聚合物的分類-土木工程學(xué)院.pptVIP

第十一章 合成高分子材料,第一節(jié) 合成高分子材料的基本知識(shí) 第二節(jié) 建筑塑料 第三節(jié) 粘合劑,第一節(jié) 合成高分子材料的基本知識(shí),一、聚合物的分類 二、聚合物的命名 三、聚合物的基本性質(zhì),第一節(jié) 合成高分子材料的基本知識(shí),一、聚合物的分類 （1）根據(jù)來源可分為： 天然高分子化合物，如天然橡膠、淀粉、植物纖維等； 合成高分子化合物，如聚氯乙烯等； 半天然高分子材料，如醋酸纖維、改性淀粉等。,一、聚合物的分類,（2）根據(jù)分子結(jié)構(gòu)可分為： 線型聚合物 分子結(jié)構(gòu)中碳原子（有時(shí)可能有氧、硫等原子）彼此連接成長鏈，有時(shí)帶有支鏈，如聚氯乙烯。,線型聚合物的特點(diǎn):,一般來說，具有線型結(jié)構(gòu)的樹脂，強(qiáng)度較低，彈性模量較小，變形較大，耐熱、耐腐蝕性較差，加熱可熔化，并能溶于適當(dāng)溶劑中。 支鏈型聚合物因分子排列較松，分子間作用力弱，因而密度、熔點(diǎn)及強(qiáng)度等低于線型聚合物。,分子結(jié)構(gòu)中長鏈之間通過原子或短鏈連接起來而構(gòu)成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，又稱為體型結(jié)構(gòu)，如酚醛樹脂。 由于體型結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵的結(jié)合力強(qiáng)，且交聯(lián)形成一個(gè)“巨大分子”，因此，一般來說其強(qiáng)度較高，彈性模量較大，變形較小，較硬脆，耐熱性、耐腐蝕性較好；交聯(lián)程度淺的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，受熱時(shí)可以軟化，適當(dāng)溶劑可使其溶脹；交聯(lián)程度深的體型結(jié)構(gòu)，加熱時(shí)不軟化，也不易被溶劑所溶脹，但在高溫下會(huì)發(fā)生降解。,體型聚合物,（3）根據(jù)受熱變化特點(diǎn)可分為： 熱塑性聚合物 熱塑性高分子化合物受熱軟化，冷卻時(shí)硬化，并且可以反復(fù)塑制，如聚乙烯。線型結(jié)構(gòu)多屬熱塑性。 熱固性聚合物 熱固性高分子化合物受熱時(shí)軟化，受熱至一定溫度后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，致使相鄰的分子相互交聯(lián)而逐漸硬化。加熱成型后受熱不再軟化，即成型固化過程具有不可逆性，如環(huán)氧樹脂。熱固性聚合物多為體型結(jié)構(gòu)。,一、聚合物的分類,一、聚合物的分類,（4）根據(jù)制備時(shí)的反應(yīng)類型可分為： 由單體加成而聚合起來的反應(yīng)叫加聚反應(yīng)，該反應(yīng)無副產(chǎn)品，產(chǎn)物的化學(xué)組成和反應(yīng)物（單體）的化學(xué)組成基本相同，如聚氯乙烯的制備： nC2H2 (C2H2) n 式中n表示聚合度。加聚物多為線型結(jié)構(gòu)。 由兩種或兩種以上的含有官能團(tuán)（H、OH、Cl、NH、COOH）的單體共聚，同時(shí)產(chǎn)生低分子副產(chǎn)品（如水、氨、醇或氯化氫等）的反應(yīng)叫縮聚反應(yīng)，其生成的聚合物叫縮聚物?？s聚反應(yīng)生成物的化學(xué)組成與反應(yīng)物的化學(xué)組成完全不同，如苯酚與甲醛反應(yīng)制得的酚醛樹脂?？s聚物的結(jié)構(gòu)可為線型或體型。