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1、合成高分子材料合成高分子材料主要包括合成树脂、合成橡胶和合成纤维三大类。合成树脂主要用于制备建筑塑料、建筑涂料和胶粘剂等，是用量最大的合成高分子材料。合成橡胶主要用于防水密封材料、桥梁支座和沥青改性材料等，用量仅次于合成树脂。 合成纤维主要用于土工织物、纤维增加水泥、纤维增加塑料和膜构造用膜材料等，用量也在不断增加。高分子化合物的概述根本学问一、根本概念高分子化合物又称高聚物或聚合物，其分子量很大，一般为 104106。其分子往往由很多一样的、简洁的构造单元，通过共价键重复连接而成。其中每个单元称为“链节”，构造单元的重复数量称为“聚合度”。二、聚合物的分类按聚合物的来源：自然聚合物和合成聚合
2、物； 按分子构造：线型聚合物和体型聚合物；按聚合物受热的行为： 热塑性聚合物和热固性聚合物；按主链元素：碳链高分子主链只含碳元素、杂链高分子主链含碳、氧、氮、磷等元素、元素有机高分子主链不含碳元素和无机高分子主链不含有机元素。三、聚合物的命名自然聚合物用专知名称，如纤维素、淀粉、蛋白质等；合成聚合物在单体名称前加上“聚”字，例如聚氯乙烯、聚苯乙烯等；也可在原料名称后加“树脂”、“橡胶”、“纤维”等来命名.四、聚合反响由低分子单体合成聚合物的反响叫做聚合反响。聚合反响按单体和聚合物在组成和构造上发生的变化，分为加聚反响和缩聚反响两大类。加聚反响：以单体通过加成的方式，聚合形成聚合物的反响。缩聚反
3、响：含有两个以上官能团的单体，通过官能团间的反响生成聚合物的反响。缩聚反响聚合物分子链增长过程是逐步反响，同时伴有低分子副产物如水、氨、甲醇等的生成。聚合物的构造与性质 一、聚合物的分子构造分为为线型聚合物和体型聚合物。一线型聚合物定义：线型聚合物的大分子链排列成线状主链如图 81a，有时带有支链如图 81b，且线状大分子间以分子间力结合在一起。具有线型构造的聚合物包括全部加聚树脂和局部缩 聚树脂。特性：具有线型构造的树脂，强度较低，弹性模量较小，变形较大，耐热、耐腐蚀性较差， 且可溶可熔。支链型聚合物因分子排列较松，分子间作用力较弱，因而密度、熔点及强度等低干线型聚合物。线型聚合物树脂均为热
4、塑性树脂。二体型聚合物定义：线型大分子通过化学键交联作用而形成的三维网状构造，又称网状或体型构造如图81c，局部缩合树脂具有体型构造交联或固化前也为线型或支链型分子。特性：缩合树脂的强度高，弹性模量较大，变形较小，较硬脆，且塑性小，耐热性、耐腐蚀性较好，不溶不熔。体型聚合物树脂均为热固性树脂。二、聚合物的聚拢态构造定义：聚拢态构造就是指分子链间的排列、堆砌方式和规律。可分为晶态构造、非晶态构造、取向态构造和织态构造等聚拢状态。晶态构造：聚合物的结晶为局部结晶，即在结晶聚合物中存在“晶区”和“非晶区”，且大分子链可以同时跨越几个晶区和非晶区。晶区所占的百分比称为结晶度。结晶度越高，则聚合物的密度
5、、弹性模量、强度、耐热性、折光系数等越高，而冲击韧性、粘附力、断裂伸长率、溶解度等越低。晶态聚合物一般为不透亮或半透亮状，非晶态聚合物则一般为透亮状。体型聚合物只有非晶态构造。取向态构造：指聚合物在一维或二维方向的有序排列构造。取向在工业生产中得到了广泛应用。例如，在合成纤维生产中，承受热牵引工艺，使分子链取向，可提高纤维的强度和弹性模量。聚乙烯纤维未取向时的抗拉强度约为 6080MPa，而取向后的强度可达 800MPa。织态构造：指将两种或两种以上的聚合物或不同分子量的同种聚合物混合而得到的材料结 构，属非均相体系构造。由一个分散相和一个连续相组成的两相共混物应用最多。三、聚合物的物理状态和
