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1、1 建筑功能材料建筑功能材料 2 2 參考文獻(xiàn):參考文獻(xiàn): 1 1、化學(xué)建材化學(xué)建材,楊學(xué)穩(wěn)等編,重慶大學(xué)出版社,楊學(xué)穩(wěn)等編,重慶大學(xué)出版社,20062006 2 2、乳膠漆乳膠漆,林宣益編,化學(xué)工業(yè)出版社,林宣益編,化學(xué)工業(yè)出版社,20052005 3 3、建筑防水卷材建筑防水卷材,沈春林等編,化學(xué)工業(yè)出版社,沈春林等編,化學(xué)工業(yè)出版社,20042004 4 4、建筑防水涂料建筑防水涂料,沈春林等編,化學(xué)工業(yè)出版社,沈春林等編,化學(xué)工業(yè)出版社,20032003 5 5、建筑防水密封材料建筑防水密封材料,沈春林等編,化學(xué)工業(yè)出版社,沈春林等編,化學(xué)工業(yè)出版社,20032003 6 6、化學(xué)建材
2、化學(xué)建材,張智強(qiáng)等編,張智強(qiáng)等編, ,重慶大學(xué)出版社,重慶大學(xué)出版社,20002000 7 7、建筑功能材料建筑功能材料,馬保國(guó)等編,武漢理工大學(xué)出版社,馬保國(guó)等編,武漢理工大學(xué)出版社,20102010 8 8、建筑功能材料建筑功能材料,張松榆等編,中國(guó)建材工業(yè)出版社,張松榆等編,中國(guó)建材工業(yè)出版社,20122012 3 3 建筑功能材料:建筑功能材料:具有防水、防火、保溫、隔熱、采光、隔聲、裝飾等具有防水、防火、保溫、隔熱、采光、隔聲、裝飾等 建筑功能、非承重用材料。決定建筑物使用功能和建筑品質(zhì)。建筑功能、非承重用材料。決定建筑物使用功能和建筑品質(zhì)。 化學(xué)建材:化學(xué)建材:以有機(jī)高分子以有機(jī)高
3、分子( (合成合成) )樹(shù)脂為主干成分樹(shù)脂為主干成分制成的建筑材料。制成的建筑材料。 化學(xué)建材化學(xué)建材類(lèi)型:類(lèi)型:建筑塑料建筑塑料( (塑料管材、異型材、板材、壁紙及防水卷塑料管材、異型材、板材、壁紙及防水卷 材等材等) )、建筑涂料、建筑防水材料、膠粘劑、混凝土外加劑和其他復(fù)合材、建筑涂料、建筑防水材料、膠粘劑、混凝土外加劑和其他復(fù)合材 料等。料等。 化學(xué)建材在化學(xué)建材在土建工程中土建工程中的的作用作用: 1 1、在地基基礎(chǔ)工程中,增加地基基礎(chǔ)承載力,防治地下水滲透,保護(hù)和在地基基礎(chǔ)工程中,增加地基基礎(chǔ)承載力,防治地下水滲透,保護(hù)和 加強(qiáng)土體,如化學(xué)灌漿材料等;加強(qiáng)土體,如化學(xué)灌漿材料等;
4、2 2、在主體工程中,改善混凝土使用性能,如操作性、穩(wěn)定性、耐久性或在主體工程中,改善混凝土使用性能,如操作性、穩(wěn)定性、耐久性或 某些特殊性能等,如聚合物混凝土、高性能混凝土等;某些特殊性能等,如聚合物混凝土、高性能混凝土等; 3 3、在配套和裝飾工程中,改進(jìn)建筑物使用功能,如保溫、隔熱、防水在配套和裝飾工程中,改進(jìn)建筑物使用功能,如保溫、隔熱、防水 密封、吸光、采光、防火、防腐蝕、美化環(huán)境等。密封、吸光、采光、防火、防腐蝕、美化環(huán)境等。 4 4 第一篇 建筑塑料 第一章第一章 概述概述 第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)展塑料建材的意義發(fā)展塑料建材的意義 塑料建材的重要特點(diǎn)是塑料建材的重要特點(diǎn)是節(jié)能節(jié)能。 1
5、 1噸塑料板可代替噸塑料板可代替7070噸鋼材,噸鋼材,1 1噸塑料包裝材料可代替噸塑料包裝材料可代替10m10m3 3木材;生木材;生 產(chǎn)產(chǎn)1m1m3 3PVCPVC塑料只需塑料只需70KJ70KJ能耗,而鋼、鋁分別是能耗,而鋼、鋁分別是PVCPVC的的4.54.5、8.88.8倍。倍。 節(jié)能還表現(xiàn)在其密封性能上節(jié)能還表現(xiàn)在其密封性能上。 建筑能耗約占總能耗的建筑能耗約占總能耗的30%30%。在房屋建筑中,窗戶傳熱量雖然只占。在房屋建筑中,窗戶傳熱量雖然只占 22%22%,略低于外墻,但把通過(guò)窗戶的傳熱量與,略低于外墻,但把通過(guò)窗戶的傳熱量與縫隙空氣滲透量縫隙空氣滲透量相加,則約相加,則約
6、占建筑全部能耗的占建筑全部能耗的50%50%。 5 5 在使用能耗方面:在使用能耗方面: 采暖地區(qū)塑料窗代替普通金屬窗,可節(jié)約采暖能耗采暖地區(qū)塑料窗代替普通金屬窗,可節(jié)約采暖能耗303040%40%; 塑料給排水管代替金屬管節(jié)能達(dá)塑料給排水管代替金屬管節(jié)能達(dá)50%50%,提高供水能力,提高供水能力20%20%左右,施工左右,施工 工效提高工效提高505060%60%; 塑料線槽線管在住宅中得到普遍應(yīng)用。塑料線槽線管在住宅中得到普遍應(yīng)用。 6 6 第二節(jié) 塑料建材性能特點(diǎn) 加工性能優(yōu)良加工性能優(yōu)良 多種方法成型加工,制品形狀多樣。多種方法成型加工,制品形狀多樣。 多種功能多種功能 塑料種類(lèi)多、改
7、變配方或改性可改變塑料性能。塑料種類(lèi)多、改變配方或改性可改變塑料性能。 輕質(zhì)性輕質(zhì)性 塑料比重(塑料比重(0.80.82.22.2)只有鋼材的)只有鋼材的1/81/81/41/4,混凝土的,混凝土的1/31/3,減,減 輕施工時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度和建筑物自重。輕施工時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度和建筑物自重。 裝飾出色裝飾出色 制品形狀、顏色、圖案可任意設(shè)計(jì)。制品形狀、顏色、圖案可任意設(shè)計(jì)。 其他特性其他特性 1.1.老化已不是建筑中使用塑料的主要障礙,如塑料管的使用壽命老化已不是建筑中使用塑料的主要障礙,如塑料管的使用壽命 比鑄鐵管長(zhǎng),最高可達(dá)比鑄鐵管長(zhǎng),最高可達(dá)5050年;年; 2.2.可燃,按有關(guān)規(guī)范設(shè)計(jì)使用;可燃,
8、按有關(guān)規(guī)范設(shè)計(jì)使用; 3.3.耐熱性差,一般塑料的熱變形溫度僅耐熱性差,一般塑料的熱變形溫度僅606080 80 ; 4.4.剛性小和易蠕變剛性小和易蠕變, ,不能作建筑結(jié)構(gòu)材料使用;不能作建筑結(jié)構(gòu)材料使用; 7 7 5.5.熱伸縮性大。熱伸縮性大。 熱膨脹系數(shù)是傳統(tǒng)建材的熱膨脹系數(shù)是傳統(tǒng)建材的4 4倍以上。倍以上。 為防止熱應(yīng)力積累導(dǎo)致材料破壞,塑料板材拼接時(shí)要考為防止熱應(yīng)力積累導(dǎo)致材料破壞,塑料板材拼接時(shí)要考 慮塑料建材的慮塑料建材的柔性與伸縮性柔性與伸縮性,在塑料管道系統(tǒng)中必須留有,在塑料管道系統(tǒng)中必須留有伸伸 縮節(jié)縮節(jié)。 塑料建材可代鋼、代木,具有某些傳統(tǒng)建材無(wú)法比擬的塑料建材可代鋼、
