土木工程材料 合成高分子材料
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土木工程-合成高分子材料
土木工程-合成高分子材料土木工程-合成高分子材料第7章合成高分子材料本章学习指导本章共2个知识点。
本章的学习目的是：⑴ 熟悉合成高分子材料的性能特点及主要的高分子材料品种；⑵ 熟悉土木工程中合成高分子材料的主要制品及应用，包括塑料型材、管材及胶粘剂。
本章的难点是从合成高分子材料的组成来理解它的性能，正确地根据工程实际选用适宜的合成高分子材料。
建议在学习中通过比照来理解不同种类的高分子材料的性能及应用。
历史回忆铝塑复合板20世纪60年代，为满足对材料轻、薄、外表质量好，以及进步成型性能减少加工本钱的要求，德国技术人员利用工字钢原理创造了铝塑复合板。
铝塑复合板是以塑料为芯层，外贴铝板的三层复合板材，并在外表施加装饰材料或保护性涂层。
铝塑复合板以质量轻、装饰性强、施工方便的特点，在国内外得到广泛应用。
根底知识7.1 合成高分子材料的分子特征和性能特点7.1.1 合成高分子材料的分子特征7.1.2 合成高分子材料的性能特点7.1.1 合成高分子材料的分子特征高分子化合物按其链节在空间排列的几何形状，可分为线型聚合物和体型聚合物两类，其中线型聚合物包括线型和支链型，见下列图。
线型构造的合成树脂可反复加热软化，冷却硬化，故称为热塑性树脂。
体型构造的合成树脂仅在第一次加热时软化，并且分子间产生化学交联而固化，以后再加热不会软化，故称为热固性树脂。
聚合物的合成是将小的有机单体，通过聚合反响，连接成分子量很大的聚合物，按聚合反响方式的不同，分为加聚聚合与缩聚聚合。
聚合物分子形状示意图7.1.2 合成高分子材料的性能特点一般合成高分子材料有七方面的性能优点：优良的加工性能；质轻；导热系数小；化学稳定性较好；功能的可设计性强；出色的装饰性能；电绝缘性好。
需说明的是，高分子材料经特殊工艺改性也可导电。
合成高分子材料有三方面的性能缺点：易老化。
可燃性。
高分子材料一般属于可燃的材料，局部高分子材料燃烧时发烟，还会产生有毒气体。
土木工程材料教学课件第--十-章有机高分子材料
1、树脂
塑料的主要组分，不仅起着胶结其他组分的作用，而 且决定了塑料的类型、性能、用途和成本等。
2、填料与增强材料
化学性质不活泼得分状、片装或纤维状的固体物质，可 改善或提高塑料的强度、硬度、耐热性等性能；减低成 本，其掺量为30%~70%。
3、增塑剂
分子量小、熔点低和难挥发的有机化合物，可则噶塑料 的柔软性和可塑性、降低玻璃化温度和粘流温度。
❖ 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。
二、高分子材料简介
❖ 定义：
➢ 高分子材料的主要组成是高分子化合物 ➢ 高分子化合物是由一种或多种简单低分子化合
物聚合而成的，也叫聚合物或高聚物。
高分子化合物的组成
高分子化合物（聚合物）是由一种或几种 小分子化合物（单体），通过聚合反应，以共 价键连接若干个重复结构单元成形的分子量很 大的化合物。
4、其他助剂：
包括着色剂、抗老剂、稳定剂、固化剂、润滑剂等。
二、 塑料的分类
1．按使用特性分类
❖ 通用塑料 指产量大、用途广、成型性好、价格低的 塑料，如聚乙烯、聚丙烯、酚醛等。
❖ 工程塑料 指能承受一定外力作用，具有良好的机械 性能和耐高、低温性能，尺寸稳定性较好，可以用 作工程结构的塑料，如聚酰胺、聚砜等。
