建筑塑料与胶粘剂课件.ppt

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1、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

2、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()、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(即有机玻璃);,常用的热固性塑料有:酚醛树脂塑料()、脲醛树脂塑料()、三聚氰胺树脂塑料()、环氧树脂塑料()、不饱和聚酯树脂塑料()和有机硅树脂塑料()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

3、,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

4、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,

5、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()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(P

6、VC)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。

7、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

8、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、A

9、BS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

10、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

11、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

12、及高压用管。,塑料管种类与应用范围,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(15002500Pa)比铝窗(2500350Pa)低2个等级。气密性:塑窗和铝窗在同一个等级上(2.50.5m3/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:

13、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),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:密度小 有机高分子材料的密度较小,一般为0822 g/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。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。,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

14、择材料的品种和厚度来满足不同的防水要求。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。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。,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。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

15、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:()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

16、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。,()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,可制得硬质或软质制品。它的使用温度范围为1555C,化学稳定性好,可耐酸、碱盐的腐蚀,并耐磨,具有消声、减震功用,其抗弯强度大于60MPa。()酚醛塑料。酚醛树脂是酚类和醛类结合而成的,有热塑料和热固性两类,具有耐热、耐湿、耐化学侵蚀和电绝缘等性能。颜色有棕色和黑色两种,但较脆,不耐撞击。在建筑工程中主要用作电木粉、玻璃钢、层压板等。,()聚甲基丙烯酸甲酯塑料。聚甲基丙烯酸甲酯是由丙酮、氰化物和甲醇反应、聚合而成。在不加其它组分时制成的塑料具有高度透明性,在建筑上制成采光用的平板或瓦楞板(亦称有机玻璃),在树脂中加入颜料、染料、稳定剂和填充料,可挤压或模塑制成表面光洁的建筑制品,用玻璃纤维增强的树脂可制成浴缸等卫生用品。,

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