建筑材料第九章有机高分子材料

第九章 有机高分子材料

第一节 第二节 第三节 第四节

高分子化合物的基本知识 建筑塑料 建筑涂料 建筑胶粘剂

有机高分子材料是以有机高分子化合物为主要组分的材料。 有机高分子材料分为天然高分子材料和合成高分子材料两大 类，木材、天然橡胶、棉织品、沥青等都是天然高分子材料； 而现代生活中广泛使用的塑料、橡胶、化学纤维以及某些涂 料、胶粘剂等，都是以高分子化合物为基础材料制成的，这 些高分子化合物大多数又是人工合成的，故称为合成高分子 材料。 高分子材料是现代工程中不可缺少的一类材料，由于有机高 分子合成材料的原料(石油、煤等)来源广泛，化学结合效 率高，产品具有多种建筑功能且质轻、强韧、耐化学腐蚀、 多功能、易加工成型等优点，因此在建筑工程中应用日益广 泛，不仅可用作保温、装饰、吸声材料，还可用作结构材料 代替钢材、木材。

第一节 高 分子化合物的基本知识一、高分子化合物的定义及反应类型： 定义：是由千万个原子彼此以共价键连接的大分子 化合物,常称聚合物或高聚物。其分子量一般>104。 高分子化合物有天然的，也有人工合成的。工业用高 分子材料主要是人工合成的。

高分子化合物的定义及反应类型: (1)加聚反应 (2)缩聚反应

高分子化合物的定义及反应类型:1.加聚反应 加聚反应是由许多种相同或不同的低分子化合物，在加热或催化剂的 作用下，相互加合成高聚物而不析出低分子副产物的反应。其生成物称为 加聚物(或加聚树脂),加聚物具有与单体类似的组成结构。如：

乙烯

聚乙烯

环氧乙烷

聚环氧乙烷

其中n代表单体的数目，称为聚合度。N值越大，聚合物的分 子量越大。 工程中常见的加聚物有：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯 乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯等。

2、缩聚反应 缩聚反应是由许多相同或不同的低分子化合物，在加热或催化剂的作 用下，相互结合成高聚物并析出水、氨、醇等低分子副产物的反应。其生 成物称为缩聚物(也称缩合树脂)。缩聚物的组成与单体完全不同，例如： 苯酚和甲醛两种单体经缩聚反应得到酚醛树脂。

特点：(1)所用单体是带有两个或两个以上-OH, -COOH, -NH2等 反应基团的化合物。 (2)是通过一连串的缩合反应来完成的。和低分子的缩合 反应一样。都是可逆反应。相对分子量随反应时间增 加而逐渐增大，但单体的转化率却几乎与反应时间无 关。 工程中常用的缩聚物有：酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂、 三聚氰胺甲醛树脂及有机硅树脂等。

二 、高分子化合

物的分类及主要性质1、高分子化合物的分类 按用途分类：塑料、橡胶、纤维、胶粘剂、 涂料等。 按聚合物反应类型分类：加聚物和缩聚物。

按聚合物的热行为分类：为热塑性聚合物和热固性聚合物 按主链上的化学组成分类：为碳链聚合物、 杂链聚合物和元素有机聚合物

按分子链的几何形状分类：线性结构、直链型结构 和体型结构(或称网状型结构)三种。

按产源分类：天然有机高分子材料 合成有机高分子材料 木材、天然橡胶、沥青等 塑料、橡胶、化学纤维

按加热时的性质分类：热塑性聚合物 受热时 的特点 性能差 异 热固性聚合物 受热时软化，冷却后固化。此过 成型前分子量较低，经加工后固 程可以反复进行。 化成型为制品，再受热则制品破 坏。此过程不可逆。 密度、熔点较低；耐热性较差； 密度。熔点较高；耐热性较好； 刚度小；但抗冲击韧性较好。 刚度大；但质地硬脆。

2、高分子化合物的性质(1)物理力学性质 1)密度较小，一般为0.8-2.2g/cm3,只有钢材的1/8-1/4, 混凝土的1/3,铝的1/2。 2)比强度高(为轻质高强材料),但力学性质受温度变化 的影响很大。 3)导热性小(保温隔热性能好) 4)电绝缘性能好。 (2)化学及物理化学性质 1)易老化 2)耐腐蚀性能较强 3)具有可燃性，且在燃烧过程中会释放有毒气体返回键

第二节 建筑塑料 塑料是以合成高分子化合物或天然高分子化合 物为只要基料，与其他原料在一定条件下经混 炼、塑化成型，在常温常压下能保持产品形状 不变的材料。塑料在一定的温度和压力下具有 较大的塑性，容易做成所需要的各种形状尺寸 的制品，而在成型后，在常温常压下又能保持 既得的形状和必需的强度。

一、塑料的基本组成与性质组成合成树脂 填料 增塑剂 固化剂 用于热固性树 脂中

含量30~60% 40~70%

主要作用起胶粘剂作用 可提高塑料的强度、硬度、耐热性、耐 老化性、抗冲击性等 提高塑料加工时的可塑性、流动性，以 及塑料制品的弹性和柔软性

着色剂其他助剂

染料、颜料

使塑料制品具有鲜艳的色彩和光泽改善和调节塑料的其他性能

优点

缺点 耐热性差、易燃 易老化 热膨胀性大 刚度小

轻质高强 加工性能好 导热系数小，绝热性好 装饰性优异 多功能 经济性好

二、常用建筑塑料名称 聚乙烯 聚氯乙稀 聚苯乙烯 代号 PE PV C PS 主要特性 主要用途 若软性好，耐低温性能好，加工性能好；防水材料、给排水 刚度差，耐热性能差，耐老化性能差。 管、绝缘材料 耐化学腐蚀和电绝缘性能优良，

难燃； 是建筑中应用最多 但耐热性能较差，高温时易降解 的塑料 电绝缘性能好，耐辐射，加工性好；但 主要以泡沫塑料的 脆性大，耐冲击和耐热性能差。 形式作为隔热材料 耐腐蚀性能优良，力学性能和刚性超过 管材、卫生洁具、 聚乙烯，耐疲劳性和耐应力开裂性好， 模板等 但收缩率较大，低温脆性大。 强度、刚性高、冲击韧性好、硬度大、 建筑五金、各种管 耐化学腐蚀性强、易加工等。 材、模板、异型管 PF 电绝缘性能和力学性能良好。坚固耐用、生产各种层压板、 尺寸稳定、不易变形 玻璃钢制品、涂料

聚丙烯

PP

ABS塑料 酚醛树脂

三、常用建筑塑料制品 玻璃钢(GRP):以玻璃纤维为增强材料，以合成树脂 为基体，经成型、固化而成的固体材料。玻璃钢制品具 有良好透光性和装饰性，且强度高，重量轻，具有良好 耐化学腐蚀性能和电绝缘性能，加之成型工艺简单灵活， 在建筑卫生洁具上被广泛使用。 水暖工程材料：给排水管、各种管件、卫生洁具 防水工程材料：防水卷材、防水涂料、密封材料、止水 带 隔热材料：泡沫塑料、现场发泡的泡沫塑料 装饰材料：塑料地板、地毯、壁纸、建筑涂料、塑料门 窗、塑料吊顶、塑料隔断等

塑料管件

塑料门窗返回键