➢ 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。
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。
塑料的主要组分，不仅起着胶结其他组分的作用，而 且决定了塑料的类型、性能、用途和成本等。
2、填料与增强材料
化学性质不活泼得分状、片装或纤维状的固体物质，可 改善或提高塑料的强度、硬度、耐热性等性能；减低成 本，其掺量为30%~70%。
3、增塑剂
分子量小、熔点低和难挥发的有机化合物，可则噶塑料 的柔软性和可塑性、降低玻璃化温度和粘流温度。
❖ 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。
二、高分子材料简介
❖ 定义：
➢ 高分子材料的主要组成是高分子化合物 ➢ 高分子化合物是由一种或多种简单低分子化合
物聚合而成的，也叫聚合物或高聚物。
高分子化合物的组成
高分子化合物（聚合物）是由一种或几种 小分子化合物（单体），通过聚合反应，以共 价键连接若干个重复结构单元成形的分子量很 大的化合物。
4、其他助剂：
包括着色剂、抗老剂、稳定剂、固化剂、润滑剂等。
二、 塑料的分类
1．按使用特性分类
❖ 通用塑料 指产量大、用途广、成型性好、价格低的 塑料，如聚乙烯、聚丙烯、酚醛等。
❖ 工程塑料 指能承受一定外力作用，具有良好的机械 性能和耐高、低温性能，尺寸稳定性较好，可以用 作工程结构的塑料，如聚酰胺、聚砜等。
➢ 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。
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。
土木工程材料第八章合成高分子材料教材教学课件
高性能合成橡胶在土木工程中的应用非 常广泛，主要用于制造桥梁支座、建筑 隔震支座、建筑减震支座等。这些支座 能够吸收地震能量，减轻地震对建筑的
破坏。
高性能合成橡胶还用于制造土木工程中 高性能合成橡胶在土木工程中还用于制 的密封材料，如建筑密封胶、玻璃密封 造防水材料，如防水卷材、防水涂料等。 胶等。这些密封材料能够有效地防止空 这些防水材料能够有效地防止水分渗透 气和水的渗透，提高建筑的气密性和水 到建筑物内部，保证建筑物的正常使用。
土木工程材料第八章合成高分子材 料教材教学课件
目 录
• 合成高分子材料的概述 • 合成高分子材料的特性 • 合成高分子材料的生产工艺 • 合成高分子材料的应用 • 合成高分子材料的发展趋势与挑战 • 案例分析
01 合成高分子材料的概述
合成高分子材料的定义
合成高分子材料是由单体通过聚合反 应合成的具有高分子量的有机聚合物。 这些聚合物具有长链结构，由重复的 单元组成，通常是通过加聚反应或缩 聚反应合成的。
烧速度和热稳定性。
力学特性
强度与韧性
合成高分子材料具有较高的强度和韧性，能 够承受较大的外力作用。
弹性模量
合成高分子材料的弹性模量较低，具有较好 的弹性。
耐磨性
合成高分子材料具有一定的耐磨性，能够承 受摩擦和磨损。
疲劳性能
合成高分子材料在交变应力作用下能够保持 一定的疲劳性能。
环境适应性
耐候性
合成高分子材料能够适应一定 的气候变化，如温度、湿度、
未来将不断涌现出新型的合成高分子材料，具有更优异的性能和 更广泛的应用前景。
生物医用领域
