土木工程材料第8章合成高分子材料.pptx

第第8 8章章 合成合成(hchng)(hchng)高分子材高分子材料料本章学习目标本章学习目标1.熟熟悉悉合合成成高高分分子子材材料料的的性性能能特特点点及及主主要要的的高高分分子子材材料料品种；品种；2.熟熟悉悉土土木木工工程程中中合合成成高高分分子子材材料料的的主主要要制制品品及及应应用用，包括塑料、胶粘剂及涂料。包括塑料、胶粘剂及涂料。本本章章的的难难点点是是从从合合成成高高分分子子材材料料的的组组成成来来理理解解它它的的性性能能，正正确确地地根根据据工工程程实实际际选选用用合合适适的的合合成成高高分分子子材材料料。建建议议在在学学习习中中通通过过对对比比来来理理解解不不同同种种类类的的高高分分子子材材料料的的性性能能及应用。及应用。第一页，共33页。有机高分子材料是由高分子化合物组成的材料。在土木工程中所涉及的主要有塑料、橡胶、化学纤维(huxuxinwi)、胶粘剂和涂料。本章主要介绍塑料、胶粘剂和涂料。这些有机高分子材料的基本成分是人工合成的高分子化合物，简称高聚物。由高聚物加工而成，或高聚物对传统材料改性所制得的土木工程材料，习惯上称为化学合成建筑材料，即化学建材。第二页，共33页。8.1 8.1 合合成成(hchng)(hchng)高高分分子子化化合合物物的的基本知识基本知识v 高分子化合物的分类高分子化合物的分类(fn li)(fn li)&1 1、按分子、按分子(fnz)(fnz)链的形状分类链的形状分类 第三页，共33页。v 线型高分子化合物的主链原子排列成长链状，如聚乙烯、线型高分子化合物的主链原子排列成长链状，如聚乙烯、聚氯乙烯等。聚氯乙烯等。v 支链型高分子化合物的主链也是长链状的，但带有大量支链型高分子化合物的主链也是长链状的，但带有大量的支链，如的支链，如ABSABS树脂等。树脂等。v 体型高分子化合物的长链被许多横跨链交联成网状，或体型高分子化合物的长链被许多横跨链交联成网状，或在单体聚合过程中二维或三维空间在单体聚合过程中二维或三维空间(snwikngjin)(snwikngjin)交联形交联形状空间网络，分子彼此固定。如环氧、聚酯等树脂的最终产状空间网络，分子彼此固定。如环氧、聚酯等树脂的最终产物。物。v 根根据据分分子子链链的的形形状状不不同同(b(b tn)tn)，可可将将高高分子化合物分为线型、支链型和体型三种。分子化合物分为线型、支链型和体型三种。第四页，共33页。聚合物的物理状态聚合物的物理状态(zhungti)及性能特及性能特点点n按温度区域可划分为玻璃态、高弹态和粘流态。按温度区域可划分为玻璃态、高弹态和粘流态。n当温度较低时，聚合物受外力作用时产生的变形较小，弹当温度较低时，聚合物受外力作用时产生的变形较小，弹性模量大，且变形可恢复，此状态称为玻璃态。玻璃态是性模量大，且变形可恢复，此状态称为玻璃态。玻璃态是塑料的使用状态，凡室温下处于玻璃态的聚合物都可用作塑料的使用状态，凡室温下处于玻璃态的聚合物都可用作塑料。塑料。n当温度升高至玻璃化转变温度以上，聚合物受外力作用时当温度升高至玻璃化转变温度以上，聚合物受外力作用时产生变形较大，弹性模量较小，外力除去产生变形较大，弹性模量较小，外力除去(chq)后又会逐后又会逐步恢复原状，且变形是可逆的，此状态称为高弹态。高弹步恢复原状，且变形是可逆的，此状态称为高弹态。高弹态是橡胶的使用状态，凡室温下处于高弹态的聚合物均可态是橡胶的使用状态，凡室温下处于高弹态的聚合物均可用作橡胶，因此高弹态也叫橡胶态。用作橡胶，因此高弹态也叫橡胶态。n粘流态是聚合物成型时的状态。粘流态是聚合物成型时的状态。第五页，共33页。