9、代木,具有某些傳統(tǒng)建材無(wú)法比擬的 性能,可顯著節(jié)省能源,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,改善居住環(huán)境和條性能,可顯著節(jié)省能源,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,改善居住環(huán)境和條 件,提高建筑物功能件,提高建筑物功能。 8 8 第三節(jié) 建筑塑料品種和選材原則 塑料建材用樹(shù)脂主要有塑料建材用樹(shù)脂主要有PVCPVC、PSPS、PEPE、PPPP、ABSABS、環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和、環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和 聚酯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂等。聚酯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂等。 塑料原材料選材塑料原材料選材原則原則: 滿足制品滿足制品使用性能使用性能要求,如力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性等;要求,如力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性等; 根據(jù)使用場(chǎng)所選擇滿足根
10、據(jù)使用場(chǎng)所選擇滿足特殊要求特殊要求的材料,如供水系統(tǒng)選用無(wú)毒材料,的材料,如供水系統(tǒng)選用無(wú)毒材料, 室內(nèi)裝飾選用低揮發(fā)性材料;室內(nèi)裝飾選用低揮發(fā)性材料; 在滿足性能要求的基礎(chǔ)上,選用在滿足性能要求的基礎(chǔ)上,選用低成本低成本材料;材料; 根據(jù)制品形狀和加工方法,選用具有根據(jù)制品形狀和加工方法,選用具有良好加工性能良好加工性能材料。材料。 9 9 第二章 建筑中的樹(shù)脂和塑料 塑料塑料主要成分:合成樹(shù)脂(主要成分:合成樹(shù)脂(膠結(jié)材)、膠結(jié)材)、助劑助劑和和顏填料顏填料。 第一節(jié)第一節(jié) 加聚樹(shù)脂與塑料加聚樹(shù)脂與塑料 聚氯乙烯(聚氯乙烯(PVCPVC) PVCPVC是建筑中是建筑中應(yīng)用量最大的應(yīng)用量最大
11、的塑料,可制成塑料,可制成硬質(zhì)或軟質(zhì)硬質(zhì)或軟質(zhì)的,因含氯具的,因含氯具 有有自熄性自熄性。 PVCPVC按按聚合方法聚合方法分:懸浮(粉狀或懸浮樹(shù)脂)和乳液聚合(糊狀樹(shù)分:懸?。ǚ蹱罨驊腋?shù)脂)和乳液聚合(糊狀樹(shù) 脂)。脂)。 粉狀粉狀PVCPVC分為疏松型(分為疏松型(XSXS)和緊密型()和緊密型(XJXJ),粉狀樹(shù)脂),粉狀樹(shù)脂 顆粒較大,粒徑為顆粒較大,粒徑為3030150m150m,糊狀樹(shù)脂顆粒較細(xì),粒徑為,糊狀樹(shù)脂顆粒較細(xì),粒徑為0.20.22m2m。 PVC PVC受光熱作用易分解,須加入受光熱作用易分解,須加入穩(wěn)定劑,穩(wěn)定劑,防止和抑制防止和抑制PVCPVC分解。分解。PVCP
12、VC 制品長(zhǎng)期使用溫度不宜超過(guò)制品長(zhǎng)期使用溫度不宜超過(guò)5555,經(jīng)過(guò)改性的特殊配方制品耐溫可達(dá),經(jīng)過(guò)改性的特殊配方制品耐溫可達(dá) 9090。 糊狀糊狀PVCPVC用來(lái)配制用來(lái)配制PVCPVC糊:糊:1 1、增塑糊(塑料溶膠增塑糊(塑料溶膠),由糊狀樹(shù)脂和增),由糊狀樹(shù)脂和增 塑劑組成,增塑劑比例高,為樹(shù)脂量的塑劑組成,增塑劑比例高,為樹(shù)脂量的8080100%100%,粘度低。,粘度低。2 2、稀釋糊稀釋糊 (有機(jī)溶膠),(有機(jī)溶膠),增塑劑比例低,同時(shí)含有稀釋劑使粘度適中便于涂布。增塑劑比例低,同時(shí)含有稀釋劑使粘度適中便于涂布。 PVC PVC糊主要用作涂布生產(chǎn)糊主要用作涂布生產(chǎn)PVCPVC墻紙
13、和地板等。墻紙和地板等。 10 10 粉狀樹(shù)脂用作制備塑料,分粉狀樹(shù)脂用作制備塑料,分硬硬PVCPVC和軟和軟PVCPVC兩大類(lèi)。前者基本不含兩大類(lèi)。前者基本不含 或含少量或含少量增塑劑,機(jī)械性能好,但抗沖擊性較差,低溫時(shí)呈脆性。在塑劑,機(jī)械性能好,但抗沖擊性較差,低溫時(shí)呈脆性。在 塑料門(mén)窗、建筑管道等硬質(zhì)塑料門(mén)窗、建筑管道等硬質(zhì)PVCPVC中,通常加入中,通常加入改性樹(shù)脂改性樹(shù)脂來(lái)提高抗沖擊來(lái)提高抗沖擊 性能。軟質(zhì)性能。軟質(zhì)PVCPVC的軟性變化范圍較大,隨所加增塑劑量而變。的軟性變化范圍較大,隨所加增塑劑量而變。 PVCPVC耐溶劑性較好。常用溶劑為耐溶劑性較好。常用溶劑為四氫呋喃和環(huán)己酮
14、四氫呋喃和環(huán)己酮,可制成溶劑,可制成溶劑 粘接劑。粘接劑。 PVCPVC在建筑中應(yīng)用較廣泛的有門(mén)窗、異型材、模板、地板、管道、在建筑中應(yīng)用較廣泛的有門(mén)窗、異型材、模板、地板、管道、 管件、墻紙、護(hù)墻板和防水卷材等。管件、墻紙、護(hù)墻板和防水卷材等。 PVCPVC衍生物衍生物: 1.1.氯醋共聚物氯醋共聚物 醋酸乙烯含量愈高,加工性能和溶解性能愈好,但機(jī)械性能變差。醋酸乙烯含量愈高,加工性能和溶解性能愈好,但機(jī)械性能變差。 低醋酸乙烯含量氯醋共聚物可代替低醋酸乙烯含量氯醋共聚物可代替PVCPVC生產(chǎn)塑料地板等,加工溫度較低,塑化生產(chǎn)塑料地板等,加工溫度較低,塑化 性能好;高醋酸乙烯含量氯醋共聚物溶
15、解性能好,主要用來(lái)制造涂料、性能好;高醋酸乙烯含量氯醋共聚物溶解性能好,主要用來(lái)制造涂料、PVCPVC印刷油墨印刷油墨 等。等。 2.2.氯偏(氯偏(氯乙烯氯乙烯- -偏氯乙烯)偏氯乙烯)共聚物共聚物 主要以乳液形式作為制備涂料的基料,涂膜硬而堅(jiān)韌。主要以乳液形式作為制備涂料的基料,涂膜硬而堅(jiān)韌。 3.PVC3.PVC氯化改性后稱(chēng)為氯化改性后稱(chēng)為過(guò)氯乙烯樹(shù)脂過(guò)氯乙烯樹(shù)脂,含氯量可從,含氯量可從56.8%56.8%提高到提高到666667%67%。 11 12 12 過(guò)氯乙烯樹(shù)脂性能與過(guò)氯乙烯樹(shù)脂性能與PVCPVC接近,其軟化點(diǎn)比相同分子量的接近,其軟化點(diǎn)比相同分子量的PVCPVC高,高, 而溶