合成高分子材料在生物医用领域的应用将得到更深入的研究和开 发，为人类的健康事业做出更大的贡献。
土木工程材料-合成高分子材料
壁纸的最大特点就是可以随时更新，经常不断改变居住空间的 气氛，常有新鲜感。不愿经常更换、怕麻烦，这是观念的陈旧和落 后。如果3-4年能更换一次,花不多的钱和时间,改变一下居室气氛， 无疑是一种很好的精神调节和享受。国外发达国家的家庭有的一年 一换，有的一年换两次，圣诞节、过生日都要换一下家中的壁纸。
按使用功能分为普通塑料地板、抗静电地板、橡胶地板等。
第二节 建筑塑料
5、玻璃纤维增强塑料（玻璃钢） 玻璃纤维增强塑料是由合成 树脂将玻璃纤维或玻璃纤维布胶结而成的复合材料。合成树脂用量 一般为30％－40％，常用的合成树脂有酚醛树脂、不饱和聚脂树脂 、环氧树脂等。玻璃钢具有质轻、耐水、强度高、耐腐蚀性好、装 饰性能好等特点。玻璃钢主要制品为波形瓦、管材、薄壳容器、浴 缸面盆等。
8 建筑塑料
学习知识点：
1、高分子材料的分类；特点。 2、高分子材料的结构与性质。 3、塑料的组成；塑料的分类；塑料的特性。 4、建筑塑料的常用品种。
教学要求：
1、了解合成高分子材料的性能特点。 2、了解建筑塑料的组成、分类、特点。 2、了解建筑工程中塑料的主要制品及应用。
8 建筑塑料
1、高分子材料的合成与分类 2、建筑塑料 3、合成高分子防水材料 4、建筑涂料
入适量添加剂，按比例混合，经挤出形成的各种型材。型材经加 工、组装成建筑门窗。塑料门窗可分为全塑门窗、复合门窗。
塑料门窗与其他门窗相比，具有耐水、耐腐蚀、气密性、水 密性、绝热性、隔声性、耐燃性、尺寸稳定性、装饰性好的特点， 而且不需油漆，维护保养方便，节能效果明显，是替代木门窗、 金属门窗、节约能源的重要途径。
2、缩合聚合（缩聚）：缩合聚合反应是由许多相同或不同的单体， 在加热或催化剂的作用下，逐步相互结合成高聚物，同时析出水、 氨、醇等副产物。缩合反应生成物的组成与原始单体完全不同， 得到的高聚物可以是线型的或体型的。如：酚醛树脂是由苯酚和 甲醛两种单体聚合而成，在不同的反应条件下，可分别生成线型 酚醛树脂或体型酚醛树脂，反应过程中还生成水。
按使用功能分为普通塑料地板、抗静电地板、橡胶地板等。
第二节 建筑塑料
5、玻璃纤维增强塑料（玻璃钢） 玻璃纤维增强塑料是由合成 树脂将玻璃纤维或玻璃纤维布胶结而成的复合材料。合成树脂用量 一般为30％－40％，常用的合成树脂有酚醛树脂、不饱和聚脂树脂 、环氧树脂等。玻璃钢具有质轻、耐水、强度高、耐腐蚀性好、装 饰性能好等特点。玻璃钢主要制品为波形瓦、管材、薄壳容器、浴 缸面盆等。
8 建筑塑料
学习知识点：
1、高分子材料的分类；特点。 2、高分子材料的结构与性质。 3、塑料的组成；塑料的分类；塑料的特性。 4、建筑塑料的常用品种。
教学要求：
1、了解合成高分子材料的性能特点。 2、了解建筑塑料的组成、分类、特点。 2、了解建筑工程中塑料的主要制品及应用。
8 建筑塑料
1、高分子材料的合成与分类 2、建筑塑料 3、合成高分子防水材料 4、建筑涂料
入适量添加剂，按比例混合，经挤出形成的各种型材。型材经加 工、组装成建筑门窗。塑料门窗可分为全塑门窗、复合门窗。
塑料门窗与其他门窗相比，具有耐水、耐腐蚀、气密性、水 密性、绝热性、隔声性、耐燃性、尺寸稳定性、装饰性好的特点， 而且不需油漆，维护保养方便，节能效果明显，是替代木门窗、 金属门窗、节约能源的重要途径。