,一、聚合物的分類,（5）根據(jù)高分子材料的性質(zhì)及用途可分為： 塑料 塑料是有機(jī)高聚物，在一定條件下（加熱、加壓）可塑制成型，而在常溫常壓下可保持固定形狀的材料叫塑料。 纖維 合成纖維為合成樹脂制成的纖維。 橡膠 合成橡膠是指物理性能類似于天然橡膠的有彈性的高分子化合物。,二、聚合物的命名,常用的聚合物命名方法為習(xí)慣命名法，該法主要是根據(jù)聚合物的化學(xué)組成來命名,比較簡單。 對(duì)于由同一種單體經(jīng)加聚反應(yīng)而制得的聚合物，通常是在其單體名稱前冠以“聚”字。如聚乙烯等。而有兩種或兩種以上單體經(jīng)加聚反應(yīng)而得到的聚合物，則稱為共聚物，如丙烯腈苯乙烯的共聚體，可稱為腈苯共聚物。 對(duì)于縮聚物，常常是在其原料的名稱之后綴以“樹脂”二字。 在習(xí)慣命名法中，天然聚合物用專有名稱，如纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)等。另外有的聚合物還有一些習(xí)慣名稱或商業(yè)名稱，如將聚苯二甲酸乙二醇酯叫做滌綸，聚丙烯腈叫做腈綸等。,三、聚合物的基本性質(zhì),1. 聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu) 按其分子在空間排列規(guī)則與否，固態(tài)聚合中并存著晶態(tài)與非晶態(tài)兩種聚集狀態(tài)。 晶態(tài)結(jié)構(gòu)的聚合物與低分子量晶體有很大不同。由于線型高分子難免有彎曲，故聚合物的結(jié)晶為部分結(jié)晶，即在結(jié)晶聚合物中存在“晶區(qū)” 和 “非晶區(qū)”，且大分子鏈可以同時(shí)跨越幾個(gè)晶區(qū)和非晶區(qū)。晶區(qū)所占的百分比稱為結(jié)晶度。 一般來說，結(jié)晶度越高，聚合物的密度、彈性模量、強(qiáng)度、耐熱性、折光系數(shù)等越高，而沖擊韌性、粘附力、斷裂伸長率、溶解度越低。晶態(tài)聚合物一般為不透明或半透明狀，而非晶態(tài)聚合物則一般為透明狀。體型聚合物只有非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。,2. 聚合物的物理狀態(tài),在不同溫度下呈現(xiàn)出玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)三種物理狀態(tài)。 (1)玻璃態(tài)：非晶態(tài)聚合物在低于某一溫度時(shí)，分子動(dòng)能很低，大分子鏈的運(yùn)動(dòng)和分子鏈段的旋轉(zhuǎn)都被凍結(jié)，聚合物在外力作用下，產(chǎn)生的變形較小，彈性模量較大。 聚合物保持玻璃態(tài)的溫度上限 稱為玻璃化溫度（Tg）。如溫 度繼續(xù)下降，當(dāng)聚合物表現(xiàn)為 不能拉伸或彎曲的脆性時(shí)的溫 度稱為“脆化溫度”，簡稱“脆點(diǎn)”。,2. 聚合物的物理狀態(tài),(2)高彈態(tài)： TgTTf ，分子動(dòng)能增加，分子鏈段能運(yùn)動(dòng)，但大分子鏈的運(yùn)動(dòng)仍被凍結(jié)，聚合物彈性模量較小，在外力作用下，產(chǎn)生較大的變形，在外力去除后又會(huì)恢復(fù)原狀，聚合物保持高彈態(tài)的上限溫度稱為粘流溫度（Tf）。 (3)粘流態(tài)：TTf以上，分子動(dòng)能增加到 鏈段和大分子鏈都可以運(yùn)動(dòng)，聚合 物成為可以流動(dòng)的粘稠液體。此時(shí)， 聚合物在外力作用下，分子間會(huì)相 互滑動(dòng)，產(chǎn)生流動(dòng)變形，外力去除 后，變形不可恢復(fù)。,2. 