5修建與交通化學資料

1、建筑與交通化學第一節(jié) 建筑化學1塑料建筑材料2壁紙、襯墊與建筑粘合劑 3建筑涂料 （1）內墻涂料 (2)外墻涂料 (3)地板涂料 (4) 特種涂料防水涂料防火涂料防霉涂料 4人造大理石 5有機合成高分子地板 6有機建材的發(fā)展方向第二節(jié) 交通化學 1交通離不開的橡膠 2膠鞋與輪胎3鞋與粘合劑 4、交通工具和油5汽車與塑料 第五章 生活化學(四)-建筑與交通化學(住、行) 第一節(jié) 建筑化學 住，是人類生活的基本需要之一。住的含義：已在原始人為躲避風雨與嚴寒而住的狹義基礎上得到了大規(guī)模的延伸。原來主要意指住的“房屋”.由于生產(chǎn)用房、工作或學習用房、科學研究用房、社交用房、文化娛樂用房、商業(yè)用房等等各

2、種用途房屋的涌現(xiàn)，它們規(guī)模之大、數(shù)量之多、用材之考究、結構之復雜、裝飾之豪華設備之現(xiàn)代化，早已大大超過了住房。所以，用“建筑”一詞代替“住房”更顯確切。 建筑材料包括：結構材料、裝修(裝飾或修理)材料、功能材料以及配套設施材料。分成兩大類：一類是無機(含金屬)材料，另一類是有機材料。往往為了取兩類材料之長，補兩類材料之短，而使用兩類材料的復合材料。防水保溫材料 絕緣材料 建筑的結構以所用的材料可分為:木結構、磚木結構、磚混結構、鋼混結構和鋼塑結構五類，木頭是天然有機纖維材料，塑料是有機合成高分子材料。鋼塑結構材料就是以金屬鋼材為骨架，以有機塑料為基本材料的無機-有機復合建筑材料。無機-有機復合

3、建筑材料古代早巳使用:用稻草（或麥秸）與黃泥、石灰相伴制成的“草泥”作屋頂防雨、保溫材料或室內墻壁的修理、平整材料. 隨著有機化學及其應用技術的蓬勃發(fā)展，許多性能優(yōu)異的合成有機化合物制品(尤其合成高分子化合物制品)或復合材料已越來越多地應用于建筑，統(tǒng)稱為有機建筑材料。 有機建材(主要制有機合成建材，非木材等天然有機建材)已經(jīng)成為繼木材、鋼材、水泥之后第四大建筑材料。 有機建材具有許多優(yōu)點:它的節(jié)能效果十分顯著如pvc建材的生產(chǎn)能耗僅為鋼材的四分之一和鋁材的八分之一。若用pvc作排水管，每平方米建筑面積僅為0.36千克，可以節(jié)約生鐵3.80千克，折算節(jié)能2.14千克標準煤。塑料窗與鋼窗或鋁窗相比

4、，采暖節(jié)能可達30-50。 它的社會效益好 不生銹、不結垢，無需防銹或除垢處理，僅省去用防銹涂料和人工一項就能節(jié)省許多經(jīng)費和人工。有機建材做的門窗不變形；密封性、抗腐蝕性和不吸水性，特別適用寒冷地區(qū)、沿海鹽霧性地區(qū)的建筑和具腐蝕性的工業(yè)廠房。重量輕、安裝方便；可明顯提高建筑工效 性能優(yōu)異、外形美觀；有利于改善和美化建筑物和室內環(huán)境有機建材不霉不蛀不生銹，經(jīng)久耐用。在建筑工程造價上較鋁合金及金屬其他制品占有明顯的總體優(yōu)勢。 1塑料建筑材料 塑料建筑材料多用于作結構材料，塑料建筑材料主要指塑料結構建材而言。通常以聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等樹脂為原料加入少量發(fā)泡劑，注塑成型。 表面是一層有

5、一定厚度的不發(fā)泡層，內芯則是充滿蜂窩狀的縱橫交織的低發(fā)泡體(發(fā)泡率限于五倍以下)。比重與木材相近。其中以鋼網(wǎng)或鋼筋作骨架，強度大大增強，稱為“鋼塑”結構材料。大量用于建筑房屋的外墻及作活動房屋的預制構件。表面仿照木材的紋理，制成木材狀，則叫“合成木材”，經(jīng)噴涂潤色，木質感更強，可用于作仿木制品，如制建筑物中的內門、門框、窗框等。 用“玻璃鋼”(環(huán)氧樹脂與玻璃布制的層壓塑料制品)所制造的門、瓦也是常用的塑料建材制品。 它與木制的門窗相比，具有質輕、不吸水、不收縮、不開裂、不變形、不蛀不爛、強度高等優(yōu)點。2壁紙、襯墊與建筑粘合劑 壁紙是建筑的裝飾材料。紙張是天然有機制品，在其表面印上各種圖案，染上

