建筑塑料與膠粘劑.ppt

第十一章 建筑塑料與膠粘劑,主要內容,塑料的組成與特性 常用的建筑塑料制品,學習目標： 了解塑料的基本知識 掌握常用建筑塑料（塑料制品）、膠黏劑的品種、性質及應用。,塑料 是以有機高分子化合物為基本材料，加入各種改性添加劑后，在一定的溫度和壓力下塑制而成的材料。 1. 塑料的分類 根據塑料的熱行為可分為熱塑性塑料和熱固性塑料：熱塑性塑料經加熱成形、冷卻硬化后，再經加熱還具有可塑性； 熱固性塑料是經初次加熱成型并冷卻固化后，其中多數有機高分子已發(fā)生聚合反應，形成了熱穩(wěn)定的高聚物，此物質即使再經加熱也不會軟化和產生塑性?？傊?，熱塑性塑料的塑化和硬化過程是可逆的，而熱固性塑料的塑化是不可逆的。,一、建筑塑料的基本組成 塑料是由起膠結作用的樹脂和起改性作用的添加劑構成的。 1、合成樹脂 樹脂為塑料的主要成分，其質量占塑料的以上，在塑料中起膠結作用，并決定塑料的硬化性質和工程性質。塑料常以所用的樹脂命名。 常用的熱塑性塑料：有聚氯乙烯塑料（）、聚乙烯塑料（），聚丙烯塑料（）、聚苯乙烯塑料（）、改性聚苯乙烯塑料（）、聚甲基丙烯酸塑料（即有機玻璃）；,常用的熱固性塑料有：酚醛樹脂塑料（）、脲醛樹脂塑料（）、三聚氰胺樹脂塑料（）、環(huán)氧樹脂塑料（）、不飽和聚酯樹脂塑料（）和有機硅樹脂塑料（）等。盡管這些樹脂的性能不同，但是它們的基本構成形式卻相同。 2、改性添加劑 1）填料 也稱填充劑，能增強塑料的性能，如纖維填充劑等的加入，可提高強度，石棉的加入可提高塑料的耐熱性。云母的加入可提高塑料的電絕緣性等。,2）穩(wěn)定劑 它是為使塑料長期保持工程性質而加入的物質。常用的穩(wěn)定劑有抗老化劑、熱穩(wěn)定劑等，如硬脂酸鹽及環(huán)氧樹脂等。 3）增塑劑 具有低蒸氣壓的低分子量固體或液體有機化合物，主要為酯類和酮類，與樹脂混合不發(fā)生化學反應。僅能提高混和物彈性、粘性、可塑性、延伸率，改進低溫脆性和增加柔性、抗振性等。增塑劑能降低塑料制品的機械性能和耐熱性等。,4）著色劑 一般為有機染料或無機顏料。要求色澤鮮明，著色力強，分散性好，耐熱耐曬，與塑料結合牢靠。在成型加工溫度下不變色、不起化學反應，不因加入著色劑而降低塑料性能 5）固化劑 固化劑是調節(jié)塑料固化速度，使樹脂硬化的物質。通過選擇固化劑的種類和摻量，可取得所需要的固化速度和效果。常用的固化劑有胺類、酸酐、過氧化物等。,6）其它添加劑 在塑料里加入金屬微粒如銀、銅等就可制成導電塑料。加入一些磁鐵粉，就制成磁性塑料。加入特殊的化學發(fā)泡劑就可制成泡沫塑料。摻入放射性物質與發(fā)光物質，可制成發(fā)光塑料（冷光）。加入香醇類可制成經就發(fā)生香味的塑料。當然為了阻止塑料燃燒具有自熄性，還加入阻燃劑。還有抗靜電劑、防霉劑等。,二、塑料的主要性質 它作為建筑材料使用具有很多特征，它不僅能代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料，而且具有傳統(tǒng)材料所不具備的性能。 1、塑料的密度小，比強度高 ：它只有鋼材的1/5、混凝土的1/3，鋁的1/2，不僅能減輕施工的勞動強度，而且大大減輕了建筑物的自重。比強度遠遠混凝土、水泥，接近或超過鋼材。 2、加工性能好 3、導熱系數小 4、裝飾性能優(yōu)異 5、具有多功能性 6、經濟性 缺點：耐熱性差、易燃，易老化，熱膨脹性大，剛度小,三、 塑料的應用 （）塑料在工業(yè)與民用建筑中可生產塑料管材、板材、門窗、壁紙、地毯、器皿、絕緣材料、裝飾材料、防水及保溫材料等。 （2）在基礎工程中可制作塑料排水板或隔離層、塑料土工布或加筋網等。 （3）在其它工程中可制作管道、容器、粘結材料或防水材料等，有時也可制作結構材料。 在選擇和使用塑料時應注意其耐熱性、抗老化能力、強度和硬度等性能指標。,四、常用的建筑塑料,一、聚氯乙烯塑料（PVC） 它是由氯乙烯單體聚合而成。其化學穩(wěn)定性好，抗老化性能好，但耐熱性差，通常的使用溫度為60-80度以下。