n在室温下，聚合物总是处于在室温下，聚合物总是处于(chy)玻璃玻璃态、高弹态和粘流态三种状态之一，其态、高弹态和粘流态三种状态之一，其中，高弹态是聚合物所特有的状态。当中，高弹态是聚合物所特有的状态。当温度一定时，不同聚合物可能处于温度一定时，不同聚合物可能处于(chy)不同的物理状态，因此表现出不不同的物理状态，因此表现出不同的力学性能。同的力学性能。第六页，共33页。&2、按按 对对 热热 的的 性性 质质(xngzh)分分类类v按受热时的特点可分为热塑性和热固性两类。按受热时的特点可分为热塑性和热固性两类。v热热塑塑性性高高聚聚物物在在加加热热时时呈呈现现出出可可塑塑性性，甚甚至至熔熔化化，冷冷却却后后又又凝凝固固硬硬化化。这这种种变变化化是是可可逆逆的的，可可以以重重复复多多次次。这这类类的的高高分分子子(fnz)化化合合物物其其分分子子(fnz)间作用力较弱，为线型及带支链的高聚物。间作用力较弱，为线型及带支链的高聚物。v热热固固性性高高聚聚物物是是一一些些支支链链高高分分子子(fnz)化化合合物物，加加热热时时转转变变成成粘粘稠稠状状态态，发发生生化化学学变变化化，相相邻邻的的分分子子(fnz)相相互互连连接接，转转变变成成体体型型结结构构而而逐逐渐渐固固化化，其其分分子子(fnz)量量也也随随之之增增大大，最最终终成成为为不不能能熔熔化化、不不能能溶溶解解的的物物质质。这种变化是不可逆的，大部分缩合树脂属于此类。这种变化是不可逆的，大部分缩合树脂属于此类。第七页，共33页。v 高分子化合物的合成高分子化合物的合成(hchng)(hchng)及命名及命名将低分子单体经化学方法聚合成为将低分子单体经化学方法聚合成为(chngwi)高分子化合物高分子化合物常用的合成方法有加成聚合和缩聚聚合两种。常用的合成方法有加成聚合和缩聚聚合两种。加成聚合加成聚合 加加成成聚聚合合又又叫叫加加聚聚反反应应，是是聚聚合合物物最最主主要要的的聚聚合合方方式式之之一一，通通常常是是在在催催化化剂剂的的存存在在下下，含含有有双双键键的的单单体体打打开开双双键键，相相互互连连接而得到聚合物长链分子。接而得到聚合物长链分子。在在加加聚聚反反应应过过程程中中无无副副产产物物，由由一一种种单单体体加加聚聚而而得得的的称称为为(chnwi)均均聚聚物物，如如乙乙烯烯加加聚聚得得到到聚聚乙乙烯烯，氯氯乙乙烯烯加加聚聚得得到到聚氯乙烯等。聚氯乙烯等。第八页，共33页。v由由两两种种或或两两种种以以上上单单体体共共加加聚聚称称为为共共聚聚，通通过过单单体体的的共共聚聚可可以以得得到到各各种种性性能能优优良良的的塑塑料料，如如丙丙烯烯腈腈（A）、丁丁二二烯烯（B）、苯苯乙乙烯烯（S）共共聚聚可可以以制制造造性性能能优优异异的的工工程程塑塑料料（ABS），可可用用作作电电器器开开关关、外外壳壳、装装饰饰板板等等；乙乙烯烯、丙丙烯烯共共聚聚可可以以得得到到耐耐老老化化性性能能极极好好的的乙乙丙丙橡橡胶胶，可可用用作作高档防水卷材的主要原料；高档防水卷材的主要原料；v由由丁丁二二烯烯、苯苯乙乙烯烯共共聚聚可可以以制制造造丁丁苯苯橡橡胶胶，可可以以制制造造建建筑筑上上用用的的胶胶板、胶粘剂、减振件等。板、胶粘剂、减振件等。v由由加加聚聚反反应应得得到到的的树树脂脂(shzh)称称为为聚聚合合树树脂脂(shzh)，其其命命名名一一般般是在其原料名称前面加以是在其原料名称前面加以“聚聚”字，如聚乙烯、聚苯乙烯等。字，如聚乙烯、聚苯乙烯等。第九页，共33页。缩聚缩聚(suj)(suj)聚合聚合 v 缩缩聚聚又又称称缩缩聚聚反反应应，是是含含有有活活性性官官能能团团的的单单体体经经缩缩合合反反应应相相互互连连接接而而得得到到高高分分子子量量的的聚聚合合物物。