建筑材料：第10章 合成高分子材料.ppt

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1、 建筑材料 安徽水利水电职业技术学院张思梅主讲 第十章 合成高分子材料 安徽水利水电职业技术学院张思梅主讲第一节第一节 建筑塑料建筑塑料 塑塑料料是是以以有有机机高高分分子子化化合合物物为为基基本本材材料料，加加入入各各种种改改性性添添加加剂剂后后，在在一一定定的的温温度度和和压压力力下下塑塑制制而而成的材料。成的材料。1.1.塑料的分类塑料的分类 根根据据塑塑料料的的热热行行为为可可分分为为热热塑塑性性塑塑料料和和热热固固性性塑塑料料：热热塑塑性性塑塑料料经经加加热热成成形形、冷冷却却硬硬化化后后，再再经经加加热热还还具具有有可可塑塑性性；热热固固性性塑塑料料是是经经初初次次加加热热成成型型

2、并并冷冷却却固固化化后后，其其中中多多数数有有机机高高分分子子已已发发生生聚聚合合反反应应，形形成成了了热热稳稳定定的的高高聚聚物物，此此物物质质即即使使再再经经加加热热也也不不会会软软化化和和产产生生塑塑性性。总总之之，热热塑塑性性塑塑料料的的塑塑化化和和硬硬化化过过程程是是可可逆逆的的，而而热热固固性性塑塑料料的的塑塑化化是是不不可可逆的。逆的。2.2.塑料的构成塑料的构成 塑塑料料是是由由起起胶胶结结作作用用的的树树脂脂和和起起改改性性作作用用的的添添加加剂剂构成的。构成的。2.12.1树脂树脂树树脂脂为为塑塑料料的的主主要要成成分分，其其质质量量占占塑塑料料的的以以上上，在在塑塑料料中

3、中起起胶胶结结作作用用，并并决决定定塑塑料料的的硬硬化化性性质质和和工工程程性性质。塑料常以所用的树脂命名。质。塑料常以所用的树脂命名。常常用用的的热热塑塑性性塑塑料料有有聚聚氯氯乙乙烯烯塑塑料料（）、聚聚乙乙烯烯塑塑料料（），聚聚丙丙烯烯塑塑料料（）、聚聚苯苯乙乙烯烯塑塑料料（）、改改性性聚聚苯苯乙乙烯烯塑塑料料（）、聚聚甲甲基基丙丙烯烯酸塑料（即有机玻璃）；酸塑料（即有机玻璃）；常常用用的的热热固固性性塑塑料料有有酚酚醛醛树树脂脂塑塑料料（）、脲脲醛醛树树脂脂塑塑料料（）、三三聚聚氰氰胺胺树树脂脂塑塑料料（）、环环氧氧树树脂脂塑塑料料（）、不不饱饱和和聚聚酯酯树树脂脂塑塑料料（）和和有有机

4、机硅硅树树脂脂塑塑料料（）等等。尽尽管管这这些些树树脂脂的的性性能能不不同同，但但是是它们的基本构成形式却相同。它们的基本构成形式却相同。2.22.2改性添加剂改性添加剂为为改改善善塑塑料料的的性性质质，需需加加入入多多种种作作用用不不同同的的添加剂。常用的添加剂有如下几种：添加剂。常用的添加剂有如下几种：（1 1）填充料）填充料 为为调调节节塑塑料料的的物物理理化化学学性性能能，提提高高机机械械强强度度，扩扩大大使使用用范范围围而而加加入入的的粉粉状状或或纤纤维维状状无无机机化化合合物物。如如加加入入玻玻璃璃纤纤维维可可提提高高塑塑料料的的机机械械强强度度；加加入入云云母母可可增增强强塑塑料

5、料的的电电绝绝缘缘性性；加加入入石石棉棉可可改改善善塑塑料料的的耐耐热热性性。加加入入填填充充料料后后还还可可降降低低塑塑料料的的成成本本。常常用用的的填填充充料料还还有有石石灰灰石石粉粉、滑滑石石粉粉、铝铝粉粉、碳碳黑黑、木木屑屑、木木粉及其它纤维等。粉及其它纤维等。（2 2）增塑剂）增塑剂 为为提提高高塑塑料料加加工工时时的的可可塑塑性性，使使其其在在较较低低的的温温度度和和压压力力下下成成形形而而加加入入的的化化学学物物质质就就是是增增塑塑剂剂。有有些些增增塑塑剂剂还还能能改改善善塑塑料料的的强强度度、韧韧性性、柔柔顺顺性性。常常用用的的增增塑塑剂剂有有邻邻苯苯二二甲甲酸酸二二丁丁酯酯、