6、各種顏色，經(jīng)在墻壁上表糊后，雖可美化室內，但不經(jīng)久耐用。溫馨家具壁紙易退色、變色，或被蟲蟻等蛀蝕或因紙張老化發(fā)脆面變得支離破碎，不甚美觀。普通塑料壁紙：(或叫塑料糊墻紙)。其品種很多，常見的是用加有3三聚氰胺乳液的曬圖原紙，在它的表面涂上一層氯乙烯與醋酸乙烯的共聚體或聚氯乙烯。發(fā)泡塑科壁紙：是把普通塑料壁紙與泡沫塑料合二為一的新型壁紙。它以100g/m2的紙作基料，涂塑300-400g/m2摻有發(fā)泡劑的pvc糊狀料、印花后再加熱發(fā)泡而成。由于是在印花后再發(fā)泡，油墨會起不同的抑制發(fā)泡作用，所以發(fā)泡后表面形成具有不同色彩的凹凸花紋圖案，叫做化學浮雕，立體感強，既美觀又吸聲與保溫，是很好的室內裝飾材

7、料。 耐水壁紙：(在玻璃纖維布作的基材上涂塑料，適用于衛(wèi)生間、浴室等墻面裝飾)；防火壁紙：(用石棉紙作基材，上涂摻有阻燃劑的塑料，適用于防火要求高的建筑和木板面裝飾)；彩色砂粒壁紙：(在基材上撒布彩色砂粒，再噴涂粘結劑和塑料，使壁紙表現(xiàn)有砂粒毛面，作門廳、柱頭、走廊等局部裝飾)等特種壁紙。壁紙裱糊到墻面上所用的粘合劑，通常是用107膠、羧甲基纖維素與聚乙酸乙烯酯乳液等。其配比如下； 3建筑涂料 建筑涂料是涂料中的一大類。它除了具有涂料普遍具有的保護(建筑物)作用外，還具有裝飾室內外墻面的作用，使建筑物顯得美觀。有的還兼具有居住性改進功能，如隔音、吸聲、可擦洗、香味、防火、防霉、防靜電等。工業(yè)建

8、筑、道路設施及構筑物上，涂料還可起到標志作用和彩色調節(jié)作用。在美化環(huán)境的同時，在利于提高入們的安全意識，改善心理狀況。建筑涂料通常分為墻體涂料、地板涂料和特種功能涂料。墻體涂料又分為內墻涂料和外墻涂料。（1）內墻涂料 常用無機物石灰。石灰(氫氧化鈣)與室內空氣中二氧化碳(或住前用碳火生成的二氧化碳)反應生成碳酸鈣，使墻面成白色。為了增加白色，常在石灰水中加少量的群青或鐵籃等色的顏料(俗稱“吊籃”)。為了使碳酸鈣能牢固地粘附于墻上(俗稱“不掉灰”)，還要在石灰水中加入一定的膠。 近年來，用作內墻涂料的石灰已越來越普遍地被106#、803#等有機涂料所代替。 持香涂料：它可使室內留香半年以上，耐洗

9、刷，不脫粉，無毒，它的配方之一 基料61(其中聚乙烯醇6，水80，甲醛4，鹽酸3，水玻璃6，磷酸三丁酯1，將+混合，加熱至80，加入攪拌后加入半縮醛化而后加入，邊攪邊加至泡沫消失，再用鹽酸調至ph=8.4-8.7)。 填料25（其中輕質碳酸鈣占65，立德粉15，滑石粉20。 香膠料14(其中聚乙烯醇3，水45，香精50，-環(huán)狀糊精2，將十，加熱至90100使溶解，加入，高速攪拌下加入，過濾。 (2)外墻涂料 要求：能經(jīng)得住日曬雨淋長期不退色，不掉灰，防水性和防腐性好。目前用得較多的是107涂料和厚質彩砂噴涂涂料。 107涂料是以107膠為主(69)，配以鈦白粉(2)，立德粉(4)，輕質碳酸鈣(

