工程塑料介紹和其應(yīng)用

1、工程塑料介紹和其應(yīng)用第五章 工程塑料在汽車(chē)中的應(yīng)用一第六章 工程塑料在電器電子工程中的應(yīng)用二第七章 工程塑料在建筑中的應(yīng)用三第八章 工程塑料在化工中的應(yīng)用四目 錄 工程塑料在建筑中有著一定應(yīng)用領(lǐng)域，如各種管材、門(mén)窗及大型場(chǎng)所用天棚、隔音板等。 7 工程塑料在建筑中的應(yīng)用 ABS、ASA、PC、MPPO、PTFE等工程塑料目前在西歐和美國(guó)建筑領(lǐng)域的應(yīng)用已越來(lái)越多。其應(yīng)用范圍主要有門(mén)窗、透明件、裝飾板、屋頂瓦、管材等。 門(mén)窗是建筑物的重要組成部分，其作用是采光、通風(fēng)，同時(shí)亦起裝飾的作用。7.1工程塑料門(mén)窗 塑料窗從開(kāi)始使用到現(xiàn)在已經(jīng)有幾十年的歷史了，但用于制造塑料異型材的塑料幾乎全部是硬質(zhì)聚氯乙烯

2、(PVC-U)。顏色幾乎全部是白色的。主要原因是聚氯乙烯是產(chǎn)量很大的塑料品種(曾經(jīng)是產(chǎn)量最大的品種，現(xiàn)在僅次于聚乙烯和聚丙烯而居第三位)，有極好的價(jià)格性能比(全面性能好，價(jià)格便置)；二是除白色以外的其他顏色的聚氯乙烯異型材，都很容易發(fā)生退色或變色現(xiàn)象。7.1工程塑料門(mén)窗 除了顏色單調(diào)外，耐熱性不高也是PVC的不足之處，建筑要求有更長(zhǎng)的使用壽命，現(xiàn)在人們認(rèn)為應(yīng)有50年左右?？紤]到要經(jīng)受大雪、臺(tái)風(fēng)、光照及劇烈的溫差變化等自然力的作用，耐候性材料應(yīng)是窗框、門(mén)板等外裝建材的首選材料。目前門(mén)窗使用較多的工程是ASA和ABS。7.1工程塑料門(mén)窗 ASA和ABS門(mén)窗 ASA樹(shù)脂與ABS樹(shù)脂相比，由于用丙烯酸

3、酯橡膠代替了聚丁二烯橡膠，分子結(jié)構(gòu)中不再含有不穩(wěn)定的雙鍵，大分子鏈中的羰基和腈基具備較強(qiáng)的耐紫外線(xiàn)能力，而苯環(huán)是典型的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，很難發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，因此，ASA具有極強(qiáng)的耐紫外線(xiàn)能力，顏色穩(wěn)定，耐候性?xún)?yōu)。7.1工程塑料門(mén)窗 在建筑領(lǐng)域，PMMA(有機(jī)玻璃)已廣泛用于室內(nèi)高級(jí)裝飾材料、大型吸頂燈具，以及防護(hù)玻璃等透明件的制作。 PC熱性能和力學(xué)性能遠(yuǎn)優(yōu)于有機(jī)玻璃，已部分取代了有機(jī)玻璃用于透明件的制造，如各種賓館、商廈的防護(hù)玻璃，采光用天棚板，以及高級(jí)裝飾材料等。72 透明件 72 透明件 PC板按外觀形狀可分為實(shí)心板、空心板和浪形板； 按外觀顏色可分為無(wú)色透明板和彩色透明板； 按表面形狀可分為光

4、面板和壓紋板； 按性能可分為普通板和抗紫外線(xiàn)板(UV板)。 按抗紫外線(xiàn)的UV助劑使用情況還可分為整體抗紫外線(xiàn)、單面抗紫外線(xiàn)和雙面抗紫外線(xiàn)等不同品種。 PC板顏色有多種，如透明、茶色、灰色、乳白、藍(lán)綠等，是一種新型的高強(qiáng)度、透光建筑材料，是取代玻璃、有機(jī)玻璃的最佳建材。這種板材單層實(shí)心板厚度為2.0mm、3.0mm和45mm；雙層板厚度為6.0mm、8.0mm、10.0mm和三層以上多層組合板厚度為12.7mm，最厚者可達(dá)16mm。 PC板比夾層玻璃、鋼化玻璃、中空玻璃等更具質(zhì)量輕、耐候、超強(qiáng)、阻燃、隔聲等優(yōu)異性能。721 PC板材的性能 PC板性能特點(diǎn):1） 抗沖擊性，比玻璃高250倍，比有機(jī)