缩缩聚聚反反应应过过程程中中有有副副产产物物小小分分子子化化合合物物产产生生，所所以以由由缩缩聚聚反反应应制制成成的的树树脂脂其其化化学学组组成成与与单单体体不不同同。若若参参加加缩缩聚聚反反应应的的单单体体只只有有两两个个官官能能团团，则则只只能能生生成成直直链链聚聚合合物物，如如聚聚对对苯苯二二甲甲酸酸乙乙二二醇醇脂脂（PETPET）；若若参参加加缩缩聚聚反反应应的的单单体体有有两两个个以以上上的的官官能能团团，则则聚聚合合后后就就会会生生成成不不溶溶、不不熔熔的的三三维维网网状状聚聚合合物物，也也称称为为(chn wi)(chn wi)热固性树脂。热固性树脂。v 缩缩聚聚反反应应生生成成物物的的树树脂脂称称为为(chn(chn wi)wi)缩缩合合树树脂脂，其其命命名名一一般般是是在原料名称后加上在原料名称后加上“树脂树脂”两字，如环氧树脂、聚酯树脂等。两字，如环氧树脂、聚酯树脂等。第十页，共33页。v 高分子化合物的基本高分子化合物的基本(jbn)(jbn)性质性质&1、高分子材料的性能、高分子材料的性能(xngnng)优点优点优良的加工性能。如塑料可以采用比较简便的方法加工优良的加工性能。如塑料可以采用比较简便的方法加工成多种形状的产品。成多种形状的产品。质轻。如大多塑料密度在质轻。如大多塑料密度在3 3之间，平均为之间，平均为3 3，约为钢的，约为钢的1/51/5。导热系数小。如泡沫塑料的导热系数只有导热系数小。如泡沫塑料的导热系数只有(zhyu)(zhyu)（mKmK），约为金属的），约为金属的1/15001/1500，混凝土的，混凝土的1/401/40，砖的，砖的1/201/20，是理想的绝热材料。，是理想的绝热材料。化学稳定性较好。一般塑料对酸、碱、盐及油脂均有较化学稳定性较好。一般塑料对酸、碱、盐及油脂均有较好的耐腐蚀能力。其中最为稳定的聚四氟乙烯，仅能与熔好的耐腐蚀能力。其中最为稳定的聚四氟乙烯，仅能与熔融的碱金属反应，与其它化学物品均不起作用。融的碱金属反应，与其它化学物品均不起作用。第十一页，共33页。电绝缘性好。电绝缘性好。功能的可设计性强。可通过改变组成配方与生产功能的可设计性强。可通过改变组成配方与生产工艺，在相当大的范围内制成具有工艺，在相当大的范围内制成具有(jyu)(jyu)各种特殊各种特殊性能的工程材料。如强度超过钢材的碳纤维复合材性能的工程材料。如强度超过钢材的碳纤维复合材料、密封材料、防水材料等。料、密封材料、防水材料等。出色的装饰性能。如各种塑料制品不仅可以着色，出色的装饰性能。如各种塑料制品不仅可以着色，而且色彩鲜艳耐久，并可通过照相制版印刷，模仿而且色彩鲜艳耐久，并可通过照相制版印刷，模仿天然材料的纹理（如木纹、花岗石、大理石纹等），天然材料的纹理（如木纹、花岗石、大理石纹等），达到以假乱真的程度。达到以假乱真的程度。第十二页，共33页。&2 2、合成高分子材料的性能、合成高分子材料的性能(xngnng)(xngnng)缺点缺点 v 易老化易老化(lohu)(lohu)所所谓谓老老化化是是指指高高分分子子化化合合物物在在阳阳光光、空空气气、热热以以及及(yj)(yj)环环境境介介质质中中的的酸酸、碱碱、盐盐等等作作用用下下，分分子子组组成成和和结结构构发发生生变变化化，致致使使其其性性质质变变化化，如如失失去去弹弹性性、出出现现裂裂纹纹、变变硬硬、变变脆脆或或变变软软、发发粘粘失失去去原原有有的的使使用用功功能能的的现现象象。塑塑料料、有有机机涂涂料料和和有有机机胶胶粘粘剂剂都都会会出出现现老老化化。目目前前采采用用的的防防老老化化措措施施主主要要有有改改变变聚聚合合物物的的结构，加入各种防老化剂的化学方法和涂防护层的物理方法。