2、缩合聚合（缩聚）：缩合聚合反应是由许多相同或不同的单体， 在加热或催化剂的作用下，逐步相互结合成高聚物，同时析出水、 氨、醇等副产物。缩合反应生成物的组成与原始单体完全不同， 得到的高聚物可以是线型的或体型的。如：酚醛树脂是由苯酚和 甲醛两种单体聚合而成，在不同的反应条件下，可分别生成线型 酚醛树脂或体型酚醛树脂，反应过程中还生成水。
土木工程材料合成高分子材料概要
加入填料可改善胶粘剂的性能（如提高粘度，降低 膨胀系数或收缩性等），并降低成本。常用填料有石英 粉、滑石粉，以及各种金属、非金属氧化物粉，在建筑 工程中水泥也是广泛应用的填料。
常用的有机填充料有木粉、纸屑、废棉、废布 等；常用无机填充料有滑石粉、石墨粉石棉、玻璃 纤维等。
➢ 添加剂
为了改善或调节塑料的某些性能，以适应使用 或加工时的特殊要求而加入的辅导材料，如增塑 剂、固化剂、着色剂、阻燃剂、稳定剂等。
➢ 增塑剂
增塑刑一般为沸点较高、不易挥发、与树脂有良 好相溶性的低分子油状物，不仅使塑料加工成型 方便、而且可改善塑料的韧性和柔顺性等机械性 能。常用的增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二 甲酸二辛酯等。
H、可燃性 塑料大多可燃，且在燃烧时会产生
大量有毒的烟雾。这是它作为土木工程材料的一 个弱点。目前正在研究具有自熄性、难燃甚至准 不燃的塑料。
❖ 8.2.2 塑料的组成
➢ 合成树脂 塑料的基本组成材料，起着胶结剂的作用，含
量为30%-60%。塑料的主要性能决定于所采用的合 成树脂。 ➢ 填充料
填充料的作用：节约树脂，降低成本，调节塑 料的物理化学性能。含量40%-70%。
❖ 8.2.3 常用建筑塑料 常用热塑性塑料的种类有
聚氯乙烯（PVC）
聚乙烯（PE） 聚丙烯（PP） 聚苯乙烯（PS） ABS塑料 聚碳酸酯、聚甲醛、聚酰胺等
常用的热固性塑料有
酚醛、环氧、不饱和聚酯、有机硅等
聚氯乙烯（PVC）
它是建筑中用量最大的一种塑料。硬质聚氯乙 烯的密度为1.38～1.43g/cm3，机械强度高，化学 稳定性好，使用温度范围一般在-15～+55℃之间， 适宜制造塑料门窗、下水管、线槽等。
除此之外，胶粘剂还必须对人体无害。我国已制定了 GB 18583－2001《室内装修材料胶粘剂中有害物质限 量》的强制性国家标准。
常用的有机填充料有木粉、纸屑、废棉、废布 等；常用无机填充料有滑石粉、石墨粉石棉、玻璃 纤维等。
➢ 添加剂
为了改善或调节塑料的某些性能，以适应使用 或加工时的特殊要求而加入的辅导材料，如增塑 剂、固化剂、着色剂、阻燃剂、稳定剂等。
➢ 增塑剂
增塑刑一般为沸点较高、不易挥发、与树脂有良 好相溶性的低分子油状物，不仅使塑料加工成型 方便、而且可改善塑料的韧性和柔顺性等机械性 能。常用的增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二 甲酸二辛酯等。
H、可燃性 塑料大多可燃，且在燃烧时会产生
大量有毒的烟雾。这是它作为土木工程材料的一 个弱点。目前正在研究具有自熄性、难燃甚至准 不燃的塑料。
❖ 8.2.2 塑料的组成
➢ 合成树脂 塑料的基本组成材料，起着胶结剂的作用，含
量为30%-60%。塑料的主要性能决定于所采用的合 成树脂。 ➢ 填充料
填充料的作用：节约树脂，降低成本，调节塑 料的物理化学性能。含量40%-70%。
❖ 8.2.3 常用建筑塑料 常用热塑性塑料的种类有
聚氯乙烯（PVC）
