第九章、高分子建筑材料

第九章 高分子建筑材料
第一节 高分子建筑材料的基本性质 (The basic properties of polymer materials for construction) 二、塑料的基本知识(The elementary knowledge of plastics ) 塑料是以合成树脂为主要成分，加入一定的添加剂，经加 工成型制成的有机合成材料。塑料用于建筑始于1950年代，目 前已成为继混凝土、钢材、木材之后的第四种重要的建筑材料。 世界上用于建筑上的塑料已占全部建筑材料用量的11%，占塑 料总产量的25%以上。建筑塑料主要用作装饰板材、保温材料、 涂料、管道、门窗、防水及防腐材料等，玻璃纤维增强塑料可 用作结构材料。
为改善塑料的某些性能而加入的物质统称为添加剂（除填料外的 也称助剂）。 a. 填料(filler)：作用是降低成本、提高强度、硬度、尺寸稳定性及耐热性。 常用：木粉、滑石粉、硅藻土、石灰石粉、铝粉、碳黑、石棉、玻璃纤维等， 掺量40%~70%。 b. 增塑剂(plasticizer)：作用是提高加工时的可塑性、调节塑料的机械性 能（强度、韧性、柔软性、耐寒性等）。 c. 稳定剂(stabilizer)：作用是改善塑料在加工、使用过程中对热、光、氧 的耐久性。 d. 其他(others)：润滑剂、固化剂、发泡剂、阻燃剂、着色剂、抗静电剂、 稀释剂等。
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第一节 高分子建筑材料的基本性质 (The basic properties of polymer materials for construction) 一、高聚物的基本知识(The elementary knowledge of polymer ) 根据分子链的形态，高聚物分为：线型结构、支链型结构、 网型结构、体型结构。一般地，线型结构的树脂：强度较低、 弹性模量较小、变形较大、耐热性差、耐腐蚀性较差、可溶可 熔、呈热塑性；体型结构的树脂：强度较高、弹性模量较大、 变形较小、较硬脆且多无塑性、耐热性较好、耐腐蚀性较好、 不溶不熔、呈热固性。加聚物多为线型、支链型结构，缩聚物 可为线型、支链型、网型、体型结构（如酚醛树脂）。 根据受热时的性能，高聚物分为：热塑性 (thermoplastic)、热固性(thermosetting)。热塑性高聚物为 线型、支链型结构，热固性高聚物为体型结构。
小资料：塑料的生产能耗是玻璃的50%、钢材的16%、铝材的8%
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第一节 高分子建筑材料的基本性质 (The basic properties of polymer materials for construction) 二、塑料的基本知识(The elementary knowledge of plastics ) 2. 塑料的特性(The characters of plastics) 老化(ageing, deterioration)，指高分子材料在长期使 用中，由于受机械力、空气中的氧、光、热等作用，出现强度 降低、软化、发粘、发脆、失去弹性、变色等现象。老化的原 因是高分子链的交链反应（线型结构转变为体型结构，使材料 变硬、变脆、失去弹性。）或裂解反应（高分子链断裂，长链 变短，分子量变小，使材料变粘、变软、强度下降。）。
塑料的密度一般为0.8~2.2g/cm3，平均值（1.45 g/cm3）与 木材接近，是钢的1/5、混凝土的1/3、铝的1/2。比强度接近或超 过钢材，远超过混凝土，属于轻质高强材料。
（3）装饰性能好(decorative) 塑料制品可着色、印刷、压花、烫金、电镀，表现出良好的 质感和装饰效果。
第九章 高分子建筑材料
第九章 高分子建筑材料
第一节 高分子建筑材料的基本性质 (The basic properties of polymer materials for construction) 一、高聚物的基本知识(The elementary knowledge of polymer )
缩合聚合是在加热和催化剂的作用下，单体分子互相结合 成为高聚物，同时析出水、氨、醇等副产物（低分子化合物）， 所生成高聚物的组成与原始单体完全不同。缩聚反应生成的高 聚物称为缩合树脂，多为体型结构，属热固性树脂，一般以单 体名称 +“树脂”命名。建筑中常用的有：酚醛树脂（PF）、 脲醛树脂（UF）、环氧树脂（EP）、不饱和聚酯树脂（UP）、 密胺树脂、有机硅树脂（SI）等。
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第一节 高分子建筑材料的基本性质 (The basic properties of polymer materials for construction) 二、塑料的基本知识(The elementary knowledge of plastics ) 2. 塑料的特性(The characters of plastics) （7）弹性模量（刚度）小（仅为钢材的1/10~1/20） （8）经济性较好：目前塑料的成本较高，但随着高分子工业的 发展，其成本在逐渐下降；而塑料生产的低能耗及优良的使用性 能也会带来良好的综合效益。
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第一节 高分子建筑材料的基本性质 (The basic properties of polymer materials for construction) 一、高聚物的基本知识(The elementary knowledge of polymer ) 根据物质的聚集态结构， 高聚物分为：晶态、非晶态。 非晶态线型高聚物在温度由低 到高的不同范围内，具有三种 力学性能不同的状态：玻璃态、 高弹态、粘流态。玻璃化温度 低于室温的称为橡胶，高于室 温的称为塑料。粘流温度以上 可对高聚物进行塑造成型。体 型高聚物一般仅有玻璃态。
第九章 高分子建筑材料
(Polymer Materials for Construction)
第一节 高分子建筑材料的基本性质
第二节 高分子建筑材料和制品 思考题
第九章 高分子建筑材料