16、解性優(yōu)于而溶解性優(yōu)于PVCPVC。 主要配成內(nèi)外墻和地面涂料,耐老化性很好。主要配成內(nèi)外墻和地面涂料,耐老化性很好。 聚乙烯(聚乙烯(PEPE) HDPEHDPE、LDPELDPE等。等。結(jié)晶性結(jié)晶性材料,室溫下沒(méi)有溶劑,高溫時(shí)某些非極材料,室溫下沒(méi)有溶劑,高溫時(shí)某些非極 性烴類(lèi)溶劑如性烴類(lèi)溶劑如四氯化碳和四氫萘四氯化碳和四氫萘可溶解它。能耐大多數(shù)酸堿,只有可溶解它。能耐大多數(shù)酸堿,只有 濃硫酸和濃硝酸會(huì)緩慢地侵蝕它,濃硫酸和濃硝酸會(huì)緩慢地侵蝕它,PEPE耐低溫性和抗沖擊性比耐低溫性和抗沖擊性比PVCPVC好得好得 多,多,易燃易燃燒,燃燒時(shí)呈淡藍(lán)色火焰并發(fā)生滴落。燒,燃燒時(shí)呈淡藍(lán)色火焰并發(fā)生
17、滴落。 PEPE主要制造防水材料、給排水管、衛(wèi)生潔具、薄膜、合成木材、主要制造防水材料、給排水管、衛(wèi)生潔具、薄膜、合成木材、 裝飾片材和鈣塑材料等。裝飾片材和鈣塑材料等。 商品商品PEPE以以熔融指數(shù)(熔融指數(shù)(MIMI)分級(jí)。分級(jí)。 MI MI是在一定溫度下(是在一定溫度下( PE PE為為190190)用)用2160g2160g的荷重從直徑的荷重從直徑 2.1m2.1m、長(zhǎng)、長(zhǎng)8mm8mm的毛細(xì)管中的毛細(xì)管中10min10min內(nèi)擠出的克數(shù)。表征聚合內(nèi)擠出的克數(shù)。表征聚合 物分子量。物分子量。 PE PE改性物改性物 氯化聚乙烯(氯化聚乙烯(CPECPE),是),是PVCPVC的抗沖擊改性
18、劑;的抗沖擊改性劑; 氯磺化聚乙烯是彈性體,可提高氯磺化聚乙烯是彈性體,可提高PVCPVC抗沖性;抗沖性; EVAEVA彈性體,可改進(jìn)彈性體,可改進(jìn)PVCPVC抗沖性??箾_性。 聚丙烯(聚丙烯(PPPP) PPPP等規(guī)度愈高,結(jié)晶度愈高,機(jī)械性能愈好。無(wú)規(guī)等規(guī)度愈高,結(jié)晶度愈高,機(jī)械性能愈好。無(wú)規(guī)PPPP 性能很差,為無(wú)定形蠟狀物質(zhì)。性能很差,為無(wú)定形蠟狀物質(zhì)。 PP PP等規(guī)度等規(guī)度一般以在正庚烷中的不溶部分的重量百分?jǐn)?shù)一般以在正庚烷中的不溶部分的重量百分?jǐn)?shù) 來(lái)表示。來(lái)表示。 PPPP密度在通用塑料中最小密度在通用塑料中最小,約,約0.90.9。等規(guī)。等規(guī)PPPP是結(jié)晶性是結(jié)晶性 非極性聚合
19、物,常溫下沒(méi)有溶劑,高溫下溶于非極性聚合物,常溫下沒(méi)有溶劑,高溫下溶于高沸點(diǎn)脂高沸點(diǎn)脂 肪烴和芳烴肪烴和芳烴,PPPP燃燒性與燃燒性與PEPE接近,易燃且會(huì)滴落。接近,易燃且會(huì)滴落。 13 14 14 PPPP的商品等級(jí)用熔融指數(shù)來(lái)表示,測(cè)定溫度為的商品等級(jí)用熔融指數(shù)來(lái)表示,測(cè)定溫度為230230 。 PPPP建材制品有管材、衛(wèi)生潔具(如浴缸和整體淋浴室)、模板等,建材制品有管材、衛(wèi)生潔具(如浴缸和整體淋浴室)、模板等, 其纖維編織物作建筑施工時(shí)的大面積其纖維編織物作建筑施工時(shí)的大面積保護(hù)性網(wǎng)罩保護(hù)性網(wǎng)罩。 聚苯乙烯(聚苯乙烯(PSPS) 本體和懸浮聚合本體和懸浮聚合,懸浮聚合,懸浮聚合PSP
20、S為顆粒狀,可生為顆粒狀,可生 產(chǎn)產(chǎn)可發(fā)性可發(fā)性PSPS。 工業(yè)生產(chǎn)的聚苯乙烯類(lèi)聚合物工業(yè)生產(chǎn)的聚苯乙烯類(lèi)聚合物主要有主要有:通用:通用 型聚苯乙烯(型聚苯乙烯(GPPSGPPS)、高抗沖型聚苯乙烯()、高抗沖型聚苯乙烯(HIPSHIPS)、)、 可發(fā)型聚苯乙烯(可發(fā)型聚苯乙烯(EPSEPS)以及苯乙烯的共聚物如)以及苯乙烯的共聚物如ABSABS、 SANSAN、ACSACS和和K K樹(shù)脂等。樹(shù)脂等。 15 15 PSPS在建筑中主要以在建筑中主要以泡沫塑料泡沫塑料的形式作為隔熱隔音材料,也可制造的形式作為隔熱隔音材料,也可制造燈具、發(fā)光平頂板燈具、發(fā)光平頂板等。等。 1. 1. 通用型聚苯乙
21、烯(通用型聚苯乙烯(GPPSGPPS) 分子量約分子量約5 51010萬(wàn),本體、懸浮萬(wàn),本體、懸浮 等經(jīng)等經(jīng)自由基聚合自由基聚合而成。而成。GPPSGPPS透明性好,透明性好, 常稱(chēng)作常稱(chēng)作晶狀聚苯乙烯晶狀聚苯乙烯。 商品商品GPPS GPPS 有有三類(lèi)三類(lèi): 高耐熱型:分子量高,添加劑少;高耐熱型:分子量高,添加劑少; 中等流動(dòng)型:中等分子量,含中等流動(dòng)型:中等分子量,含1 12%2%礦物油添加劑;高流動(dòng)型:分子量低,含礦物油添加劑;高流動(dòng)型:分子量低,含3 34%4%的礦的礦 物油。物油。 16 16 通用型通用型PSPS性能:性能: 無(wú)色透明類(lèi)似玻璃的塑料,無(wú)色透明類(lèi)似玻璃的塑料,透光度
22、可達(dá)透光度可達(dá)888892%92%; 機(jī)械強(qiáng)度較高,但抗沖性較差,即有機(jī)械強(qiáng)度較高,但抗沖性較差,即有脆性脆性; 燃燒時(shí)有大量燃燒時(shí)有大量黑煙碳束黑煙碳束; 耐溶劑性較差,耐溶劑性較差,能溶于苯、甲苯和乙苯等芳香族溶劑。能溶于苯、甲苯和乙苯等芳香族溶劑。 2.2.高抗沖聚苯乙烯高抗沖聚苯乙烯(HIPSHIPS) 一般采用彈性體(順丁或丁苯橡膠)對(duì)一般采用彈性體(順丁或丁苯橡膠)對(duì)PS PS 進(jìn)行化學(xué)或物理改性。早進(jìn)行化學(xué)或物理改性。早 期采用機(jī)械混煉法,由于橡膠分散不均勻,增韌效果不明顯,因而發(fā)展期采用機(jī)械混煉法,由于橡膠分散不均勻,增韌效果不明顯,因而發(fā)展 了了接枝聚合法接枝聚合法,即將丁苯
23、橡膠或丁基橡膠溶解于苯乙烯單體中進(jìn)行本體,即將丁苯橡膠或丁基橡膠溶解于苯乙烯單體中進(jìn)行本體 或懸浮聚合。專(zhuān)用級(jí)或懸浮聚合。專(zhuān)用級(jí)HIPSHIPS可代替工程塑料。可代替工程塑料。 3.3.可發(fā)性可發(fā)性PSPS(EPS)EPS) 是苯乙烯經(jīng)懸浮聚合的珠狀產(chǎn)品。發(fā)泡劑可在聚合過(guò)程中加入制得可是苯乙烯經(jīng)懸浮聚合的珠狀產(chǎn)品。發(fā)泡劑可在聚合過(guò)程中加入制得可 發(fā)性聚苯乙烯珠粒,也可在成型時(shí)加入,經(jīng)加熱加壓使發(fā)泡劑滲入發(fā)性聚苯乙烯珠粒,也可在成型時(shí)加入,經(jīng)加熱加壓使發(fā)泡劑滲入PSPS珠珠 粒中粒中 17 17 溶脹而得溶脹而得EPSEPS珠粒,常用發(fā)泡劑是珠粒,常用發(fā)泡劑是正戊烷。正戊烷。 ABSABS塑料塑