5、玻璃高15倍。經(jīng)得起臺(tái)風(fēng)、暴風(fēng)雨、冰雹、大雪、熱氣流的考驗(yàn)，非人力可以打破，是良好的安全、防盜材料，為目前韌性最好的透明建筑材料。 2）耐磨性，經(jīng)抗紫外線(xiàn)鍍膜處理后的PC板，耐磨性可提高數(shù)倍，與玻璃相近。 3）防盜，防槍擊， PC可以與玻璃一起壓成安全窗，用于醫(yī)院、學(xué)校、圖書(shū)館、銀行、使館和監(jiān)獄。721 PC板材的性能 (5)熱性能 在無(wú)載荷的短期最高工作溫度可達(dá)12l；在無(wú)載荷的長(zhǎng)期工作溫度可達(dá)82。具有優(yōu)良的隔熱性能，在相同厚度條件下，PC板的隔熱性能比玻璃高16左右，能有效阻隔熱能傳輸。無(wú)論冬天保暖，還是夏季阻止熱氣侵入，PC板都可有效地降低建筑能耗、節(jié)省能源。 721 PC板材的性能

6、(6)燃燒性能 緩燃，燃燒時(shí)不產(chǎn)生有毒氣體，其煙霧濃度低于木材、紙張。為一級(jí)難燃材料，符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。 標(biāo)準(zhǔn)樣品經(jīng)過(guò)30s的燃燒，其燃燒長(zhǎng)度未超過(guò)25mm，在熱空氣高達(dá)467時(shí)，才分解出易燃?xì)怏w。消防性能合格。721 PC板材的性能 (7)抗化學(xué)腐蝕 對(duì)酸、酒精、果汁、飲料無(wú)任何反應(yīng)； 對(duì)某些化合物(如胺、酯、鹵代烴、油漆沖淡劑)的抗化學(xué)腐蝕性差。 721 PC板材的性能 PC板的生產(chǎn)工藝為擠出成型，所需主要設(shè)備為擠出機(jī)。加工前，物料應(yīng)嚴(yán)格干燥，使其含水量在0.02以下。料斗為真空干燥料斗，有時(shí)需串聯(lián)幾個(gè)。機(jī)身溫度應(yīng)控制在230-350，由后向前逐步提高。采用兩層共擠工藝在PC板的表面覆一層含抗

7、紫外線(xiàn)(UV)的薄層，即表層含有UV助劑而底層不含UV助劑。這兩層在機(jī)頭里復(fù)合，擠出后成為一體。722 聚碳酸酯板的生產(chǎn)工藝 l體育館屋頂采光扳 采光板是由單層和多層聚碳酸酯薄片制成。PC板材在很大程度上可減少光能的傳輸，同時(shí)提供高程度光透射，并在降溫和增亮效果中使能源成本得到節(jié)省。廣泛應(yīng)用于圓屋項(xiàng)、天窗、走道、溫室，以及其他需要高光而將余熱限制到最小程度的場(chǎng)所。723 應(yīng)用實(shí)例 2防彈玻璃 現(xiàn)代社會(huì)中，持械與持槍暴力事件時(shí)有發(fā)生，犯罪工具也逐步升級(jí)。這就促使安全防范領(lǐng)域中使用更高等級(jí)的采光材料。美國(guó)通用電氣(GE)公司發(fā)明并生產(chǎn)的組合防彈采光板和貼防盜防砸采光板可以滿(mǎn)足這種要求。 723 應(yīng)

8、用實(shí)例 組合防彈采光板是嵌彈式防彈，它是由多層PC板材與LR膠膜經(jīng)高溫組合在起，表面為GE專(zhuān)利的防磨表層。其特點(diǎn)有：防彈等級(jí)高，有效阻止由各式手槍到AK47步槍的近距離射擊；不跳彈不產(chǎn)生濺射，為嵌彈式防彈，完全吸收子彈的沖擊動(dòng)能；防密集射擊，經(jīng)多發(fā)子彈密集射擊不產(chǎn)生嚴(yán)重裂紋，保持受彈部位四周清澈透明；防撞擊，聚碳酸酯材料有著大于100的拉斷延伸率，重物擊打不破不裂。723 應(yīng)用實(shí)例 曝房節(jié)能雙壁PC頂板 GE歐洲建筑產(chǎn)品公司與農(nóng)業(yè)和環(huán)境工程學(xué)院(IMAG)，共同開(kāi)發(fā)了一種全新的鋸齒形結(jié)構(gòu)雙壁聚碳酸酯(PC)板用作暖房屋頂，具有與單層玻璃同樣的透光率，鋸齒形結(jié)構(gòu)又能反射光到暖房，提高暖房溫度。雙

9、壁鋸齒形結(jié)構(gòu)板比一般雙壁PC板強(qiáng)度高，且保溫性更好。723 應(yīng)用實(shí)例 由于雙壁鋸齒形PC屋頂板保溫性好，根據(jù)不同作物種類(lèi)熱量和通風(fēng)要求，減少峰能(能耗最高時(shí))消耗最多可達(dá)50，每年能節(jié)省能源20-40，因而返回PC板等生產(chǎn)裝置投資。723 應(yīng)用實(shí)例 1ABS管材 ABS主要特點(diǎn)是表面硬度高，性能穩(wěn)定、耐熱、耐腐蝕，且大毒無(wú)味，對(duì)替代不銹鋼管、襯膠管、鍍鋅管等。具有優(yōu)良的抗沉積性，能保持熱量，不使油污固化、結(jié)渣、堵塞管道，因此被認(rèn)為是衛(wèi)生系統(tǒng)中下水、排污、透氣的理想管材。ABS管比紫銅管、黃銅管更能保持熱量并有極高的韌性，能避免嚴(yán)寒天氣裝卸運(yùn)輸?shù)膿p壞。在受到高的屈服應(yīng)變時(shí)，能回復(fù)到原尺寸而不會(huì)損

