建筑材料第九章有機高分子材料

第九章有機高分子材料

第一節(jié)高分子化合物的基本知識

第二節(jié)建筑塑料

第三節(jié)建筑涂料

第四節(jié)建筑膠粘劑有機高分子材料是以有機高分子化合物為主要組分的材料。有機高分子材料分為天然高分子材料和合成高分子材料兩大類，木材、天然橡膠、棉織品、瀝青等都是天然高分子材料；而現(xiàn)代生活中廣泛使用的塑料、橡膠、化學纖維以及某些涂料、膠粘劑等，都是以高分子化合物為基礎(chǔ)材料制成的，這些高分子化合物大多數(shù)又是人工合成的，故稱為合成高分子材料。高分子材料是現(xiàn)代工程中不可缺少的一類材料，由于有機高分子合成材料的原料（石油、煤等）來源廣泛，化學結(jié)合效率高，產(chǎn)品具有多種建筑功能且質(zhì)輕、強韌、耐化學腐蝕、多功能、易加工成型等優(yōu)點，因此在建筑工程中應用日益廣泛，不僅可用作保溫、裝飾、吸聲材料，還可用作結(jié)構(gòu)材料代替鋼材、木材。一、高分子化合物的定義及反應類型：定義：是由千萬個原子彼此以共價鍵連接的大分子化合物,常稱聚合物或高聚物。其分子量一般>104。高分子化合物有天然的，也有人工合成的。工業(yè)用高分子材料主要是人工合成的。高分子化合物的定義及反應類型:

（1）加聚反應（2）縮聚反應

第一節(jié)高分子化合物的基本知識1．加聚反應

加聚反應是由許多種相同或不同的低分子化合物，在加熱或催化劑的作用下，相互加合成高聚物而不析出低分子副產(chǎn)物的反應。其生成物稱為加聚物（或加聚樹脂），加聚物具有與單體類似的組成結(jié)構(gòu)。如：乙烯聚乙烯環(huán)氧乙烷聚環(huán)氧乙烷高分子化合物的定義及反應類型:其中n代表單體的數(shù)目，稱為聚合度。N值越大，聚合物的分子量越大。工程中常見的加聚物有：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯等。

2、縮聚反應

縮聚反應是由許多相同或不同的低分子化合物，在加熱或催化劑的作用下，相互結(jié)合成高聚物并析出水、氨、醇等低分子副產(chǎn)物的反應。其生成物稱為縮聚物（也稱縮合樹脂）?？s聚物的組成與單體完全不同，例如：苯酚和甲醛兩種單體經(jīng)縮聚反應得到酚醛樹脂。

特點：（1）所用單體是帶有兩個或兩個以上-OH,-COOH,-NH2等反應基團的化合物。（2）是通過一連串的縮合反應來完成的。和低分子的縮合反應一樣。都是可逆反應。相對分子量隨反應時間增加而逐漸增大，但單體的轉(zhuǎn)化率卻幾乎與反應時間無關(guān)。工程中常用的縮聚物有：酚醛樹脂、脲醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂及有機硅樹脂等。二、高分子化合物的分類及主要性質(zhì)1、高分子化合物的分類按用途分類：塑料、橡膠、纖維、膠粘劑、涂料等。按聚合物反應類型分類：加聚物和縮聚物。按聚合物的熱行為分類：為熱塑性聚合物和熱固性聚合物按主鏈上的化學組成分類：為碳鏈聚合物、雜鏈聚合物和元素有機聚合物

按產(chǎn)源分類：按加熱時的性質(zhì)分類：熱塑性聚合物熱固性聚合物受熱時的特點受熱時軟化，冷卻后固化。此過程可以反復進行。成型前分子量較低，經(jīng)加工后固化成型為制品，再受熱則制品破壞。此過程不可逆。性能差異密度、熔點較低；耐熱性較差；剛度小；但抗沖擊韌性較好。密度。熔點較高；耐熱性較好；剛度大；但質(zhì)地硬脆。天然有機高分子材料木材、天然橡膠、瀝青等合成有機高分子材料塑料、橡膠、化學纖維按分子鏈的幾何形狀分類：線性結(jié)構(gòu)、直鏈型結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu)（或稱網(wǎng)狀型結(jié)構(gòu)）三種。