结构，加入各种防老化剂的化学方法和涂防护层的物理方法。第十三页，共33页。v 耐热性差耐热性差 高高分分子子材材料料的的耐耐热热性性能能普普遍遍较较差差，如如使使用用温温度度偏偏高高会会促促进进其其老老化化，甚甚至至分分解解；塑塑料料受受热热会会发发生生(fshng)(fshng)变变形形，在在使使用用中中要要注注意意其其使使用用温度的限制。温度的限制。v 可燃性及毒性可燃性及毒性(d xn)(d xn)高分子材料一般属于可燃的材料，但可燃性受其组成和结构的影响有很大差别(chbi)。如聚苯乙烯遇火会很快燃烧起来，聚氯乙烯则有自熄性，离开火焰会自动熄灭。部分高分子材料燃烧时发烟，产生有毒气体。一般可通过改进配方制成自熄和难燃甚至不燃的产品。不过其防火性仍比无机材料差，在工程应用中应予以注意。第十四页，共33页。8.2 8.2 建建 筑筑(jinzh)(jinzh)塑料塑料塑料是以聚合物为基本材料，加入各种添加剂后，在一定塑料是以聚合物为基本材料，加入各种添加剂后，在一定温度和压力下混合温度和压力下混合(hnh)、塑化、成型的材料或制品的总称。、塑化、成型的材料或制品的总称。v 建筑塑料建筑塑料(slio)(slio)的特性的特性A A、质量轻塑料的密度为、质量轻塑料的密度为1 12g/cm2g/cm3 3，为钢材的，为钢材的1/81/8/，可大大减轻建筑物的自重，对高层建筑更具特殊意，可大大减轻建筑物的自重，对高层建筑更具特殊意义。义。B B、比比强强度度高高比比强强度度是是强强度度与与表表观观密密度度之之比比。塑塑料料的的强强度度较较高高，而而表表观观密密度度低低，其其比比强强度度远远超超过过传传统统的的土木工程材料，是一种优质的轻质高强材料。土木工程材料，是一种优质的轻质高强材料。第十五页，共33页。C C、可可塑塑性性好好 具具有有优优良良的的加加工工性性能能，塑塑料料可可按按需需要要调调节节制制品品硬硬度度、密密度度、色色泽泽，用用多多种种加加工工工工艺艺塑塑制制成成不不同同形形状状的的产产品品，适适应应建建筑筑上上不不同用途的需要。同用途的需要。D D、耐耐腐腐蚀蚀性性好好 其其化化学学稳稳定定性性良良好好，是是憎憎水水性材料，对弱酸弱碱性材料，对弱酸弱碱(ru jin)(ru jin)的抵抗性强。的抵抗性强。E E、耐水性好、耐水性好 塑料具有较高的耐水性。塑料具有较高的耐水性。F F、耐耐热热性性能能 塑塑料料的的耐耐热热性性一一般般都都不不好好，软软化化温温度度为为100-200100-200。塑塑料料的的热热膨膨胀胀系系数数高高，是是传统材料的传统材料的3 34 4倍。倍。第十六页，共33页。G G、老老化化 在在阳阳光光、氧氧、热热等等条条件件作作用用下下，塑塑料料中中聚聚合合物物的的组组成成和和结结构构发发生生变变化化，致致使使塑塑料料性性质质恶恶化化，这这种种现现象象称称为为老老化化。塑塑料料存存在在老老化化问问题题，但但通通过过一一定定措措施施，塑塑料料制制品品的的使使用用寿寿命命可可以以和和其其他他材材料料媲媲美美，有有的的甚甚至至能能高于传统材料。高于传统材料。H H、可可燃燃性性 塑塑料料大大多多可可燃燃，且且在在燃燃烧烧时时会会产产生生大大量量有有毒毒的的烟烟雾雾(ynw)(ynw)。这这是是它它作作为为土土木木工工程程材材料料的的一一个个弱弱点点。目目前前正正在在研研究究具具有自熄性、难燃甚至准不燃的塑料。有自熄性、难燃甚至准不燃的塑料。第十七页，共33页。v 8.2.2 8.2.2 塑塑料料(slio)(slio)的的组成组成 合成树脂合成树脂 塑塑料料的的基基本本组组成成材材料料，起起着着胶胶结结剂剂的的作作用用，含含量量为为30%-30%-60%60%。