10、壞。73 管材 2 UHMWPE管 UHMWPE最引入注目的一個(gè)特性是它具有極高的耐磨性。UHMWPE的耐磨性比PA66高4倍左右，比HDPE和HPVC高9倍左右，比PTFE高2.5倍左右，比PU高5倍左右。 73 管材 UHMWPE良好的耐化學(xué)腐蝕特性。除濃硝酸和濃硫酸外，它在所有的堿液、酸液和鹽液中都不會(huì)受到腐蝕，且可在低于80的濃鹽酸中應(yīng)用。它在質(zhì)量分?jǐn)?shù)小子20的硝酸及質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于75的硫酸中是穩(wěn)定的。73 管材 優(yōu)越的抗沖擊性能 它的沖擊強(qiáng)度是PC的2倍、ABS的5倍、POM和PBT的8倍。它在液氮溫度(-196)下也能保持優(yōu)異的沖擊強(qiáng)度，并且在液氮溫度(-196)仍有延展性。這一特性

11、正是其他塑料所沒(méi)有的。它在反復(fù)沖擊后表面硬度會(huì)更高，這點(diǎn)對(duì)抗氣蝕作用很有好處。73 管材 UHMWPE是所有塑料中最耐磨、韌性最好的塑料。除耐腐性和耐熱性外，UHMWPE可與“塑料王”P(pán)TFE相媲美，尤其是極高的耐磨性、自潤(rùn)滑件、耐腐蝕和耐結(jié)垢性、耐沖擊、剛老化等綜合性命是其他任何塑料樹(shù)所無(wú)可比擬的，故它的應(yīng)用價(jià)值極高。 UHMWPE管材直徑最大為800mm，相關(guān)管件也能配套生產(chǎn)，管道焊接和安裝技術(shù)安全可靠，管于內(nèi)表面光滑，可以增加流量20%左右，耐老化，使用壽命60年以上。由于韌性好，可減少或不用伸縮節(jié)，因此，UHMWPE管道的綜合經(jīng)濟(jì)性能是各種管道中最好的。73 管材 聚偏氟乙烯管材（PV

12、DF) (PVDF)，是含氟樹(shù)脂中綜合性能最好的一種樹(shù)脂，具有耐熱、耐腐、耐磨、抗老化、抗紫外線(xiàn)幅射、力學(xué)性能好諸多特點(diǎn)。制品可用于防腐工程中一些條件苛刻場(chǎng)合，用于輸送有毒、有害化學(xué)品。73 管材 ABS、ASA、POM、PMMA、PC、尼龍66等工程塑料經(jīng)擠出成型可制得各種規(guī)格的板材。這類(lèi)板材強(qiáng)度高，剛性大，耐熱性?xún)?yōu)良，尺寸穩(wěn)定性好，又具有良好的抗疲勞、耐蠕變等性能。在建筑領(lǐng)域可用于制造各種裝飾材料，如墻壁板、門(mén)板、天花板、樓梯扶手等。另外，這類(lèi)工程塑料板還大量用于制作道路指示牌、室外廣告牌、展覽板以及各種家具等。7.4 板材 PTFE涂層玻璃布膜材 1988年用聚四氟乙烯(FTFE)涂覆的

13、玻璃布建筑膜材問(wèn)世，從此在建筑領(lǐng)域內(nèi)引入了新穎的建筑材料和設(shè)計(jì)理念。玻璃布保證了力學(xué)強(qiáng)度，PTFE涂層起到保護(hù)作用。兩者的結(jié)合使這兩種材料的優(yōu)良性能互為補(bǔ)充，獲得了建筑師的青睞。7.5 膜材 涂層玻璃布建筑膜材可構(gòu)建公共設(shè)施（如體育場(chǎng)、展覽館、娛樂(lè)中心、游泳池、溜冰場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)、商業(yè)街、拱廊、涼亭等)的頂篷，這稱(chēng)為天篷式建筑。 7.5 膜材 玻璃布建筑膜材的主要材料是用PTFE涂覆的超細(xì)玻璃纖維布，這種膜材結(jié)合了玻璃纖維和PTFE的優(yōu)點(diǎn)。具有下面的優(yōu)點(diǎn)：1）質(zhì)輕2）高強(qiáng)度3）耐候，可使用25年4）防火5）可熔焊6）隔聲不透水。7.5 膜材 應(yīng)用實(shí)例1 英國(guó)“千年穹頂”(又譯作“干禧宮”)7.5 膜材 千年穹頂位于英國(guó)倫敦格林尼治天文臺(tái)附近的泰晤士河邊，是由PTFE涂層玻璃布構(gòu)筑成的一個(gè)高為50m，直徑為325m的拱頂（120畝）。玻璃布由系