10、20.7)，滑石粉(4)，磷酸三丁酯(0.15，焦磷酸鉀(0.15)及適當色料調制而成。 近年來,還將有機硅(如硅油)摻入有機涂料，對建筑物防水、防腐起很好作用。厚質彩砂噴涂涂料是以苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液(含量481)為基料(12)，輔以丙二醇與丙二醇丁醚混合液(1)及含2羧甲基纖維素的水溶液(2.5)，加上81和彩砂(80目直徑3毫米不同等級彩砂配比)，摻上3.5水拌合而成。 (3)地板涂料 特點是：要求耐磨性能好，且要耐水洗。大致可分兩類，一類是純涂料，另一類是滲水泥涂料。前者由于涂料較薄，耐磨性差，但施工容易；后者因涂層厚，耐磨，但施工要求高。 是一類具有居住性改進功能的涂料。前述的

11、持香內墻涂料就是一種。此外，還有具防水、防火、防腐、防毒、防靜電、隔音、吸聲等等特殊功能的涂料。 (4)特種涂料 防水涂料。用于建筑物屋面防水或地下工程防水，通常按涂料的狀態(tài)可分為乳液型、溶劑型和反應固化型。其中乳液型防水涂料應用最廣，它以水為稀釋劑，不僅成本低，施工方便，而且毒性小，不易燃。常用的有改性瀝青系列防水涂料、丙烯酸乳液防水涂料、改性煤焦油防水涂料等等。 防水涂料防火涂料:可有效防止易燃物點燃，阻止或延緩火焰的蔓延、擴展。 常涂施于金屬或木材表面。分為膨脹性和非膨脹性兩大類。膨脹性防火涂料的涂層在火焰作用下能產(chǎn)生膨脹作用，形成比涂層厚度大幾十倍的泡沫炭化層，從而有效阻止熱源對底材的

12、作用，達到防火目的。 制這類涂料的原料包括成碳劑，脫水成碳催化劑，發(fā)泡劑，不燃性樹脂、難燃劑等。其典型配方如下：非膨脹性防火涂料具較好的難燃性，以阻止火勢蔓延，其原料包括上述的不燃性樹脂及難燃劑等。 配方如；五溴甲苯0.66(份，下同)，三氯化二銻1.32，鈦白粉20，瓷土5，碳酸鈣10，云母粉5.55羥乙基纖維素0.24，六偏磷酸鈉(1水溶液)6，陽離子濕潤劑0.43，消泡劑1.0，乙二醇單丁醚1.0，防霉劑0.05，水25.15，醋酸乙烯聚合物乳液23.6，pvc 53，固體量57.5lb薄涂型鋼結構膨脹防火涂料 防霉涂料，具有高效、廣泛、持久的防霉效果，具耐洗性，能防腐蝕并有良好的裝飾性

13、多用于地下等潮濕環(huán)境中的建筑物內墻。用的成膜物質為氯乙烯-偏二氯乙烯共聚乳液，其防霉性能優(yōu)于其他有機高聚物。成膜助劑可用乙二醇單丁醚（防霉性強)。顏料與填料宜用可增強涂膜防霉性能的氧化鋅、偏硼酸鋇等。 防霉劑是防霉涂料的最重要成份，往往用復配的辦法使用兩種以上防霉劑，以取得最佳的防霉效果。防霉劑品種很多，如用多菌靈（bcm，苯并咪唑氨基甲酸甲酯）、百菌清（tpn，四氰間苯二甲腈）、抑菌靈（防霉劑a4）、苯甲酸、苯甲酸鈉等等。綠色環(huán)保型是發(fā)展方向水性防霉抗菌內墻 4人造大理石 極為美觀、逼真的人造大理石，是一種輕質、高強、耐腐性、耐污染、價廉美觀的人造建材面料。其花紋圖案還可人為控制，勝過天然大

14、理石料。因此，使用非常廣泛。 最常用的是聚酯型有機人造大理石。其產(chǎn)品理化性能最好，花紋設計容易，有重現(xiàn)性，適應多種用途。雖價格較其他人造大理石高，但仍較天然大理石便宜，為最佳類型品種。復合人造大理石的面料仍為聚酯型有機人造大理石，基底部是用水泥，因而造價相對便宜。純水泥型的無機人造大理石耐腐蝕性能差，易出現(xiàn)龜裂，陶瓷型的無機人造大理石制作時能耗大，破損率高，造價高。紅色大理石 5有機合成高分子地板 指塑料地板、橡膠地板、現(xiàn)澆無縫地面而言的。塑料地板和橡膠地板均可分為卷材地板和塊狀地板卷材地板生產(chǎn)效率高、成本低、整體性強，裝飾效果好，還可制成發(fā)泡地板，保溫、隔音、彈性好、步感舒適。塊狀地板便于運

