高分子材料2Word文档格式.docx
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掌握涂料施工中常见的表面张力问题;
④掌握涂料施工中常见的表面张力问题;
掌握建筑涂料的成膜机理;
⑤掌握建筑涂料的成膜机理;
掌握防火涂料防火机理(膨胀型和非膨胀型)⑥掌握防火涂料防火机理(膨胀型和非膨胀型);
⑦了解常用树脂基料及乳液基料的制备;
⑧了解常用各种建筑涂料的特点,用途及主要技术指标;
⑨了解建筑涂料性能检测项目及施工方法;
⑩了解建筑涂料的化学毒性.第四章主要介绍建筑胶粘剂的组成与分类,胶粘机理及影响胶结强度的因素,常用胶粘剂的品种,特性及应用.并简单介绍了胶粘剂的性能测试方法.通过本章的学习,要掌握建筑胶粘剂胶粘机理及影响胶结强度的因素掌握建筑胶粘剂胶粘机理及影响胶结强度的因素,熟悉胶粘掌握建筑胶粘剂胶粘机理及影响胶结强度的因素剂的组成与分类,了解常用胶粘剂的品种,特性,应用及性能测试.①掌握建筑胶粘剂,定义,胶粘机理及影响胶结强度的因素掌握建筑胶粘剂,定义,胶粘机理及影响胶结强度的因素;
②熟悉胶粘剂的组成与分类;
③了解常用胶粘剂的品种,特性,应用及性能测试.第五章本章主要讲述建筑防水材料的原材料,典型的应用领域,建筑防水卷材,建筑防水涂料,建筑防水密封材料等.要求学生掌握建筑防水材料的常用原材料,建筑防水密封材料,建筑防水卷材及建筑防水涂料掌握建筑防水材料的常用原材料,掌握建筑防水材料的常用原材料建筑防水密封材料,建筑防水卷材及建筑防水涂料,了解建筑防水材料的典型的应用领域.熟悉建筑防水材料的定义及分类;
掌握建筑防水材料的原材料;
掌握常见的建筑防水卷材;
掌握常见的建筑防水卷材熟悉常见的建筑防水涂料及防水密封材料.了解其它建筑防水材料第六章掌握减水剂,引气剂,早强剂,缓凝剂等外加剂的定义,分类及其作用掌握减水剂,引气剂,早强剂,缓凝剂等外加剂的定义,分类及其作用;
熟悉混凝土外加剂的定义,分类及其意义;
熟悉混凝土外加剂的选择和使用;
熟悉混凝土外加剂的选择和使用了解减水剂的作用效果及其常用品种;
了解其他混凝土外加剂的常见品种及其作用机理.作业①在建筑塑料中,常用的助剂有哪些,简述非极性增塑剂与极性增塑剂的增塑机理?
②热塑性建筑塑料常用的加工方法有哪些,试比较挤出吹塑薄膜与压延薄膜的异同?
③在建筑塑料中,常用的热塑性和热固性树脂有哪些,其中PP主要存在什么缺点,其改性品种有哪些?
④影响建筑涂料配方设计的因素有哪些?
1.什么是胶粘剂?
其组成如何?
2.影响胶接强度的因素有哪些?
3.提高水基聚氨酯胶粘剂性能的途径有哪些?
4.胶接接头的破坏形式有哪几种?
其破坏强度取决于什么?
(1)三类聚合物混凝土的定义
(2)PIC中对浸渍液及基材的要求?
(3)PMC质量的影响因素?
(4)PC材料的基本组成及要求?
①②③④⑤
高分子建筑材料的特点?
高分子化合物的结构形态及特点?
无定形聚合物的力学三态及其特点?
PVC的耐热性较差,请从结构与性能的关系分析其原因?
聚合物的改性途径包括哪些?