根據增塑劑的摻量不同，可制得軟、硬兩種聚氯乙烯塑料。軟聚氯乙烯塑料很柔軟，有一定的彈性，可以做地面材料和裝飾材料，可以作為門窗框及制成止水帶，用于防水工程的變形縫處。硬聚氯乙烯塑有較高的機械性能和良好的耐腐蝕性能、耐油性和抗老化性，易焊接，可進行粘結加工。多用做百葉窗、各種板材、樓梯扶手、波形瓦、門窗框、地板磚、給排水管。,二、聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA） 聚甲基丙烯酸甲脂又稱有機玻璃，是透光率最高的一種塑料（可打92%），因此可代替玻璃，而且不易破碎，但其表面硬度比無機玻璃差，容易劃傷。如果在樹脂中加入顏料、穩(wěn)定劑和填充料，可加工成各種色彩鮮艷、表面光潔的制品。有機玻璃機械強度較高、耐腐蝕性、耐氣候性、抗寒性和絕緣性均較好，成型加工方便。缺點是質脆，不耐磨、價格較貴，可用來制作護墻板和廣告牌。 三、酚醛樹脂 它是由苯酚和甲醛在酸性或堿性催化劑的作用下縮聚而成。它多具有熱固性，起優(yōu)點是黏結強度高、耐光、耐熱、耐腐蝕、電絕緣性好，但質脆。加入填料和固化劑后可制成酚醛塑料制品（俗稱電木），此外還可作成壓層板等。,四、不飽和聚脂樹脂（UP） 不飽和聚脂樹脂是在激發(fā)劑作用下，由二元酸或二元醇制成的樹脂與其他不飽和單體聚合而成。 五、環(huán)氧樹脂（EP） 環(huán)氧樹脂是以多環(huán)氧氯丙烷和二烴基二苯基丙烷為主原料制成。它因熱和陽光作用而起光合作用起反應，便于儲存，是很好的黏合劑，起黏結作用較強，耐侵蝕性也較強，穩(wěn)定性很高，在加入硬化劑之后，能與大多數材料膠合。,六、聚乙烯（PE） 一種熱塑性塑料。按生產方法分高壓、低壓、中壓三種。食品袋的材料 七、聚丙烯（PP） 密度小，機械強度比聚乙烯高，耐熱性好，耐低溫性差，易老化。 八、聚苯乙烯（PS） 是一種透明的無定型熱塑性塑料，其透光性能僅次于有機玻璃。優(yōu)點是密度低，耐水，耐光，耐化學腐蝕性好。電絕緣性和低吸濕性極好，而且易于加工和染色。缺點是抗沖擊性能差，脆性大和耐熱性低。可用作百葉窗、隔熱隔聲泡沫板，可粘結紙、纖維、木材、大理石碎粒制成復合材料。,九、ABS塑料 一種橡膠改性的PS。不透明，呈淺象牙色，耐熱，表面硬度高，尺寸穩(wěn)定，耐化學腐蝕，電性能良好，易于成型和機械加工，表面還能鍍鉻。 十、聚酰胺類塑料（尼龍或錦綸） 堅韌耐磨，熔點較高。摩擦系數小，抗拉伸。價格便宜。 十一、聚氨酯樹脂（PU） 性能優(yōu)異的熱固性樹脂?？梢允擒涃|的，也可以是硬質的。力學性能、耐老化性、耐熱性都比較好?？勺魍苛虾驼辰Y劑。 十二、玻璃纖維增強塑料（玻璃鋼） 用玻璃纖維制品、增強不飽和聚酯或環(huán)氧樹脂等復合而成的一類熱固性塑料。有很高的機械強度，其比強度甚至高與鋼材。,2000年，全國塑料管道需求量為40萬噸(其中33萬噸為排水管、7萬噸為給水管)，預計到2010年，全國塑料管道需求量將達到100萬噸，其品種包括塑料給水管、電線導管、冷熱水管、燃氣管等。 常用類型 硬質聚氯乙烯（UPVC）管 聚乙烯（PE）管 三型聚丙烯(PP-R)管 交聯聚乙烯(PEX)管材 鋁塑復合(PAP) 管,常用的建筑塑料制品,一、塑料管材,塑料管材,1、硬質聚氯乙烯（UPVC）管 UPVC管具有較高的抗沖擊性能和耐化學性能。 用于城市供水、城市排水，建筑給水和建筑排水管道。,塑料管材,2、聚乙烯（PE）管 分為高密度聚乙烯管(HDPE)、中密度聚乙烯管(MDPE)和低密度聚乙烯管(LDPE) 。 HDPE管和MDPE管主要用作城市燃氣管道 。 3、三型聚丙烯管(PP-R) 具有較好抗沖擊性能（5MPa）、耐高溫（95）和抗蠕變性能。 用于建筑室內冷熱水供應和地面輻射采暖。,塑料管材,4、交聯聚乙烯(PEX)管材 將聚乙烯加入交聯劑硅烷改性，分子呈三維網絡結構 耐熱（-70+110） 、耐壓（6MPa）、耐化學腐蝕、絕緣好（擊穿電壓60KV）、使用壽命長（50年） 。 