建筑材料講稿第9章塑料

1、土土木木 教教授授主主講講|第一節(jié)第一節(jié) 建筑塑料建筑塑料| 塑料是以有機(jī)高分子化合物為基本材料，加入塑料是以有機(jī)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。成的材料。|1. 1. 塑料的分類塑料的分類| 根據(jù)塑料的熱行為可分為熱塑性塑料和熱固性根據(jù)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(jīng)加熱成形、冷卻硬化后，再經(jīng)塑料：熱塑性塑料經(jīng)加熱成形、冷卻硬化后，再經(jīng)加熱還具有可塑性；熱固性塑料是經(jīng)初次加熱成型加熱還具有可塑性；熱固性塑料是經(jīng)初次加熱成型并冷卻固化后，其中多數(shù)有機(jī)高分子已發(fā)生聚合反并冷卻固化后

2、，其中多數(shù)有機(jī)高分子已發(fā)生聚合反應(yīng)，形成了熱穩(wěn)定的高聚物，此物質(zhì)即使再經(jīng)加熱應(yīng)，形成了熱穩(wěn)定的高聚物，此物質(zhì)即使再經(jīng)加熱也不會軟化和產(chǎn)生塑性。總之，熱塑性塑料的塑化也不會軟化和產(chǎn)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和硬化過程是可逆的，而熱固性塑料的塑化是不可逆的。逆的。|2.2.塑料的構(gòu)成塑料的構(gòu)成| 塑料是由起膠結(jié)作用的樹脂和起改性作用的添加劑塑料是由起膠結(jié)作用的樹脂和起改性作用的添加劑構(gòu)成的。構(gòu)成的。|2.12.1樹脂樹脂|樹脂為塑料的主要成分，其質(zhì)量占塑料的以上，樹脂為塑料的主要成分，其質(zhì)量占塑料的以上，在塑料中起膠結(jié)作用，并決定塑料的硬化性質(zhì)和工程

3、性在塑料中起膠結(jié)作用，并決定塑料的硬化性質(zhì)和工程性質(zhì)。塑料常以所用的樹脂命名。質(zhì)。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（）、改性聚苯乙烯塑料（）、聚甲基丙烯酸塑料（即有機(jī)玻璃）；酸塑料（即有機(jī)玻璃）；|常用的熱固性塑料有酚醛樹脂塑料（）、脲醛樹脂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（）、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(jī)硅塑

4、料（）、不飽和聚酯樹脂塑料（）和有機(jī)硅樹脂塑料（）等。盡管這些樹脂的性能不同，但是樹脂塑料（）等。盡管這些樹脂的性能不同，但是它們的基本構(gòu)成形式卻相同。它們的基本構(gòu)成形式卻相同。|2.22.2改性添加劑改性添加劑|為改善塑料的性質(zhì)，需加入多種作用不同的為改善塑料的性質(zhì)，需加入多種作用不同的添加劑。常用的添加劑有如下幾種：添加劑。常用的添加劑有如下幾種：|（1 1）填充料）填充料| 為調(diào)節(jié)塑料的物理化學(xué)性能，提高機(jī)械為調(diào)節(jié)塑料的物理化學(xué)性能，提高機(jī)械強(qiáng)度，擴(kuò)大使用范圍而加入的粉狀或纖維狀強(qiáng)度，擴(kuò)大使用范圍而加入的粉狀或纖維狀無機(jī)化合物。如加入玻璃纖維可提高塑料的無機(jī)化合物。如加入玻璃纖維可提高塑

5、料的機(jī)械強(qiáng)度；加入云母可增強(qiáng)塑料的電絕緣性；機(jī)械強(qiáng)度；加入云母可增強(qiáng)塑料的電絕緣性；加入石棉可改善塑料的耐熱性。加入填充料加入石棉可改善塑料的耐熱性。加入填充料后還可降低塑料的成本。常用的填充料還有后還可降低塑料的成本。常用的填充料還有石灰石粉、滑石粉、鋁粉、碳黑、木屑、木石灰石粉、滑石粉、鋁粉、碳黑、木屑、木粉及其它纖維等。粉及其它纖維等。|（2 2）增塑劑）增塑劑| 為提高塑料加工時的可塑性，使其在較低的為提高塑料加工時的可塑性，使其在較低的溫度和壓力下成形而加入的化學(xué)物質(zhì)就是增溫度和壓力下成形而加入的化學(xué)物質(zhì)就是增塑劑。有些增塑劑還能改善塑料的強(qiáng)度、韌塑劑。有些增塑劑還能改善塑料的強(qiáng)度、

