑料的老化。 双键越多越易老化。 建筑材料高分子材料 建筑材料高分子材料 3可燃性与毒性 （1）含有磷或卤素元素的

43、聚合物为难燃聚合物 （2）总的来说，塑料仍属于可燃材料。 （6）聚合物在燃烧时会放出大量有毒气体， 对人员的生命有极大的威胁。 （3）建筑工程用塑料应为阻燃塑料。 （4）纯聚合物对生物是无毒的。 完全固化后的聚合物则基本上无毒。 （5）生产时加入的增塑剂、固化剂等低分子量物质 大 多数都危害。 是指分子链发生断裂，分子量降低的 过程；失去刚性、变软、发粘，出现 蠕变等现象。 是指分子链发生断裂，分子量降低的 过程；失去刚性、变软、发粘，出现 蠕变等现象。 塑料制品：塑料板材，塑料卷材，塑料门窗，玻 璃钢（玻璃纤维增强塑料），泡沫塑料（聚苯乙 烯，粘贴时须选用无溶剂的胶粘剂，如：聚醋酸 乙烯胶粘

44、剂） 塑料制品：塑料板材，塑料卷材，塑料门窗，玻 璃钢（玻璃纤维增强塑料），泡沫塑料（聚苯乙 烯，粘贴时须选用无溶剂的胶粘剂，如：聚醋酸 乙烯胶粘剂） 建筑材料高分子材料 线型结构转变为体型结构；失去弹性、线型结构转变为体型结构；失去弹性、线型结构转变为体型结构；失去弹性、线型结构转变为体型结构；失去弹性、 变硬、变脆，出现龟裂等现象。变硬、变脆，出现龟裂等现象。变硬、变脆，出现龟裂等现象。变硬、变脆，出现龟裂等现象。 老 化 的 形 式 老 化 的 形 式 裂解裂解裂解裂解 交联交联交联交联 建筑材料高分子材料 三、常用塑料制品及其应用三、常用塑料制品及其应用三、常用塑料制品及其应用三、常用

45、塑料制品及其应用 ( ( ( (一一一一) ) ) )塑料板材与块材塑料板材与块材塑料板材与块材塑料板材与块材 1.1.1.1.塑料贴面装饰板塑料贴面装饰板塑料贴面装饰板塑料贴面装饰板 （1 1 1 1）组成：组成：组成：组成：是以浸渍三聚氰胺甲醛树脂的花纹纸是以浸渍三聚氰胺甲醛树脂的花纹纸是以浸渍三聚氰胺甲醛树脂的花纹纸是以浸渍三聚氰胺甲醛树脂的花纹纸 为面层，与浸渍酚醛树脂的牛皮纸叠合后经热压为面层，与浸渍酚醛树脂的牛皮纸叠合后经热压为面层，与浸渍酚醛树脂的牛皮纸叠合后经热压为面层，与浸渍酚醛树脂的牛皮纸叠合后经热压 制成的装饰板。制成的装饰板。制成的装饰板。制成的装饰板。 （2 2 2

46、2）特点：）特点：）特点：）特点：它是一种很薄的装饰板材它是一种很薄的装饰板材它是一种很薄的装饰板材它是一种很薄的装饰板材(0.8(0.8(0.8(0.8 1.5mm)1.5mm)1.5mm)1.5mm)，一般不能单独使用，需粘贴在基材一般不能单独使用，需粘贴在基材一般不能单独使用，需粘贴在基材一般不能单独使用，需粘贴在基材( ( ( (如胶合如胶合如胶合如胶合 板、纤维板、刨花板等板、纤维板、刨花板等板、纤维板、刨花板等板、纤维板、刨花板等) ) ) )上。可仿制各种花纹图案，上。可仿制各种花纹图案，上。可仿制各种花纹图案，上。可仿制各种花纹图案， 色调丰富多彩，表面硬度大，耐热、耐烫、耐燃

47、、色调丰富多彩，表面硬度大，耐热、耐烫、耐燃、色调丰富多彩，表面硬度大，耐热、耐烫、耐燃、色调丰富多彩，表面硬度大，耐热、耐烫、耐燃、 易清洗。表面分有镜面型和柔光型。易清洗。表面分有镜面型和柔光型。易清洗。表面分有镜面型和柔光型。易清洗。表面分有镜面型和柔光型。 （3 3 3 3）用途：）用途：）用途：）用途：适闸于建筑内部墙面、柱面、墙适闸于建筑内部墙面、柱面、墙适闸于建筑内部墙面、柱面、墙适闸于建筑内部墙面、柱面、墙 裙、天棚等的装饰和护面，也用于家具、车船等的裙、天棚等的装饰和护面，也用于家具、车船等的裙、天棚等的装饰和护面，也用于家具、车船等的裙、天棚等的装饰和护面，也用于家具、车船

48、等的 表面装饰。表面装饰。表面装饰。表面装饰。 建筑材料高分子材料 2.2.2.2.有机玻璃板有机玻璃板有机玻璃板有机玻璃板 （1 1 1 1）组成：）组成：）组成：）组成：采用纯聚甲基内烯酸甲酯制成。采用纯聚甲基内烯酸甲酯制成。采用纯聚甲基内烯酸甲酯制成。采用纯聚甲基内烯酸甲酯制成。 （2 2 2 2）特点：）特点：）特点：）特点：有机玻璃的透光率极高，可透过光线的有机玻璃的透光率极高，可透过光线的有机玻璃的透光率极高，可透过光线的有机玻璃的透光率极高，可透过光线的 98%98%98%98%，强度较高，并具有较高的耐热性、耐候性、耐腐蚀，强度较高，并具有较高的耐热性、耐候性、耐腐蚀，强度较高

49、，并具有较高的耐热性、耐候性、耐腐蚀，强度较高，并具有较高的耐热性、耐候性、耐腐蚀 性，性，性，性， 但表面硬度小，易擦毛。但表面硬度小，易擦毛。但表面硬度小，易擦毛。但表面硬度小，易擦毛。 （3 3 3 3）用途：）用途：）用途：）用途：主要用于室内隔断、各种透明护板以及各主要用于室内隔断、各种透明护板以及各主要用于室内隔断、各种透明护板以及各主要用于室内隔断、各种透明护板以及各 种透明装饰部件等。种透明装饰部件等。种透明装饰部件等。种透明装饰部件等。 3.3.3.3.塑料地板块塑料地板块塑料地板块塑料地板块 （1 1 1 1）组成：）组成：）组成：）组成：采用聚氯乙烯、重质碳酸钙及各种添加剂，经采用聚氯乙烯、重质碳酸钙及各种添加剂，经采用聚氯乙烯、重质碳酸钙及各种添加剂，经采用聚氯乙烯、重质碳酸钙及各种添加剂，