西北工业大学：《建筑工程材料——土木工程材料》课程教学资源（PPT课件讲稿）第九章 塑料

土木工程材料 第九章建筑塑料 张德思教授

土木工程材料 第九章 建筑塑料 张德思教授 主讲

。第一节建筑塑料 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

 第一节 建筑塑料  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

2.塑料的构成 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。 2.1树脂 树脂为塑料的主要成分,其质量占塑料的4O%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(S)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.塑料的构成  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。  2.1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

●2.2改性添加剂 为改善塑料的性质,需加入多种作用不同的 添加剂。常用的添加剂有如下几种: ●(1)填充料 为调节塑料的物理化学性能,提高机械 强度,扩大使用范围而加入的粉状或纤维状 无机化合物。如加入玻璃纤维可提高塑料的 机械强度;加入云母可增强塑料的电绝缘性; 加入石棉可改善塑料的耐热性。加入填充料 后还可降低塑料的成本。常用的填充料还有 石灰石粉、滑石粉、铝粉、碳黑、木屑、木 粉及其它纤维等

 2.2改性添加剂  为改善塑料的性质，需加入多种作用不同的 添加剂。常用的添加剂有如下几种：  （1）填充料  为调节塑料的物理化学性能，提高机械 强度，扩大使用范围而加入的粉状或纤维状 无机化合物。如加入玻璃纤维可提高塑料的 机械强度；加入云母可增强塑料的电绝缘性； 加入石棉可改善塑料的耐热性。加入填充料 后还可降低塑料的成本。常用的填充料还有 石灰石粉、滑石粉、铝粉、碳黑、木屑、木 粉及其它纤维等

●(2)增塑剂 为提高塑料加工时的可塑性,使其在较低的 温度和压力下成形而加入的化学物质就是增塑 剂。有些增塑剂还能改善塑料的强度、韧性、 柔顺性。常用的增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯、 邻苯二甲酸二辛酯、磷酸二甲酚酯、二苯甲酮、 樟脑等。 e(3)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

 （2）增塑剂  为提高塑料加工时的可塑性，使其在较低的 温度和压力下成形而加入的化学物质就是增塑 剂。有些增塑剂还能改善塑料的强度、韧性、 柔顺性。常用的增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯、 邻苯二甲酸二辛酯、磷酸二甲酚酯、二苯甲酮、 樟脑等。  （３）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

(4)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。 e(5)着色剂 塑料中加入着色剂是为获得所需的色彩。塑 料中加入的着色剂应能与树脂相混熔和混溶, 在加热加工和使用中应稳定。 ●为使塑料获得某种性能还可加入润滑剂、发泡 剂、阻燃剂等

 （４）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。  （５）着色剂  塑料中加入着色剂是为获得所需的色彩。塑 料中加入的着色剂应能与树脂相混熔和混溶， 在加热加工和使用中应稳定。  为使塑料获得某种性能还可加入润滑剂、发泡 剂、阻燃剂等

e3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。 e(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。 e(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 e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

 3 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

●第二节建筑涂料 涂料是一类能涂覆于物体表面并在一定条件下形 成连续和完整涂膜的材料的总称。早期的涂料主要以 干性油或半干性油和天然树脂为主要原料,所以这种 涂料被称为油漆。涂料的主要功能是保护基材和美化 环境。 1.涂料的组成 涂料是由多种材料调配而成,每种材料赋予涂料 不同的性能。涂料的主要组成包括: e(1)主成膜物质 主成膜物质是将涂料中的其他组分粘结在一起, 并能牢固附着在基层表面形成连续均匀、坚韧的保护 膜。它包括基料、胶粘剂和固着剂。主成膜物质的性 质,对形成涂膜的坚韧性、耐磨性、耐候性以及化学 稳定性等,起着决定性的作用

 第二节 建筑涂料  涂料是一类能涂覆于物体表面并在一定条件下形 成连续和完整涂膜的材料的总称。早期的涂料主要以 干性油或半干性油和天然树脂为主要原料，所以这种 涂料被称为油漆。 涂料的主要功能是保护基材和美化 环境。  1. 涂料的组成  涂料是由多种材料调配而成，每种材料赋予涂料 不同的性能。涂料的主要组成包括：  （１）主成膜物质  主成膜物质是将涂料中的其他组分粘结在一起， 并能牢固附着在基层表面形成连续均匀、坚韧的保护 膜。它包括基料、胶粘剂和固着剂。主成膜物质的性 质，对形成涂膜的坚韧性、耐磨性、耐候性以及化学 稳定性等，起着决定性的作用

e(2)次成膜物质 涂料中所用颜料和填料,以微细粉状均匀分散 于涂料介质中,赋予涂膜以色彩、质感,起到提高 涂膜的抗老化性、耐候性等作用,因而被称为次成 膜物质。 (3)溶剂 溶剂是一种具有既能溶解油料、树脂,又易 于挥发,能使树脂成膜的有机物质。它的作用是将 油料、树脂稀释并能将颜料和填料均匀分散,调节 涂料粘度。 (4)辅助材料 辅助材料又称助剂,它的用量很少,但种类 很多,各有所长,且作用显著,是改善涂料性能不 可忽视的重要方面

 （2）次成膜物质  涂料中所用颜料和填料，以微细粉状均匀分散 于涂料介质中，赋予涂膜以色彩、质感，起到提高 涂膜的抗老化性、耐候性等作用，因而被称为次成 膜物质。  （３）溶剂  溶剂是一种具有既能溶解油料、树脂，又易 于挥发，能使树脂成膜的有机物质。它的作用是将 油料、树脂稀释并能将颜料和填料均匀分散，调节 涂料粘度。  （４）辅助材料  辅助材料又称助剂，它的用量很少，但种类 很多，各有所长，且作用显著，是改善涂料性能不 可忽视的重要方面

2.常用建筑涂料 建筑涂料品种繁多,按其在建筑物中使用部位的不 同,可以分为:内墙涂料;外墙涂料;地面涂料;顶棚 涂料;屋面防水涂料等。 3.胶粘剂 能够将两种材料直接粘结在一起的物质被称为粘结剂, 粘结剂的种类繁多,常用的高分子粘结剂有热固型粘结 剂、热塑型粘结剂、橡胶型粘结剂、混合型粘结剂等 e组成粘结剂的成分有: e(1)合成树脂粘料 它主要起基本粘结作用,是粘结剂的主要成分,常用 的粘料是各种合成树脂,如环氧树脂、聚氨酯树脂、有 机硅树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、聚醋酸乙烯树脂、聚 乙烯醇甲醛树脂等。其中以热固性树脂的粘结强度较高

 2. 常用建筑涂料  建筑涂料品种繁多，按其在建筑物中使用部位的不 同，可以分为：内墙涂料；外墙涂料；地面涂料；顶棚 涂料；屋面防水涂料等。  ３．胶粘剂  能够将两种材料直接粘结在一起的物质被称为粘结剂， 粘结剂的种类繁多，常用的高分子粘结剂有热固型粘结 剂、热塑型粘结剂、橡胶型粘结剂、混合型粘结剂等。  组成粘结剂的成分有：  （1）合成树脂粘料  它主要起基本粘结作用，是粘结剂的主要成分，常用 的粘料是各种合成树脂，如环氧树脂、聚氨酯树脂、有 机硅树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、聚醋酸乙烯树脂、聚 乙烯醇甲醛树脂等。其中以热固性树脂的粘结强度较高