聚乙烯（PE） 聚丙烯（PP） 聚苯乙烯（PS） ABS塑料 聚碳酸酯、聚甲醛、聚酰胺等
常用的热固性塑料有
酚醛、环氧、不饱和聚酯、有机硅等
聚氯乙烯（PVC）
它是建筑中用量最大的一种塑料。硬质聚氯乙 烯的密度为1.38～1.43g/cm3，机械强度高，化学 稳定性好，使用温度范围一般在-15～+55℃之间， 适宜制造塑料门窗、下水管、线槽等。
除此之外，胶粘剂还必须对人体无害。我国已制定了 GB 18583－2001《室内装修材料胶粘剂中有害物质限 量》的强制性国家标准。
土木工程材料 合成高分子材料
其性质在很大程度上决定了塑料的性质。 合成树脂在一般塑料中的含量在30%～60%。因此塑
料通常也以所用的合成树脂命名，如聚乙烯塑料、 聚氯乙烯塑料。
二、建筑塑料的基本组成
（2）添加剂 为了改善塑料的某些性质而加入的物质统称为添加
剂。不同的塑料因其要改善的性能不同，加入的添 加剂也会不同。下面介绍几类常用的添加剂： 1)填料——可提高塑料的强度和刚度或耐燃性或耐 磨性和大气稳定性; 2)增塑剂——提高塑料加工时的可塑性及流动性， 改善塑料制品的柔韧性; 3)固化剂——使树脂具有热固性，形成稳定而坚硬 的塑料制品 4)稳定剂——防止塑料在热、光及其它条件下过早 老化; 5)着色剂——赋予塑料制品特定的色彩和光泽。
对于缩聚物，常常是在其原料的名称之后缀以“树 脂”二字。
在习惯命名法中，天然聚合物用专有名称，如纤维 素、淀粉、蛋白质等。另外有的聚合物还有一些习 惯名称或商业名称，如将聚苯二甲酸乙二醇酯叫做 涤纶，聚丙烯腈叫做腈纶等。
三、聚合物的基本性质
1. 聚合物的聚集态结构
按其分子在空间排列规则与否，固态聚合中并存着 晶态与非晶态两种聚集状态。
晶态结构的聚合物与低分子量晶体有很大不同。由 于线型高分子难免有弯曲，故聚合物的结晶为部分 结晶，即在结晶聚合物中存在“晶区” 和 “非晶 区”，且大分子链可以同时跨越几个晶区和非晶区。 晶区所占的百分比称为结晶度。
一般来说，结晶度越高，聚合物的密度、弹性模量、 强度、耐热性、折光系数等越高，而冲击韧性、粘 附力、断裂伸长率、溶解度越低。晶态聚合物一般 为不透明或半透明状，而非晶态聚合物则一般为透 明状。体型聚合物只有非晶态结构。
非晶态聚合物在低于某一温度时分子动能很低大分子链的运动和分子链段的旋转都被冻结聚合物在外力作用下产生的变形较小弹性模量较聚合物保持玻璃态的温度上限称为玻璃化温度t度继续下降当聚合物表现为不能拉伸或弯曲的脆性时的温度称为脆化温度简称脆点
料通常也以所用的合成树脂命名，如聚乙烯塑料、 聚氯乙烯塑料。
二、建筑塑料的基本组成
（2）添加剂 为了改善塑料的某些性质而加入的物质统称为添加
剂。不同的塑料因其要改善的性能不同，加入的添 加剂也会不同。下面介绍几类常用的添加剂： 1)填料——可提高塑料的强度和刚度或耐燃性或耐 磨性和大气稳定性; 2)增塑剂——提高塑料加工时的可塑性及流动性， 改善塑料制品的柔韧性; 3)固化剂——使树脂具有热固性，形成稳定而坚硬 的塑料制品 4)稳定剂——防止塑料在热、光及其它条件下过早 老化; 5)着色剂——赋予塑料制品特定的色彩和光泽。
对于缩聚物，常常是在其原料的名称之后缀以“树 脂”二字。
在习惯命名法中，天然聚合物用专有名称，如纤维 素、淀粉、蛋白质等。另外有的聚合物还有一些习 惯名称或商业名称，如将聚苯二甲酸乙二醇酯叫做 涤纶，聚丙烯腈叫做腈纶等。
三、聚合物的基本性质
1. 聚合物的聚集态结构