6、韌性、柔順性。常用的增塑劑有鄰苯二甲酸二性、柔順性。常用的增塑劑有鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸二甲酚酯、丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸二甲酚酯、二苯甲酮、樟腦等。二苯甲酮、樟腦等。|（）固化劑（）固化劑| 固化劑是調(diào)節(jié)塑料固化速度，使樹脂硬化的固化劑是調(diào)節(jié)塑料固化速度，使樹脂硬化的物質(zhì)。通過選擇固化劑的種類和摻量，可取物質(zhì)。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。有胺類、酸酐、過氧化物等。|（）穩(wěn)定劑（）穩(wěn)定劑| 它是為使塑料長期保持工程性質(zhì)而加入的物它是為使塑料長期保持工程性質(zhì)而加入的物質(zhì)

7、。常用的穩(wěn)定劑有抗老化劑、熱穩(wěn)定劑等，質(zhì)。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。如硬脂酸鹽及環(huán)氧樹脂等。|（）著色劑（）著色劑| 塑料中加入著色劑是為獲得所需的色彩。塑塑料中加入著色劑是為獲得所需的色彩。塑料中加入的著色劑應(yīng)能與樹脂相混熔和混溶，料中加入的著色劑應(yīng)能與樹脂相混熔和混溶，在加熱加工和使用中應(yīng)穩(wěn)定。在加熱加工和使用中應(yīng)穩(wěn)定。|為使塑料獲得某種性能還可加入潤滑劑、發(fā)為使塑料獲得某種性能還可加入潤滑劑、發(fā)泡劑、阻燃劑等。泡劑、阻燃劑等。|3 3 塑料的應(yīng)用塑料的應(yīng)用|（）塑料在工業(yè)與民用建筑中可生產(chǎn)塑料（）塑料在工業(yè)與民用建筑中可生產(chǎn)塑料管材、板材、門窗、壁紙、地

8、毯、器皿、絕管材、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。緣材料、裝飾材料、防水及保溫材料等。|（2 2）在基礎(chǔ)工程中可制作塑料排水板或隔）在基礎(chǔ)工程中可制作塑料排水板或隔離層、塑料土工布或加筋網(wǎng)等。離層、塑料土工布或加筋網(wǎng)等。|（3 3）在其它工程中可制作管道、容器、粘）在其它工程中可制作管道、容器、粘結(jié)材料或防水材料等，有時也可制作結(jié)構(gòu)材結(jié)材料或防水材料等，有時也可制作結(jié)構(gòu)材料。料。|在選擇和使用塑料時應(yīng)注意其耐熱性、抗老在選擇和使用塑料時應(yīng)注意其耐熱性、抗老化能力、強(qiáng)度和硬度等性能指標(biāo)?；芰?、強(qiáng)度和硬度等性能指標(biāo)。|第二節(jié)第二節(jié) 建筑涂料建筑涂料| 涂料是一

9、類能涂覆于物體表面并在一定條件下形涂料是一類能涂覆于物體表面并在一定條件下形成連續(xù)和完整涂膜的材料的總稱。早期的涂料主要以成連續(xù)和完整涂膜的材料的總稱。早期的涂料主要以干性油或半干性油和天然樹脂為主要原料，所以這種干性油或半干性油和天然樹脂為主要原料，所以這種涂料被稱為油漆。涂料被稱為油漆。 涂料的主要功能是保護(hù)基材和美化涂料的主要功能是保護(hù)基材和美化環(huán)境。環(huán)境。|1. 1. 涂料的組成涂料的組成| 涂料是由多種材料調(diào)配而成，每種材料賦予涂料涂料是由多種材料調(diào)配而成，每種材料賦予涂料不同的性能。涂料的主要組成包括：不同的性能。涂料的主要組成包括：|（）主成膜物質(zhì)（）主成膜物質(zhì)| 主成膜物質(zhì)是將