6、邻邻苯苯二二甲甲酸酸二二辛辛酯酯、磷磷酸酸二二甲甲酚酚酯酯、二二苯苯甲甲酮酮、樟脑等。樟脑等。（）固化剂（）固化剂 固固化化剂剂是是调调节节塑塑料料固固化化速速度度，使使树树脂脂硬硬化化的的物物质质。通通过过选选择择固固化化剂剂的的种种类类和和掺掺量量，可可取取得得所所需需要要的的固固化化速速度度和和效效果果。常常用用的的固固化化剂剂有有胺胺类、酸酐、过氧化物等。类、酸酐、过氧化物等。（）稳定剂（）稳定剂 它它是是为为使使塑塑料料长长期期保保持持工工程程性性质质而而加加入入的的物物质质。常常用用的的稳稳定定剂剂有有抗抗老老化化剂剂、热热稳稳定定剂剂等等，如硬脂酸盐及环氧树脂等。如硬脂酸盐及环氧

7、树脂等。（）着色剂（）着色剂 塑塑料料中中加加入入着着色色剂剂是是为为获获得得所所需需的的色色彩彩。塑塑料料中中加加入入的的着着色色剂剂应应能能与与树树脂脂相相混混熔熔和和混混溶溶，在加热加工和使用中应稳定。在加热加工和使用中应稳定。为为使使塑塑料料获获得得某某种种性性能能还还可可加加入入润润滑滑剂剂、发发泡泡剂、阻燃剂等。剂、阻燃剂等。3 3 塑料的应用塑料的应用（）塑塑料料在在工工业业与与民民用用建建筑筑中中可可生生产产塑塑料料管管材材、板板材材、门门窗窗、壁壁纸纸、地地毯毯、器器皿皿、绝绝缘材料、装饰材料、防水及保温材料等。缘材料、装饰材料、防水及保温材料等。（2 2）在在基基础础工工程

8、程中中可可制制作作塑塑料料排排水水板板或或隔隔离离层、塑料土工布或加筋网等。层、塑料土工布或加筋网等。（3 3）在在其其它它工工程程中中可可制制作作管管道道、容容器器、粘粘结结材料或防水材料等，有时也可制作结构材料。材料或防水材料等，有时也可制作结构材料。在在选选择择和和使使用用塑塑料料时时应应注注意意其其耐耐热热性性、抗抗老老化能力、强度和硬度等性能指标。化能力、强度和硬度等性能指标。第二节第二节 建筑涂料建筑涂料 涂涂料料是是一一类类能能涂涂覆覆于于物物体体表表面面并并在在一一定定条条件件下下形形成成连连续续和和完完整整涂涂膜膜的的材材料料的的总总称称。早早期期的的涂涂料料主主要要以以干干

9、性性油油或或半半干干性性油油和和天天然然树树脂脂为为主主要要原原料料，所所以以这这种种涂涂料料被被称称为为油油漆漆。涂涂料料的的主主要要功功能能是是保保护护基基材材和和美美化化环境。环境。1.1.涂料的组成涂料的组成 涂涂料料是是由由多多种种材材料料调调配配而而成成，每每种种材材料料赋赋予予涂涂料料不同的性能。涂料的主要组成包括：不同的性能。涂料的主要组成包括：（）主成膜物质（）主成膜物质 主主成成膜膜物物质质是是将将涂涂料料中中的的其其他他组组分分粘粘结结在在一一起起，并并能能牢牢固固附附着着在在基基层层表表面面形形成成连连续续均均匀匀、坚坚韧韧的的保保护护膜膜。它它包包括括基基料料、胶胶粘