聚合物的物理狀態(tài),對(duì)于結(jié)晶化的聚合物，其變形與溫度的關(guān)系如圖11-3所示。 結(jié)晶聚合物中雖然有無定形相的存在，但由于結(jié)晶相承受的應(yīng)力要比非結(jié)晶相大得多，所以在Tg溫度其變形并不發(fā)生顯著改變，只有到了熔點(diǎn)Tm，晶格被破壞，晶區(qū)熔融，聚合物直接進(jìn)入粘流態(tài)（如圖中曲線1所示），或先進(jìn)入高彈態(tài)再進(jìn)入粘流態(tài)（如圖中曲線2所示）。,2. 聚合物的物理狀態(tài),Tg和Tm是聚合物使用時(shí)耐熱性的重要指標(biāo)，甚至也是聚合物其它性能的重要指標(biāo)。聚合物的使用目的不同，對(duì)各個(gè)轉(zhuǎn)變溫度的要求也不同。 通常，玻璃化溫度低于室溫的稱為橡膠，高于室溫的稱為塑料，也就是說玻璃化溫度Tg是塑料的最高使用溫度，但卻是橡膠的最低使用溫度。 粘流溫度Tf在室溫以下的高聚物可作為膠粘劑或涂料使用。熔點(diǎn)Tm是高度結(jié)晶聚合物的使用上限溫度。,3. 聚合物的老化,聚合物在使用過程中，由于光、熱、空氣等的作用而發(fā)生結(jié)構(gòu)或組成的變化，從而出現(xiàn)性能劣化現(xiàn)象，如變色、變硬、龜裂、發(fā)軟、發(fā)粘、斑點(diǎn)、機(jī)械強(qiáng)度降低等，稱為聚合物的老化。 聚合物的老化受到眾多因素的影響，因此是一個(gè)復(fù)雜的過程。一般可將聚合物的老化分為兩種類型，即聚合物分子的交聯(lián)與降解。 交聯(lián)是指聚合物的分子結(jié)構(gòu)從線型變?yōu)轶w型的過程。當(dāng)發(fā)生這種老化作用時(shí)，表現(xiàn)為聚合物失去彈性、變硬、變脆，并出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象。降解是指聚合物的分子鏈發(fā)生斷裂，其分子量降低，但其化學(xué)組成并不發(fā)生變化。當(dāng)老化以降解為主時(shí)，聚合物會(huì)出現(xiàn)失去剛性、變軟、發(fā)粘、出現(xiàn)蠕變等現(xiàn)象。,3. 聚合物的老化,根據(jù)老化機(jī)理的不同，可將聚合物的老化分為熱老化和光老化兩種。 光老化聚合物在陽光（特別是紫外線）的照射下，其中一部分分子（或原子）被激活而處于高能的不穩(wěn)定的狀態(tài)，并可與其它分子發(fā)生光敏氧化作用，致使聚合物的結(jié)構(gòu)和組成發(fā)生變化，并且性能逐漸惡化的現(xiàn)象。 熱老化聚合物受熱時(shí)，尤其是在較高溫度下暴露于空氣中時(shí)，聚合物的分子鏈由于氧化、分解等作用而發(fā)生斷裂、交聯(lián)，其化學(xué)組成與分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而其各項(xiàng)性能發(fā)生變化的現(xiàn)象。 因此大多數(shù)聚合物材料的耐高溫及大氣穩(wěn)定性都較差。,第二節(jié) 建筑塑料,一、建筑塑料的特性 （1）表觀密度小 （2）比強(qiáng)度高，但彈性模量低 （3）加工性能優(yōu)良 （4）耐化學(xué)腐蝕性好 （5）減震、吸聲、保溫隔熱性好 （6）裝飾性好 （7）耐水性和耐水蒸氣性好 （8）電絕緣性能好 （9）不耐高溫和易燃燒 （10）易受熱變形,二、建筑塑料的基本組成,絕大多數(shù)都是以合成樹脂和添加劑組成的多組分材料，但也有少量建筑塑料制品例外，例如“有機(jī)玻璃”，它是由聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）合成樹脂，在聚合反應(yīng)中不加入其它組分，而制成的具有較高機(jī)械強(qiáng)度和良好抗沖擊性能、高透明度的合成高分子材料。 （1）合成樹脂基本組成材料 合成樹脂在塑料中起膠結(jié)其它組分形成堅(jiān)實(shí)的整體。其性質(zhì)在很大程度上決定了塑料的性質(zhì)。 合成樹脂在一般塑料中的含量在30%60%。因此塑料通常也以所用的合成樹脂命名，如聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料。,（2）添加劑 為了改善塑料的某些性質(zhì)而加入的物質(zhì)統(tǒng)稱為添加劑。不同的塑料因其要改善的性能不同，加入的添加劑也會(huì)不同。下面介紹幾類常用的添加劑： 1)填料可提高塑料的強(qiáng)度和剛度或耐燃性或耐磨性和大氣穩(wěn)定性; 2)增塑劑提高塑料加工時(shí)的可塑性及流動(dòng)性，改善塑料制品的柔韌性; 3)固化劑使樹脂具有熱固性，形成穩(wěn)定而堅(jiān)硬的塑料制品 4)穩(wěn)定劑防止塑料在熱、光及其它條件下過早老化; 5)著色劑賦予塑料制品特定的色彩和光澤。,三、常用建筑塑料及制品,1. 建筑塑料的常用品種 （1）聚乙烯（PE）塑料結(jié)晶型聚合物 高壓聚乙烯的結(jié)晶度低、密度小；低壓聚乙烯結(jié)晶度高、密度大。隨結(jié)晶度和密度的增加，聚乙烯的硬度、軟化點(diǎn)、強(qiáng)度等隨之提高，而沖擊韌性和伸長率則下降。 聚乙烯塑料為白色蠟狀半透明材料，具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和耐水性，強(qiáng)度雖不高，但低溫柔韌性好，比水輕，無毒。 聚乙烯容易光氧化、熱氧化、臭氧分解，紫外線作用下容易發(fā)生光降解，而炭黑對(duì)聚乙烯有優(yōu)異的光屏蔽作用，因此適量的摻加可以提高聚乙烯塑料的抗老化性能。另外聚乙烯易燃燒。,1. 建筑塑料的常用品種,（2）聚氯乙烯（PVC）塑料 聚氯乙烯塑料是由氯乙烯單體聚合而成，是目前工程上常用的一種塑料。聚氯乙烯塑料成本低，產(chǎn)量大、化學(xué)穩(wěn)定性高、抗老化性好。加入不同的添加劑可加工成軟質(zhì)和硬質(zhì)的多種產(chǎn)品。 聚氯乙烯塑料的耐熱性差，在100以上時(shí)會(huì)發(fā)生分解、變質(zhì)而破壞，通常其使用溫度應(yīng)在6080以下。,1. 建筑塑料的常用品種,（3）聚苯乙烯（PS）塑料結(jié)晶聚合物 聚苯乙烯是由苯乙烯單體聚合而成。聚苯乙烯的透明度高達(dá)8890%，有光澤，易于著色，化學(xué)穩(wěn)定性高，耐水，耐光，導(dǎo)熱系數(shù)不隨溫度變化，具有較高的絕熱能力，成型加工方便，價(jià)格較低。但是聚苯乙烯性脆，抗沖擊性差，易燃，耐熱性差。 為改善聚苯乙烯的抗沖擊性和耐熱性，發(fā)展了一些改性聚苯乙烯，ABS是其中最重要的一種，它是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體的共聚體，丙烯腈使ABS具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌和具有良好的耐低溫性能，苯乙烯則賦予ABS良好的加工性能。ABS的總體性能取決于這三種單體的組成比例。,1. 建筑塑料的常用品種,（4）聚丙烯（PP）塑料 聚丙烯是由丙烯聚合而成。聚丙烯為白色蠟狀材料，外觀與聚乙烯相近，但密度比聚乙烯小，約為0.9g/cm3，因此其質(zhì)輕；聚丙烯耐熱性較高（100120），剛性、延性和抗水性好，其拉伸強(qiáng)度高于PE，但低溫抗沖擊強(qiáng)度低于PE。聚丙烯的不足之處是低溫脆性顯著，抗大氣性差，故適用于室內(nèi)。近年來，聚丙烯的生產(chǎn)發(fā)展迅速，聚丙烯已與聚乙烯、聚氯乙烯等共同成為建筑塑料的主要品種。