6、特点聚合物的物理状态可依据温度变形曲线划分，线型非晶态聚合物分为玻璃态、高弹态和粘流态三种物理状态。玻璃化转变温度Tg：温度上升到 Tg 以上后，分子动能增加，分子链段能运动，但大分子链的运动仍被冻结，聚合物弹性模量较小，在外力作用下，产生较大的变形，且变形是可恢复的，这种状态称为高弹态。玻璃化转变粘流温度Tf：当温度上升 Tf 到以上后，分子动能增加到链段和整个大分子链都可以运动，聚合物成为可以流淌的粘稠液体，此时，聚合物在外力作用下，分子间相互滑动，产生粘性流淌，外力除去后保持变形，变形不行逆。四、聚合物的老化定义：在使用过程中，聚合物会由于光、热、空气氧和臭氧等的作用而发生构造或组成的变
7、化，从而消灭各种性能劣化现象，如消灭变色、变硬、龟裂、发粘、发软、变形、斑点、机械强度降低等，称为聚合物的老化。分类：聚合物的老化分为热老化和光老化两类。常用的聚合物一、合成树脂一热塑性树脂1. 聚乙烯(PE)定义：聚乙烯PE是由乙烯单体聚合而成的，依据聚合反响时承受的引发剂、聚合条件的不同可得到性质不同的产品。分类：高压聚乙烯和低压聚乙烯。超高分子量聚乙烯UHMWPE和线性低密度聚乙烯LLDPE。性质：聚乙烯塑料无臭、无毒，原料来源丰富，价格较低，且具有优异的耐低温性最低使用温度可达70100、化学稳定性、电绝缘性和加工性能。用途：在建筑中，聚乙烯主要用于生产防水材料薄膜、卷材等、给排水管材
8、冷水、电绝缘材料、水箱和卫生洁具等。2. 聚氯乙烯(PVC)定义：氯乙烯通过自由基聚合，用悬浮法、乳液法或本体法制成白色粉未或糊状的树脂。 性质：有良好的耐化学腐蚀性，但质脆而硬，较少弹性。通过添加增塑剂可以改善 PVC的柔韧性。用途：硬质聚氯乙烯主要用作天沟、落水管、外墙覆面板、天窗及给排水管。软质聚氯乙烯常加工为片材、板材、型材等，如卷材地板、块状地板、壁纸、防水卷材和止水带等。在PVC 中混入大量的碳酸钙制成钙塑料可以提高塑料的硬度、降低本钱，用于代替钢材和木材制作塑料门窗、楼梯扶手、地板、天花板和电线套管等，将 PVC 轻度发泡可以制成塑料地毯和塑料壁纸等。3. 聚苯乙烯(PS)定义：
9、聚苯乙烯PS的均聚物是由苯乙烯单体聚合而得。性质：质地坚硬，化学性能和电绝缘性能优良，易于成型出各类颜色明媚、外表光滑的制品。但 PS 耐热性差、质脆。用途：改性后可以用于建筑中聚苯乙烯主要用于制作泡沫塑料，其隔热保温性能优异。此外， 聚苯乙烯也常用于涂料和防水薄膜的生产。ABS 树脂主要用于生产塑料装饰板和管材等。还有常用的安居板。4. 聚丙烯(PP)5. 聚甲基丙烯酸甲酯PMMA聚甲基丙烯酸甲酯PMMA是透亮、无毒无味的无定形热塑性树脂，其最大优点是具有 优异的光学性能，对可见光的透过率可达 92，对紫外线的透过率达 73.5，均优于一般无机硅酸盐玻璃，并具有较好的耐气候老化性，质轻约为无
10、机玻璃的 1/2，抗冲击强度较高。 在建筑中，聚甲基丙烯酸甲酯主要用作采光天窗、防震玻璃、室内装饰等，以适当方式对其增加后，也可用于制作透亮管材及其他建筑制品。二热固性树脂1. 酚醛树脂PF定义：酚醛树脂是酚类和醛类化合物经缩聚反响而得的树脂的统称，其中应用较多的是苯酚甲醛缩聚物PF。当所用催化剂的酸碱性以及苯酚甲醛比例不同时，可以生成热塑性或热固性酚醛树脂，两者能相互转化。特点：有较好的电性能，密度低，强度较高，具有很高的热强度等，但质脆，抗冲击性能差。用途：主要用于制造各种层压板和玻璃纤维增加塑料，以及防水涂料、木构造用胶等。2. 脲醛树脂UF定义及特点：脲醛树脂是由甲醛和尿素缩聚而成的聚