不能抗紫外線 用于建筑室內冷熱水供應和地面輻射采暖、中央空調管道系統(tǒng)、太陽能熱水器配管。,塑料管材,5、鋁塑復合(PAP) 管 鋁合金層增加管道耐壓和抗拉強度。 使管道容易彎曲而不反彈。外塑料層（MDPE或PEX）可保護管道不受外界腐蝕。 內塑料層采用MDPE時可作飲水管，無毒無味無污染，符合國家飲用水標準； 內塑料層采用PEX則可耐高溫耐高壓，適用于采暖及高壓用管。,塑料管種類與應用范圍,管道供暖系統(tǒng),二、塑鋼門窗,產量將達到4000-4500萬平方米，重點 在三北采暖和沿海地區(qū)加強推廣應用 。 塑鋼門窗是以氯乙烯(PVC)樹脂為主要原料，加工成型材，型材的空腔里填加鋼襯(加強筋）。 型材壁厚應在2.5毫米以上。,塑鋼門窗與鋁合金門窗性能比較,抗風壓強度：塑窗(15002500Pa)比鋁窗(2500350Pa)低2個等級。 氣密性：塑窗和鋁窗在同一個等級上(2.50.5m3/mh)。 保溫性：能塑窗是鋁窗的1.36倍(單層窗)和1.44倍(單框雙玻窗)。 采光性能：塑窗遮光面積比鋁窗大10%左右 。 隔聲性能：塑窗與鋁窗性能相似 防火性能、防雷和靜電、裝飾性：塑窗比鋁窗差 塑窗存在老化問題 鋁窗也存在變形問題 塑窗一般用于低層住宅。,不同建筑門窗使用周期內投資比較表: （ 元/米2 ）,例11-1 有機高分子材料的特性是什么？ 解 與普通土木建筑材料相比，有機高分子材料的工程性質具有如下特點： 密度小 有機高分子材料的密度較小，一般為0822 g/cm3，是一種輕質建筑材料，這也是它在土木建筑工程中的優(yōu)點之一。 力學性能好 常溫下大部分有機高分子材料的韌性良好，其中有許多強度較高，有些變形能力很強，使其在工程的某些部位可取代脆性很強的無機材料。,耐水性和耐濕性好 多數有機高分子材料增水性很強，有良好的防水和防潮性，是土木建筑工程中最常用的防水材料。工程中常通過選擇材料的品種和厚度來滿足不同的防水要求。 耐腐蝕性好 多數有機高分子材料結構十分穩(wěn)定，對酸、堿、鹽等介質的耐腐蝕性優(yōu)于普通無機建筑材料。 加工性好且使用方便 有機高分子材料可采用多種加工工藝，可塑制成各種形狀、厚度不同的產品；有的經溶劑稀釋后可現場施工操作，能適應工程的不同需要。,耐高溫和大氣穩(wěn)定性差 多數有機高分子材料高溫下易產生軟化、分解或燃燒等變化，失去工程性質。在陽光（特別是紫外線）、熱、氧及水蒸氣的作用下，有機高分子材料的組成及內部結構會不斷老化，使其不斷變脆甚至開裂，性能逐漸惡化而失去原有的工程性質。 對人和環(huán)境的健康有不良影響 有機高分子材料在生產、施工及使用過程中可能釋放出揮發(fā)性有機物，對人和環(huán)境的健康有不良影響。,例11-2 塑料的主要組成有哪些？其作用如何？ 解:塑料的主要組成有合成樹脂、填充料、增塑劑和固化劑等。樹脂在塑料中起膠結作用，并決定塑料的硬化性質和工程性質和應用；填充料主要起提高強度、硬度、剛度及耐熱性等，同時也為了減小收縮和降低造價；增塑劑改善塑料加工工藝性能，降低壓力和溫度，還可以改善塑料的韌性、塑性和柔順性等；固化劑使線型高聚物交聯為體型高聚物，從而具有熱固性。,例11-3 常用建筑塑料有幾種？其特性和用途是什么？ 解 建筑上常用塑料有以下幾種： （）聚乙烯塑料。是由聚乙烯樹脂聚合而成。按聚合方法分為高壓、中壓、低壓三種，為白色半透明材料，具有優(yōu)良的電絕緣性能和化學穩(wěn)定性，但機械強度不高，質地較柔韌，不耐高溫。在建筑上主要制成管子或作水箱，用于排放或貯存冷水；制成薄膜用于防潮、防水工程，或作絕緣材料。聚乙烯由石油裂解分離而得，材料來源豐富。,（）聚氯乙烯塑料。是一種通用塑料，由聚氯乙烯樹脂加入增塑劑填料、顏料和其它附加劑等制成各色半透明、不透明的塑料。按加入不同量的增塑劑，可制得硬質或軟質制品。它的使用溫度范圍為1555C，化學穩(wěn)定性好，可耐酸、堿鹽的腐蝕，并耐磨，具有消聲、減震功用，其抗彎強度大