24、料 丙烯腈丙烯腈使使ABSABS有良好耐化學(xué)性及表面硬度,有良好耐化學(xué)性及表面硬度,丁二烯丁二烯使使ABSABS堅(jiān)韌,堅(jiān)韌,苯乙苯乙 烯烯使它有良好加工性能。使它有良好加工性能。 ABS ABS樹(shù)脂制備方法有混煉法和接枝共聚法,主要采用樹(shù)脂制備方法有混煉法和接枝共聚法,主要采用接枝共聚法。接枝共聚法。生生 產(chǎn)的產(chǎn)的ABS ABS 樹(shù)脂中單體含量范圍為:丙烯腈樹(shù)脂中單體含量范圍為:丙烯腈202030%30%,丁二烯,丁二烯6 630%30%,苯,苯 乙烯乙烯454570%70%。 ABS ABS具有堅(jiān)韌、質(zhì)硬、剛性具有堅(jiān)韌、質(zhì)硬、剛性 等優(yōu)異力學(xué)性能,廣泛用作等優(yōu)異力學(xué)性能,廣泛用作工程工程 塑
25、料塑料。ABSABS為不透明塑料,呈淺為不透明塑料,呈淺 象牙色。象牙色。 ABSABS在建筑中可制造管道、在建筑中可制造管道、 模板、異型板材等。模板、異型板材等。 18 18 聚醋酸乙烯酯(聚醋酸乙烯酯(PVAcPVAc) 溶液和乳液聚合溶液和乳液聚合生產(chǎn)。生產(chǎn)。 溶液聚合溶劑為甲醇或乙醇,聚醋酸乙烯酯溶液可直接作溶液聚合溶劑為甲醇或乙醇,聚醋酸乙烯酯溶液可直接作PVA PVA 的原料或加工成粘合的原料或加工成粘合 劑。聚醋酸乙烯酯乳液可直接作粘合劑(白膠)或內(nèi)墻涂料基料。劑。聚醋酸乙烯酯乳液可直接作粘合劑(白膠)或內(nèi)墻涂料基料。 PVAc PVAc軟化點(diǎn)軟化點(diǎn)低,僅低,僅4040左右,左
26、右,不能作塑料制品,不能作塑料制品,大量作大量作聚乙烯醇和聚乙烯醇縮甲醛的原聚乙烯醇和聚乙烯醇縮甲醛的原 料。料。 19 19 聚乙烯醇及其縮醛聚乙烯醇及其縮醛 PVAPVA易溶于易溶于80809090的熱水,的熱水,PVAPVA可生產(chǎn)內(nèi)墻可生產(chǎn)內(nèi)墻涂料和粘合劑涂料和粘合劑。聚乙烯。聚乙烯 醇縮醛中含有醇縮醛中含有乙?;?、羥基、縮醛基乙酰基、羥基、縮醛基,其性能也取決于這三種基團(tuán)的比,其性能也取決于這三種基團(tuán)的比 例。例。 丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂(丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂(ACAC) 丙烯酸類(lèi)單體的丙烯酸類(lèi)單體的均聚物和共聚物均聚物和共聚物。有。有本體和懸浮聚合本體和懸浮聚合。本體為主要。本體為主要 方法,可直接得
27、到有機(jī)玻璃。懸浮法得到方法,可直接得到有機(jī)玻璃。懸浮法得到模塑粉模塑粉。 PMMAPMMA是是透光率最高透光率最高的一種塑料,透光率的一種塑料,透光率達(dá)達(dá)92%92%,但,但表面硬度表面硬度比無(wú)機(jī)玻比無(wú)機(jī)玻 璃差,易劃傷。璃差,易劃傷。 應(yīng)用最多的是應(yīng)用最多的是聚甲基丙烯酸甲酯(聚甲基丙烯酸甲酯(PMMAPMMA),即),即有機(jī)玻璃有機(jī)玻璃,大量作,大量作窗窗 玻璃玻璃代用品,還可制作外墻裝飾板、浴缸等。代用品,還可制作外墻裝飾板、浴缸等。 20 20 第二節(jié) 縮聚樹(shù)脂與塑料 酚醛樹(shù)脂(酚醛樹(shù)脂(PFPF) 酚類(lèi)有苯酚、甲酚、二甲酚;醛類(lèi)有甲醛、糠醛等,主要是酚類(lèi)有苯酚、甲酚、二甲酚;醛類(lèi)有甲
28、醛、糠醛等,主要是苯苯 酚酚- -甲醛縮聚物甲醛縮聚物。 以酸(如以酸(如HClHCl)為催化劑,酚與醛比例)為催化劑,酚與醛比例1 1時(shí)可合成時(shí)可合成熱塑性酚醛熱塑性酚醛 樹(shù)脂,樹(shù)脂,為松香狀;以堿為催化劑(如為松香狀;以堿為催化劑(如NHNH3 3、Ba(OH)Ba(OH)2 2、NaOHNaOH等),且等),且 甲醛過(guò)量時(shí),是甲醛過(guò)量時(shí),是熱固性酚醛樹(shù)脂熱固性酚醛樹(shù)脂。 熱塑性與熱固性酚醛樹(shù)脂可相互轉(zhuǎn)化熱塑性與熱固性酚醛樹(shù)脂可相互轉(zhuǎn)化,熱塑性用甲醛處理可轉(zhuǎn),熱塑性用甲醛處理可轉(zhuǎn) 變成熱固性,熱固性在酸性介質(zhì)中用苯酚處理可變成熱塑性。變成熱固性,熱固性在酸性介質(zhì)中用苯酚處理可變成熱塑性。
29、熱固性酚醛樹(shù)脂加熱自身可固化熱固性酚醛樹(shù)脂加熱自身可固化;熱塑性酚醛樹(shù)脂須加入固化熱塑性酚醛樹(shù)脂須加入固化 劑固化,劑固化,常用固化劑是六次甲基四胺(俗稱(chēng)烏洛托品)。常用固化劑是六次甲基四胺(俗稱(chēng)烏洛托品)。 熱塑性酚醛樹(shù)脂與烏洛托品、木粉等混合,加熱混煉使樹(shù)脂變熱塑性酚醛樹(shù)脂與烏洛托品、木粉等混合,加熱混煉使樹(shù)脂變 為為B B階樹(shù)脂,再粉碎即得階樹(shù)脂,再粉碎即得PFPF模塑粉(電木粉模塑粉(電木粉)。)。 酚醛樹(shù)脂可制清漆、層壓和模壓塑料、泡沫塑料(發(fā)泡劑有酚醛樹(shù)脂可制清漆、層壓和模壓塑料、泡沫塑料(發(fā)泡劑有 (NHNH4 4)2 2SOSO4 4、CaHSOCaHSO3 3等)、建筑小五金
30、。等)、建筑小五金。 21 21 氨基樹(shù)脂氨基樹(shù)脂 主要有主要有脲甲醛樹(shù)脂和三聚氰胺甲醛樹(shù)脂(密胺樹(shù)脂)。脲甲醛樹(shù)脂和三聚氰胺甲醛樹(shù)脂(密胺樹(shù)脂)。 1. 1. 脲甲醛樹(shù)脂(脲甲醛樹(shù)脂(UFUF) 由由脲(尿素)與甲醛脲(尿素)與甲醛縮聚制得。主要由縮聚制得。主要由加成反應(yīng)和縮合反應(yīng)加成反應(yīng)和縮合反應(yīng)兩步兩步 得到線形或帶支鏈的聚合物。成型過(guò)程中通過(guò)加熱和加入草酸、鄰苯得到線形或帶支鏈的聚合物。成型過(guò)程中通過(guò)加熱和加入草酸、鄰苯 二甲酸等二甲酸等固化促進(jìn)劑(又稱(chēng)為催化劑或變定劑)固化促進(jìn)劑(又稱(chēng)為催化劑或變定劑)形成交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。形成交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 脲甲醛樹(shù)脂用作塑料僅占總產(chǎn)量的脲甲醛樹(shù)脂用作
31、塑料僅占總產(chǎn)量的1/101/10,作塑料主要加工成,作塑料主要加工成模塑模塑 粉(電玉粉),粉(電玉粉),可制作建筑小五金,大量用作粘合劑和涂料??芍谱鹘ㄖ∥褰?,大量用作粘合劑和涂料。 2. 2. 三聚氰胺甲醛樹(shù)脂(三聚氰胺甲醛樹(shù)脂(MFMF) MFMF耐水性、電氣絕緣性均比耐水性、電氣絕緣性均比UFUF好。好。 MFMF除用作模塑料外,還可注塑成層壓塑料,可用機(jī)械發(fā)泡制成現(xiàn)除用作模塑料外,還可注塑成層壓塑料,可用機(jī)械發(fā)泡制成現(xiàn) 場(chǎng)發(fā)泡泡沫塑料,作空心墻的隔熱層及粘結(jié)劑。場(chǎng)發(fā)泡泡沫塑料,作空心墻的隔熱層及粘結(jié)劑。 不飽和聚酯樹(shù)脂(不飽和聚酯樹(shù)脂(UPUP) 由由不飽和及部分飽和二元酸(或酸酐