2、高分子化合物的性質(zhì)（1）物理力學性質(zhì)1）密度較小，一般為0.8-2.2g/cm3，只有鋼材的1/8-1/4，混凝土的1/3，鋁的1/2。2）比強度高（為輕質(zhì)高強材料），但力學性質(zhì)受溫度變化的影響很大。3）導熱性?。ū馗魺嵝阅芎茫?）電絕緣性能好。（2）化學及物理化學性質(zhì)1）易老化2）耐腐蝕性能較強3）具有可燃性，且在燃燒過程中會釋放有毒氣體返回鍵第二節(jié)建筑塑料塑料是以合成高分子化合物或天然高分子化合物為只要基料，與其他原料在一定條件下經(jīng)混煉、塑化成型，在常溫常壓下能保持產(chǎn)品形狀不變的材料。塑料在一定的溫度和壓力下具有較大的塑性，容易做成所需要的各種形狀尺寸的制品，而在成型后，在常溫常壓下又能保持既得的形狀和必需的強度。一、塑料料的基本本組成與與性質(zhì)組成含量主要作用合成樹脂30～60％起膠粘劑作用填料40～70％可提高塑料的強度、硬度、耐熱性、耐老化性、抗沖擊性等增塑劑提高塑料加工時的可塑性、流動性，以及塑料制品的彈性和柔軟性固化劑用于熱固性樹脂中著色劑染料、顏料使塑料制品具有鮮艷的色彩和光澤其他助劑改善和調(diào)節(jié)塑料的其他性能優(yōu)點輕質(zhì)高強強加工性能能好導熱系數(shù)數(shù)小，絕絕熱性好好裝飾性優(yōu)優(yōu)異多功能經(jīng)濟性好好缺點耐熱性差差、易燃燃易老化熱膨脹性性大剛度小二、常用用建筑塑塑料名稱代號主要特性主要用途聚乙烯PE若軟性好，耐低溫性能好，加工性能好；剛度差，耐熱性能差，耐老化性能差。防水材料、給排水管、絕緣材料聚氯乙稀PVC耐化學腐蝕和電絕緣性能優(yōu)良，難燃；但耐熱性能較差，高溫時易降解是建筑中應用最多的塑料聚苯乙烯PS電絕緣性能好，耐輻射，加工性好；但脆性大，耐沖擊和耐熱性能差。主要以泡沫塑料的形式作為隔熱材料聚丙烯PP耐腐蝕性能優(yōu)良，力學性能和剛性超過聚乙烯，耐疲勞性和耐應力開裂性好，但收縮率較大，低溫脆性大。管材、衛(wèi)生潔具、模板等ABS塑料強度、剛性高、沖擊韌性好、硬度大、耐化學腐蝕性強、易加工等。建筑五金、各種管材、模板、異型管酚醛樹脂PF電絕緣性能和力學性能良好。堅固耐用、尺寸穩(wěn)定、不易變形生產(chǎn)各種層壓板、玻璃鋼制品、涂料三、常用用建筑塑塑料制品品玻璃鋼（（GRP）：以以玻璃纖纖維為增增強材料料，以合合成樹脂脂為基體體，經(jīng)成成型、固固化而成成的固體體材料。。玻璃鋼鋼制品具具有良好好透光性性和裝飾飾性，且且強度高高，重量量輕，具具有良好好耐化學學腐蝕性性能和電電絕緣性性能，加加之成型型工藝簡簡單靈活活，在建建筑衛(wèi)生生潔具上上被廣泛泛使用。。水暖工程程材料：：給排水水管、各各種管件件、衛(wèi)生生潔具防水工程程材料：：防水卷卷材、防防水涂料料、密封封材料、、止水帶帶隔熱材料料：泡沫沫塑料、、現(xiàn)場發(fā)發(fā)泡的泡泡沫塑料料裝飾材料料：塑料料地板、、地毯、、壁紙、、建筑涂涂料、塑塑料門窗窗、塑料料吊頂、、塑料隔隔斷等塑料管件件塑料門窗窗返回鍵第三節(jié)建建筑涂料料建筑涂料料簡稱涂涂料，是是指涂覆覆于物體體表面，，能與基基體材料料牢固粘粘結(jié)并形形成連續(xù)續(xù)完整面面堅韌的的保護膜膜，具有有防護、、裝飾及及其他特特殊功能能的物質(zhì)質(zhì)。