10、涂料中的其他組分粘結(jié)在一起，主成膜物質(zhì)是將涂料中的其他組分粘結(jié)在一起，并能牢固附著在基層表面形成連續(xù)均勻、堅韌的保護(hù)并能牢固附著在基層表面形成連續(xù)均勻、堅韌的保護(hù)膜。它包括基料、膠粘劑和固著劑。主成膜物質(zhì)的性膜。它包括基料、膠粘劑和固著劑。主成膜物質(zhì)的性質(zhì)，對形成涂膜的堅韌性、耐磨性、耐候性以及化學(xué)質(zhì)，對形成涂膜的堅韌性、耐磨性、耐候性以及化學(xué)穩(wěn)定性等，起著決定性的作用。穩(wěn)定性等，起著決定性的作用。|（2 2）次成膜物質(zhì)）次成膜物質(zhì)| 涂料中所用顏料和填料，以微細(xì)粉狀均勻分散涂料中所用顏料和填料，以微細(xì)粉狀均勻分散于涂料介質(zhì)中，賦予涂膜以色彩、質(zhì)感，起到提高于涂料介質(zhì)中，賦予涂膜以色彩、質(zhì)感，

11、起到提高涂膜的抗老化性、耐候性等作用，因而被稱為次成涂膜的抗老化性、耐候性等作用，因而被稱為次成膜物質(zhì)。膜物質(zhì)。|（）溶劑（）溶劑| 溶劑是一種具有既能溶解油料、樹脂，又易溶劑是一種具有既能溶解油料、樹脂，又易于揮發(fā)，能使樹脂成膜的有機(jī)物質(zhì)。它的作用是將于揮發(fā)，能使樹脂成膜的有機(jī)物質(zhì)。它的作用是將油料、樹脂稀釋并能將顏料和填料均勻分散，調(diào)節(jié)油料、樹脂稀釋并能將顏料和填料均勻分散，調(diào)節(jié)涂料粘度。涂料粘度。|（）輔助材料（）輔助材料| 輔助材料又稱助劑，它的用量很少，但種類輔助材料又稱助劑，它的用量很少，但種類很多，各有所長，且作用顯著，是改善涂料性能不很多，各有所長，且作用顯著，是改善涂料性能不

12、可忽視的重要方面。可忽視的重要方面。|2. 2. 常用建筑涂料常用建筑涂料| 建筑涂料品種繁多，按其在建筑物中使用部位的不建筑涂料品種繁多，按其在建筑物中使用部位的不同，可以分為：內(nèi)墻涂料；外墻涂料；地面涂料；頂棚同，可以分為：內(nèi)墻涂料；外墻涂料；地面涂料；頂棚涂料；屋面防水涂料等。涂料；屋面防水涂料等。|膠粘劑膠粘劑|能夠?qū)煞N材料直接粘結(jié)在一起的物質(zhì)被稱為粘結(jié)劑，能夠?qū)煞N材料直接粘結(jié)在一起的物質(zhì)被稱為粘結(jié)劑，粘結(jié)劑的種類繁多，常用的高分子粘結(jié)劑有熱固型粘結(jié)粘結(jié)劑的種類繁多，常用的高分子粘結(jié)劑有熱固型粘結(jié)劑、熱塑型粘結(jié)劑、橡膠型粘結(jié)劑、混合型粘結(jié)劑等。劑、熱塑型粘結(jié)劑、橡膠型粘結(jié)劑、混合型

13、粘結(jié)劑等。|組成粘結(jié)劑的成分有：組成粘結(jié)劑的成分有：|（1 1）合成樹脂粘料）合成樹脂粘料| 它主要起基本粘結(jié)作用，是粘結(jié)劑的主要成分，常用它主要起基本粘結(jié)作用，是粘結(jié)劑的主要成分，常用的粘料是各種合成樹脂，如環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、有的粘料是各種合成樹脂，如環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、有機(jī)硅樹脂、酚醛樹脂、脲醛樹脂、聚醋酸乙烯樹脂、聚機(jī)硅樹脂、酚醛樹脂、脲醛樹脂、聚醋酸乙烯樹脂、聚乙烯醇甲醛樹脂等。其中以熱固性樹脂的粘結(jié)強(qiáng)度較高。乙烯醇甲醛樹脂等。其中以熱固性樹脂的粘結(jié)強(qiáng)度較高。|（）固化劑和催化劑（）固化劑和催化劑| 它們是為使粘結(jié)劑固化迅速或強(qiáng)度提高而加入的物它們是為使粘結(jié)劑固化迅速或強(qiáng)度提高而