11、合物，它具有耐燃、耐电弧、易着色、外表硬度高、而溶剂、本身呈透亮状等特点。因此，可制成外表光滑、颜色鲜亮的玉状制品俗称“电玉”，但耐湿性差，受潮气和水的作用易发生变形或开裂，而且耐热性较差。用途：脲醛树脂主要用于生产木丝板、胶合板、层压板等。经发泡处理后，可制得一种硬质泡沫塑料，用作填充性绝缘材料。经过改性处理的脉醛树脂还可用于制造涂料、胶粘布等。3. 不饱和聚脂树脂UP定义：不饱和聚酯树脂UP是指分子链主链上含有不饱和键的聚酯。特点：多样化，硬质的、有弹性的、松软的、耐腐蚀的、耐气候老化的或耐燃的，这些性能上的变化形成了 UP 在应用上的多样化。用途：用于制造涂料、玻璃纤维增加塑料以及聚合物
12、混凝土的胶结料中，可用于墙面、地面装饰，制作人造大理石，具有装饰性好、耐磨等特点。4. 环氧树脂EP环氧树脂EP是分子构造中含有环氧基的聚合物。环氧树脂的种类很多，其中用途最广 的是环氧氯丙烷与双酚 A 缩聚得到的双酚 A 型环氧树脂，这种环氧树脂是线型构造，具有热塑性，应用时必需参与固化剂，使环氧树脂固化。固化剂品种很多，常用的有胺类、酸酐类等。固化后的环氧树脂具有强度高、粘结力强、收缩率小、耐水、耐化学腐蚀性和电绝绣性好等特点，不耐高温。环氧树脂主要用于构造胶粘剂、玻璃纤维增加塑料、聚合物混凝土以及防底涂料和地坪材料等。二、合成橡胶定义: 橡胶是玻璃化转变温度Tg 较低，在室温下具有高弹性
13、的聚合物。特点：在-50150范围内，具有极为优异的弹性，在外力作用下，变形量可以到达百分 之几百，并且在外力取消后，变形可完全恢复。此外，橡胶还具有良好的抗拉强度、耐疲乏强度，良好的不透水性、不透气性、耐酸碱腐蚀性和电绝缘性等。由于橡胶良好的综合性能， 在土木工程中，广泛用作防水材料和密封材料等。分类: 橡胶按来源分为自然橡胶和合成橡胶。一丁基橡胶IIR定义: 丁基橡胶是通过异丁烯与异戊二烯聚合制备的结晶性非极性橡胶。特点：丁基橡胶最独特的性能是气密性格外好，水渗透率极低，其耐热性、耐气候老化性能、耐臭氧老化性能也很好。但弹性较低、工艺性能较差、硫化速度慢、粘着性和耐油性等也较差。用途：丁基
14、橡胶主要用作防水卷材和防水密封材料。二氯丁橡胶CR定义: 氯丁橡胶是通过氯丁二烯聚合制备的结晶性橡胶，。氯丁橡胶是全部合成橡胶中密度最大的，其相对密度约为 1.231.25，呈浅黄色或棕褐色。特点：其抗拉强度较高，透气性、耐磨性较好，不易老化，耐油、耐热、难燃、耐臭氧、耐酸碱腐蚀性好，粘结力较强。其缺点是对浓硫酸和浓硝酸的抵抗力较差，电绝缘性也较差。用途：氯丁橡胶被广泛地用于胶粘剂、门窗密封条、胶带等。三乙丙橡胶EPM定义: 乙丙橡胶是以乙烯、丙烯为主要单体原料共聚的无定形橡胶。依据是否参与第三单体可分为二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶两大类。三元乙丙橡胶生产和使用较多。特点：有优异的耐老化性能，是
