第 9章 合成高分子材料
单位：土木工程系
9.1 概述
9.1.1 高分子化合物的概念
高分子化合物, 又称高分子聚合物, 简称高聚物 。
是由许多低分子化合物作为组成单元, 多次相
互重复连接聚合而成的物质 。
如, 聚 乙 烯 结 构 为, … CH2— CH2… CH2—
CH2… 缩写 [ CH2— CH2 ]n
乙烯称为：单体；最小重复结构单元, — CH2—
CH2— 称为：链节； n称为：聚合度 。
特点：分子量很大，化学组成比较简单。
9.1.2 合成高分子材料的分子特征
1,分类
按链节在空
间排列的几
何形状分
线型聚合物,
有长链、支链
体型聚合物
线型无支链 结构聚合物,聚苯乙烯 (PS)、
密度聚乙烯 (HDPE),聚醋纤维素 分 子 。
线型带支链 结构聚合物, 低密度聚乙烯
(LDPE),聚醋酸乙烯 (PVAC)等。
特点,在 一定溶 剂中 可 溶解, 软化, 甚至熔化
线型大分子间相互交联成网状三维 结构，有
酚醛 树脂 (PF),不饱和聚醋 (UP),环氧树脂
(EP),脲醛 树脂 (UF)等。
特点,成型后再加热, 不软化, 也不能流动
2,合成高分子材料的性能特点
性能优点,
(1)优良的加工性能
(2)质轻
(3)导热系数小
(4)化学稳定性较好
(5)电绝缘性好 。
(6)功能的可设计性强
(7)出色的装饰性能
性能 缺点：
(1)易老化
(2)可燃性及毒性
(3)耐热性差
9.2 土木工程中的高分子材料
9.2.1 建筑塑料
1.建筑塑料的基本组成
(1)合成树脂
(2)添加剂
目的,为了改善塑料的某些性能 。 不同塑料所加
入的添加剂不同, 常用的添加剂类型有,
① 填料
② 增塑剂
③ 其他添加剂
2.建筑塑料的分类及主要性能
建筑上常用的塑料可分为热塑性塑料和热固
性塑料, 其主要性能见表 9-1。
表 9-1 建筑上常用塑料的性能
性能
热塑性塑料 热固性塑料
聚氯乙烯
(硬 )
聚氯乙烯
(软 ) 聚乙烯 聚苯乙烯 聚丙烯 酚醛 有机硅
密度
/(g?cm-3)
1.35～
1.45 1.3～ 1.7 0.92
1.04～
1.07
０,90～
0.91
1.25～
1.36
1.65～
2.00
拉伸强度
／Ｍ Pa 35～ 65 7～ 25 11～ 13 35～ 63 30～ 63 49～ 56 ＿
伸长率 /% 20～ 40 200～ 400 200～ 550 1～ 1.3 >200 1.O～ 1.5 ＿
抗压强度
/MPa 55～ 90 7～ 12.5 ＿ 80～ 110 39～ 56 70～ 210 110～ 170
抗弯强度
／Ｍ Pa 70～ 110 ＿ ＿ 55～ 110 42～ 56 85～ 105 48～ 54
弹性模量
/GPa
２５００
～４２０
０
＿ 130～ 250
２８００
～ ４２０
０
＿
５３００
～ ７００
０
＿
线膨胀系
数 10－５
/℃ －１
5～ 18.5 ＿ 16～ 18 6～ 8 10.8～11.2 5～ 6.O 5～ 5.8
耐热 /℃ 50～ 70 65～ 80 100 65～ 95 100～ 120 120 300
耐溶剂性 溶于环己 酮 溶于环己 酮 室温下 无溶剂 溶于芳香 族溶剂 室温下无 溶剂 不溶于任 何溶剂 溶于芳香 族溶剂
3.塑料 制品
(1)塑料型材