14、加入的物質(zhì)，往往將其與粘料分開放置和保存，使用前在現(xiàn)質(zhì)，往往將其與粘料分開放置和保存，使用前在現(xiàn)場混合后立即使用。場混合后立即使用。|（3 3）填料）填料| 它是為改善粘結(jié)劑的強(qiáng)度、穩(wěn)定性而加入的物質(zhì)，它是為改善粘結(jié)劑的強(qiáng)度、穩(wěn)定性而加入的物質(zhì)，加入填料后還可降低成本。加入填料后還可降低成本。|（4 4）稀釋劑）稀釋劑| 它是為調(diào)節(jié)粘結(jié)劑的粘度，便于使用操作而加入的它是為調(diào)節(jié)粘結(jié)劑的粘度，便于使用操作而加入的有機(jī)溶劑。常用的稀釋劑有環(huán)氧丙烷，丙酮、二甲有機(jī)溶劑。常用的稀釋劑有環(huán)氧丙烷，丙酮、二甲苯等。苯等。| 常用的建筑粘結(jié)劑有環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑、聚氨脂粘結(jié)常用的建筑粘結(jié)劑有環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑、聚氨脂

15、粘結(jié)劑、不飽和聚酯樹脂粘結(jié)劑、酚醛樹脂、糠醛樹脂劑、不飽和聚酯樹脂粘結(jié)劑、酚醛樹脂、糠醛樹脂粘結(jié)劑、氯丁橡膠粘結(jié)劑、丁睛橡膠粘結(jié)劑等。粘結(jié)劑、氯丁橡膠粘結(jié)劑、丁睛橡膠粘結(jié)劑等。# #|例例9-1 9-1 有機(jī)高分子材料的特性是什么？有機(jī)高分子材料的特性是什么？|解解| 與普通土木建筑材料相比，有機(jī)高分子材料的工程性與普通土木建筑材料相比，有機(jī)高分子材料的工程性質(zhì)具有如下特點(diǎn)：質(zhì)具有如下特點(diǎn)：| 密度小密度小| 有機(jī)高分子材料的密度較小，一般為有機(jī)高分子材料的密度較小，一般為0 08 82 22 2 g/cmg/cm3 3，是一種輕質(zhì)建筑材料，這也是它在土木建筑工，是一種輕質(zhì)建筑材料，這也是它在

16、土木建筑工程中的優(yōu)點(diǎn)之一。程中的優(yōu)點(diǎn)之一。| 力學(xué)性能好力學(xué)性能好|常溫下大部分有機(jī)高分子材料的韌性良好，其中有許多常溫下大部分有機(jī)高分子材料的韌性良好，其中有許多強(qiáng)度較高，有些變形能力很強(qiáng)，使其在工程的某些部位強(qiáng)度較高，有些變形能力很強(qiáng)，使其在工程的某些部位可取代脆性很強(qiáng)的無機(jī)材料。可取代脆性很強(qiáng)的無機(jī)材料。|耐水性和耐濕性好耐水性和耐濕性好| 多數(shù)有機(jī)高分子材料增水性很強(qiáng)，有良好的防水和多數(shù)有機(jī)高分子材料增水性很強(qiáng)，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。常通過選擇材料的品

17、種和厚度來滿足不同的防水要求。|耐腐蝕性好耐腐蝕性好| 多數(shù)有機(jī)高分子材料結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定，對酸、堿、鹽多數(shù)有機(jī)高分子材料結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定，對酸、堿、鹽等介質(zhì)的耐腐蝕性優(yōu)于普通無機(jī)建筑材料。等介質(zhì)的耐腐蝕性優(yōu)于普通無機(jī)建筑材料。| 加工性好且使用方便加工性好且使用方便| 有機(jī)高分子材料可采用多種加工工藝，可塑制成有機(jī)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(chǎn)品；有的經(jīng)溶劑稀釋后可現(xiàn)場各種形狀、厚度不同的產(chǎn)品；有的經(jīng)溶劑稀釋后可現(xiàn)場施工操作，能適應(yīng)工程的不同需要。施工操作，能適應(yīng)工程的不同需要。| 耐高溫和大氣穩(wěn)定性差耐高溫和大氣穩(wěn)定性差| 多數(shù)有機(jī)高分子材料高溫下易產(chǎn)生軟化、分解或多