塑料的主要性能决定于所采用的合成树脂。塑料的主要性能决定于所采用的合成树脂。填充料填充料 填填充充料料的的作作用用：节节约约(jiyu)(jiyu)树树脂脂，降降低低成成本本，调调节节塑塑料的物理化学性能。含量料的物理化学性能。含量40%-70%40%-70%。常常用用的的有有机机填填充充料料有有木木粉粉、纸纸屑屑、废废棉棉、废废布布等等；常常用用无机填充料有滑石粉、石墨粉石棉、玻璃纤维等。无机填充料有滑石粉、石墨粉石棉、玻璃纤维等。第十八页，共33页。添加剂添加剂为了改善或调节塑料的某些性能，以适应使用或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、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。固化剂、着色剂、阻燃剂、稳定剂等。增塑剂增塑剂增塑刑一般为沸点较高、不易挥发、与树脂增塑刑一般为沸点较高、不易挥发、与树脂(shzh)有良好相溶性的低分子油状物，不仅使塑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、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。邻苯二甲酸二辛酯等。第十九页，共33页。固化剂固化剂 主主要要作作用用是是在在聚聚合合物物中中生生成成横横跨跨键键、使使线线型型高高聚聚物物交交联联成成体体型型高高聚聚物物，从从而而使使树树脂脂具具有有热热固固性性，制得坚硬制得坚硬(jinyng)(jinyng)的塑料制品。的塑料制品。着色剂着色剂 主主要要作作用用是是可可使使塑塑料料具具有有鲜鲜艳艳的的色色彩彩和和光光泽泽。着着色色剂剂除除满满足足色色彩彩要要求求外外，还还应应具具有有分分散散性性好好，附附着着力力强强，不不与与塑塑料料成成分分发发生生化化学学反反应应，不不腿腿色色等等特特性。性。第二十页，共33页。阻燃剂阻燃剂加加入入后后能能提提高高塑塑料料的的耐耐燃燃性性和和自自熄熄性性。常常用用的的有有氢氢氧氧化化铝铝(qnynhuhu)，三氧化锑等。，三氧化锑等。稳定剂稳定剂防止和缓解高聚物的老化，延长塑料制品的使用寿命。防止和缓解高聚物的老化，延长塑料制品的使用寿命。第二十一页，共33页。v 8.2.3 8.2.3 常常用用(chn(chn yn)yn)建建筑塑料筑塑料常用常用(chnyn)热塑性塑料热塑性塑料的种类有的种类有F 聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVCPVC）F 聚乙烯（聚乙烯（PEPE）F 聚丙烯（聚丙烯（PPPP）F 聚苯乙烯（聚苯乙烯（PSPS）F ABS ABS塑料塑料(slio)(slio)F聚碳酸酯、聚甲醛、聚酰胺等聚碳酸酯、聚甲醛、聚酰胺等F常用的热固性塑料常用的热固性塑料(slio)(slio)有有F酚醛、环氧、不饱和聚酯、有机硅等酚醛、环氧、不饱和聚酯、有机硅等第二十二页，共33页。它是建筑它是建筑(jinzh)(jinzh)中用量最大的一种塑料。硬质聚氯乙烯的中用量最大的一种塑料。硬质聚氯乙烯的密度为密度为3 3，机械强度高，化学稳定性好，使用温度范围一般在，机械强度高，化学稳定性好，使用温度范围一般在-15-15+55+55之间，适宜制造塑料门窗、下水管、线槽等。之间，适宜制造塑料门窗、下水管、线槽等。聚氯乙烯聚氯乙烯(j l y x)(j l y x)（PVCPVC）聚乙烯塑料在建筑上主要用于给排水管、卫聚乙烯塑料在建筑上主要用于给排水管、卫生洁具。