32、)與飽和二元醇不飽和及部分飽和二元酸(或酸酐)與飽和二元醇經(jīng)縮聚獲得經(jīng)縮聚獲得 線形初聚物,在縮聚反應(yīng)時(shí)加入線形初聚物,在縮聚反應(yīng)時(shí)加入乙烯類(lèi)乙烯類(lèi)單體制成粘稠液體經(jīng)固化而得單體制成粘稠液體經(jīng)固化而得 制品。制品。 22 22 原料組成:原料組成: 1. 1. 二元酸二元酸 不飽和二元酸不飽和二元酸:順丁烯二酸酐(馬來(lái)酸酐)、反丁烯二酸(富馬:順丁烯二酸酐(馬來(lái)酸酐)、反丁烯二酸(富馬 酸);酸); 飽和二元酸飽和二元酸:鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、己二酸等。:鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、己二酸等。 2. 2. 二元醇:丙二醇、丁二醇及其縮合體等,一般采用二元醇:丙二醇、丁二醇及其縮合體等,一般采用丙
33、二醇丙二醇。 3. 3. 交聯(lián)單體:交聯(lián)單體:苯乙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯。甲基丙烯酸甲酯。 4. 4. 引發(fā)劑:常用引發(fā)劑:常用氧化還原引發(fā)劑氧化還原引發(fā)劑,如過(guò)氧化環(huán)己酮和環(huán)烷酸鈷,過(guò)氧,如過(guò)氧化環(huán)己酮和環(huán)烷酸鈷,過(guò)氧 化苯甲酰和二甲基苯胺?;郊柞:投谆桨?。 5. 5. 添加劑添加劑 延長(zhǎng)不飽和聚酯初聚物存放時(shí)間的延長(zhǎng)不飽和聚酯初聚物存放時(shí)間的阻聚劑阻聚劑; 調(diào)節(jié)樹(shù)脂流變性的調(diào)節(jié)樹(shù)脂流變性的觸變劑觸變劑。 不飽和聚酯不飽和聚酯優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):工藝性好,可不加壓或低壓成型。:工藝性好,可不加壓或低壓成型。缺點(diǎn):缺點(diǎn):固化收固化收 縮率大,為縮率大,為7 78%8%,加工時(shí)單體易揮發(fā),勞動(dòng)條
34、件差。,加工時(shí)單體易揮發(fā),勞動(dòng)條件差。 主要用來(lái)制作主要用來(lái)制作玻璃鋼(約占整個(gè)樹(shù)脂用量的玻璃鋼(約占整個(gè)樹(shù)脂用量的80%80%),),還可制造還可制造非非 增強(qiáng)模塑制品增強(qiáng)模塑制品,如衛(wèi)生潔具、人造大理石、塑料涂布地板等。,如衛(wèi)生潔具、人造大理石、塑料涂布地板等。 23 23 環(huán)氧樹(shù)脂(環(huán)氧樹(shù)脂(EPEP) 環(huán)氧樹(shù)脂種類(lèi)多,典型而用途廣泛的是環(huán)氧樹(shù)脂種類(lèi)多,典型而用途廣泛的是環(huán)氧氯丙烷與雙酚環(huán)氧氯丙烷與雙酚A A經(jīng)縮經(jīng)縮 聚得到的聚得到的雙酚雙酚A A型環(huán)氧樹(shù)脂型環(huán)氧樹(shù)脂,其產(chǎn)量占,其產(chǎn)量占90%90%以上。以上。 環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂固化:固化: 一是一是環(huán)氧基與環(huán)氧基與含活潑氫化合物含活潑氫
35、化合物化學(xué)反應(yīng)而固化,如多元脂肪胺、化學(xué)反應(yīng)而固化,如多元脂肪胺、 多元芳胺、多乙烯多胺、多元酸及酸酐、分子量低的聚酰胺、聚酯、多元芳胺、多乙烯多胺、多元酸及酸酐、分子量低的聚酰胺、聚酯、 酚醛、密胺等樹(shù)脂;酚醛、密胺等樹(shù)脂; 二是二是叔胺、路易斯酸等叔胺、路易斯酸等催化劑催化劑作用下作用下環(huán)氧基聚合環(huán)氧基聚合而交聯(lián)。而交聯(lián)。 環(huán)氧樹(shù)脂分子量環(huán)氧樹(shù)脂分子量可用環(huán)氧當(dāng)量或環(huán)氧值表示。可用環(huán)氧當(dāng)量或環(huán)氧值表示。環(huán)氧當(dāng)量環(huán)氧當(dāng)量是含有是含有1 1克克 當(dāng)量環(huán)氧基的樹(shù)脂克數(shù);當(dāng)量環(huán)氧基的樹(shù)脂克數(shù);環(huán)氧值環(huán)氧值是是100100克環(huán)氧樹(shù)脂中含有環(huán)氧基克當(dāng)克環(huán)氧樹(shù)脂中含有環(huán)氧基克當(dāng) 量數(shù)。量數(shù)。環(huán)氧值環(huán)氧值
36、=100/=100/環(huán)氧當(dāng)量環(huán)氧當(dāng)量,若環(huán)氧樹(shù)脂為線形結(jié)構(gòu)且分子兩端為,若環(huán)氧樹(shù)脂為線形結(jié)構(gòu)且分子兩端為 環(huán)氧基,則分子量為環(huán)氧當(dāng)量的兩倍,即:分子量環(huán)氧基,則分子量為環(huán)氧當(dāng)量的兩倍,即:分子量=2=2環(huán)氧當(dāng)量。環(huán)氧當(dāng)量。 未固化環(huán)氧樹(shù)脂是線形熱塑性樹(shù)脂,為高粘度流體或低熔點(diǎn)固未固化環(huán)氧樹(shù)脂是線形熱塑性樹(shù)脂,為高粘度流體或低熔點(diǎn)固 體,易溶于體,易溶于丙酮和二甲苯丙酮和二甲苯等溶劑。等溶劑。 環(huán)氧樹(shù)脂性能:與各種材料有很強(qiáng)粘結(jié)力,固化收縮率低環(huán)氧樹(shù)脂性能:與各種材料有很強(qiáng)粘結(jié)力,固化收縮率低 (2%2%),工藝性好,可室溫低壓成型,但粘度較高。),工藝性好,可室溫低壓成型,但粘度較高。 24
37、24 環(huán)氧樹(shù)脂用途:環(huán)氧樹(shù)脂用途:增強(qiáng)塑料、澆鑄塑料增強(qiáng)塑料、澆鑄塑料(大約百分之九十電子儀(大約百分之九十電子儀 器的澆鑄和密封均采用液體環(huán)氧樹(shù)脂)、泡沫塑料、器的澆鑄和密封均采用液體環(huán)氧樹(shù)脂)、泡沫塑料、粘合劑和涂料粘合劑和涂料 等。等。 聚氨酯樹(shù)脂(聚氨酯樹(shù)脂(PUPU) 分子鏈中含有許多重復(fù)的分子鏈中含有許多重復(fù)的氨基甲酸酯基團(tuán)的氨基甲酸酯基團(tuán)的聚合物統(tǒng)稱(chēng)為聚合物統(tǒng)稱(chēng)為聚氨聚氨 基甲酸酯(簡(jiǎn)稱(chēng)聚氨酯)?;姿狨ィê?jiǎn)稱(chēng)聚氨酯)。 按使用按使用單體不同單體不同,可制成,可制成熱塑性塑料熱塑性塑料,用于合成革、彈性體、,用于合成革、彈性體、 工業(yè)制品、涂料、粘合劑等,也可制成工業(yè)制品、涂料、
38、粘合劑等,也可制成熱固性樹(shù)脂熱固性樹(shù)脂,用于軟質(zhì)、硬,用于軟質(zhì)、硬 質(zhì)和半硬質(zhì)塑料,聚氨酯彈性體,聚氨酯泡沫等。質(zhì)和半硬質(zhì)塑料,聚氨酯彈性體,聚氨酯泡沫等。 聚氨酯聚氨酯原料:多異氰酸酯、多元醇、擴(kuò)鏈劑、催化劑。原料:多異氰酸酯、多元醇、擴(kuò)鏈劑、催化劑。 1. 1. 多異氰酸酯多異氰酸酯 異氰酸酯基團(tuán)活潑,可與醇、胺、酸、水和苯酚等異氰酸酯基團(tuán)活潑,可與醇、胺、酸、水和苯酚等含活潑氫化合含活潑氫化合 物物反應(yīng)。聚氨酯產(chǎn)品中反應(yīng)。聚氨酯產(chǎn)品中95%95%以上使用芳香族異氰酸酯以上使用芳香族異氰酸酯。 常用異氰酸酯:甲苯二異氰酸酯常用異氰酸酯:甲苯二異氰酸酯(TDITDI)、)、二苯基甲烷異氰酸酯