建筑用高分子材料
建筑行业将用到很多高分子材料,我将其总结在此文章中
塑料用量较大的品种是聚氯乙烯,约占建筑用塑料总量的40%以上,氨基树脂(如脲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂),酚醛树脂、聚乙烯和不饱和聚酯等四类也约占40%,其他还有聚丙烯、聚苯乙烯、聚氨酯和聚甲醛等。
建筑用塑料材料具有防水、防腐、耐磨、抗震、质轻、强度高、隔音消声、绝热保温、电绝缘性好、色彩鲜艳等优异性能。
还可以通过增强、共混、填充和加入各种助剂(如阻燃剂、防静电剂、防老剂等)改进并提高其性能管材:
①水管主要采用聚氯乙烯制作(见彩图),除下水管、排污管外,已广泛用作上水管,但需严格控制上水管的氯乙烯单体含量和铅盐析出量2:
煤气管采用中、高密度聚乙烯制作,具有质轻、韧性好、耐水冲击、耐低温的优点,又可以卷绕、加热熔焊。
③热水管目前均用耐热性高的氯化聚氯乙烯(见聚氯乙烯)或聚1-丁烯制造。
承受高压力的管材可用浸渍树脂的玻璃纤维缠绕成型制得,也可在普通塑料管外用浸渍树脂的玻璃纤维增强。
窗框塑料窗框于60年代由联邦德国开始采用,至80年代,使用量已和木质窗框相当,近年来在英国、美国发展也很快。
塑料窗框比木质窗框的使用寿命长,且隔热、隔音、气密性好,室内热损失可减少1/4。
由于防结露、耐腐蚀、不需油漆,从而节省了维修费用。
作窗框的塑料原材料品种较多,但目前绝大部分都采用由乙烯-醋酸乙烯酯树脂、丙烯酸酯类聚合物、氯化聚乙烯等通过共混或接枝共聚改性的聚氯乙烯。
一般先用挤出成型法制成中空异型材,再组装成窗框。
还有用低发泡聚氨酯制作窗框的,也有在木材或铝材外包覆塑料层的。
百页窗、卷帘、窗台板、窗帘匣以及门框、门扇也可用聚氯乙烯异型材料制成的。
铺地材料塑料地板比木材地板耐磨性高,也避免水泥地板硬、凉、响的缺点。
塑料地板用软质聚乙烯制成,分地板砖和地板卷材两类,尤以地板卷材发展最快。
80年代发展的新品种有抗静电、耐油、耐酸和防电火花等专用地板及带立体浮雕花纹的弹性地板等。
塑料壁纸是内墙装饰的主要材料,通常用压延法或涂刮法生产。
根据市场需要,花型翻新很快,新产品有凸花壁纸。
内墙也有采用薄异型材或装饰板的。
外墙披叠板采用聚氯乙烯板,具有不霉烂、不锈蚀、易于安装、加工方便等优点。
隔热保温材料是建筑中有效的节能措施之一。
泡沫塑料热导率极低,相对密度小,特别适于作屋顶和外墙隔热保温材料,在冷库中用得更多。
用聚苯乙烯泡沫塑料作成板材或预制件后再进行安装,聚氨酯泡沫塑料可现场喷涂、灌注。
卫生洁具包括澡盆、水池、便桶盖、水箱等。
可用热塑性塑料注射成型,或用玻璃钢制作,也可用填充大量填料的不饱和聚酯(俗称人造大理石)制作。
我国的高分子防水卷材主要有EPDM、PVC、CPE、氯化聚乙烯-橡胶共混、橡塑共混、再生胶、土工膜等品种聚氨酯防水涂料是我国使用最成功的防水涂料,包括煤焦油聚氨酯和纯聚氨酯两种。
近几年,由于环保因素,煤焦油被限制使用,因此非煤焦油基的聚氨酯发展形势较快,如石油沥青基聚氨酯涂料.丙烯酸乳液防水涂料是近几年发展较快的一种新型涂料,目前已发展的系列产品如:
丙烯酸外墙防水装饰涂料、丙烯酸屋面防水涂料和丙烯酸厨卫间墙防水涂料等系列弹性涂料。
此外,一些企业还生产丙烯酸溶液-水泥复合型防水涂料。
硅橡胶防水涂料用量不大,年销售量不过200吨改性沥青防水涂料改性沥青防水涂料主要有阳离子氯丁乳胶沥青类、SBS改性沥青类、水乳再生胶沥青类、水性PVC煤焦油类,以阳离子氯丁乳胶沥青涂料使用最为普我国建筑密封材料包括PVC油膏、沥青油膏以及聚硫、硅酮、聚氨酯、氯丁胶、丁基密封腻子、氯磺化聚乙烯等弹性密封膏。
新型屋面高分子防水材料硬质发泡聚氨酯硬质发泡聚氨酯用于屋面工程中,既可起到防水也可起到保温的作用。
性能特点:
在所有的建筑保温材料中,发泡聚氨酯的导热系数是最低的,导热系数为0.033W/(m?