生洁具。聚乙烯（聚乙烯（PEPE）第二十三页，共33页。聚丙烯的密度(md)在所有塑料中是最小的，约为090左右。聚丙烯常用来生产管材、卫生洁具等建筑制品。聚丙烯（聚丙烯（PPPP）聚苯乙烯（聚苯乙烯（PSPS）聚苯乙烯为无色透明类似聚苯乙烯为无色透明类似(li s)(li s)玻璃的塑料。玻璃的塑料。聚苯乙烯聚苯乙烯在建筑中主要用来生产泡沫隔热材料、透光材料等制品。在建筑中主要用来生产泡沫隔热材料、透光材料等制品。第二十四页，共33页。ABS ABS塑料塑料 ABSABS塑塑料料是是改改性性聚聚苯苯乙乙烯烯塑塑料料，以以丙丙烯烯睛睛（A A）、丁丁二二烯烯（B B）及及苯苯乙乙烯烯（S S）为为基基础础的的三三组组分分所所组组成。成。ABSABS塑料可制作压有花纹图案的塑料装饰板等。塑料可制作压有花纹图案的塑料装饰板等。第二十五页，共33页。塑料在土木工程中常用于制作塑料门窗、管材塑料在土木工程中常用于制作塑料门窗、管材(unci)和型材等和型材等&塑料在土木工程塑料在土木工程(tmgngchng)中的应用中的应用 塑料门窗塑料门窗塑料门窗分为全塑门窗及复合塑料门窗两类，全塑门窗多采用改塑料门窗分为全塑门窗及复合塑料门窗两类，全塑门窗多采用改性聚氯乙烯树脂制造。塑料门窗具有性聚氯乙烯树脂制造。塑料门窗具有(jyu)(jyu)隔热、隔音、气密性好、隔热、隔音、气密性好、耐腐蚀、维护费用较低等优点，但其线膨胀系数较高，硬度较低，不耐腐蚀、维护费用较低等优点，但其线膨胀系数较高，硬度较低，不耐磨。复合塑料门窗常用的种类为塑钢门窗，它是在塑料门窗框内部耐磨。复合塑料门窗常用的种类为塑钢门窗，它是在塑料门窗框内部嵌入金属型材制成。嵌入金属型材制成。第二十六页，共33页。塑料管材塑料管材(unci)和型材和型材塑料管有热塑性塑料管和热固性塑料管两大类。塑料管有热塑性塑料管和热固性塑料管两大类。塑料管的种类有：硬质聚氯乙烯（塑料管的种类有：硬质聚氯乙烯（UPVC）塑料管、聚）塑料管、聚乙烯（乙烯（PE）塑料管、聚丙烯（）塑料管、聚丙烯（PP）塑料管和）塑料管和PPR塑料管、塑料管、聚丁烯（聚丁烯（PB）塑料管、玻璃钢（）塑料管、玻璃钢（FRP）管和复合塑料管等。）管和复合塑料管等。第二十七页，共33页。8.3 胶粘剂胶粘剂 胶粘剂是能将各种材料紧密地粘结在一起的物质的总称。用胶胶粘剂是能将各种材料紧密地粘结在一起的物质的总称。用胶粘剂粘结建筑构件、装饰品等不仅美观大方，工艺简单，还能将粘剂粘结建筑构件、装饰品等不仅美观大方，工艺简单，还能将不同材料的构件很容易地联结在一起并有足够的结合强度，此外不同材料的构件很容易地联结在一起并有足够的结合强度，此外粘合剂还可以起到隔离、密封和防腐蚀等作用。粘合剂还可以起到隔离、密封和防腐蚀等作用。除此之外，胶粘剂还必须对人体除此之外，胶粘剂还必须对人体(rnt)(rnt)无害。我国已制定了无害。我国已制定了GB 18583GB 1858320012001室内装修材料胶粘剂中有害物质限量的强室内装修材料胶粘剂中有害物质限量的强制性国家标准。制性国家标准。第二十八页，共33页。8.3.1 8.3.1 胶粘剂的组成胶粘剂的组成(z chn)(z chn)、要求、要求及分类及分类 胶粘剂的基本胶粘剂的基本(jbn)(jbn)组成材料有粘料、固化剂、填料和组成材料有粘料、固化剂、填料和稀释剂等。此外，为使胶粘剂具有更好的性能，还应加入一稀释剂等。此外，为使胶粘剂具有更好的性能，还应加入一些其它的添加剂，如增韧剂、抗老化剂、增塑剂等。些其它的添加剂，如增韧剂、抗老化剂、增塑剂等。