1） 塑料地板
为了保护人民的身体健康, 国家制订的
GB18586-2001,室内装饰装修材料聚氯乙烯
卷材地板中有害物质限量》中除规定禁止使
用铅盐做稳定剂外, 在标准限量指标上也着
重控制氯乙烯单体、铅,镉 含量和有机化合
物挥发总量, 具体指标见表 9-2。
表 9-2 聚乙烯卷材地板中有害物质限量值
发泡类卷材地板 非发泡类卷材地板
挥发物限量 （ g?m-2）
玻璃纤维基材 其他基材 玻璃纤维基材 其他基材
≤75 ≤35 ≤ 40 ≤ 10
氯乙烯单体 （ mg?kg-1） ≯ 5
可溶性铅 （ mg?kg-1） ≯20
可溶性 镉 （ mg?kg-1） ≯20
(1)塑料型材
1） 塑料地板
2） 塑料门窗
3） 塑料墙纸
4） 玻璃钢建筑制品
(2)塑料管材
1） 硬质聚氯乙烯 (UPVC)塑料管
2） 聚乙烯 (PE)塑料管
3） 聚丙烯 (PP)塑料管和 PPR塑料管
4） 其他塑料管
① ABS塑料管
② 聚了烯 (PB)塑料管
③ 玻璃钢 (GRP)管
④ 复合塑料管
9.2.2 胶粘剂
1.胶粘剂的基本要求
胶粘剂是能将各种材料紧密地粘结在一起的物质的总
称 。
对 胶粘剂 的 基本要求, 适宜的粘度 和 流动性 ； 具有良
好的漫润性, 能很好的浸润被粘结材料的表面 ； 在
一定的温度, 压力, 时间等条件下, 可通过物理和
化学作用固化, 并可调节其固化速度 ； 具有足够的
粘结强度和较好的其他性能 ； 必须对人体无害 。
GB185832001,室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限
量, 的强制性国家标准。胶粘剂中有害物质限量见
表 9-3和表 9-4 。
表 9-3 溶剂型胶粘剂中有害物质限量值
项 目
指 标
橡胶类胶粘剂 聚氨 酯 类胶粘剂 其他胶粘剂
游离甲 醛（ g?kg-1） ≤0.5 — —
苯 ① （ g?kg-1） ≤0.5
甲苯 +二甲苯 （ g?kg-1） ≤200
甲苯二异 氰 酸 酯（ g?L-1） — ≤10 —
总挥发性有机物 （ g?L-1） ≤ 750
注,①苯不能作为溶剂使用, 作为杂质其最高含量不得大于表
9-3的规定
表 9-4 水基型胶粘剂中有害物质限量值
注,①苯不能作为溶剂使用, 作为杂质其最高含量不得大于表
8-3的规定
项目
指标
缩甲醒类
胶粘剂
聚乙酸乙烯类
胶粘剂
橡胶类
胶粘剂
聚氨 酯 类
胶粘剂
其他胶粘
剂
游离甲 醛（ g?kg-1） ≤ 1 ≤ 1 ≤ 1 — ≤ 1
苯 ① （ g?kg-1） ≤ 0.2
甲苯 +二甲苯 （ g?kg-1） ≤ 10
总挥发性有机物 （ g?L-1） ≤ 50
2.胶粘剂胶粘剂的基本组成材料
胶粘剂一般都是由多组分物质所组成, 常用胶粘
剂的主要组成成分有,
（ 1） 粘结料
（ 2） 固化剂
（ 3） 增韧剂
（ 4） 填料
（ 5） 稀释剂
（ 6） 改性剂
3.胶粘剂土木工程常用的胶粘剂性能特点及应用
（ 1） 热塑性树脂胶粘剂
（ 2） 热固性树脂胶粘剂
1） 不饱和聚醋树脂胶粘剂
2） 环氧树脂胶粘剂
（ 3） 合成橡胶胶粘剂
1） 氯丁橡胶胶粘剂
2）丁腈 橡胶胶粘剂
—— The End——
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单位：土木工程系