按其分子在空间排列规则与否，固态聚合中并存着 晶态与非晶态两种聚集状态。
晶态结构的聚合物与低分子量晶体有很大不同。由 于线型高分子难免有弯曲，故聚合物的结晶为部分 结晶，即在结晶聚合物中存在“晶区” 和 “非晶 区”，且大分子链可以同时跨越几个晶区和非晶区。 晶区所占的百分比称为结晶度。
一般来说，结晶度越高，聚合物的密度、弹性模量、 强度、耐热性、折光系数等越高，而冲击韧性、粘 附力、断裂伸长率、溶解度越低。晶态聚合物一般 为不透明或半透明状，而非晶态聚合物则一般为透 明状。体型聚合物只有非晶态结构。
非晶态聚合物在低于某一温度时分子动能很低大分子链的运动和分子链段的旋转都被冻结聚合物在外力作用下产生的变形较小弹性模量较聚合物保持玻璃态的温度上限称为玻璃化温度t度继续下降当聚合物表现为不能拉伸或弯曲的脆性时的温度称为脆化温度简称脆点
土木工程材料课件优秀课件
（Ⅰ）线型结构
（Ⅱ）支链型结构
（Ⅲ）体型（网状）结构
不同结构形式的高聚物具有不同的性能特点，见表9-1。
高聚物结构形式与性能特点
表 9-1
结构形式
结构特征
高聚物性能特点
线型结构
线型大分子链排列成曲线状主链，以分 子间力结合在一起。由于分子间作用力微 弱，分子容易相互滑动，因此线型结构的 树脂可反复加热软化和冷却硬化，属热塑 性树脂
其用途各异。
聚氯乙烯板材
9.1.1 塑料
塑料品种 聚乙烯塑料 聚丙烯塑料
聚氯乙烯塑料
聚苯乙烯塑料 ABS塑料
聚甲基丙烯酸甲酯 聚氨酯塑料 聚碳酸酯
常用塑料品种、主要用途及制品
表 9-4
代号
主要用途及制品
PE
常用作防水材料和配制涂料、油漆等
PP
常用作管道及导线外皮等容易老化的部位
硬质PVC一般制成百叶窗、墙面板、屋面采光板 PVC 、管材及楼梯扶手等；软质PVC可挤压成板片等地
40%～ 100%
填充剂
提高塑料的强度、硬 度和耐热性，减少塑料
木粉、滑石粉、石棉、云母、纸
制品的收缩，降低成本 屑、玻璃纤维等
40%～ 70%
固化剂
可使线型高聚物交联 成体型高聚物，使树脂 具有热固性
酚醛树脂常用固化剂为乌洛托品 （六亚甲基四胺）；环氧树脂常用 的固化剂有乙二胺、间苯二胺、聚 酰胺等
保温性能好、 耐热性较差
密实塑料的导热系数为0.23～0.70W/(m·K)，泡沫塑料的导热 系数接近于空气[0.025W/(m·K)]。大多数塑料的耐热性不高， 使用温度一般在100～200℃，个别塑料（氟塑料等）可达300 ～500℃
弹性模量较小 弹性模量约为混凝土的1/10，同时有徐变特性，受力时有较 、具有徐变性 大变形
07合成高分子材料
广州大学 廖原
本章结束！
第34页，共33页
是指以合成或天然高分子 化合物（树脂）为主要原 料，与其它原料在一定条 件下经混炼、塑化、成型， 且在常温下保持产品形状 不变的材料。
广州大学 廖原
第6页，共33页
7.2.1塑料
建筑上所用的塑料制品有塑料门窗；
– 塑料装饰材料（如塑料地板、塑料墙纸、塑料墙板、 塑料天花板、塑料地毯等）； – 塑料管材及管件； – 玻璃钢制品； – 塑料异型材（如塑料门窗拉手配件、楼梯塑料扶手、 楼梯塑料踏步、塑料踢脚板和嵌条、塑料窗帘盒、 电线塑料护盒等）； – 屋顶采光板； – 泡沫塑料等。
7.2.2建筑胶粘剂
2．胶粘机理
– – – – （1）机械结合力 （2）物理吸附力 （3）化学键结合力 （4）扩散作用
广州大学 廖原
第10页，共33页
7.2.2建筑胶粘剂
3．常用胶粘剂
