【PPT】-第十一章建筑塑料与胶粘剂

第十一章建筑塑料与胶粘剂主要内容塑料的组成与特性常用的建筑塑料制品学习目标：了解塑料的基本知识掌握常用建筑塑料（塑料制品）、胶黏剂的品种、性质及应用。塑料是以有机高分子化合物为基本材料，加入各种改性添加剂后，在一定的温度和压力下塑制而成的材料。1.塑料的分类根据塑料的热行为可分为热塑性塑料和热固性塑料：热塑性塑料经加热成形、冷却硬化后，再经加热还具有可塑性；热固性塑料是经初次加热成型并冷却固化后，其中多数有机高分子已发生聚合反应，形成了热稳定的高聚物，此物质即使再经加热也不会软化和产生塑性。总之，热塑性塑料的塑化和硬化过程是可逆的，而热固性塑料的塑化是不可逆的。一、建筑塑料的基本组成塑料是由起胶结作用的树脂和起改性作用的添加剂构成的。1、合成树脂树脂为塑料的主要成分，其质量占塑料的４０％以上，在塑料中起胶结作用，并决定塑料的硬化性质和工程性质。塑料常以所用的树脂命名。常用的热塑性塑料：有聚氯乙烯塑料（ＰＶＣ）、聚乙烯塑料（ＰＥ），聚丙烯塑料（ＰＰ）、聚苯乙烯塑料（ＰＳ）、改性聚苯乙烯塑料（ＡＢＳ）、聚甲基丙烯酸塑料（ＰＭＭＡ即有机玻璃）；常用的热固性塑料有：酚醛树脂塑料（ＰＦ）、脲醛树脂塑料（ＵＦ）、三聚氰胺树脂塑料（ＭＦ）、环氧树脂塑料（ＥＰ）、不饱和聚酯树脂塑料（ＵＰ）和有机硅树脂塑料（ＳＩ）等。尽管这些树脂的性能不同，但是它们的基本构成形式却相同。2、改性添加剂1）填料也称填充剂，能增强塑料的性能，如纤维填充剂等的加入，可提高强度，石棉的加入可提高塑料的耐热性。云母的加入可提高塑料的电绝缘性等。2）稳定剂它是为使塑料长期保持工程性质而加入的物质。常用的稳定剂有抗老化剂、热稳定剂等，如硬脂酸盐及环氧树脂等。3）增塑剂具有低蒸气压的低分子量固体或液体有机化合物，主要为酯类和酮类，与树脂混合不发生化学反应。仅能提高混和物弹性、粘性、可塑性、延伸率，改进低温脆性和增加柔性、抗振性等。增塑剂能降低塑料制品的机械性能和耐热性等。4）着色剂一般为有机染料或无机颜料。要求色泽鲜明，着色力强，分散性好，耐热耐晒，与塑料结合牢靠。在成型加工温度下不变色、不起化学反应，不因加入着色剂而降低塑料性能5）固化剂固化剂是调节塑料固化速度，使树脂硬化的物质。通过选择固化剂的种类和掺量，可取得所需要的固化速度和效果。常用的固化剂有胺类、酸酐、过氧化物等。6）其它添加剂在塑料里加入金属微粒如银、铜等就可制成导电塑料。加入一些磁铁粉，就制成磁性塑料。加入特殊的化学发泡剂就可制成泡沫塑料。掺入放射性物质与发光物质，可制成发光塑料（冷光）。加入香醇类可制成经就发生香味的塑料。当然为了阻止塑料燃烧具有自熄性，还加入阻燃剂。还有抗静电剂、防霉剂等。二、塑料的主要性质它作为建筑材料使用具有很多特征，它不仅能代替传统材料，而且具有传统材料所不具备的性能。1、塑料的密度小，比强度高：它只有钢材的1/5、混凝土的1/3，铝的1/2，不仅能减轻施工的劳动强度，而且大大减轻了建筑物的自重。比强度远远混凝土、水泥，接近或超过钢材。2、加工性能好3、导热系数小4、装饰性能优异5、具有多功能性6、经济性缺点：耐热性差、易燃，易老化，热膨胀性大，刚度小三、塑料的应用（１）塑料在工业与民用建筑中可生产塑料管材、板材、门窗、壁纸、地毯、器皿、绝缘材料、装饰材料、防水及保温材料等。（2）在基础工程中可制作塑料排水板或隔离层、塑料土工布或加筋网等。（3）在其它工程中可制作管道、容器、粘结材料或防水材料等，有时也可制作结构材料。在选择和使用塑料时应注意其耐热性、抗老化能力、强度和硬度等性能指标。四、常用的建筑塑料一、聚氯乙烯塑料（PVC）它是由氯乙烯单体聚合而成。其化学稳定性好，抗老化性能好，但耐热性差，通常的使用温度为60-80度以下。根据增塑剂的掺量不同，可制得软、硬两种聚氯乙烯塑料。软聚氯乙烯塑料很柔软，有一定的弹性，可以做地面材料和装饰材料，可以作为门窗框及制成止水带，用于防水工程的变形缝处。