39、二苯基甲烷異氰酸酯 (MDIMDI)。 25 25 2. 2. 多元醇多元醇 多元醇是構(gòu)成聚氨酯結(jié)構(gòu)中的多元醇是構(gòu)成聚氨酯結(jié)構(gòu)中的彈性部分(軟段)的母體彈性部分(軟段)的母體,通常都制成,通常都制成預(yù)聚物預(yù)聚物。最。最 常用的是常用的是聚醚型和聚酯型多元醇聚醚型和聚酯型多元醇。聚醚型多元醇主要有聚氧化丙烯醚二醇和聚四氫呋喃。聚醚型多元醇主要有聚氧化丙烯醚二醇和聚四氫呋喃 醚二醇,通常用多元醇和環(huán)氧丙烷反應(yīng)而成。聚酯二元醇是以二元酸如鄰苯二甲酸、己醚二醇,通常用多元醇和環(huán)氧丙烷反應(yīng)而成。聚酯二元醇是以二元酸如鄰苯二甲酸、己 二酸和多元醇如乙二醇、甘油等縮聚而得。二酸和多元醇如乙二醇、甘油等縮聚而
40、得。 通常用通常用羥值羥值表示聚醚或聚酯多元醇的表示聚醚或聚酯多元醇的羥基含量羥基含量,即,即1 1克樹(shù)脂中含有的羥基相當(dāng)于克樹(shù)脂中含有的羥基相當(dāng)于 KOHKOH的毫克數(shù)。羥值越大,羥基含量越高。用于合成的毫克數(shù)。羥值越大,羥基含量越高。用于合成PUPU的聚醚或聚酯的羥值為的聚醚或聚酯的羥值為5050800800。 低羥值低羥值的用來(lái)生產(chǎn)的用來(lái)生產(chǎn)軟質(zhì)軟質(zhì)PUPU,高羥值,高羥值的用來(lái)生產(chǎn)的用來(lái)生產(chǎn)硬質(zhì)硬質(zhì)PUPU。 3. 3. 擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈劑 典型擴(kuò)鏈劑是典型擴(kuò)鏈劑是低分子量二元醇和二元胺低分子量二元醇和二元胺,與異氰酸酯反應(yīng)形成聚氨酯中的硬段與異氰酸酯反應(yīng)形成聚氨酯中的硬段。常。常 用擴(kuò)鏈劑
41、是乙二醇、丁二醇和丙三醇,最重要的是丁二醇,二元胺大多是芳香族二元胺。用擴(kuò)鏈劑是乙二醇、丁二醇和丙三醇,最重要的是丁二醇,二元胺大多是芳香族二元胺。 26 26 4. 4. 常用催化劑是常用催化劑是二氮二環(huán)辛烷二氮二環(huán)辛烷 聚氨酯制備時(shí),聚氨酯制備時(shí),首先合成預(yù)聚體,使用時(shí)擴(kuò)鏈反應(yīng)首先合成預(yù)聚體,使用時(shí)擴(kuò)鏈反應(yīng)形成軟和硬形成軟和硬 泡沫塑料、彈性體、涂料、粘合劑和密封劑等。泡沫塑料、彈性體、涂料、粘合劑和密封劑等。 聚氨酯泡沫塑料聚氨酯泡沫塑料占聚氨酯總產(chǎn)量的占聚氨酯總產(chǎn)量的90%90%左右左右。聚氨酯性能優(yōu)異,。聚氨酯性能優(yōu)異, 強(qiáng)度高,耐化學(xué)性好,聚合簡(jiǎn)單,可在常溫常壓下聚合,強(qiáng)度高,耐化
42、學(xué)性好,聚合簡(jiǎn)單,可在常溫常壓下聚合,可在施工可在施工 現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡,現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡,異氰酸酯有一定毒性。異氰酸酯有一定毒性。 有機(jī)硅聚合物(聚有機(jī)硅氧烷)有機(jī)硅聚合物(聚有機(jī)硅氧烷) 單體為氯硅烷單體為氯硅烷,水解后得單官能團(tuán)、雙官能團(tuán)和三官能團(tuán),水解后得單官能團(tuán)、雙官能團(tuán)和三官能團(tuán)三種三種 硅醇硅醇單體。有機(jī)硅聚合物主要有硅油、硅樹(shù)脂和硅橡膠,其中硅油單體。有機(jī)硅聚合物主要有硅油、硅樹(shù)脂和硅橡膠,其中硅油 占占60%60%,硅橡膠占,硅橡膠占25%25%,硅樹(shù)脂占,硅樹(shù)脂占15%15%。 1. 1. 硅油硅油 二官能團(tuán)單體二官能團(tuán)單體經(jīng)水解縮聚后的產(chǎn)物,常用的是經(jīng)水解縮聚后的產(chǎn)物,常用的是甲基硅油甲
43、基硅油。 硅油用作高溫傳熱介質(zhì)、潤(rùn)滑劑、消泡劑和脫模劑、絕緣散熱油、硅油用作高溫傳熱介質(zhì)、潤(rùn)滑劑、消泡劑和脫模劑、絕緣散熱油、 液體彈簧、吸振器及醫(yī)用品等。液體彈簧、吸振器及醫(yī)用品等。 2. 2. 硅樹(shù)脂硅樹(shù)脂 由由二官能團(tuán)單體和三官能團(tuán)二官能團(tuán)單體和三官能團(tuán)單體經(jīng)水解縮聚而得的單體經(jīng)水解縮聚而得的支鏈形樹(shù)脂支鏈形樹(shù)脂。 溶劑為甲苯、二甲苯,并加入催化劑,主要用于制漆,還適合作塑溶劑為甲苯、二甲苯,并加入催化劑,主要用于制漆,還適合作塑 料。料。 27 27 3. 3. 硅橡膠硅橡膠 和硅油所用單體相同和硅油所用單體相同,分子量達(dá)到,分子量達(dá)到404010104 4808010104 4時(shí)時(shí)
44、可得硅橡膠。常見(jiàn)的是可得硅橡膠。常見(jiàn)的是聚二甲基硅橡膠聚二甲基硅橡膠。 硅橡膠可作高低溫密封材料、耐熱、耐寒、耐臭氧、耐硅橡膠可作高低溫密封材料、耐熱、耐寒、耐臭氧、耐 電暈絕緣材料、隔熱材料、醫(yī)學(xué)人工器官、整形材料等。電暈絕緣材料、隔熱材料、醫(yī)學(xué)人工器官、整形材料等。 有機(jī)硅聚合物有機(jī)硅聚合物性能性能: (1 1)硅氧鍵能高硅氧鍵能高,耐熱性較好,耐熱溫度為,耐熱性較好,耐熱溫度為200200500500; (2 2)分子主鏈外側(cè)為一層非極性烴基分子主鏈外側(cè)為一層非極性烴基,憎水性優(yōu)異,電絕緣性,憎水性優(yōu)異,電絕緣性 好;好; (3 3)耐寒性好耐寒性好,耐寒溫度為,耐寒溫度為 - 60 -
45、 60。 有機(jī)硅材料的疏水性有機(jī)硅材料的疏水性 28 29 29 第三節(jié) 玻璃纖維增強(qiáng)塑料(GRP) 玻璃鋼(玻璃鋼(GRPGRP):):玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂等熱固性塑玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂等熱固性塑 料。樹(shù)脂也可用酚醛樹(shù)脂,纖維也可用碳纖維、硼纖維及聚合物纖維等。料。樹(shù)脂也可用酚醛樹(shù)脂,纖維也可用碳纖維、硼纖維及聚合物纖維等。 玻璃纖維按玻璃纖維按直徑分:直徑分:粗纖維直徑大于粗纖維直徑大于30m30m;中級(jí)纖維直徑為;中級(jí)纖維直徑為1010 30m30m;高級(jí)纖維直徑為;高級(jí)纖維直徑為3 39m9m,供紡織成玻纖布。,供紡織成玻纖布。 玻璃玻璃纖維按纖維按化學(xué)成分:化