,1. 建筑塑料的常用品種,（5）聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA） 由甲基丙烯酸甲酯加聚而成的熱塑性塑料，俗稱有機(jī)玻璃。它的透光性好，低溫強(qiáng)度高，吸水性低，耐熱性和抗老化性好，成型加工方便。缺點(diǎn)是耐磨性差，價(jià)格較貴。 （6）酚醛樹脂（PF） 酚醛樹脂是由酚和醛在酸性或堿性催化劑的作用下縮聚而成，是典型的熱固性塑料。酚醛樹脂的粘結(jié)強(qiáng)度高，耐光、耐水、耐熱、耐腐蝕、電絕緣性好，但性脆。在酚醛樹脂中摻加填料、固化劑等制成的酚醛樹脂制品表面光潔，堅(jiān)固耐用，成本低，是常用的塑料品種之一。,1. 建筑塑料的常用品種,（7）有機(jī)硅樹脂（OR）熱固性塑料 它是由一種或多種有機(jī)硅單體水解而成。特點(diǎn)是不燃，介電性能優(yōu)異，耐熱（250以下）、耐寒、耐水、耐化學(xué)腐蝕，但機(jī)械性能不佳，粘結(jié)力不高。 （8）環(huán)氧樹脂（EP） 熱固性塑料 它是由雙酚A和環(huán)氧氯丙烷縮聚而成。環(huán)氧在未固化時(shí)是高粘度液體或脆性固體，易溶于丙酮或二甲苯等溶劑。加入固化劑后可在室溫和高溫下固化，固化后具有堅(jiān)韌、收縮率小、耐水、耐腐蝕等特點(diǎn)。環(huán)氧樹脂的最大特點(diǎn)是與各種材料均有很強(qiáng)的粘結(jié)力。 （9）聚酯樹脂（PR） 熱固性塑料 聚酯樹脂是由二元或多元醇和二元或多元酸縮聚而成。聚酯樹脂具有優(yōu)良的膠結(jié)性能，彈性和著色性好，柔韌，耐熱，耐水。,2. 常用建筑塑料制品,（1）塑料門窗 塑料門窗是改性后的硬質(zhì)聚氯乙烯 （PVC），加入適量的添加劑，經(jīng) 混煉、擠出等工藝制成的異型材經(jīng) 過加工、組裝成的建筑物門窗。 改性后的聚氯乙烯具有較好的可加工性、穩(wěn)定性、耐熱性和抗沖擊性。塑料門窗與其它門窗相比具有良好的耐水性、耐腐蝕性、氣密性、水密性、保溫隔熱性、隔聲性、裝飾性等，同時(shí)該門窗保養(yǎng)維修方便，節(jié)能顯著。,2. 常用建筑塑料制品,（2）塑料管材 塑料管材與金屬管材相比，具有質(zhì)輕、不生銹、不生苔、管壁光滑、對(duì)流體阻力小、安裝加工方便、節(jié)能等特點(diǎn)。因此，近年來塑料管材的生產(chǎn)和應(yīng)用得到了較大的發(fā)展。 塑料管材有軟管和硬管之分。按主要原料可分為聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管、ABS管、聚丁烯管、玻璃鋼管等。主要用于建筑給水排水管材與管件、熱燃用埋地管材與管件、排污水用管材、流體輸送用管材等。,2. 常用建筑塑料制品,（3）泡沫塑料 泡沫塑料是在聚合物中加入發(fā)泡劑，經(jīng)發(fā)泡、固化及冷卻等工序制成的多孔塑料制品。泡沫塑料的孔隙率高達(dá)95%98%，且孔隙尺寸較小，因而具有優(yōu)良的隔熱保溫性能。 常用的有聚苯乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、脲醛泡沫塑料等。,2. 常用建筑塑料制品,（4）纖維增強(qiáng)塑料 纖維增強(qiáng)塑料是樹脂基復(fù)合材料。纖維的添加可以提高塑料的彈性模量和強(qiáng)度。常用的纖維材料有玻璃纖維、碳纖維等，另外也有石棉纖維、天然植物纖維、合成纖維、鋼纖維等應(yīng)用于增強(qiáng)塑料。 常用的合成樹脂有酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂等，用量最大的為不飽和聚酯樹脂。