15、现有通用橡胶中耐老化性能最好的，能长期在阳光、潮湿、严寒的自然环境中使用；耐热性能好，可在 120的环境中长期使用，最高使用温度达 150， 具有较好的低温性能，最低极限使用温度可达-50或更低；具有较好的耐化学腐蚀、耐热 水和水蒸气性能；密度是全部橡胶中最低的，其缺点是硫化速度慢，自粘性与互粘性较差， 耐燃性、耐油性和气密性差。用途：主要用于生产防水卷。四丁苯橡胶SBR定义: 丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯的共聚物，通过调整苯乙烯的含量可以得到不同性能的丁苯橡胶，丁苯橡胶SBR是产量和消耗量最大的合成橡胶。特点：纯丁苯橡胶的强度低，须增加后才具有实际使用价值；其弹性、耐寒性较差，耐撕裂性和粘着性能
16、均较自然橡胶差。但耐热性、耐老化性、耐磨性均优于自然橡胶。用途：主要用于铺地材料和沥青改性。五硅橡胶SR六热塑性弹性体三、合成纤维分类：纤维可分为自然纤维如羊毛、蚕丝、棉花、麻等和化学纤维两大类，化学纤维按其聚合物来源又可分为人造纤维和合成纤维两类，人造纤维是以自然聚合物为原料经过化学 处理后再加工制成的，如粘胶纤维、醋酸纤维、硝酸纤维等；合成纤维是由合成的聚合物制得的，有聚酯纤维、聚酞胺纤维、聚丙烯睛纤维、聚丙烯纤维等品种。一聚酯纤维确实良定义：聚酯纤维是大分子链中的各链节与酯基相连的聚合物纺制而成的合成纤维。特点：聚酯纤维弹性好、强度大、模量高、吸湿性低、耐热性、耐磨性、耐光老化性能好。用
17、途：用于土工织物。二聚酰胺纤维锦纶定义：聚酰胺纤维是分子主链由酰胺键连接起来的一类合成纤维。特点：耐磨性格外好，强度、耐冲击性、弹性、耐疲乏性也很好，而且密度小；聚酰胺纤维的模量低、耐光性、耐热性、抗静电性、染色性、吸湿性较差。用途：用于绳索、化纤地毯等。三聚丙烯腈纤维定义：聚丙烯腈纤维是承受丙烯腈三元单体共聚物纺成的纤维，又称腈纶。特点：弹性模量高、耐光性、耐辐射性、化学稳定性、耐热性好，但强度较低、耐磨性、抗疲乏性较差。用途：腈纶广泛用于污水处理和碳纤维生产。四聚丙烯纤维丙纶五聚乙烯醇纤维维纶 土木工程常用的合成高分子材料建筑塑料定义：塑料是以合成树脂为主要成分，在确定条件温度、压力等下，
18、可塑成确定外形并在常温下保持其外形的高分子材料。特点：与传统的建筑材料相比，塑料具有质轻、比强度高、化学稳定性好、导热系数小、装饰性和加工性能好及耗能较低的特点。但塑料还有刚度小、易老化、易燃、耐热性差的缺点。用途：塑料可作为构造材料和功能材料。作为构造材料应用的主要是纤维增加塑料。作为功能材料可用于隔热保温材料、装饰装修材料等。一、塑料的根本组成一填料用途：粉状填料有助于提高塑料的热稳定性，降低可燃性，而片状和纤维状填料，则可明显提高塑料的抗拉强度、抗磨强度和大气稳定性等。二增塑剂用途：聚合物塑性增加的物质。它可降低树脂的粘流温度，使树脂具有较大可塑性，以利于塑料的加工，少量的增塑剂还可降低
19、塑料的硬度和脆性，使塑料具有较好的柔韧性。三稳定剂用途：抑制或减缓老化的破坏作用的物质。四固化剂用途：固化剂又称为硬化剂，主要作用是使某些合成树脂的线型构造交联成体型构造，从而使树脂具有热固性。五着色剂二、土木工程常用的塑料制品一装饰装修制品1. 塑料面砖2. 塑料壁纸3. 塑料地面卷材4. 塑料地板二隔热保温材料1. 泡沫塑料2. 蜂窝塑料板3. 塑料门窗4. 纤维增加塑料玻璃钢 建筑涂料一、涂料的根本组成一成膜物质成膜物质也称基料，是涂料最主要的成分，其性质对涂料的性能起主要作用。二颜料三溶剂溶剂通常是用以溶解成膜物质的易挥发性有机液体。涂料涂敷于物体外表后，溶剂根本上应挥发尽，不是一种永久性的组分。四辅料二、常用的建筑涂料一外墙涂料1. 苯乙烯-丙烯酸酯乳液涂料2. 丙烯酸酯涂料3. 聚氨酯涂料4. 砂壁状涂料(真石漆)二内墙涂料1. 聚醋酸乙烯涂料2. 醋酸乙烯一丙烯酸酯涂料3. 多彩涂料三地面涂料