18、數(shù)有機(jī)高分子材料高溫下易產(chǎn)生軟化、分解或燃燒等變化，失去工程性質(zhì)。在陽光（特別是紫外線）、燃燒等變化，失去工程性質(zhì)。在陽光（特別是紫外線）、熱、氧及水蒸氣的作用下，有機(jī)高分子材料的組成及內(nèi)熱、氧及水蒸氣的作用下，有機(jī)高分子材料的組成及內(nèi)部結(jié)構(gòu)會不斷老化，使其不斷變脆甚至開裂，性能逐漸部結(jié)構(gòu)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(zhì)。惡化而失去原有的工程性質(zhì)。| 對人和環(huán)境的健康有不良影響對人和環(huán)境的健康有不良影響| 有機(jī)高分子材料在生產(chǎn)、施工及使用過程中可能釋放有機(jī)高分子材料在生產(chǎn)、施工及使用過程中可能釋放出揮發(fā)性有機(jī)物，對人和環(huán)境的健康有不良影響。出揮發(fā)性有機(jī)物，對人

19、和環(huán)境的健康有不良影響。|例例9-2 9-2 塑料的主要組成有哪些？其作用塑料的主要組成有哪些？其作用如何？如何？|解解 |塑料的主要組成有合成樹脂、填充料、增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(jié)作塑劑和固化劑等。樹脂在塑料中起膠結(jié)作用，并決定塑料的硬化性質(zhì)和工程性質(zhì)和用，并決定塑料的硬化性質(zhì)和工程性質(zhì)和應(yīng)用；填充料主要起提高強(qiáng)度、硬度、剛應(yīng)用；填充料主要起提高強(qiáng)度、硬度、剛度及耐熱性等，同時也為了減小收縮和降度及耐熱性等，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，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、降低壓

20、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塑性和柔順性等；固化劑使線型高聚物交聯(lián)為體型高聚物，從而具有熱固性。聯(lián)為體型高聚物，從而具有熱固性。|例例9-3 9-3 常用建筑塑料有幾種？其特性和用途常用建筑塑料有幾種？其特性和用途是什么？是什么？|解解 | 建筑上常用塑料有以下幾種：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（）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)良的電絕緣種，為白色半透明材料，具有優(yōu)良的電絕緣性能和化學(xué)穩(wěn)定性，但機(jī)械強(qiáng)度不高，質(zhì)地性能

21、和化學(xué)穩(wěn)定性，但機(jī)械強(qiáng)度不高，質(zhì)地較柔韌，不耐高溫。在建筑上主要制成管子較柔韌，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。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。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(zhì)或軟質(zhì)按

22、加入不同量的增塑劑，可制得硬質(zhì)或軟質(zhì)制品。它的使用溫度范圍為制品。它的使用溫度范圍為15155555C C，化學(xué)穩(wěn)定性好，可耐酸、堿鹽的腐蝕，并耐化學(xué)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(qiáng)度大于磨，具有消聲、減震功用，其抗彎強(qiáng)度大于60MPa60MPa。|（）酚醛塑料。酚醛樹脂是酚類和醛類結(jié)（）酚醛塑料。酚醛樹脂是酚類和醛類結(jié)合而成的，有熱塑料和熱固性兩類，具有耐合而成的，有熱塑料和熱固性兩類，具有耐熱、耐濕、耐化學(xué)侵蝕和電絕緣等性能。顏熱、耐濕、耐化學(xué)侵蝕和電絕緣等性能。顏色有棕色和黑色兩種，但較脆，不耐撞擊。色有棕色和黑色兩種，但較脆，不耐撞擊。在建筑工程中主要用作電木粉、玻璃鋼、層在建筑工程中主要用作電木粉、玻璃鋼、層壓板等。壓板等。|（）聚甲基丙烯酸甲酯塑料。聚甲基丙（）聚甲基丙烯酸甲酯塑料。聚甲基丙烯酸甲酯