– – – – （1）环氧树脂胶粘剂 万能胶 （2）聚醋酸乙烯乳液胶粘剂 白乳胶 （3）聚氨酯胶粘剂 （4）硅酮密封胶
• • • • ①良好的抗老化性能 ②良好的变形性能 ③良好的压缩循环性能 ④耐热、耐寒性能好
广州大学 廖原 第11页，共33页
7.2.3涂料
什么是涂料？
– 涂料是指涂敷于物体表面，在一定条件下形 成连续完整的薄膜，能均匀地覆盖并良好的 附着在被涂物体表面的物质。 – 涂料的用途非常广泛，我们把用于建筑 领域的涂料，称为建筑涂料。
缺点
– （1）易老化 – （2）可燃性及毒性 – （3）耐热性差
老化 是指高分子化合物在阳光、空气、热以 及环境介质中的酸、碱、盐等作用下，分子 组成和结构发生变化，致使其性质变化，如 失去弹性、出现裂纹、变硬、脆或变软、发 粘失去原有的使用功能的现象。
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、—NH、—COOH）的单体共聚，同时产生低分子副产品
（如水、氨、醇或氯化氢等）的反应叫缩聚反应，其生
成的聚合物叫缩聚物。缩聚反应生成物的化学组成与反
应物的化学组成完全不同，如苯酚与甲醛反应制得的酚
醛树脂。缩聚物的结构可为线型或体型。
一、聚合物的分类
（5）根据高分子材料的性质及用途可分为： ①塑料 塑料是有机高聚物，在一定条件下（加热、加
晶态结构的聚合物与低分子量晶体有很大不同。由 于线型高分子难免有弯曲，故聚合物的结晶为部分 结晶，即在结晶聚合物中存在“晶区” 和 “非晶 区”，且大分子链可以同时跨越几个晶区和非晶区。 晶区所占的百分比称为结晶度。
一般来说，结晶度越高，聚合物的密度、弹性模量、 强度、耐热性、折光系数等越高，而冲击韧性、粘 附力、断裂伸长率、溶解度越低。晶态聚合物一般 为不透明或半透明状，而非晶态聚合物则一般为透 明状。体型聚合物只有非晶态结构。
2. 聚合物的物理状态
(2)高弹态： Tg<T<Tf ，分子动能增加，分子链段能 运动，但大分子链的运动仍被冻结，聚合物弹性模量 较小，在外力作用下，产生较大的变形，在外力去除 后又会恢复原状，聚合物保持高弹态的上限温度称为
粘(3流)粘温流度态（：TTf）＞。Tf以上，分子动能增加到 链段和大分子链都可以运动，聚合 物成为可以流动的粘稠液体。此时， 聚合物在外力作用下，分子间会相 互滑动，产生流动变形，外力去除 后，变形不可恢复。
对于缩聚物，常常是在其原料的名称之后缀以“树 脂”二字。
在习惯命名法中，天然聚合物用专有名称，如纤维 素、淀粉、蛋白质等。另外有的聚合物还有一些习 惯名称或商业名称，如将聚苯二甲酸乙二醇酯叫做 涤纶，聚丙烯腈叫做腈纶等。
三、聚合物的基本性质
1. 聚合物的聚集态结构
按其分子在空间排列规则与否，固态聚合中并存着 晶态与非晶态两种聚集状态。
一、聚合物的分类
（3）根据受热变化特点可分为：
①热塑性聚合物
热塑性高分子化合物受热软化，冷却时硬化，并且可 以反复塑制，如聚乙烯。线型结构多属热塑性。
②热固性聚合物
热固性高分子化合物受热时软化，受热至一定温度后 发生化学反应，致使相邻的分子相互交联而逐渐硬化。 加热成型后受热不再软化，即成型固化过程具有不可 逆性，如环氧树脂。热固性聚合物多为体型结构。
压）可塑制成型，而在常温常压下可保持固定 形状的材料叫塑料。 ②纤维 合成纤维为合成树脂制成的纤维。 ③橡胶 合成橡胶是指物理性能类似于天然橡胶的有弹 性的高分子化合物。
二、聚合物的命名