10、粘剂剂和和固固着着剂剂。主主成成膜膜物物质质的的性性质质，对对形形成成涂涂膜膜的的坚坚韧韧性性、耐耐磨磨性性、耐耐候候性性以以及及化化学学稳定性等，起着决定性的作用。稳定性等，起着决定性的作用。（2 2）次成膜物质）次成膜物质 涂涂料料中中所所用用颜颜料料和和填填料料，以以微微细细粉粉状状均均匀匀分分散散于于涂涂料料介介质质中中，赋赋予予涂涂膜膜以以色色彩彩、质质感感，起起到到提提高高涂涂膜膜的的抗抗老化性、耐候性等作用，因而被称为次成膜物质。老化性、耐候性等作用，因而被称为次成膜物质。（）溶剂（）溶剂 溶溶剂剂是是一一种种具具有有既既能能溶溶解解油油料料、树树脂脂，又又易易于于挥挥发发，能能

11、使使树树脂脂成成膜膜的的有有机机物物质质。它它的的作作用用是是将将油油料料、树树脂稀释并能将颜料和填料均匀分散，调节涂料粘度。脂稀释并能将颜料和填料均匀分散，调节涂料粘度。（）辅助材料（）辅助材料 辅辅助助材材料料又又称称助助剂剂，它它的的用用量量很很少少，但但种种类类很很多多，各各有有所所长长，且且作作用用显显著著，是是改改善善涂涂料料性性能能不不可可忽忽视视的的重重要方面。要方面。2.2.常用建筑涂料常用建筑涂料 建建筑筑涂涂料料品品种种繁繁多多，按按其其在在建建筑筑物物中中使使用用部部位位的的不不同同，可可以以分分为为：内内墙墙涂涂料料；外外墙墙涂涂料料；地地面面涂涂料料；顶顶棚棚涂涂料

12、料；屋屋面面防防水水涂涂料等。料等。胶粘剂胶粘剂能能够够将将两两种种材材料料直直接接粘粘结结在在一一起起的的物物质质被被称称为为粘粘结结剂剂，粘粘结结剂剂的的种种类类繁繁多多，常常用用的的高高分分子子粘粘结结剂剂有有热热固固型型粘粘结结剂剂、热热塑塑型型粘粘结结剂剂、橡胶型粘结剂、混合型粘结剂等。橡胶型粘结剂、混合型粘结剂等。组成粘结剂的成分有：组成粘结剂的成分有：（1 1）合成树脂粘料）合成树脂粘料 它它主主要要起起基基本本粘粘结结作作用用，是是粘粘结结剂剂的的主主要要成成分分，常常用用的的粘粘料料是是各各种种合合成成树树脂脂，如如环环氧氧树树脂脂、聚聚氨氨酯酯树树脂脂、有有机机硅硅树树脂脂

13、、酚酚醛醛树树脂脂、脲脲醛醛树树脂脂、聚聚醋醋酸酸乙乙烯烯树树脂脂、聚聚乙乙烯烯醇醇甲甲醛醛树树脂脂等等。其其中中以以热固性树脂的粘结强度较高。热固性树脂的粘结强度较高。（）固化剂和催化剂（）固化剂和催化剂 它它们们是是为为使使粘粘结结剂剂固固化化迅迅速速或或强强度度提提高高而而加加入入的的物物质质，往往往往将将其其与与粘粘料料分分开开放放置置和和保保存存，使使用用前前在在现现场混合后立即使用。场混合后立即使用。（3 3）填料）填料 它它是是为为改改善善粘粘结结剂剂的的强强度度、稳稳定定性性而而加加入入的的物物质质，加入填料后还可降低成本。加入填料后还可降低成本。（4 4）稀释剂）稀释剂 它它

14、是是为为调调节节粘粘结结剂剂的的粘粘度度，便便于于使使用用操操作作而而加加入入的的有有机机溶溶剂剂。常常用用的的稀稀释释剂剂有有环环氧氧丙丙烷烷，丙丙酮酮、二二甲甲苯等。苯等。常常用用的的建建筑筑粘粘结结剂剂有有环环氧氧树树脂脂粘粘结结剂剂、聚聚氨氨脂脂粘粘结结剂剂、不不饱饱和和聚聚酯酯树树脂脂粘粘结结剂剂、酚酚醛醛树树脂脂、糠糠醛醛树树脂脂粘结剂、氯丁橡胶粘结剂、丁睛橡胶粘结剂等。粘结剂、氯丁橡胶粘结剂、丁睛橡胶粘结剂等。#例例9-1 9-1 有机高分子材料的特性是什么？有机高分子材料的特性是什么？解解 与与普普通通土土木木建建筑筑材材料料相相比比，有有机机高高分分子子材材料料的的工工程程性