建筑涂料料能以其其豐富的的色彩和和質(zhì)感裝裝飾美化化建筑物物，并能能以其某某些特殊殊功能改改善建筑筑物的使使用條件件，延長長建筑物物的使用用壽命，，同時，，建筑涂涂料具有有涂飾作作業(yè)方法法簡單，，施工效效率高，，自重小小，便于于維護更更新，造造價低等等優(yōu)點。。因而建建筑涂料料已成為為應用十十分廣泛泛的裝飾飾材料。。一、建筑筑涂料的的功能和和分類1、建筑筑涂料的的功能裝飾功能能：可通過不不同的涂涂飾方法法，形成成各種紋紋理、圖圖案和不不同程度度的質(zhì)感感，達到到美化環(huán)環(huán)境及裝裝飾建筑筑物的作作用。保護功能能：建筑物在在使用中中，結(jié)構(gòu)構(gòu)材料會會受到環(huán)環(huán)境介質(zhì)質(zhì)的破壞壞，而涂涂料使結(jié)結(jié)構(gòu)材料料與環(huán)境境中的介介質(zhì)隔開開，可減減緩這種種破環(huán)作作用，延延長建筑筑物的使使用性能能；同時時涂膜具具有一定定的硬度度、強度度、耐磨磨、耐候候、耐蝕蝕等性質(zhì)質(zhì)，可提提高建筑筑物的耐耐久性。。其他特殊功功能：除了上述功功能外，一一些涂料還還具有各自自的特殊功功能，進一一步適應各各種特殊使使用的需要要，如防水水、防火、、吸聲隔聲聲、隔熱保保溫、防輻輻射等。2、建筑涂涂料的分類類有機涂料無機涂料有機－無機涂料外墻涂料內(nèi)墻涂料頂棚涂料地面涂料屋面防水涂料1、按主要要成膜物質(zhì)質(zhì)分：2、按使用用部位分：：3、按分散散介質(zhì)和主主要成膜物物質(zhì)的溶解解情況分：：溶劑型涂料水溶型涂料乳液型涂料二、涂料的的組成主要成膜物質(zhì)將涂料中的其他組分粘結(jié)成為一體。具有獨立成膜能力，決定涂料的使用和所形成涂膜的主要技術(shù)性能。分為樹脂和油料兩類。次要成膜物質(zhì)是涂料中的各種顏料。使得涂膜著色，并賦予涂膜良好的遮蓋力，增加涂膜質(zhì)感，改善涂膜性能，降低涂料成本。溶劑（稀釋劑）有機溶劑水助劑改善涂料性能，提高涂膜質(zhì)量的輔助材料三、有機建建筑涂料常用的有機機涂料有以以下三種類類型：溶劑型涂料料水溶型涂料料乳液型涂料料1、溶劑型型建筑涂料料組成以高分子合合成樹脂或或油脂為主主要成膜物物質(zhì)，以有有機溶劑為為稀釋劑，，再加入適適量的顏料料、填料及及助劑，經(jīng)經(jīng)研磨而成成的涂料。。優(yōu)點涂膜細膩、、光潔、堅堅韌，有較較好的硬度度、光澤，，耐水性、、耐候性、、耐酸堿性性能及氣密密性較好。。缺點易燃，溶劑劑揮發(fā)時對對人體有害害，施工時時要求基層層干燥，涂涂膜透氣性性差，價格格較貴。2、水溶型型建筑涂料料組成以水溶性合合成樹脂為為主要成膜膜物質(zhì)，以以水為稀釋釋劑，再加加入適量顏顏料、填料料及助劑經(jīng)經(jīng)研磨而成成的涂料。。優(yōu)點用水作為稀稀釋劑，無無毒，環(huán)保保。成本較較低缺點涂膜耐水性性差，耐候候性不強，，耐洗刷性性差，一般般只能作為為內(nèi)墻涂料料。3、乳液型型建筑涂料料（乳膠漆漆）組成由合成樹脂脂借助乳化化劑的作用用，以0.1～0.5μm的極細微微粒分散于于水中構(gòu)成成的乳液，，并以乳液液作為主要要成膜物質(zhì)質(zhì)，再加入入適量顏料料、填料等等助劑，經(jīng)經(jīng)研磨而成成的涂料。。