高分子材料在现代工程建筑中的应用

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。
（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
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第二节 高分子建筑塑料
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。
聚氯乙稀
PV 耐化学腐蚀和电绝缘性能优良，难燃； 是建筑中应用最多
C 但耐热性能较差，高温时易降解
的塑料
聚苯乙烯
PS
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
聚丙烯 ABS塑料
PP
耐腐蚀性能优良，力学性能和刚性超过 聚乙烯，耐疲劳性和耐应力开裂性好， 但收缩率较大，低温脆性大。
分类：
按主要成膜物质的不同可分为：
A类：碱金属硅酸盐及混合物为主要成膜物质，其代表 产品是JH80-1型无机建筑涂料。
B类：以硅溶胶为主要成膜物质，其代表产品为JH80-2 型无机建筑涂料。
五、无机-有机建筑涂料
有机涂料或无机涂料虽具有很多优点，但在单 独使用时，总有这样或那样的不足，为取长补 短，各自发挥优势，又有无机、有机相结合的 复合涂料出现。
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
是涂料中的各种颜料。 使得涂膜着色，并赋予涂膜良好的遮盖力，增加涂 膜质感，改善涂膜性能，降低涂料成本。
有机溶剂 溶剂（稀释剂） 水
助剂
改善涂料性能，提高涂膜质量的辅助材料
三、有机建筑涂料
常用的有机涂料有以下三种类型： 溶剂型涂料 水溶型涂料 乳液型涂料
1、溶剂型建筑涂料
组成
• 以高分子合成树脂或油脂为主要成膜物质，以有 机溶剂为稀释剂，再加入适量的颜料、填料及助 剂，经研磨而成的涂料。
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第四节 高分子建筑胶粘剂
具有良好的粘结性能，能在两个物体表面 间形成薄膜并把他们牢固地粘结在一起的 材料通称为胶粘剂。建筑胶剂在现代化建 筑施工中，已成为装修工程、修补加固工 程重要的建筑材料，正在逐步替代大量的 建筑装修湿作业，为装修工程的工业化创 造极有利的条件。
一、胶粘剂的组成及分类
按产源分类：
天然有机高分子材料
木材、天然橡胶、沥青等
合成有机高分子材料
塑料、橡胶、化学纤维
按加热时的性质分类：
受热时 的特点
热塑性聚合物
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。
性能差 密度、熔点较低；耐热性较差； 密度。熔点较高；耐热性较好；
一、塑料的基本组成与性质
组成
含量
主要作用
合成树脂 30～60％ 起胶粘剂作用
填料 增塑剂 固化剂
40～70％
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
用于热固性树 脂中
着色剂 染料、颜料 使塑料制品具有鲜艳的色彩和光泽
其他助剂
异
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。
不同程度的质感，达到美化环境及装饰建筑物的作用。 保护功能：建筑物在使用中，结构材料会受到环境介质的破
坏，而涂料使结构材料与环境中的介质隔开，可减缓这种破 环作用，延长建筑物的使用性能；同时涂膜具有一定的硬度、 强度、耐磨、耐候、耐蚀等性质，可提高建筑物的耐久性。 其他特殊功能：除了上述功能外，一些涂料还具有各自的特 殊功能，进一步适应各种特殊使用的需要，如防水、防火、 吸声隔声、隔热保温、防辐射等。
改善和调节塑料的其他性能
优点
缺点
• 轻质高强
耐热性差、易燃
• 加工性能好 • 导热系数小，绝热性好 • 装饰性优异
易老化 热膨胀性大 刚度小
• 多功能
• 经济性好
二、常用建筑塑料
名称 代号
主要特性
主要用途
聚乙烯
PE
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
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。
目录
第一节 高分子化合物的基本知识 第二节 高分子建筑塑料 第三节 高分子建筑涂料 第四节 高分子建筑胶粘剂 第五节 高分子建筑材料现状
分类：胶粘剂的分类方法很多，目前尚无统一的方法。按 主要成分可分为有机物质胶粘剂和无机物质胶粘剂；按粘 剂来源可分为天然胶粘剂和合成胶粘剂；按强度特性划分 为结构胶粘剂、非结构胶粘剂和次结构胶粘剂；按固化条 件的不同可分为溶剂型、反应型和热熔型。