纖維增強(qiáng)塑料的性能主要取決于合成樹脂和纖維的性能、相對(duì)含量和它們之間粘結(jié)力的大小。,2. 常用建筑塑料制品,玻璃纖維增強(qiáng)塑料（GFRP）又稱玻璃鋼，是一種優(yōu)良的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，因其比強(qiáng)度很高而被越來越多的應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)工程。 玻璃纖維增強(qiáng)塑料是以聚合物為基體，以玻璃纖維及其制品（玻纖布、帶、氈）為分散質(zhì)制成。 玻璃鋼的主要優(yōu)點(diǎn)是輕質(zhì)高強(qiáng)，其比強(qiáng)度接近甚至超過高級(jí)合金鋼，因此而得名。玻璃鋼的主要缺點(diǎn)是彈性模量小，即剛度小，變形較大。 玻璃鋼在土木工程中主要用于結(jié)構(gòu)加固、防腐和管道等。,2. 常用建筑塑料制品,碳纖維增強(qiáng)塑料中的增強(qiáng)成分為碳纖維。該塑料制品具有強(qiáng)度和彈性模量高、耐疲勞性能好、耐腐蝕性好等特點(diǎn)。 在土木工程中，碳纖維增強(qiáng)塑料主要用于結(jié)構(gòu)加固，制作碳纖維筋或索，用于防腐結(jié)構(gòu)。 （5）其它塑料制品 塑料制品的另一大類是用作裝飾材料，具體見第十三章第四節(jié)。,第三節(jié) 粘合劑,粘合劑又稱膠粘劑，是指能將兩種或兩種以上同質(zhì)或不同質(zhì)的材料牢固粘結(jié)在一起的物質(zhì)。粘合劑問世時(shí)間不長，但以其特有的粘接性能而廣泛地應(yīng)用于建筑構(gòu)件、材料等的連接。另外，混凝土裂縫和破損的修補(bǔ)也常用到粘合劑。與其它連接方式相比較，這種粘結(jié)連接的優(yōu)點(diǎn)是連接處應(yīng)力分布均勻，耐疲勞性能好，粘結(jié)面光滑美觀，粘結(jié)工藝簡單，省工省料，密封和耐腐蝕性好，適用范圍廣。 粘合劑能夠?qū)⒉牧侠喂痰卣辰Y(jié)在一起，是因?yàn)檎澈蟿┡c材料間存在粘附力和粘合劑本身具有內(nèi)聚力。粘附力和內(nèi)聚力的大小直接影響粘合劑的粘結(jié)強(qiáng)度。,第三節(jié) 粘合劑,一般認(rèn)為粘附力主要來源于以下幾個(gè)作用： （1）機(jī)械粘合力 被粘材料表面粗糙或多孔，粘合劑能夠滲透到被粘物表面的凹陷處或孔隙中，固化后就會(huì)形成許多微小的機(jī)械鍵合。 （2）物理吸附力 任何物質(zhì)的分子（或原子）間都有兩種相互作用力，即主價(jià)鍵力和次價(jià)鍵力，其中次價(jià)鍵力也稱范德華力。物理吸附是由次價(jià)鍵力引起的。雖然次價(jià)鍵力遠(yuǎn)比主價(jià)鍵力弱，但由于原子和分子的數(shù)目相當(dāng)多，所以這種物理吸附作用還是較大的。 （3）化學(xué)鍵力 粘合劑與被粘材料間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)鍵，有實(shí)驗(yàn)證明該化學(xué)鍵力對(duì)于粘附力特別是對(duì)于粘接接口的壽命有很大貢獻(xiàn)。 不同的粘合劑和被粘材料，粘附力的主要來源有所不同。當(dāng)機(jī)械粘附力、物理吸附力和化學(xué)鍵力共同作用時(shí)，可獲得很高的粘結(jié)強(qiáng)度。,一、粘合劑的基本組成和分類,1. 粘合劑的基本組成 粘合劑一般都是由多種物質(zhì)組成的。除了起基本的粘接作用的物質(zhì)外，為了滿足特定的物理化學(xué)性能，尚需加入多種添加劑。 （1）粘料 粘料是粘合劑的主要成分，是基料，它在膠粘劑中起粘接作用。早期以天然高分子化合物為主，如淀粉、蛋白質(zhì)、天然橡膠和硅酸鹽等，現(xiàn)在主要以合成樹脂、合成橡膠及兩者的共混體為主。 