k);
内部结构的封孔率#92%,发泡的表层形成一层光滑的膜,其闭孔率接近100%,具有很高的憎水性;
密度为40kg/m3时的抗压强度>
1.5MPa;
有一定的弹性,伸长率为10%;
对金属、混凝土、砖石、木材、玻璃都有很好的粘结性使用特性:
硬质发泡聚氨酯采用现场喷射发泡与复合预制板两种方法。
喷射发泡利用两种组合在喷射时汇合在一起,立即反应生成发泡聚氨酯,这种方法可以大量应用于现场发泡。
在不适合现场发泡的情况下,可用预制复合板,板与板之间的缝隙可用发泡枪填充发泡,效果也很好。
由于硬质发泡聚氨酯耐紫外线辐射性能较差,施工使用时其上部必须设置保护层双向拉伸聚氯乙烯板聚氯乙烯板材在强度及耐久性方面的弱点,性能特点:
冲击强度达到1200kJ/m2,为普通聚氯乙烯板材的2倍以上;
抗冰雹力试验,石头直径30cm不破碎;
50kg重沙袋试验,能抵挡高度120cm(板厚1.2mm);
可在-30?
的低温条件下使用;
透光性能可达到90%(10年后可保持最初的80%);
10年后冲击强度>
900kJ/m2;
弯曲后的冲击强度>
500kJ/m2;
耐腐蚀性能强,不受大气、雨雪、化学试剂的侵害,不会被生物类吞噬;
阻燃性能好,属建材难燃一级。
使用范围:
双向拉伸聚氯乙烯板分为有色和无色两种。
可用于大型公共建筑、工业厂房、体育场馆、花卉种植与养殖业温室暖房、候车亭、凉亭等屋面的防水;
也可用于室内屏风、隔音幕墙、安全栅罩、房屋的墙体、护栏、隔墙隔断、工地安全屏障、隧道性能特点:
质地轻,韧性好,冲击强度高,泡沫均匀,表面光洁,具有可刨、钉、锯、粘的特点,同时具有热塑性,可以用成型设备进行二次加工;
耐候、耐腐蚀、抗紫外线,防水、绝缘、阻燃、保温、隔热,便于安装施工金属压型复合板是由彩色涂层钢板(板厚0.6mm~1.0mm)做上下表层,自熄型聚苯乙烯泡沫塑料做芯材,通过连续层压机将彩色层钢板与聚苯乙烯泡沫塑料加压、加热固化制成夹芯复合板。
较厚的芯材对表层钢板起着稳定和防止受压变形的作用,同时芯材具有良好的保隔热性能。
上下表层钢板在弯曲时承受拉压应力,提高夹芯复合板的弯曲高度,可以减少屋面的支撑杆件,是一种新型的结构构件,又是很好的屋面防水部件。
金属压型复合板是一种多功能的新型建筑材料,具有防水、保温、隔热、质轻、装饰、承重等性能。
聚碳酸酯板分为单层板和双层板。
具有质轻、强度高、耐冲击、不易破碎、色彩多样、防水、隔热、透光、隔音、阻燃、防紫外线、防红外线、不需加热既可弯曲、操作容易、施工文明、现场整洁等特点。
耐温可达-40?
~120?
;
传热系数:
单板4.64W/m?
k~5.49W/m?
k;
密度1.20g/cm3;
8mm全透明板透光率82%;
拉伸强度72MPa;
弯曲强度97MPa;
弯曲弹性模量2400MPa。
防水材料:
近年来,我国新型防水材料飞速发展,日新月异,新品种不断问世防水剂外加剂标准止水带的标准,卷材防水屋面又分为∏沥青防水卷材高聚物改性沥青防水卷材合成、,、、
高分子防水卷材涂膜防水屋面又分沥青基防水涂膜高聚物改性沥青防水涂膜合成高分子防水涂膜现在。
、∏、。
存在的问题主要是卷材防水和涂膜防水两个方面防水材料发展的品种也主要集中在这两个方面只有设,。
计上合理选择材料适当配套材料齐施工工艺完善才能得到好的防水工程,,,。
建筑高分子材料
建筑高分子材料第一节概述一、高分子材料在建筑工程中的地位合成高分子材料是以人工合成的高分子化合物(聚合物)为基础材料,添加各种辅助材料制成的有机高分子材料。
现有三大合成材料:
塑料;
橡胶;
纤维。
高分子材料在建筑上的应用应用于非结构材料:
装饰板材;
各种管材和异性材,水管、门窗框等;
建筑防水材料,屋顶膜;
建筑涂料;
建筑保温、隔声材料;
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。
