文档介绍：第八章建筑塑料
建筑塑料较传统的建筑材料有许多优点,用于各种塑料管道卫生设备、塑料装饰板、塑料门窗、泡沫塑料复合墙体等。
塑料:是以聚合物(或树脂)为主要成份,在一定的温度、压力等条件下可塑制成一定形状,且在常温下能保持其形状不变的有机材料。
塑料和传统建筑材料相比,有很多优点:
1、表现密度小;与木材密度相接近。
2、比强度高;(强度与密度之比)接近或超过钢材,是一种很好的轻质高强材料。
3、可加工性好;可加工成各种薄板、管材、门窗异性材等。可切割和“焊接”。
4、耐化学腐蚀性好;耐酸碱,适合做化工厂的门窗、地面、墙壁等。
5、抗振、吸声和保温性好;
6、耐水性和耐水蒸气性强;吸水率和透气性很低,可用于防潮防水工程。
7、装饰性强;可电镀、压花、印刷等。
8、电绝缘性优良。
缺点:弹性模量低、易老化、不耐高温和易燃,燃烧后有毒。
塑料的组成
塑料根据其所含组分数目:可分为单组分塑料和多组分塑料。
塑料根据受热后形态性能表现的不同:可分为热塑性塑料(如聚氯乙烯塑料、聚乙烯塑料等)和热固性塑料(如酚醛树脂、不饱和聚酯、有机硅等)两大类。
大部分塑料是多组分塑料,是由作为主要成分的聚合物和根据需要加入的各种添加剂组成的。
聚合物
聚合物是塑料中的基本组分,一般含量度40%~100%,聚合物的性能在很大程度上决定了塑料的性能,因此,塑料的名称也按其所包含的聚合物的名称来命名。
聚合物分子构型
聚合物:是由一种或多种有机小分子通过主价健一个接一个地连接而成的链状或网状分子。
分子量都在10000以上,有的可高达数十万乃至数百万。
聚合物最简单的连接方式呈线型,在其两侧还可以形成一些支链。
许多线型或支链型大分子由化学键连接而形成体型结构,如图所示。
聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等热塑性聚合物属于线型或支链型结构。
酚醛树脂、脲醛树脂等热固性聚合物属于体型结构。
聚合反应:
聚合反应:由低分子单体合成聚合物的反应。
按单体和聚合物在组成和结构上发生的变化分为加聚反应和缩聚反应。
由单体加成而聚合起来的反应叫加聚反应,其产物叫加聚物。
加聚物的结构大多为线型。例如,乙烯加聚成聚乙烯: nC2H2——(C2H2)n
由两种或两种以上带有官能团(H—、—OH、C1—、—NH2、—COOH)的单体共聚,同时产生低分子副产物(如水、醇、氨或氯化氢等)的反应叫缩聚反应,其生成聚合物叫缩聚物。
缩聚物的结构可为线型或体型。如苯酚与甲醛、尿素与甲醛的缩聚物分别称为酚醛树脂和脲醛树脂。
聚合物的物理状态
有些聚合物处于完全无定形状态,有些聚合物则处于结晶状态,但结晶度不能达到100%,往往是许多小晶区与无定形相交织在一起。
结晶性塑料通常随结晶度的提高,其密度、弹性模量、抗拉强度、表面硬度、耐热性等都随之提高,而抗冲击强度、断裂伸长率、透光性、溶解度等则相应降低。
聚合物的溶点和玻璃温度
溶点Tm :是结晶聚合物的主要热转变温度。
玻璃化温度Tg:是无定形聚合物的热转变温度。
当加热温度超过粘流温度Tf 后,聚合物呈现具有粘性(或塑性)和可流动的粘流态。Tg 和Tm 是聚合物使用时耐热性的重要指标,甚至也是聚合物其它性能的重要指标。塑料处于玻璃态或部分结晶态,Tg 是无定形聚合物使用上限温度,Tm 则是高度结晶聚合物的使用上限温度。实际上使用时,将处于比Tg 或Tm 更低一些的温度。
添加剂
塑料中除主要成分聚合物外,通常最重要的添加剂可分成四种类型:
1、改进材料力学性能的填料、增强剂、增塑剂等;
填料:可提高塑料的强度、硬度及耐热性,减少塑料制品的收缩,并能有效地降低塑料的成本。
增塑剂:能降低塑料的硬度和脆性,使塑料具有较好的塑性、韧性和柔顺性等机械性质。
2、改善加工性能的润滑剂和热稳定剂;
3、提高耐燃性能的阻燃剂;
4、改进使用过程中耐老化性能的各种稳定剂。
稳定剂:防止塑料在热、光及其他条件下过早老化。