9.1 概述
9.1.1 高分子化合物的概念
高分子化合物, 又称高分子聚合物, 简称高聚物 。
是由许多低分子化合物作为组成单元, 多次相
互重复连接聚合而成的物质 。
如, 聚 乙 烯 结 构 为, … CH2— CH2… CH2—
CH2… 缩写 [ CH2— CH2 ]n
乙烯称为：单体；最小重复结构单元, — CH2—
CH2— 称为：链节； n称为：聚合度 。
特点：分子量很大，化学组成比较简单。
9.1.2 合成高分子材料的分子特征
1,分类
按链节在空
间排列的几
何形状分
线型聚合物,
有长链、支链
体型聚合物
线型无支链 结构聚合物,聚苯乙烯 (PS)、
密度聚乙烯 (HDPE),聚醋纤维素 分 子 。
线型带支链 结构聚合物, 低密度聚乙烯
(LDPE),聚醋酸乙烯 (PVAC)等。
特点,在 一定溶 剂中 可 溶解, 软化, 甚至熔化
线型大分子间相互交联成网状三维 结构，有
酚醛 树脂 (PF),不饱和聚醋 (UP),环氧树脂
(EP),脲醛 树脂 (UF)等。
特点,成型后再加热, 不软化, 也不能流动
2,合成高分子材料的性能特点
性能优点,
(1)优良的加工性能
(2)质轻
(3)导热系数小
(4)化学稳定性较好
(5)电绝缘性好 。
(6)功能的可设计性强
(7)出色的装饰性能
性能 缺点：
(1)易老化
(2)可燃性及毒性
(3)耐热性差
9.2 土木工程中的高分子材料
9.2.1 建筑塑料
1.建筑塑料的基本组成
(1)合成树脂
(2)添加剂
目的,为了改善塑料的某些性能 。 不同塑料所加
入的添加剂不同, 常用的添加剂类型有,
① 填料
② 增塑剂
③ 其他添加剂
2.建筑塑料的分类及主要性能
建筑上常用的塑料可分为热塑性塑料和热固
性塑料, 其主要性能见表 9-1。
表 9-1 建筑上常用塑料的性能
性能
热塑性塑料 热固性塑料
聚氯乙烯
(硬 )
聚氯乙烯
(软 ) 聚乙烯 聚苯乙烯 聚丙烯 酚醛 有机硅
密度
/(g?cm-3)
1.35～
1.45 1.3～ 1.7 0.92
1.04～
1.07
０,90～
0.91
1.25～
1.36
1.65～
2.00
拉伸强度
／Ｍ Pa 35～ 65 7～ 25 11～ 13 35～ 63 30～ 63 49～ 56 ＿
伸长率 /% 20～ 40 200～ 400 200～ 550 1～ 1.3 >200 1.O～ 1.5 ＿
抗压强度
/MPa 55～ 90 7～ 12.5 ＿ 80～ 110 39～ 56 70～ 210 110～ 170
抗弯强度
／Ｍ Pa 70～ 110 ＿ ＿ 55～ 110 42～ 56 85～ 105 48～ 54
弹性模量
/GPa
２５００
～４２０
０
＿ 130～ 250
２８００
～ ４２０
０
＿
５３００
～ ７００
０
＿
线膨胀系
数 10－５
/℃ －１
5～ 18.5 ＿ 16～ 18 6～ 8 10.8～11.2 5～ 6.O 5～ 5.8
耐热 /℃ 50～ 70 65～ 80 100 65～ 95 100～ 120 120 300
耐溶剂性 溶于环己 酮 溶于环己 酮 室温下 无溶剂 溶于芳香 族溶剂 室温下无 溶剂 不溶于任 何溶剂 溶于芳香 族溶剂
3.塑料 制品
(1)塑料型材