硬聚氯乙烯塑有较高的机械性能和良好的耐腐蚀性能、耐油性和抗老化性，易焊接，可进行粘结加工。多用做百叶窗、各种板材、楼梯扶手、波形瓦、门窗框、地板砖、给排水管。二、聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）聚甲基丙烯酸甲脂又称有机玻璃，是透光率最高的一种塑料（可打92%），因此可代替玻璃，而且不易破碎，但其表面硬度比无机玻璃差，容易划伤。如果在树脂中加入颜料、稳定剂和填充料，可加工成各种色彩鲜艳、表面光洁的制品。有机玻璃机械强度较高、耐腐蚀性、耐气候性、抗寒性和绝缘性均较好，成型加工方便。缺点是质脆，不耐磨、价格较贵，可用来制作护墙板和广告牌。三、酚醛树脂它是由苯酚和甲醛在酸性或碱性催化剂的作用下缩聚而成。它多具有热固性，起优点是黏结强度高、耐光、耐热、耐腐蚀、电绝缘性好，但质脆。加入填料和固化剂后可制成酚醛塑料制品（俗称电木），此外还可作成压层板等。四、不饱和聚脂树脂（UP）不饱和聚脂树脂是在激发剂作用下，由二元酸或二元醇制成的树脂与其他不饱和单体聚合而成。五、环氧树脂（EP）环氧树脂是以多环氧氯丙烷和二烃基二苯基丙烷为主原料制成。它因热和阳光作用而起光合作用起反应，便于储存，是很好的黏合剂，起黏结作用较强，耐侵蚀性也较强，稳定性很高，在加入硬化剂之后，能与大多数材料胶合。六、聚乙烯（PE）一种热塑性塑料。按生产方法分高压、低压、中压三种。食品袋的材料七、聚丙烯（PP）密度小，机械强度比聚乙烯高，耐热性好，耐低温性差，易老化。八、聚苯乙烯（PS）是一种透明的无定型热塑性塑料，其透光性能仅次于有机玻璃。优点是密度低，耐水，耐光，耐化学腐蚀性好。电绝缘性和低吸湿性极好，而且易于加工和染色。缺点是抗冲击性能差，脆性大和耐热性低。可用作百叶窗、隔热隔声泡沫板，可粘结纸、纤维、木材、大理石碎粒制成复合材料。九、ABS塑料一种橡胶改性的PS。不透明，呈浅象牙色，耐热，表面硬度高，尺寸稳定，耐化学腐蚀，电性能良好，易于成型和机械加工，表面还能镀铬。十、聚酰胺类塑料（尼龙或锦纶）坚韧耐磨，熔点较高。摩擦系数小，抗拉伸。价格便宜。十一、聚氨酯树脂（PU）性能优异的热固性树脂。可以是软质的，也可以是硬质的。力学性能、耐老化性、耐热性都比较好。可作涂料和粘结剂。十二、玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）用玻璃纤维制品、增强不饱和聚酯或环氧树脂等复合而成的一类热固性塑料。有很高的机械强度，其比强度甚至高与钢材。2000年，全国塑料管道需求量为40万吨(其中33万吨为排水管、7万吨为给水管)，预计到2010年，全国塑料管道需求量将达到100万吨，其品种包括塑料给水管、电线导管、冷热水管、燃气管等。常用类型硬质聚氯乙烯（UPVC）管聚乙烯（PE）管三型聚丙烯(PP-R)管交联聚乙烯(PEX)管材铝塑复合(PAP)管常用的建筑塑料制品一、塑料管材塑料管材1、硬质聚氯乙烯（UPVC）管UPVC管具有较高的抗冲击性能和耐化学性能。用于城市供水、城市排水，建筑给水和建筑排水管道。塑料管材2、聚乙烯（PE）管分为高密度聚乙烯管(HDPE)、中密度聚乙烯管(MDPE)和低密度聚乙烯管(LDPE)。HDPE管和MDPE管主要用作城市燃气管道。3、三型聚丙烯管(PP-R)具有较好抗冲击性能（5MPa）、耐高温（95℃）和抗蠕变性能。用于建筑室内冷热水供应和地面辐射采暖。塑料管材4、交联聚乙烯(PEX)管材将聚乙烯加入交联剂硅烷改性，分子呈三维网络结构耐热（-70℃∽+110℃）、耐压（6MPa）、耐化学腐蚀、绝缘好（击穿电压60KV）、使用寿命长（50年）。不能抗紫外线用于建筑室内冷热水供应和地面辐射采暖、中央空调管道系统、太阳能热水器配管。塑料管材5、铝塑复合(PAP)管铝合金层增加管道耐压和抗拉强度。使管道容易弯曲而不反弹。外塑料层（MDPE或PEX）可保护管道不受外界腐蚀。内塑料层采用MDPE时可作饮水管，无毒无味无污染，符合国家饮用水标准；内塑料层采用PEX则可耐高温耐高压，适用于采暖及高压用管。