特點以水稀釋劑劑，價格便便宜，無毒毒、不燃，，對人體無無害，涂膜膜具有一定定透氣性，，涂布時布布需要基層層很干燥，，涂膜耐水水性和耐擦擦洗的性能能較好。應用：室內(nèi)內(nèi)、室外四、無機建建筑涂料無機建筑涂涂料是以堿金屬屬硅酸鹽或或硅溶膠為為主要成膜膜物質(zhì)，加加入相應的的固化劑，，或有機合合成樹脂、、顏料、填填料等配制制而成，主主要用于建建筑物外墻墻。優(yōu)點：與有機涂料料相比，無無機涂料的的耐水性、、耐堿性、、抗老化性性能性能特特別優(yōu)異；；其粘結(jié)力力強，對基基層處理要要求不是很很嚴格，適適用于混凝凝土墻體、、水泥沙將將抹面墻體體、水泥石石棉板、磚磚墻和石膏膏板等基層層；溫度適適應性好，，可在較低低的維度下下施工，最最低成膜溫溫度5℃，，負溫下仍仍可固化；；顏色均勻勻，保色性性好，遮蓋蓋力強，裝裝飾性好；；有良好的的耐熱性，，且遇火不不燃、無毒毒；資源豐豐富，生產(chǎn)產(chǎn)工藝簡單單，施工方方便等。分類：按主要成膜膜物質(zhì)的不不同可分為為：A類：堿金金屬硅酸鹽鹽及混合物物為主要成成膜物質(zhì)，，其代表產(chǎn)產(chǎn)品是JH80-1型無機建建筑涂料。。B類：以硅硅溶膠為主主要成膜物物質(zhì)，其代代表產(chǎn)品為為JH80-2型無無機建筑涂涂料。五、無機-有機建筑筑涂料有機涂料或或無機涂料料雖具有很很多優(yōu)點，，但在單獨獨使用時，，總有這樣樣或那樣的的不足，為為取長補短短，各自發(fā)發(fā)揮優(yōu)勢，，又有無機機、有機相相結(jié)合的復復合涂料出出現(xiàn)。返回鍵第四節(jié)建建筑膠粘粘劑具有良好的的粘結(jié)性能能，能在兩兩個物體表表面間形成成薄膜并把把他們牢固固地粘結(jié)在在一起的材材料通稱為為膠粘劑。。建筑膠劑劑在現(xiàn)代化化建筑施工工中，已成成為裝修工工程、修補補加固工程程重要的建建筑材料，，正在逐步步替代大量量的建筑裝裝修濕作業(yè)業(yè)，為裝修修工程的工工業(yè)化創(chuàng)造造極有利的的條件。一、膠膠粘劑劑的組組成及及分類類組成：：膠粘劑劑通常常是由由主體體材料料（粘粘結(jié)物物質(zhì)））和輔輔助材材料（（固化化劑，，增塑塑劑、、填料料、稀稀釋劑劑、改改性劑劑）配配制而而成。。主體體材料料主要要指粘粘料，，它是是膠粘粘劑中中起粘粘接作作用并并賦予予膠層層一定定機械械強度度的物物質(zhì)，，如各各種樹樹脂、、橡膠膠、瀝瀝青等等合成成或天天然高高分子子材料料以及及硅溶溶膠、、水玻玻璃等等無機機材料料。輔輔助材材料是是膠粘粘劑中中用以以完善善主體體材料料的性性能而而加入入的物物質(zhì)，，如常常用的的固化化劑，，增塑塑劑、、填料料、稀稀釋劑劑、改改性劑劑等。。分類：：膠粘劑劑的分分類方方法很很多，，目前前尚無無統(tǒng)一一的方方法。。按主主要成成分可可分為為有機機物質(zhì)質(zhì)膠粘粘劑和和無機機物質(zhì)質(zhì)膠粘粘劑；；按粘粘劑來來源可可分為為天然然膠粘粘劑和和合成成膠粘粘劑；；按強強度特特性劃劃分為為結(jié)構(gòu)構(gòu)膠粘粘劑、、非結(jié)結(jié)構(gòu)膠膠粘劑劑和次次結(jié)構(gòu)構(gòu)膠粘粘劑；；按固固化條條件的的不同同可分分為溶溶劑型型、反反應型型和熱熱熔型型。