15、性质质具具有有如如下特点：下特点：密度小密度小 有有机机高高分分子子材材料料的的密密度度较较小小，一一般般为为0 08 82 22 2 g/cmg/cm3 3，是是一种轻质建筑材料，这也是它在土木建筑工程中的优点之一。一种轻质建筑材料，这也是它在土木建筑工程中的优点之一。力学性能好力学性能好常常温温下下大大部部分分有有机机高高分分子子材材料料的的韧韧性性良良好好，其其中中有有许许多多强强度度较较高高，有有些些变变形形能能力力很很强强，使使其其在在工工程程的的某某些些部部位位可可取取代代脆脆性性很很强强的的无无机材料。机材料。耐水性和耐湿性好耐水性和耐湿性好 多多数数有有机机高高分分子子材材料料

16、增增水水性性很很强强，有有良良好好的的防防水水和和防防潮潮性性，是是土土木木建建筑筑工工程程中中最最常常用用的的防防水水材材料料。工工程程中中常常通通过过选选择择材材料料的的品种和厚度来满足不同的防水要求。品种和厚度来满足不同的防水要求。耐腐蚀性好耐腐蚀性好 多多数数有有机机高高分分子子材材料料结结构构十十分分稳稳定定，对对酸酸、碱碱、盐盐等介质的耐腐蚀性优于普通无机建筑材料。等介质的耐腐蚀性优于普通无机建筑材料。加工性好且使用方便加工性好且使用方便 有有机机高高分分子子材材料料可可采采用用多多种种加加工工工工艺艺，可可塑塑制制成成各各种种形形状状、厚厚度度不不同同的的产产品品；有有的的经经溶

17、溶剂剂稀稀释释后后可可现现场场施工操作，能适应工程的不同需要。施工操作，能适应工程的不同需要。耐高温和大气稳定性差耐高温和大气稳定性差 多多数数有有机机高高分分子子材材料料高高温温下下易易产产生生软软化化、分分解解或或燃燃烧烧等等变变化化，失失去去工工程程性性质质。在在阳阳光光（特特别别是是紫紫外外线线）、热热、氧氧及及水水蒸蒸气气的的作作用用下下，有有机机高高分分子子材材料料的的组组成成及及内内部部结结构构会会不不断断老老化化，使使其其不不断断变变脆脆甚甚至至开开裂裂，性性能能逐逐渐渐恶化而失去原有的工程性质。恶化而失去原有的工程性质。对人和环境的健康有不良影响对人和环境的健康有不良影响 有

18、有机机高高分分子子材材料料在在生生产产、施施工工及及使使用用过过程程中中可可能能释释放放出挥发性有机物，对人和环境的健康有不良影响。出挥发性有机物，对人和环境的健康有不良影响。例例9-2 9-2 塑塑料料的的主主要要组组成成有有哪哪些些？其其作作用用如如何？何？解解 塑塑料料的的主主要要组组成成有有合合成成树树脂脂、填填充充料料、增增塑塑剂剂和和固固化化剂剂等等。树树脂脂在在塑塑料料中中起起胶胶结结作作用用，并并决决定定塑塑料料的的硬硬化化性性质质和和工工程程性性质质和和应应用用；填填充充料料主主要要起起提提高高强强度度、硬硬度度、刚刚度度及及耐耐热热性性等等，同同时时也也为为了了减减小小收收

19、缩缩和和降降低低造造价价；增增塑塑剂剂改改善善塑塑料料加加工工工工艺艺性性能能，降降低低压压力力和和温温度度，还还可可以以改改善善塑塑料料的的韧韧性性、塑塑性性和和柔柔顺顺性性等等；固固化化剂剂使使线线型型高高聚聚物物交交联为体型高聚物，从而具有热固性。联为体型高聚物，从而具有热固性。例例9-3 9-3 常常用用建建筑筑塑塑料料有有几几种种？其其特特性性和和用用途途是什么？是什么？解解 建筑上常用塑料有以下几种：建筑上常用塑料有以下几种：（）聚聚乙乙烯烯塑塑料料。是是由由聚聚乙乙烯烯树树脂脂聚聚合合而而成成。按按聚聚合合方方法法分分为为高高压压、中中压压、低低压压三三种种，为为白白色色半半透透