二、常用的建筑胶粘剂
1、酚醛树脂胶粘剂
酚醛树脂胶粘剂属热固型高分子胶粘剂，它具有 很好的粘附性能，耐热性、耐水性好。缺点是胶 层较脆，经改性后可广泛用于金属、木材、塑料、 等材料的粘结。
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。
优点：与有机涂料相比，无机涂料的耐水性、耐碱性、抗老化 性能性能特别优异；其粘结力强，对基层处理要求不是很严格， 适用于混凝土墙体、水泥沙将抹面墙体、水泥石棉板、砖墙和 石膏板等基层；温度适应性好，可在较低的维度下施工，最低 成膜温度5℃，负温下仍可固化；颜色均匀，保色性好，遮盖 力强，装饰性好；有良好的耐热性，且遇火不燃、无毒；资源 丰富，生产工艺简单，施工方便等。
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。
组成：胶粘剂通常是由主体材料（粘结物质）和辅助材料 （固化剂，增塑剂、填料、稀释剂、改性剂）配制而成。 主体材料主要指粘料，它是胶粘剂中起粘接作用并赋予胶 层一定机械强度的物质，如各种树脂、橡胶、沥青等合成 或天然高分子材料以及硅溶胶、水玻璃等无机材料。辅助 材料是胶粘剂中用以完善主体材料的性能而加入的物质， 如常用的固化剂，增塑剂、填料、稀释剂、改性剂等。
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。
优点
• 涂膜细腻、光洁、坚韧，有较好的硬度、光泽， 耐水性、耐候性、耐酸碱性能及气密性较好。
缺点
• 易燃，溶剂挥发时对人体有害，施工时要求基层 干燥，涂膜透气性差，价格较贵。
2、水溶型建筑涂料
组成
百度文库以水溶性合成树脂为主要成膜物质，以水为稀释剂，再加入 适量颜料、填料及助剂经研磨而成的涂料。
管材、卫生洁具、 模板等
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
酚醛树脂
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
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。
2、建筑涂料的分类
1、按主要成膜物质分：
有机涂料
无机涂料
2、按使用部位分：
有机－无机涂料
外墙涂料 内墙涂料 顶棚涂料 地面涂料 屋面防水涂料
3、按分散介质和主要成膜物质的溶解情况分：
溶剂型涂料
水溶型涂料
乳液型涂料
二、涂料的组成
主要成膜物质 次要成膜物质
将涂料中的其他组分粘结成为一体。 具有独立成膜能力，决定涂料的使用和所形成涂膜 的主要技术性能。 分为树脂和油料两类。
2、环氧树脂胶粘剂
环氧树脂胶粘剂是由环氧树脂、硬化剂、增塑剂， 稀剂和填料等组成。具有粘合力强、收缩小和良 好的化学稳定性，有效地解决了新旧砂浆、砼层 之间的界面粘结问题。对金属、木材、玻璃、橡 胶、皮革等也有很强的粘附力，是目前应用最多 的胶粘剂，有“万能胶”之称。
• 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
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第三节 高分子建筑涂料
建筑涂料简称涂料，是指涂覆于物体表面， 能与基体材料牢固粘结并形成连续完整面 坚韧的保护膜，具有防护、装饰及其他特 殊功能的物质。
高分子材料在现代工程建筑中的应用
研究员：赵启超,曾子悦。 研究时间：2013年4月30日 指导教师:王丽
简介
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。
建筑涂料能以其丰富的色彩和质感装饰美 化建筑物，并能以其某些特殊功能改善建 筑物的使用条件，延长建筑物的使用寿命， 同时，建筑涂料具有涂饰作业方法简单， 施工效率高，自重小，便于维护更新，造 价低等优点。因而建筑涂料已成为应用十 分广泛的装饰材料。
一、建筑涂料的功能和分类
1、建筑涂料的功能 装饰功能：可通过不同的涂饰方法，形成各种纹理、图案和
特点
• 以水稀释剂，价格便宜，无毒、不燃，对人体无 害，涂膜具有一定透气性，涂布时布需要基层很 干燥，涂膜耐水性和耐擦洗的性能较好。
应用：室内、室外
四、无机建筑涂料
无机建筑涂料是以碱金属硅酸盐或硅溶胶为主要成膜物质，加 入相应的固化剂，或有机合成树脂、颜料、填料等配制而成， 主要用于建筑物外墙。
优点
用水作为稀释剂，无毒，环保。成本较低
缺点
涂膜耐水性差，耐候性不强，耐洗刷性差，一般只能作为内
墙涂料。
3、乳液型建筑涂料（乳胶漆）
组成
• 由合成树脂借助乳化剂的作用，以0.1～0.5μm的 极细微粒分散于水中构成的乳液，并以乳液作为 主要成膜物质，再加入适量颜料、填料等助剂， 经研磨而成的涂料。