二、常常用的的建筑筑膠粘粘劑1、酚酚醛樹樹脂膠膠粘劑劑酚醛樹樹脂膠膠粘劑劑屬熱熱固型型高分分子膠膠粘劑劑，它它具有有很好好的粘粘附性性能，，耐熱熱性、、耐水水性好好。缺缺點是是膠層層較脆脆，經(jīng)經(jīng)改性性后可可廣泛泛用于于金屬屬、木木材、、塑料料、等等材料料的粘粘結(jié)。。2、環(huán)環(huán)氧樹樹脂膠膠粘劑劑環(huán)氧樹樹脂膠膠粘劑劑是由由環(huán)氧氧樹脂脂、硬硬化劑劑、增增塑劑劑，稀稀劑和和填料料等組組成。。具有有粘合合力強強、收收縮小小和良良好的的化學學穩(wěn)定定性，，有效效地解解決了了新舊舊砂漿漿、砼砼層之之間的的界面面粘結(jié)結(jié)問題題。對對金屬屬、木木材、、玻璃璃、橡橡膠、、皮革革等也也有很很強的的粘附附力，，是目目前應應用最最多的的膠粘粘劑，，有“萬能膠膠”之稱。。3、聚聚醋酸酸乙烯烯膠粘粘劑聚醋酸酸乙烯烯膠粘粘劑是是醋酸酸乙烯烯單體體經(jīng)聚聚合反反應而而得到到的一一種熱熱塑性性水乳乳型膠膠粘劑劑，俗俗稱“白乳膠膠”，該膠膠合劑劑具有有良好好的粘粘結(jié)強強度，，以粘粘接各各種非非金屬屬為主主。常常溫固固化速速度較較快，，且且早期期粘合合強度度較高高。可可單獨獨使用用，也也可摻摻入水水泥等等作復復合膠膠使用用。但但其耐耐熱性性較差差，且且徐變變較大大，所所以常常作為為室溫溫下使使用的的非結(jié)結(jié)構(gòu)膠膠。4、聚聚乙烯烯醇縮縮甲醛醛膠粘粘劑聚乙烯烯醇縮縮甲醛醛膠粘粘劑是是由聚聚乙烯烯醇和和醛為為主要要原料料，加加入少少量氫氫氧化化鈉和和水，，在一一定條條件下下縮聚聚而成成。市市面上上常見見的107膠、、801膠膠等均均屬聚聚乙烯烯醇縮縮甲醛醛膠粘粘劑。。這類類膠粘粘劑，，具有有較高高的粘粘結(jié)強強度和和較好好的耐耐水、、耐老老化性性，還還能和和水泥泥復合合使用用，可可顯著著提高高水泥泥材料料的耐耐磨性性、抗抗凍性性和抗抗裂性性，可可用來來膠結(jié)結(jié)塑料料壁紙紙、墻墻布、、瓷磚磚等。。5、丙烯酸酸酯膠粘劑劑丙烯酸酯膠膠劑是以丙丙烯酸酯樹樹脂為基體體配以合適適的溶劑而而成的膠粘粘劑，分為為熱塑性和和熱固性兩兩大類。它它具有粘接接強度高，，成膜性好好，能在室室溫上快速速固化，抗抗腐蝕性、、耐老化性性能優(yōu)良的的特點?？煽捎糜谀z接接木材、紙紙張、皮革革、玻璃、、陶瓷、有有機玻璃、、金屬等。。常見的501膠、、502膠膠即屬熱固固性丙烯酸酸酯類膠膠膠粘。如何根據(jù)材材料性質(zhì)及及環(huán)境條件件，正確選選取用膠粘粘劑，是保保證膠接質(zhì)質(zhì)量的必要要條件。選擇膠粘劑劑的基本原原則有以下下幾個方面面：用膠粘粘劑時注意意：了解粘結(jié)材材料的品種種和特性。。根據(jù)被粘粘材料的物物化性質(zhì)選選擇適合的的膠粘劑。。了解粘結(jié)材材料的使用用要求和環(huán)環(huán)境。即粘粘結(jié)部位的的受力情況況、使用溫溫度、耐介介質(zhì)及耐老老化性、耐耐酸堿性等等。了解粘接工工藝性。即即根據(jù)粘結(jié)結(jié)結(jié)構(gòu)的類類型采用適適宜的粘接接工藝。了解膠粘劑劑組分的毒毒性。了解膠粘劑劑的價格和和來源難易易。在滿足足使用性能能要求的前前提下，盡盡可能的選選用價廉的的、來源容容易的、通通用性強的的粘結(jié)劑。。為了提高粘粘結(jié)劑在工工程中的粘粘結(jié)強度