用于膠接結(jié)構(gòu)受力部位的粘合劑以熱固性樹脂為主；用于非受力部位和變形較大部位的粘合劑以熱塑性樹脂和橡膠為主。,1. 粘合劑的基本組成,（2）固化劑和促進(jìn)劑 固化劑是膠粘劑中最主要的添加劑。固化劑能直接或者通過催化劑與主體聚合物進(jìn)行反應(yīng)，使粘料形成網(wǎng)狀或體型結(jié)構(gòu)，增加粘合劑的內(nèi)聚力和粘合劑與被粘材料的粘附力，從而提高粘結(jié)強(qiáng)度。 （3）填料 填料可改善粘合劑的某些性能（如提高強(qiáng)度、耐熱性等）而使用的添加劑， （4）稀釋劑 粘合劑只有在液態(tài)才能產(chǎn)生粘接作用。對(duì)于固體和粘稠的粘料，必須將其配制成適當(dāng)粘度的液體，除可直接熱熔的粘合劑外，其它需用稀釋劑。因此稀釋劑首先要能溶解粘料。稀釋劑的加入不僅改善了粘合劑的工藝性能，還可延長使用期。,1. 粘合劑的基本組成,（5）增韌劑和增塑劑 增韌劑和增塑劑可以改善粘合劑的韌性、柔軟性和彈性、提高抗沖擊強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度。常用的增韌劑有熱塑性樹脂和橡膠類物質(zhì)。 增塑劑不參加化學(xué)反應(yīng)，它有活性和非活性之分，前者參與固化反應(yīng)，后者不參加固化反應(yīng)。常用的增塑劑有鄰苯二甲酸二丁酯、磷酸二酚酯等。 此外還有防老化劑、阻燃劑、防腐劑、防霉劑、著色劑等。,2. 粘合劑的分類,(1)按粘料化學(xué)成分可分為無機(jī)粘合劑和有機(jī)粘合劑兩大類，其中有機(jī)粘合劑又可分為天然和合成兩大類。 (2)按粘合劑外觀狀態(tài)可分為溶液、乳液、膏糊、固體等類別。其中固體粘合劑主要是指熱熔型粘合劑。 (3)按粘合劑的固化方式可分為溶劑揮發(fā)型、化學(xué)反應(yīng)型和熱熔型三類。 (4)按粘合劑固化后的強(qiáng)度特性可分為結(jié)構(gòu)型、次結(jié)構(gòu)型和非結(jié)構(gòu)型三類。,二、常用粘合劑的性能與應(yīng)用,1. 環(huán)氧樹脂粘合劑（EP） 當(dāng)前應(yīng)用廣泛的粘合劑，因環(huán)氧樹脂粘合劑中含有環(huán)氧基、羥基、氨基和其它極性基團(tuán)，對(duì)大部分材料有良好的粘結(jié)能力，素有萬能膠之稱。 其抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度高，固化收縮率小，耐油和多種溶劑，耐潮濕，抗蠕變能力好，是一種性能較好的結(jié)構(gòu)粘合劑。環(huán)氧樹脂粘合劑有室溫固化和高溫固化之分，固化時(shí)間對(duì)溫度有明顯的依賴性。 隨著環(huán)氧樹脂組成上的不斷改進(jìn)，可生產(chǎn)出不同品種和用途的粘合劑。由于環(huán)氧樹脂粘合劑對(duì)金屬、木材、玻璃、硬塑料和混凝土都有很高的粘附力，因此在土木工程中應(yīng)用很多，主要用于裂縫修補(bǔ)、結(jié)構(gòu)加固和表面防護(hù)等。,二、常用粘合劑的性能與應(yīng)用,2. 不飽和聚酯粘合劑（UP） 不飽和聚酯粘合劑是一種熱固性的結(jié)構(gòu)粘合劑，其特點(diǎn)是粘結(jié)強(qiáng)度高，抗老化性及耐熱性較好，可在室溫和常壓下固化，固化速度快，但固化時(shí)收縮大，耐堿性較差。主要用于制造玻璃鋼，也可粘結(jié)陶瓷、玻璃鋼、金屬、木材、人造大理石和混凝土。 3. 聚醋酸乙烯粘合劑（PVAC） 聚醋酸乙烯粘合劑是由醋酸乙烯單體聚合而成，俗稱白乳膠，是一種使用方便、價(jià)格便宜、應(yīng)用普遍的非結(jié)構(gòu)粘合劑。