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。
元素聚合物主链上没有碳元素,而有Si、Al、O、S、P、N、Ti等元素,如有机硅树脂、聚钛氧烷树脂、聚氯磷氰等。
几个基本概念单体:
用来合成聚合物的简单低分子化合物如:
聚乙烯-[-CH2-CH2-]-n的单体为CH2=CH2,链节:
大分子链的基本结构单元,-[-CH2-CH2-]聚合度:
大分子链中链节的重复次数n;
分子量的多分散性:
聚合物是由大量的大分子链组成的。
各个大分子链的链节数不同,大分子链的长短不同、分子量也不同,聚合物中大分子链的分子量不等的现象称为分子量的多分散性
(一)聚合物的聚合反应定义:
由单体合成聚合物的反应称为聚合反应官能团:
在聚合反应中,参加反应的仅是单体分子中具有反应能力的基团,这种基团通常称之为官能团官能团官能度:
参加反应的官能团数目或它在聚合反应中所具有的能接上新分子的位置数具有双官能度或多官能度的单体之间反应才能合成聚合物聚合反应加聚反应缩聚反应1、加聚反应以不饱和烃或环烃单体分子,经过不断的加成反应,形成高分子化合物的聚合反应;
例如:
nCH2=CH→[-CH2-CH-]nClCl常用的热塑性塑料均是有加聚反应合成的,如:
聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等2、缩聚反应由具有两个或两个以上官能基团的单体,相互缩合形成高分子化合物的反应;
CH3CH2-CH-CH2+HO--C--OHOClCH3CH3→CH2-CH-CH2-O--C--OHOClCH3三大热固性树脂均是缩聚反应合成的
(二)聚合物的命名按聚合物的化学结构命名根据聚合物的原料单体命名采用商品名称和代表符号(三)聚合物的结构及其对性能的影响大分子和大分子间的相互作用大分子链的近程结构化学组成链接方式:
头—头、头—尾和尾—尾三种连接方式空间构型:
无规立构。
全同立构和间同立构大分子链的远程结构大分子链的几何形状:
线型,支链型和体型(或网型)大分子链的构象大分子链的柔顺性大分子的聚集态结构线型结构支链型结构体型结构非晶态聚集态结构晶态聚集态结构聚合物性能与结构的关系线型和支链型高分子组成的聚合物具有热塑性,受热熔化,也能溶于特定的溶剂中形成溶液,强度较低、弹性模量较小、变形较大、耐热性交差;
支链型聚合物的溶解度比线型聚合物大,密度、熔点、强度则较低。
体型高分组成的聚合物具有热固性,它们不溶不熔,强度、硬度、脆性较高,耐热性好等。
聚合物的结晶度越大,密度、强度、硬度、弹性模量、耐热性提高,塑性、韧性、吸湿性、溶解度降低。
(四)温度对聚合物力学状态的影响线型无定形聚合物晶态聚合物体型聚合物的力学状态线形聚合物的状态与温度的关系随着温度的升高,非晶态线型和支链型聚合物呈现三种状态:
玻璃态、高弹态、粘流态。
玻璃态玻璃化温度以下,聚合物处于无定性的硬脆状态,变形较小,强度和硬度较高;
高弹态玻璃化温度以上、粘流温度以下,聚合物变得很柔软而富有弹性,能产生较大的弹性变形和塑性变形,强度相对较低。
粘流态粘流温度以上,聚合物变为可以定向流动的粘稠液体,是其塑制成型温度。
玻璃态与高弹态的转变温度为玻璃化温度Tg;
高弹态与粘流态的转变温度为粘流温度Tf。
非晶态聚合物在一定压力下变形~温度曲线变形TxTgTf温度Tx-脆化温度;
Tg-玻璃化温度;
Tf-粘流温度。
晶态聚合物一般分子量的晶态聚合物有明确的熔点Tm。
熔点以下为晶态,熔点以上变为粘性液体,进入粘流态分子量较大的晶态聚合物熔点Tm,当T>
Tm,出现高弹态,温度Tf时,进入粘流态非完全晶态的聚合物无定形区,有玻璃态、高弹态和粘流态晶区,随分子量的大小不同,有可能出现或不出现高弹态。
为什么高分子材料的变形与温度存在上述关系?