1） 塑料地板
为了保护人民的身体健康, 国家制订的
GB18586-2001,室内装饰装修材料聚氯乙烯
卷材地板中有害物质限量》中除规定禁止使
用铅盐做稳定剂外, 在标准限量指标上也着
重控制氯乙烯单体、铅,镉 含量和有机化合
物挥发总量, 具体指标见表 9-2。
表 9-2 聚乙烯卷材地板中有害物质限量值
发泡类卷材地板 非发泡类卷材地板
挥发物限量 （ g?m-2）
玻璃纤维基材 其他基材 玻璃纤维基材 其他基材
≤75 ≤35 ≤ 40 ≤ 10
氯乙烯单体 （ mg?kg-1） ≯ 5
可溶性铅 （ mg?kg-1） ≯20
可溶性 镉 （ mg?kg-1） ≯20
(1)塑料型材
1） 塑料地板
2） 塑料门窗
3） 塑料墙纸
4） 玻璃钢建筑制品
(2)塑料管材
1） 硬质聚氯乙烯 (UPVC)塑料管
2） 聚乙烯 (PE)塑料管
3） 聚丙烯 (PP)塑料管和 PPR塑料管
4） 其他塑料管
① ABS塑料管
② 聚了烯 (PB)塑料管
③ 玻璃钢 (GRP)管
④ 复合塑料管
9.2.2 胶粘剂
1.胶粘剂的基本要求
胶粘剂是能将各种材料紧密地粘结在一起的物质的总
称 。
对 胶粘剂 的 基本要求, 适宜的粘度 和 流动性 ； 具有良
好的漫润性, 能很好的浸润被粘结材料的表面 ； 在
一定的温度, 压力, 时间等条件下, 可通过物理和
化学作用固化, 并可调节其固化速度 ； 具有足够的
粘结强度和较好的其他性能 ； 必须对人体无害 。
GB185832001,室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限
量, 的强制性国家标准。胶粘剂中有害物质限量见
表 9-3和表 9-4 。
表 9-3 溶剂型胶粘剂中有害物质限量值
项 目
指 标
橡胶类胶粘剂 聚氨 酯 类胶粘剂 其他胶粘剂
游离甲 醛（ g?kg-1） ≤0.5 — —
苯 ① （ g?kg-1） ≤0.5
甲苯 +二甲苯 （ g?kg-1） ≤200
甲苯二异 氰 酸 酯（ g?L-1） — ≤10 —
总挥发性有机物 （ g?L-1） ≤ 750
注,①苯不能作为溶剂使用, 作为杂质其最高含量不得大于表
9-3的规定
表 9-4 水基型胶粘剂中有害物质限量值
注,①苯不能作为溶剂使用, 作为杂质其最高含量不得大于表
8-3的规定
项目
指标
缩甲醒类
胶粘剂
聚乙酸乙烯类
胶粘剂
橡胶类
胶粘剂
聚氨 酯 类
胶粘剂
其他胶粘
剂
游离甲 醛（ g?kg-1） ≤ 1 ≤ 1 ≤ 1 — ≤ 1
苯 ① （ g?kg-1） ≤ 0.2
甲苯 +二甲苯 （ g?kg-1） ≤ 10
总挥发性有机物 （ g?L-1） ≤ 50
2.胶粘剂胶粘剂的基本组成材料
胶粘剂一般都是由多组分物质所组成, 常用胶粘
剂的主要组成成分有,
（ 1） 粘结料
（ 2） 固化剂
（ 3） 增韧剂
（ 4） 填料
（ 5） 稀释剂
（ 6） 改性剂
3.胶粘剂土木工程常用的胶粘剂性能特点及应用
（ 1） 热塑性树脂胶粘剂
（ 2） 热固性树脂胶粘剂
1） 不饱和聚醋树脂胶粘剂
2） 环氧树脂胶粘剂
（ 3） 合成橡胶胶粘剂
1） 氯丁橡胶胶粘剂
2）丁腈 橡胶胶粘剂
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