15、輸、鋪貼，因內含大量填料，價格低廉，耐磨性好，耐污染，損壞后易調換。 塑料地板質輕，其密度一般僅為2克厘米，耐磨性好，可使用l0年以上.花色品種極多，卷材地板花紋圖案不可勝數(shù)，塊狀地板還可用幾種單色地板塊拼成各種圖案；使用功能良好，防滑、耐腐蝕，可自熄；發(fā)泡塑料地板與橡膠地板還具優(yōu)良的彈性，腳感舒適；清洗方便，更換方便，造價低，價格差別幅度大(從低級的再生單層聚氯乙烯塑料地板即人造革地板到高級發(fā)泡印花塑料卷材地板)能滿足不同層次的需求。 塑料地板目前多用聚氯乙烯為原料，也有用氯乙烯-醋酸乙烯塑料、聚乙烯、聚丙烯塑料等。 現(xiàn)澆無縫地面又叫塑料涂布地面，常用的樹脂有聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、環(huán)氧樹脂，

16、丙烯酸樹脂等用于衛(wèi)生要求較高的實驗室、醫(yī)院等地面的輔設。 6有機建材的發(fā)展方向近年來，我國有機建材的發(fā)展極為迅速，應用也日益廣泛，開發(fā)前景廣闊。今后有機建材的發(fā)展方向將是：新型結構建材繼續(xù)發(fā)展，可用作墻體材料的有機建材的開發(fā) 將可能有突破性的發(fā)展.新型功能性建材品種將不斷發(fā)展，功能將更加齊全。防水材料和防火材料有更大的發(fā)展。建筑涂料開發(fā)重點將是美觀、耐久且價廉的外墻涂料。建筑粘合劑的品種將更加多樣化，墻紙、化纖地毯、塑料地板等在防燃、防霉、防靜電、防污染方面將有較大的發(fā)展。第二節(jié) 交通化學 吃、穿、用、住、行，是人類生活的五大基本需要?！靶小北闶瞧渲兄?。 要“行”，就要穿鞋。無論是什么鞋，從

17、原始的草鞋到木屐、布鞋、膠鞋、塑料鞋、皮鞋，直至現(xiàn)代國際名牌的“耐克”鞋，無不是化合物制品。 要“行”的省力，“行”的快，“行”的遠，就要借助工具。各種車輛、輪船、飛機等交通工具便應運而生。交通工具所用的燃料，無論是煤、汽油還是柴油，都是化合物。 因此，交通與化學也結下了不解之緣。要“行”，就要有道路。要讓交通工具跑得既快又穩(wěn)，既要鋪設柏油(瀝青)路，近來還提出用合成樹脂機械化鋪設路面。柏油也好，樹脂也好，都是有機化合物制品。要“行”，所制造的各種交通工具。都滲透了化學的許多研究成果和應用技術。 1交通離不開的橡膠 前面提到，無論是鞋子還是各種車輛、飛機的輪胎，都是用橡膠制成的。橡膠是一類具有

18、顯著高彈性能的有機高分子化合物。所謂高彈性能，是指在外力作用下很容易發(fā)生形變(可達百分之幾百)，而當外力解除后又會逐漸回復到原來狀態(tài)的性能。 橡膠的種類繁多，至今已達數(shù)十種。根據(jù)其來源，可分為天然橡膠和合成橡膠兩大類。 天然橡膠：是高聚物聚異戊二烯。異戊二烯有兩種異構體(順式和反式)，因而聚合成的聚異戊二烯有兩種不同的結構。以具有順式結構的聚異戊二烯為主的天然橡膠叫希維亞橡膠，是天然橡膠的主要品種；我們平時所講的天然橡膠一般都是指這種橡膠而言的。它因最早發(fā)現(xiàn)存在于希維亞橡膠樹而得名。它的最大優(yōu)點是具有極為優(yōu)良的彈性，是目前所有橡膠(包括合成橡膠)所不能與之比擬的。合成橡膠是在20世紀30年代末

19、期面世的。由于橡膠的需要與日俱增，天然橡膠的產(chǎn)量遠遠不能滿足需要，而且天然橡膠的生產(chǎn)受到自然環(huán)境及地理位置影響極大(是熱帶作物)，因此人工合成的橡膠在20世紀50年代石油化工迅速興起為合成橡膠準備了充足的原料的條件下得以蓬勃發(fā)展。目前世界合成橡膠的產(chǎn)量已遠遠超過了天然橡膠，約為天然橡膠產(chǎn)量的34倍，而且在品種與質量上(除彈性指標外)也大大超過了天然橡膠。合成橡膠除硅橡膠外。大多以1.3-丁二烯的單體為主要原料，與其他單體或化合物合成而成的。其中常見的有丁氰橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠、異丁橡膠等。聚氯乙烯在某些情況下也可當作合成橡膠使用。合成橡膠跑道 橡膠放的時間久了為什麼會變硬變脆、龜