常用的聚合物命名方法为习惯命名法，该法主要是 根据聚合物的化学组成来命名,比较简单。
对于由同一种单体经加聚反应而制得的聚合物，通 常是在其单体名称前冠以“聚”字。如聚乙烯等。 而有两种或两种以上单体经加聚反应而得到的聚合 物，则称为××共聚物，如丙烯腈—苯乙烯的共聚 体，可称为腈苯共聚物。
3. 聚合物的老化
聚合物在使用过程中，由于光、热、空气等的作用 而发生结构或组成的变化，从而出现性能劣化现象， 如变色、变硬、龟裂、发软、发粘、斑点、机械强 度降低等，称为聚合物的老化。
2. 聚合物的物理状态
对于结晶化的聚合物，其变形 与温度的关系如图11-3所示。
结晶聚合物中虽然有无定形相 的存在，但由于结晶相承受的 应力要比非结晶相大得多，所 以在Tg温度其变形并不发生显著 改变，只有到了熔点Tm，晶格 被破坏，晶区熔融，聚合物直 接进入粘流态（如图中曲线1所 示），或先进入高弹态再进入 粘流态（如图中曲线2所示）。
第一节 合成高分子材料的基本知识
一、聚合物的分类 二、聚合物的命名 三、聚合物的基本性质
第一节 合成高分子材料的基本知识
一、聚合物的分类
（1）根据来源可分为： ①天然高分子化合物，如天然橡胶、淀粉、植
物纤维等； ②合成高分子化合物，如聚氯乙烯等； ③半天然高分子材料，如醋酸纤维、改性淀粉玻璃态、高弹态、粘流态三种物 理状态。
(1)玻璃态：非晶态聚合物在低于某一温度时，分子动 能很低，大分子链的运动和分子链段的旋转都被冻结， 聚合物在外力作用下，产生的变形较小，弹性模量较 大。
聚合物保持玻璃态的温度上限 称为玻璃化温度（Tg）。如温 度继续下降，当聚合物表现为 不能拉伸或弯曲的脆性时的温 度称为“脆化温度”，简称“脆点”。
②体型聚合物
分子结构中长链之间通过原子或短链连接起来而构成 三维网状结构，又称为体型结构，如酚醛树脂。
由于体型结构中化学键的结合力强，且交联形成一个 “巨大分子”，因此，一般来说其强度较高，弹性模 量较大，变形较小，较硬脆，耐热性、耐腐蚀性较好； 交联程度浅的网状结构，受热时可以软化，适当溶剂 可使其溶胀；交联程度深的体型结构，加热时不软化， 也不易被溶剂所溶胀，但在高温下会发生降解。
一、聚合物的分类
（4）根据制备时的反应类型可分为：
①由单体加成而聚合起来的反应叫加聚反应，该反应无 副产品，产物的化学组成和反应物（单体）的化学组成 基本相同，如聚氯乙烯的制备：
nC2H2 → (C2H2) n
式中n表示聚合度。加聚物多为线型结构。
②由两种或两种以上的含有官能团（H—、—OH、Cl—
等。
一、聚合物的分类
（2）根据分子结构可分为： ①线型聚合物 分子结构中碳原子（有时可能有氧、硫等原子）
彼此连接成长链，有时带有支链，如聚氯乙烯。
线型聚合物的特点:
一般来说，具有线型结构的树脂，强度较低， 弹性模量较小，变形较大，耐热、耐腐蚀性较 差，加热可熔化，并能溶于适当溶剂中。
支链型聚合物因分子排列较松，分子间作用力 弱，因而密度、熔点及强度等低于线型聚合物。
2. 聚合物的物理状态
Tg和Tm是聚合物使用时耐热性的重要指标，甚 至也是聚合物其它性能的重要指标。聚合物的 使用目的不同，对各个转变温度的要求也不同。
通常，玻璃化温度低于室温的称为橡胶，高于 室温的称为塑料，也就是说玻璃化温度Tg是塑 料的最高使用温度，但却是橡胶的最低使用温 度。
粘流温度Tf在室温以下的高聚物可作为胶粘剂 或涂料使用。熔点Tm是高度结晶聚合物的使用 上限温度。