粘料粘料粘料是胶粘剂的基本粘料是胶粘剂的基本(jbn)(jbn)组分，或称基料，它使胶粘组分，或称基料，它使胶粘剂具有粘附特性。粘料通常由一种或几种聚合物配合而成。剂具有粘附特性。粘料通常由一种或几种聚合物配合而成。用于胶接结构受力部位的胶粘剂是以热固性树脂为主；用于用于胶接结构受力部位的胶粘剂是以热固性树脂为主；用于非受力部位和变形较大部分的胶粘剂是以热塑性树脂和橡胶非受力部位和变形较大部分的胶粘剂是以热塑性树脂和橡胶为主。为主。第二十九页，共33页。固化剂固化剂固化剂（在橡胶中称硫化剂）能使线型分子形成网状的固化剂（在橡胶中称硫化剂）能使线型分子形成网状的体型结构，使胶粘剂固化。在选择固化剂时，应按粘料的特体型结构，使胶粘剂固化。在选择固化剂时，应按粘料的特性及对固化后胶膜性能（如硬度、韧性和耐热等）的要求性及对固化后胶膜性能（如硬度、韧性和耐热等）的要求(yoqi)(yoqi)来选择。来选择。填料填料加入填料可改善胶粘剂的性能（如提高粘度，降低膨胀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。是广泛应用的填料。第三十页，共33页。稀释剂稀释剂稀释剂用于溶解和调节胶粘剂的粘度，增加涂敷润湿性。稀释剂用于溶解和调节胶粘剂的粘度，增加涂敷润湿性。稀释剂有活性与非活性之分，前者参加固化反应，后者不参稀释剂有活性与非活性之分，前者参加固化反应，后者不参加固化反应，只起稀释作用。加固化反应，只起稀释作用。基本要求：具有足够的流动性，能充分湿润被粘物表面，基本要求：具有足够的流动性，能充分湿润被粘物表面，粘结强度高，膨胀变形小，易于调节其粘结性和硬化速度粘结强度高，膨胀变形小，易于调节其粘结性和硬化速度(sd)(sd)，不易老化失效。，不易老化失效。按所用粘料的不同，可将胶粘剂分为热固型、热塑型、按所用粘料的不同，可将胶粘剂分为热固型、热塑型、橡胶型和混合型类型。橡胶型和混合型类型。第三十一页，共33页。8.3.2 8.3.2 粘粘结结(zhn(zhn ji)ji)原理原理v机械联接理论机械联接理论v认认为为被被粘粘物物表表面面是是粗粗糙糙、多多孔孔的的，胶胶粘粘剂剂能能够够渗渗透透到到孔孔隙隙中中去去，硬硬化化后后形形成成了了许许多多微微小小(wixio)的的机机械械联联接接，粘粘结力来自机械力。结力来自机械力。v物理吸附理论物理吸附理论v认认为为胶胶粘粘剂剂与与被被粘粘物物分分子子间间的的距距离离小小于于时时，分分子子间间的的范范德德华华力力发发生生作作用用而而相相吸吸附附，粘粘结结力力来来自自分分子子间间的的引引力力。分分子子间间力力的的作作用用力力虽虽然然远远小小于于化化学学键键力力，但但由由于于分分子子数数目目巨巨大大，故吸附能力很强。故吸附能力很强。第三十二页，共33页。v化学粘接理论化学粘接理论v认认为为某某些些胶胶粘粘剂剂与与被被粘粘物物表表面面之之间间能能形形成成化化学学键键，这这种种化化学键对粘结力及粘结界面抵抗老化的能力有较大的贡献。学键对粘结力及粘结界面抵抗老化的能力有较大的贡献。v扩散理论扩散理论v认认为为胶胶粘粘剂剂与与被被粘粘物物之之间间存存在在着着分分子子间间的的相相互互作作用用，这这种种扩扩散散作作用用是是两两种种高高分分子子化化合合物物的的相相互互溶溶解解，其其结结果果使使胶胶粘粘剂剂与与被被粘物分子之间更加接近，物理粘物分子之间更加接近，物理(wl)吸附作用得到加强。吸附作用得到加强。v以以上上理理论论反反映映了了粘粘结结现现象象本本质质的的各各个个方方面面，实实际际上上胶胶粘粘剂剂与被粘物之间的牢固粘结往往是多种作用的综合效果。与被粘物之间的牢固粘结往往是多种作用的综合效果。第三十三页，共33页。