20、裂、甚至逐漸發(fā)粘，性能大大降低？ 橡膠在空氣中逐漸被氧化的結果，叫做橡膠的老化。自動催化氧化產(chǎn)生過氧基、環(huán)氧基，導致發(fā)生高分子鏈的裂解或交聯(lián)。鏈裂解：分子量降低，熔化和軟化點也隨之降低，使得橡膠在常溫下龜裂或變粘；交聯(lián)：使橡膠變硬、變脆、喪失彈性。防老化處理：在橡膠中加入酚類或芳香胺作防老劑（實質也是抗氧劑）。 橡膠之所以會被氧化而導致老化，最主要原因在于橡膠的分子鏈中存在著雙鍵。 天然橡膠如此，許多合成橡膠也如此。加上橡膠本身的耐磨、抗張等物理及機械性能不夠理想，還容易發(fā)生塑性形變等。為了克服橡膠本身存在的缺陷，改善橡膠制品的物理與機械性能，既要延長其使用壽命又能保持和改善其性能，通常除了加

21、防老劑以對付氧化外，還添加適量的填料(如炭黑、碳酸鈣、陶土等等)以提高其機械強度及耐磨性。橡膠樹c co2cco硫化處理：一般的硫化劑是硫磺，用量約為膠量的23。用硫打開橡膠分子鏈中的雙鍵，使橡膠分子鏈間適當發(fā)生交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結構。這樣既避免或減少被氧化的可能，又改善了橡膠的性能(提高了物理和機械性能，減少塑性形變)。當然，硫化時要控制硫化劑的用量、時間和溫度避免硫化過度。硫化過度會使橡膠分子鏈交聯(lián)太多，變成體型結構，降低甚至喪失彈性。 2膠鞋與輪胎 穿的膠鞋與飛機、汽車輪胎，雖然同為交通工具的橡膠制品，但是差別可大了。 穿的膠鞋一般只要求具有較好的彈性和耐磨性，而輪胎除了要具有很好的彈性、高

22、耐磨性外，還要求具很強的抗沖擊、抗壓等機械性能。 做膠鞋用一般的橡膠就可以了，而輪胎除了要求用優(yōu)質的橡膠外，輪胎制作時要象制鋼筋混凝土結構材料一樣，在橡膠中“布筋”。這個“筋”有的是用優(yōu)質長纖維棉花或尼龍織成的簾子布，有的是用金屬絲網(wǎng)(如鐵絲網(wǎng))。由于輪胎的橡膠中布有與橡膠粘成一體的簾子布、鋼絲網(wǎng)等網(wǎng)狀結構的增強物，因此輪胎既可以承受住交通工具的載荷，又可以經(jīng)受住往輪胎中充幾個大氣壓的氣體壓力，還可以抗住飛機落地瞬間強大的、沖擊力。3鞋與粘合劑 隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，人民生活水平的提高，對穿的鞋要求也日益提高。于是一些軟皮面、空心底的高檔旅游鞋，軟包邊高檔皮鞋等等紛紛問世。鞋的結構越復雜，對

23、化學的依賴性也就越強。因為復雜結構的鞋主要要靠各種優(yōu)異性能的專用有機粘合劑把各種復雜的部件粘合起來。 這些鞋用的有機粘合劑要具有粘合性好(粘得牢)，干得快，抗水性強(不至于因浸水而脫膠導致鞋子開裂、掉幫掉底)，無毒(不引起過敏等反應)等性能。 鞋用的粘合劑各類繁多，但多用橡膠作基料，輔以其他樹脂或化合物。 例如用于皮面與橡膠底、人造革鞋面與橡膠底、皮面與聚氨酯塑料底等鞋類粘合劑 汽油、柴油、航空煤油是汽車、輪船和飛機的燃料，都是石油經(jīng)一次加工和二次加工所得到的產(chǎn)品，它們多是含515個碳原子的烴類。為了使這些燃料能很好地在引擎或馬達中燃燒，往往還要加入各種添加劑，如由二氯乙烯、對甲酚、油酸等組成的除垢劑，四乙基鉛等防爆震劑，磷酸三甲苯酯等沉積物結構改進劑(防止新的燃料被上次燃燒產(chǎn)生的灼熱微粒點燃，還能防止火花塞上沉積物過度導電，以免點火困難)，苯二胺、氨基酚、二丁基對甲酚等抗氧化劑，磷酸三甲酯等防銹劑及乙二醇等防