答:
高分子材料的变形取决其分子运动,其运动分为四种运动单元:
基团运动、链节运动、链段运动和大分子链运动。
它们与温度密切相关。
在较低温度(Tg)下,只有基团或链节的振动或旋转运动,变形量较小;
在较高温度下,发生链段蠕动;
在粘流温度以上,发生大分子链的滑动或整体移动,变形量大。
体型聚合物的力学状态轻度交联时,可以有玻璃态和高弹态,但没有粘流态;
交联密度增大,玻璃态温度提高,高弹区缩小;
当交联密度增大到一定程度,只有玻璃态一种状态;
交联密度较高的体型聚合物没有力学状态的变化,因此耐热性好。
三、高分子材料的性能与结构
高分子材料的性能特点
高分子材料的弹性模量和强度都较低
高分子材料发生应力松弛
高分子材料一般在0.75Tg以下是脆性的;
在0.75~1Tg之间是刚硬性的,只能发生弹性变形;
高分子材料的主要弱点是老化从热行为角度将高分子材料分为热塑性塑料,热固性塑料和橡胶三大类。
热塑性塑料中的聚合物是线型链状结构,加热时软化或熔融,可注射入模子成型,在取出前需冷却,成型过程中不发生进一步聚合或交联,可反复多次加热成型。
热固性塑料中的聚合物为体型结构,其成型加工是用相对低分子量的粘稠体树脂和固化剂混合,在一定温度和压力下发生聚合或交联反应,在成型时产生强烈地交联,形成三维网状结构。
特点:
不溶不熔橡胶是在线型链状结构中形成少量的交联,特点:
有很好的弹性第二节塑料塑料的组成塑料的分类塑料的主要特性塑料塑料是指以树脂(或在加工过程中用单体直接聚合)为主要成分,以增塑剂、填充剂、润滑剂,着色剂等添加剂为辅助成分,在加热、加压条件下的加工过程中能流动,并能塑造成型为具有一定形状的制品的高分子材料。
一、塑料的基本组成1、树脂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。
4、其他助剂其他助剂:
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。
特种塑料指具有特种功能,可用于特殊应用领域的塑料。
如氟塑料和有机硅具有突出的耐高温、自润滑等特殊功能。
增强塑料和泡沫塑料具有高强度、高缓冲性等特殊性能。
2.按理化特性分类热固性塑料指在受热或其他条件下能通过交联反应而固化,具有再次受热不溶不熔特性的塑料,如酚醛塑料、环氧塑料、聚酯树脂等。
又分烃类、含极性基因的乙烯基类、工程类、纤维素类等多种类型。
热塑料性塑料指在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料,如聚乙烯、聚氯乙稀、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等。
又分甲醛交联型和其他交联型两种类型。
三、塑料的主要特性塑料密度小,质轻,比强度高;
良好的耐冲击性和耐磨耗性;
化学稳定性好,不会锈蚀,耐水防水;
电绝缘性好,导热性低;
优良的装饰性,着色性好成型加工性良好,生产能耗低;
大部分塑料耐热性差,热膨胀率大,易燃烧;
尺寸稳定性差,容易变形;
多数塑料耐低温性差,低温下变脆;
容易受光、热等老化。
四、常用的建筑塑料1、热塑性塑料聚乙烯(PE)聚乙烯(PE)分低密度、中密度高密度三种。
密度较小、化学稳定性、耐水性和耐寒性良好、耐热性差、易燃烧和光老化。
建材制品有各种管道、防水膜等。
聚丙烯(PP)聚丙烯(PP)刚性较大、耐热性好(加热到150℃不变形)。
强度、弹性模量、硬度都高、对高频电的绝缘性能好。
建材制品有各种给水管道、防水膜等。
聚氯乙烯(PVC)聚氯乙烯(PVC)常见有软、硬质聚氯乙烯二种,抗拉强度、刚度、硬度较大,有良好的耐水性、耐油性、耐化学药品侵蚀性和阻燃性。
建材制品有各种给水管道、防水材料、门窗框等。
聚四氟乙烯塑料俗称塑料王,具有非常优良的耐高、低温性能,可在-180~260℃范围内长期使用,几乎耐所有化学药品,摩擦系数极低,仅为0.04。
它对其他物质不粘附,不吸水,电性能优良,良好的耐水、耐老化性能。
缺点是强度低。
聚酰胺塑料俗称尼龙,具有突出的耐磨性和自润滑性,冲击韧性好,强度高,耐蚀性和成型性好,缺点是耐热性差、工作温度不能超过100℃,导热性差,吸水性高。
主要用于制作纤维。
聚甲基丙烯酸甲脂俗称有机玻璃透光率达92%,比重只是无机玻璃的一半。
强度、冲击韧性都优于无机玻璃,抗稀酸、稀碱、润滑油和碱氢燃料的作用,在自然条件下老化发展缓慢。
缺点是硬度低,易擦伤。
用作装饰板材。
塑料排水管,塑料给水管,塑料管,塑料粒料,塑料管挤出成型,塑料窗异性材截面,塑料窗,异性材截面,塑料门,异性材塑料门,塑料地板2、热固性塑料酚醛塑料(PF)酚醛塑料(PF)由于制备条件不同,有热塑性和热固性二类。
它们耐磨性好,绝缘性、耐热性、耐蚀性也都很好。
缺点是性脆,不耐碱。
用于制作电工器材(如插头、开关等),装饰材料、隔声隔热材料