塑料管种类与应用范围用途种类市政给水市政排水建筑给水建筑排水室外燃气热水采暖雨水管穿线管排污管PVCUPVC√√√√--√--CPVC√-√--√--√PEHDPE√-√-√----MDPE--√-√----LDPE-------√-PEX--√--√-√√PP-R--√--√-√√PB--√--√--√ABS--√--√---PAP--√-√√-√√管道供暖系统二、塑钢门窗产量将达到4000-4500万平方米，重点在三北采暖和沿海地区加强推广应用。塑钢门窗是以氯乙烯(PVC)树脂为主要原料，加工成型材，型材的空腔里填加钢衬(加强筋）。型材壁厚应在2.5毫米以上。塑钢门窗与铝合金门窗性能比较抗风压强度：塑窗(1500～2500Pa)比铝窗(2500～350Pa)低2个等级。气密性：塑窗和铝窗在同一个等级上(2.5～0.5m3/mh)。保温性：能塑窗是铝窗的1.36倍(单层窗)和1.44倍(单框双玻窗)。采光性能：塑窗遮光面积比铝窗大10%左右。隔声性能：塑窗与铝窗性能相似防火性能、防雷和静电、装饰性：塑窗比铝窗差塑窗存在老化问题铝窗也存在变形问题塑窗一般用于低层住宅。不同建筑门窗使用周期内投资比较表:（元/米2）内容木窗钢窗高档铝合金窗塑钢窗单框单玻双框双玻单框单玻双框双玻单框单玻双框双玻单框单玻双框双玻总造价15030015531027031018021010年后费用240390245400270310180210例11-1有机高分子材料的特性是什么？解与普通土木建筑材料相比，有机高分子材料的工程性质具有如下特点：１．密度小有机高分子材料的密度较小，一般为0．8～2．2g/cm3，是一种轻质建筑材料，这也是它在土木建筑工程中的优点之一。２．力学性能好常温下大部分有机高分子材料的韧性良好，其中有许多强度较高，有些变形能力很强，使其在工程的某些部位可取代脆性很强的无机材料。３．耐水性和耐湿性好多数有机高分子材料增水性很强，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。工程中常通过选择材料的品种和厚度来满足不同的防水要求。４．耐腐蚀性好多数有机高分子材料结构十分稳定，对酸、碱、盐等介质的耐腐蚀性优于普通无机建筑材料。５·加工性好且使用方便有机高分子材料可采用多种加工工艺，可塑制成各种形状、厚度不同的产品；有的经溶剂稀释后可现场施工操作，能适应工程的不同需要。６．耐高温和大气稳定性差多数有机高分子材料高温下易产生软化、分解或燃烧等变化，失去工程性质。在阳光（特别是紫外线）、热、氧及水蒸气的作用下，有机高分子材料的组成及内部结构会不断老化，使其不断变脆甚至开裂，性能逐渐恶化而失去原有的工程性质。７．对人和环境的健康有不良影响有机高分子材料在生产、施工及使用过程中可能释放出挥发性有机物，对人和环境的健康有不良影响。例11-2塑料的主要组成有哪些？其作用如何？解:塑料的主要组成有合成树脂、填充料、增塑剂和固化剂等。树脂在塑料中起胶结作用，并决定塑料的硬化性质和工程性质和应用；填充料主要起提高强度、硬度、刚度及耐热性等，同时也为了减小收缩和降低造价；增塑剂改善塑料加工工艺性能，降低压力和温度，还可以改善塑料的韧性、塑性和柔顺性等；固化剂使线型高聚物交联为体型高聚物，从而具有热固性。例11-3常用建筑塑料有几种？其特性和用途是什么？解建筑上常用塑料有以下几种：（１）聚乙烯塑料。是由聚乙烯树脂聚合而成。按聚合方法分为高压、中压、低压三种，为白色半透明材料，具有优良的电绝缘性能和化学稳定性，但机械强度不高，质地较柔韧，不耐高温。在建筑上主要制成管子或作水箱，用于排放或贮存冷水；制成薄膜用于防潮、防水工程，或作绝缘材料。聚乙烯由石油裂解分离而得，材料来源丰富。（２）聚氯乙烯塑料。是一种通用塑料，由聚氯乙烯树脂加入增塑剂填料、颜料和其它附加剂等制成各色半透明、不透明的塑料。按加入不同量的增塑剂，可制得硬质或软