46、學(xué)成分:有堿,含堿量大于有堿,含堿量大于10%10%;中堿,含堿量;中堿,含堿量2 26%6%; 無(wú)堿,含堿量小于無(wú)堿,含堿量小于1%1%。含堿量是指玻璃中堿金屬含量,含堿量是指玻璃中堿金屬含量,含堿量高的玻璃含堿量高的玻璃 纖維耐酸堿性較差。纖維耐酸堿性較差。 GRPGRP機(jī)械強(qiáng)度高,機(jī)械強(qiáng)度高,比強(qiáng)度超過(guò)一般鋼材比強(qiáng)度超過(guò)一般鋼材。GRPGRP作結(jié)構(gòu)材料使用時(shí),由作結(jié)構(gòu)材料使用時(shí),由 于彈性模量比鋼材低得多,剛性小,一般只能承受自重或較小的負(fù)荷。于彈性模量比鋼材低得多,剛性小,一般只能承受自重或較小的負(fù)荷。 玻璃纖維制品類(lèi)別玻璃纖維制品類(lèi)別 有有紗、紡織布、氈、無(wú)紡布等。紗、紡織布、氈、無(wú)
47、紡布等。 30 30 GRPGRP成型方法成型方法 有手糊法、噴射法(適于短切纖維)、模壓法、纏繞法、擠拉成型法等。有手糊法、噴射法(適于短切纖維)、模壓法、纏繞法、擠拉成型法等。 GRPGRP在建筑中用作屋面材料和墻面圍護(hù)材料的在建筑中用作屋面材料和墻面圍護(hù)材料的GRPGRP板材,板材,GRPGRP的模制品有浴缸、水箱的模制品有浴缸、水箱 等,等,GRPGRP的大口徑管道可作地下排水管道。的大口徑管道可作地下排水管道。 31 31 第四節(jié) 聚氯乙烯(PVC)塑料原材料及配 方 塑料大多是多組分體系,由塑料大多是多組分體系,由基體材料基體材料(樹(shù)脂和塑料輔助材料)(樹(shù)脂和塑料輔助材料) 和和添
48、加劑添加劑組成。組成。 PVCPVC樹(shù)脂樹(shù)脂 樹(shù)脂是主要成分,含量為樹(shù)脂是主要成分,含量為4040100%100%。作用。作用:決定塑料基本特性;:決定塑料基本特性; 粘結(jié)作用,將各種輔助材料粘結(jié)在一起。粘結(jié)作用,將各種輔助材料粘結(jié)在一起。 加入添加劑目的:加入添加劑目的:改善成型和使用性能,延長(zhǎng)壽命和降低成本。改善成型和使用性能,延長(zhǎng)壽命和降低成本。 添加劑有添加劑有十幾個(gè)大類(lèi),上百個(gè)品種十幾個(gè)大類(lèi),上百個(gè)品種。 增塑劑增塑劑 使聚合物塑性增加的物質(zhì)稱(chēng)為使聚合物塑性增加的物質(zhì)稱(chēng)為增塑劑增塑劑。增塑劑是具有極性或部分。增塑劑是具有極性或部分 極性的高沸點(diǎn)、難揮發(fā)、與聚合物有良好相容性的液體或低
49、熔點(diǎn)固極性的高沸點(diǎn)、難揮發(fā)、與聚合物有良好相容性的液體或低熔點(diǎn)固 體。體。 增塑劑分為增塑劑分為主增塑劑和副增塑劑主增塑劑和副增塑劑。主增塑劑與樹(shù)脂相容性好,。主增塑劑與樹(shù)脂相容性好, 塑化效率高,揮發(fā)性低,滲透性小。塑化效率高,揮發(fā)性低,滲透性小。常用的有常用的有鄰苯二甲酸酯類(lèi)和磷鄰苯二甲酸酯類(lèi)和磷 酸酯類(lèi)。酸酯類(lèi)。副增塑劑(輔助增塑劑)副增塑劑(輔助增塑劑)與聚合物相容性差,與主增塑劑與聚合物相容性差,與主增塑劑 并用以降低成本。并用以降低成本。副增塑劑有副增塑劑有脂肪族二元酸酯等耐寒型和環(huán)酯型增脂肪族二元酸酯等耐寒型和環(huán)酯型增 塑劑。塑劑。 增塑劑增塑劑用于用于PVCPVC、ABSABS
50、及聚醋酸乙烯酯為原料的塑料制品中。及聚醋酸乙烯酯為原料的塑料制品中。 32 32 增塑劑性能增塑劑性能: (1 1)相容性好。否則)相容性好。否則增塑劑易滲出到產(chǎn)品表面,影響成型加工和產(chǎn)品性能。增塑劑易滲出到產(chǎn)品表面,影響成型加工和產(chǎn)品性能。 (2 2)增塑效率高。增塑劑使塑料性能變化的程度。)增塑效率高。增塑劑使塑料性能變化的程度。增塑效率增塑效率以改變樹(shù)脂的以改變樹(shù)脂的 一定量物理性能(如硬度、模量等)時(shí)所需加入增塑劑的數(shù)量來(lái)表示,一定量物理性能(如硬度、模量等)時(shí)所需加入增塑劑的數(shù)量來(lái)表示, 一般以鄰苯二甲酸二辛酯作為基礎(chǔ)一般以鄰苯二甲酸二辛酯作為基礎(chǔ)100100。 (3 3)耐久性好。
51、指增塑劑不易從塑料制品中)耐久性好。指增塑劑不易從塑料制品中揮發(fā)、抽出、遷移,揮發(fā)、抽出、遷移,三者是增三者是增 塑劑向不同介質(zhì)表面移動(dòng)的性能。塑劑向不同介質(zhì)表面移動(dòng)的性能。 (4 4)光、熱穩(wěn)定性。)光、熱穩(wěn)定性。 (5 5)耐寒性。)耐寒性。 常用增塑劑:常用增塑劑:鄰苯二甲酸二辛酯、二異辛酯和二丁酯,癸二酸二鄰苯二甲酸二辛酯、二異辛酯和二丁酯,癸二酸二 辛酯,己二酸二辛酯,磷酸三丁酯,磷酸三甲酚酯環(huán)氧油類(lèi),氯化石辛酯,己二酸二辛酯,磷酸三丁酯,磷酸三甲酚酯環(huán)氧油類(lèi),氯化石 蠟,環(huán)氧大豆油,石油(磺酸苯)酯。蠟,環(huán)氧大豆油,石油(磺酸苯)酯。 增塑機(jī)理:增塑機(jī)理:非極性增塑劑非極性增塑劑是
52、通過(guò)聚合物與增塑劑間的溶劑化作用,是通過(guò)聚合物與增塑劑間的溶劑化作用, 增大分子間距離,削弱聚合物間作用力達(dá)到增塑。增大分子間距離,削弱聚合物間作用力達(dá)到增塑。極性增塑劑極性增塑劑是極性是極性 基團(tuán)與聚合物極性基團(tuán)相互作用,而非極性部分把聚合物的極性基團(tuán)基團(tuán)與聚合物極性基團(tuán)相互作用,而非極性部分把聚合物的極性基團(tuán) 屏蔽起來(lái),從而削弱聚合物分子間作用力。屏蔽起來(lái),從而削弱聚合物分子間作用力。 穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑 塑料在光、熱、氧、射線及細(xì)菌等作用下降解、變色,物理性能塑料在光、熱、氧、射線及細(xì)菌等作用下降解、變色,物理性能 隨之變壞,最后喪失使用價(jià)值,這就是隨之變壞,最后喪失使用價(jià)值,這就是老化現(xiàn)象。
53、老化現(xiàn)象。 抑制或減緩老化現(xiàn)象的物質(zhì)稱(chēng)為抑制或減緩老化現(xiàn)象的物質(zhì)稱(chēng)為穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑。 穩(wěn)定劑按作用穩(wěn)定劑按作用分為分為:抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑。:抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑。 33 33 1. 1. 熱穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定劑 用于用于PVCPVC及其共聚物。及其共聚物。主要作用主要作用是中和是中和PVCPVC分解出來(lái)的分解出來(lái)的HCIHCI,防,防 止大分子進(jìn)一步斷鏈。止大分子進(jìn)一步斷鏈。 常用熱穩(wěn)定劑有常用熱穩(wěn)定劑有金屬鹽類(lèi)或皂類(lèi)、有機(jī)錫類(lèi)、環(huán)氧化油和酯類(lèi)、金屬鹽類(lèi)或皂類(lèi)、有機(jī)錫類(lèi)、環(huán)氧化油和酯類(lèi)、 螯合劑等。螯合劑等。 金屬鹽類(lèi)金屬鹽類(lèi)如三鹽基性硫酸鉛和二鹽基性亞磷酸鉛,主要作用是如三鹽基性硫酸