用于建筑工程中的有机材料(organic materials)主要 有：木材(timber)、沥青材料(bitumen)、合成高分子材料 (synthetic polymer)。 合成高分子材料包括三大类：塑料(plastic)、橡胶 (rubber)、合成纤维(synthetic fiber)（其中塑料占3/4）。 在塑料、橡胶的基础上衍生出胶粘剂(adhesive)、涂料 (paint)。合成高分子材料的基本成分是合成高分子化合物。 预计到21世纪初，合成高分子材料将占建筑材料用量的25% 以上，主要用于制作建筑材料与制品、对传统建筑材料进行 改性。合成高分子建筑材料，除少数用作结构材料代替钢材 和木材外，绝大多数用作非结构材料及装饰装修材料。
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第一节 高分子建筑材料的基本性质 (The basic properties of polymer materials for construction) 二、塑料的基本知识(The elementary knowledge of plastics ) 2. 塑料的特性(The characters of plastics) （2）质轻(lightweight)
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第一节 高分子建筑材料的基本性质 (The basic properties of polymer materials for construction) 二、塑料的基本知识(The elementary knowledge of plastics ) 2. 塑料的特性(The characters of plastics) （1）加工性能优良(processability) 可采用多种加工工艺（挤压、压铸、发泡）塑制成多种形状 （薄膜、薄板、管材、异型材等）的产品，制品便于切割、焊接。 通过改变塑料组成配方与生产工艺，可按需要调节制品的硬度、 密度、表观密度、色泽等，制成具有特殊性能的工程材料，如强 度超过钢材的碳纤维复合材料，具有承重、质轻、隔音、保温性 能的复合板材，柔软而富有弹性的密封、防水材料等。
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第一节 高分子建筑材料的基本性质 (The basic properties of polymer materials for construction) 二、塑料的基本知识(The elementary knowledge of plastics ) 1. 塑料的组成(The composition of plastics) （1）合成树脂(polymer)
小资料：用于纺织的合成纤维，我国习惯以“纶”作后缀，如：涤纶 （polyester fiber）（聚对苯二甲酸乙二酯）、锦纶(polyamide fiber, jinlun)（尼龙-6）、腈纶(acrylic fiber)（聚丙烯睛）、氯纶(polyvinyl chloride fiber)（聚氯乙烯）、维尼纶(vinylon)（聚乙烯醇缩甲醛）。
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第一节 高分子建筑材料的基本性质 (The basic properties of polymer materials for construction) 一、高聚物的基本知识(The elementary knowledge of polymer ) 在有机化合物中，一般将分子量为几十、几百的化合物称 为低分子化合物，而将分子量在104以上的称为高分子化合物 （有时将分子量在103以上的也称为高分子化合物）。常见的 高分子有机化合物有：合成树脂(resin)、天然树脂、纤维素 酯或醚、沥青等。 高分子化合物分为两大类：天然高分子化合物（粮食、棉 织品、木材、天然橡胶等）、合成高分子化合物（简称高聚物 或聚合物或合成树脂）。后者发展应用迅速。 高聚物是由单体(monomer)（不饱和的低分子化合物）聚 合而成。常用的聚合方法有两种：加成聚合、缩合聚合。
第一节 高分子建筑材料的基本性质 (The basic properties of polymer materials for construction) 二、塑料的基本知识(The elementary knowledge of plastics ) 2. 塑料的特性(The characters of plastics) （4）耐水性、耐化学腐蚀性好：适用于防潮、防水工程，化工 建筑。 （5）隔热性、电绝缘性好：塑料的热导率一般为 0.024~0.81W/(m.K)，是金属的1/1500、混凝土的1/40。 （6）耐热、耐燃、耐老化性差
第九章 高分子建Baidu Nhomakorabea材料
第一节 高分子建筑材料的基本性质 (The basic properties of polymer materials for construction) 一、高聚物的基本知识(The elementary knowledge of polymer ) 加成聚合是在加热或催化剂的作用下，单体分子互相连结 起来成为高聚物，反应过程中不产生副产物，所生成的高聚物 具有与单体完全相同的组成。加聚反应生成的高聚物称为聚合 树脂，为线型结构，绝大多数属热塑性树脂，由一种单体加聚 而得的称为均聚物，以“聚”+ 单体名称命名，由两种以上单 体加聚而得的称为共聚物，以单体名称 +“共聚物”命名。建 筑中常用的有：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯 （PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、 聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene, PTFE)、丁苯胶乳 (butadiene styrene latex)等。
合成树脂是塑料的基本成分，起胶结剂的作用，占塑料重 量的40%~100%，它决定了塑料的主要性质及成本。
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第一节 高分子建筑材料的基本性质 (The basic properties of polymer materials for construction) 二、塑料的基本知识(The elementary knowledge of plastics ) 1. 塑料的组成(The composition of plastics) （2）添加剂(additive)