20、明明材材料料，具具有有优优良良的的电电绝绝缘缘性性能能和和化化学学稳稳定定性性，但但机机械械强强度度不不高高，质质地地较较柔柔韧韧，不不耐耐高高温温。在在建建筑筑上上主主要要制制成成管管子子或或作作水水箱箱，用用于于排排放放或或贮贮存存冷冷水水；制制成成薄薄膜膜用用于于防防潮潮、防防水水工工程程，或或作作绝绝缘缘材材料料。聚聚乙乙烯由石油裂解分离而得，材料来源丰富。烯由石油裂解分离而得，材料来源丰富。（）聚聚氯氯乙乙烯烯塑塑料料。是是一一种种通通用用塑塑料料，由由聚聚氯氯乙乙烯烯树树脂脂加加入入增增塑塑剂剂填填料料、颜颜料料和和其其它它附附加加剂剂等等制制成成各各色色半半透透明明、不不透透明明

21、的的塑塑料料。按按加加入入不不同同量量的的增增塑塑剂剂，可可制制得得硬硬质质或或软软质质制制品品。它它的的使使用用温温度度范范围围为为151555C55C，化化学学稳稳定定性性好好，可可耐耐酸酸、碱碱盐盐的的腐腐蚀蚀，并并耐耐磨磨，具具有有消消声声、减减震震功功用用，其其抗抗弯弯强强度度大大于于60MPa60MPa。（）酚酚醛醛塑塑料料。酚酚醛醛树树脂脂是是酚酚类类和和醛醛类类结结合合而而成成的的，有有热热塑塑料料和和热热固固性性两两类类，具具有有耐耐热热、耐耐湿湿、耐耐化化学学侵侵蚀蚀和和电电绝绝缘缘等等性性能能。颜颜色色有有棕棕色色和和黑黑色色两两种种，但但较较脆脆，不不耐耐撞撞击击。在在

22、建建筑筑工工程程中中主主要要用用作作电电木木粉粉、玻璃钢、层压板等。玻璃钢、层压板等。（）聚甲基丙烯酸甲酯塑料。聚甲基丙（）聚甲基丙烯酸甲酯塑料。聚甲基丙烯酸甲酯是由丙酮、氰化物和甲醇反应、烯酸甲酯是由丙酮、氰化物和甲醇反应、聚合而成。在不加其它组分时制成的塑料聚合而成。在不加其它组分时制成的塑料具有高度透明性，在建筑上制成采光用的具有高度透明性，在建筑上制成采光用的平板或瓦楞板（亦称有机玻璃），在树脂平板或瓦楞板（亦称有机玻璃），在树脂中加入颜料、染料、稳定剂和填充料，可中加入颜料、染料、稳定剂和填充料，可挤压或模塑制成表面光洁的建筑制品，用挤压或模塑制成表面光洁的建筑制品，用玻璃纤维增强的

23、树脂可制成浴缸等卫生用玻璃纤维增强的树脂可制成浴缸等卫生用品。品。例例9-4 9-4 胶粘剂的主要组成有哪些？其作用如何？胶粘剂的主要组成有哪些？其作用如何？解解 胶胶粘粘剂剂的的主主要要组组成成有有合合成成树树脂脂、固固化化剂剂或或交交联联剂剂、填填料料及及稀稀释释剂剂等等。合合成成树树脂脂主主要要起起粘粘结结作作用用；固固化化剂剂或或交交联联剂剂主主要要使使线线型型分分子子结结合合或或交交联联成成为为体体型型的的热热固固性性的的树树脂脂或或网网型型的的弹弹性性体体（即即橡橡胶胶）；填填料料主主要要起起减减少少收收缩缩和和热热膨膨胀胀性性及及降降低低成成本本等等作作用用；稀稀释释剂剂为为调调节节粘粘结结剂剂的的粘粘度度，便便于于使使用用操操作作而而加加入入的的有有机溶剂，以改善工艺性能，增加涂敷湿润性等。机溶剂，以改善工艺性能，增加涂敷湿润性等。常常用用的的建建筑筑粘粘结结剂剂有有环环氧氧树树脂脂粘粘结结剂剂、聚聚氨氨脂脂粘粘结结剂剂、不不饱饱和和聚聚酯酯树树脂脂粘粘结结剂剂、酚酚醛醛树树脂脂、糠糠醛醛树树脂脂粘结剂、氯丁橡胶粘结剂、丁睛橡胶粘结剂等。粘结剂、氯丁橡胶粘结剂、丁睛橡胶粘结剂等。谢谢大家！