54、鉛和二鹽基性亞磷酸鉛,主要作用是 結(jié)合脫出的氯化氫;結(jié)合脫出的氯化氫; 金屬皂類(lèi)如硬脂酸、月桂酸和蓖麻油酸的鎘、鋇、鈣、鋅等二金屬皂類(lèi)如硬脂酸、月桂酸和蓖麻油酸的鎘、鋇、鈣、鋅等二 價(jià)金屬鹽,價(jià)金屬鹽,金屬皂類(lèi)既能與氯化氫反應(yīng),又可置換金屬皂類(lèi)既能與氯化氫反應(yīng),又可置換PVCPVC分子鏈的不穩(wěn)分子鏈的不穩(wěn) 定氯原子,定氯原子,是兼具是兼具潤(rùn)滑潤(rùn)滑的熱穩(wěn)定劑;的熱穩(wěn)定劑; 有機(jī)錫類(lèi)有機(jī)錫類(lèi)是含碳是含碳- -錫鍵的烷基化錫的衍生物,主要產(chǎn)品有月桂錫鍵的烷基化錫的衍生物,主要產(chǎn)品有月桂 酸二丁基錫。酸二丁基錫。 2. 2. 光穩(wěn)定劑光穩(wěn)定劑 紫外線光波長(zhǎng),一般為紫外線光波長(zhǎng),一般為290290400
55、m400m,具有,具有313313418KJ/mol418KJ/mol的的 能量,足以使大分子斷鏈,發(fā)生光降解。能量,足以使大分子斷鏈,發(fā)生光降解。 34 可抑制光老化的物質(zhì)稱(chēng)為可抑制光老化的物質(zhì)稱(chēng)為光穩(wěn)定劑光穩(wěn)定劑。 光穩(wěn)定劑按作用機(jī)理可分為光穩(wěn)定劑按作用機(jī)理可分為紫外線吸收劑、光屏蔽劑、猝滅劑和自由基捕捉劑等。紫外線吸收劑、光屏蔽劑、猝滅劑和自由基捕捉劑等。 光屏蔽劑光屏蔽劑如炭黑、氧化鋅和二如炭黑、氧化鋅和二氧化鈦等;氧化鈦等; 猝滅劑猝滅劑是一類(lèi)是一類(lèi)含鎳的鹽類(lèi)和含鎳、鈷的金屬有機(jī)物含鎳的鹽類(lèi)和含鎳、鈷的金屬有機(jī)物,猝滅劑能在瞬間把受到紫外,猝滅劑能在瞬間把受到紫外 光照射后處于激發(fā)態(tài)
56、分子的激發(fā)能量轉(zhuǎn)移,使分子再回到穩(wěn)定的基態(tài),從而避免光、氧光照射后處于激發(fā)態(tài)分子的激發(fā)能量轉(zhuǎn)移,使分子再回到穩(wěn)定的基態(tài),從而避免光、氧 老化。老化。 35 35 潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑劑 改善塑料在成型加工時(shí)的改善塑料在成型加工時(shí)的流動(dòng)性和脫模性流動(dòng)性和脫模性的添加劑。的添加劑。 擠出擠出PVCPVC型材中的型材中的常用潤(rùn)滑劑:常用潤(rùn)滑劑: 金屬皂類(lèi),如硬脂酸鉛、鋇、鎘等;石蠟和低分子量聚乙烯;金屬皂類(lèi),如硬脂酸鉛、鋇、鎘等;石蠟和低分子量聚乙烯; 脂肪酸及其酯類(lèi),如硬脂酸、硬脂酸單甘油酯、油酸酯、高級(jí)脂肪酸及其酯類(lèi),如硬脂酸、硬脂酸單甘油酯、油酸酯、高級(jí) 醇酸復(fù)合酯等。醇酸復(fù)合酯等。 著色劑著色劑 使塑
57、料著色的助劑。有顏料和染料之分,塑料中不采用染料。使塑料著色的助劑。有顏料和染料之分,塑料中不采用染料。 填充增強(qiáng)劑填充增強(qiáng)劑 常用常用填充劑有填充劑有碳酸鈣、滑石粉和木粉等;大部分碳酸鈣、滑石粉和木粉等;大部分增強(qiáng)劑增強(qiáng)劑是高強(qiáng)是高強(qiáng) 度纖維性物質(zhì),如玻璃纖維、石棉纖維、碳纖維等。度纖維性物質(zhì),如玻璃纖維、石棉纖維、碳纖維等。 阻燃劑阻燃劑 一般含有一般含有鹵素、銻、硼、鋯、磷和氮的化合物鹵素、銻、硼、鋯、磷和氮的化合物均可作阻燃劑。均可作阻燃劑。 如三氧化二銻是硬質(zhì)如三氧化二銻是硬質(zhì)PVCPVC常用的阻燃劑,磷酸酯和氯化石蠟是常用的阻燃劑,磷酸酯和氯化石蠟是具有阻具有阻 燃性的增塑劑燃性的
58、增塑劑,是軟質(zhì)制品常用的阻燃劑。,是軟質(zhì)制品常用的阻燃劑。 36 36 偶聯(lián)劑(表面化學(xué)處理劑)偶聯(lián)劑(表面化學(xué)處理劑) 指改善無(wú)機(jī)和有機(jī)材料界面結(jié)合的化合物。偶聯(lián)劑分子中含有指改善無(wú)機(jī)和有機(jī)材料界面結(jié)合的化合物。偶聯(lián)劑分子中含有兩兩 種不同性質(zhì)的活性基團(tuán),一種種不同性質(zhì)的活性基團(tuán),一種能與無(wú)機(jī)材料表面的化學(xué)基團(tuán)能與無(wú)機(jī)材料表面的化學(xué)基團(tuán)反應(yīng)反應(yīng)形成形成 高強(qiáng)度化學(xué)鍵;高強(qiáng)度化學(xué)鍵;另一種另一種具有親有機(jī)物質(zhì)的基團(tuán),可與有機(jī)分子具有親有機(jī)物質(zhì)的基團(tuán),可與有機(jī)分子反應(yīng)或反應(yīng)或 進(jìn)行進(jìn)行物理締結(jié)物理締結(jié)。 主要有主要有4 4類(lèi)類(lèi): 1 1、有機(jī)酸氯化鉻絡(luò)合物類(lèi)。常用的是、有機(jī)酸氯化鉻絡(luò)合物類(lèi)。常用
59、的是甲基丙烯酸氯化鉻的絡(luò)合物甲基丙烯酸氯化鉻的絡(luò)合物,又,又 稱(chēng)稱(chēng)“沃藍(lán)沃藍(lán)”??勺鳛榄h(huán)氧、聚酯、酚醛樹(shù)脂等玻璃纖維增強(qiáng)塑料的偶可作為環(huán)氧、聚酯、酚醛樹(shù)脂等玻璃纖維增強(qiáng)塑料的偶 聯(lián)劑。聯(lián)劑。 2 2、有機(jī)硅烷類(lèi)、有機(jī)硅烷類(lèi) 化學(xué)通式為化學(xué)通式為R Rn nSiXSiX4-n 4-n,R ,R代表乙烯基、環(huán)氧基、氨基、巰基等,這代表乙烯基、環(huán)氧基、氨基、巰基等,這 些基團(tuán)能與樹(shù)脂端作用;些基團(tuán)能與樹(shù)脂端作用;X X代表能水解的甲氧基、乙氧基等;代表能水解的甲氧基、乙氧基等;n n代表數(shù)代表數(shù) 字字1 1、2 2或或3 3(常用的為(常用的為1 1)。)。 硅烷類(lèi)偶聯(lián)劑硅烷類(lèi)偶聯(lián)劑對(duì)樹(shù)脂有選擇性對(duì)
60、樹(shù)脂有選擇性,如不飽和聚酯應(yīng)選有雙鍵的偶聯(lián),如不飽和聚酯應(yīng)選有雙鍵的偶聯(lián) 劑;環(huán)氧和酚醛樹(shù)脂要選擇含有環(huán)氧基和氨基的偶聯(lián)劑。劑;環(huán)氧和酚醛樹(shù)脂要選擇含有環(huán)氧基和氨基的偶聯(lián)劑。 此類(lèi)偶聯(lián)劑可用于多種無(wú)機(jī)填料,但效果有差異,如此類(lèi)偶聯(lián)劑可用于多種無(wú)機(jī)填料,但效果有差異,如對(duì)石英粉和對(duì)石英粉和 白炭黑效果最好,碳酸鈣欠佳。白炭黑效果最好,碳酸鈣欠佳。 37 37 3 3、鈦酸酯類(lèi)、鈦酸酯類(lèi) 用于熱塑性塑料中添加的用于熱塑性塑料中添加的干燥填料(如碳酸鈣等)的偶干燥填料(如碳酸鈣等)的偶 聯(lián)效果較好。鈦酸酯類(lèi)與硅烷類(lèi)偶聯(lián)劑并用有協(xié)同效應(yīng)。聯(lián)效果較好。鈦酸酯類(lèi)與硅烷類(lèi)偶聯(lián)劑并用有協(xié)同效應(yīng)。 4 4、鋯類(lèi)
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