九年級(jí)化學(xué)合成高分子材料教學(xué)素材北京課改版

認(rèn)真愛心認(rèn)真認(rèn)真愛心認(rèn)真1本章學(xué)習(xí)指導(dǎo)2⑴生疏合成高分子材料的性能特點(diǎn)及主要的高分子材料品種；⑵生疏土木工程中合成高分子材料的主要制品及應(yīng)用，包括塑料型材、管材及膠粘劑。本成高分子材料。建議在學(xué)習(xí)中通過比照來理解不同種類的高分子材料的性能及應(yīng)用。歷史回憶鋁塑復(fù)合板2060求，德國(guó)技術(shù)人員利用工字鋼原理制造了鋁塑復(fù)合板。鋁塑復(fù)合板是以塑料為芯層，外貼鋁板的三層復(fù)合板材，并在外表施加裝飾材料或保護(hù)性涂層。鋁塑復(fù)合板以質(zhì)量輕、裝飾性強(qiáng)、施工便利的特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。根底學(xué)問合成高分子材料的分子特征和性能特點(diǎn)合成高分子材料的分子特征合成高分子材料的性能特點(diǎn)合成高分子材料的分子特征高分子化合物按其鏈節(jié)在空間排列的幾何外形，可分為線型聚合物和體型聚合物兩類，其中線型聚合物包括線型和支鏈型，見以下圖。線型構(gòu)造的合成樹脂可反復(fù)加熱軟化，冷卻硬化，故稱為熱塑性樹脂。體型構(gòu)造的合成樹脂僅在第一次加熱時(shí)軟化，并且分子間產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)而固化，以后再加熱不會(huì)軟化，故稱為熱固性樹脂。聚合物的合成是將小的有機(jī)單體，通過聚合反響，連接成分子量很大的聚合物，按聚合反響方式的不同，分為加聚聚合與縮聚聚合。聚合物分子外形示意圖合成高分子材料的性能特點(diǎn)一般合成高分子材料有七方面的性能優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)良的加工性能；質(zhì)輕；導(dǎo)熱系數(shù)?。换瘜W(xué)穩(wěn)定性較好；功能的可設(shè)計(jì)性強(qiáng)；精彩的裝飾性能；電絕緣性好。需說明的是，高分子材料經(jīng)特別工藝改性也可導(dǎo)電。合成高分子材料有三方面的性能缺點(diǎn)：易老化?？扇夹?。高分子材料一般屬于可燃的材料，局部高分子材料燃燒時(shí)發(fā)煙，還會(huì)產(chǎn)生有毒氣體。一般可通過改進(jìn)配方制成自熄和難燃甚至不燃的產(chǎn)品，但其防火性仍比無機(jī)材料差。耐熱性較差。使用溫度偏高會(huì)促進(jìn)其老化，甚至分解；有的塑料受熱會(huì)發(fā)生變形，在使用中要留意其使用溫度的限制。觀看與爭(zhēng)論合成高分子材料的分子特征和性能特點(diǎn)線槽為何不用橡膠請(qǐng)觀看橡膠與塑料的變形與溫度的關(guān)系〔以下圖線槽為何不用橡膠從非晶態(tài)聚合物的變形與溫度的關(guān)系圖可見，聚合物在低于某一溫度時(shí)，會(huì)變得象硬脆的玻璃，此時(shí)聚合物處于玻璃態(tài)，抗沖擊性能很差，隨著溫度上升，聚合物的模量下降，彈性增〔T聚合物的模量急劇下降，并產(chǎn)生塑性變形，此溫度稱為聚合物的粘流態(tài)溫度Tf，聚合物的加工成型就是在此溫度下進(jìn)展的。在室溫下，橡膠是處于玻璃化溫度〔Tg〕以上，而塑料則是處于玻璃化溫度〔Tg〕以下，橡膠在使用溫度下的模量比塑料要小2個(gè)數(shù)量級(jí)，所以用橡膠作線管或線槽就會(huì)太軟，受到外力作用很簡(jiǎn)潔變形，所以只能用塑料來制造線管和線槽。工程實(shí)例分析合成高分子材料的分子特征和性能特點(diǎn)PVC廣東某企業(yè)生產(chǎn)硬聚氯乙烯下水管，在廣東省很多建筑工程中被使用，由于其質(zhì)量?jī)?yōu)良而受到廣泛的好評(píng)，當(dāng)該產(chǎn)品外銷到北方時(shí)，施工隊(duì)反響在冬季進(jìn)展下水管安裝時(shí)，常常發(fā)生水管裂開的現(xiàn)象。經(jīng)技術(shù)專家現(xiàn)場(chǎng)分析，認(rèn)為主要是由于水管的配方所致，由于該水管主要是在南方建筑工程上使用，由于南方常年的溫度都比較高，該P(yáng)VC的抗沖擊強(qiáng)度可以滿足實(shí)際使用要求，但北方的冬天，溫度會(huì)下降到零下幾十度，這時(shí)PVC材料變硬、變脆，抗沖擊強(qiáng)度已達(dá)不到要求。北方市場(chǎng)的PVC下水管需要重進(jìn)展配方，生產(chǎn)廠家經(jīng)改進(jìn)配方，在PVC配方中多加抗沖擊改性劑，解決了水管易裂開的問題。PVC土木工程常用的合成高分子材料7.2.2膠粘劑7.2.1建筑塑料和土工合成材料根底學(xué)問7.2.1建筑塑料和土工合成材料塑料的組成及特性土木工程常用塑料土工合成材料塑料的組成及特性塑料是以聚合物為根本材料，參加各種添加劑后，在肯定溫度和壓力下混合、塑化、成型的材料或制品的總稱。塑料具有以下特性：質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、可塑性好、耐腐蝕性好、耐水性好、耐熱性差、熱膨脹系數(shù)高、易老化、可燃等。土木工程常用塑料常用塑料的種類有：聚氯乙烯PV、聚乙烯P、聚丙烯P、聚苯乙烯PS睛-丁二烯-苯乙烯樹脂〔ABS〕塑料等。塑料在土木工程中常用于制作塑料門窗、管材和型材等。(1)塑料門窗塑料門窗分為全塑門窗及復(fù)合塑料門窗兩類，全塑門窗多承受改性聚氯乙烯樹脂制作。(2)塑料管材和型材塑料管有熱塑性塑料管和熱固性塑料管兩大類。管材土工合成材料土工合成材料是以人工合成的聚合物為原料制成的各種類型產(chǎn)品，是巖土工程中應(yīng)用的合成材料的總稱?？芍糜趲r土或其他工程構(gòu)造內(nèi)部、外表或各種構(gòu)造層之間，具有加強(qiáng)、保護(hù)巖土或其他構(gòu)造功能的一種型工程材料。如：土工網(wǎng)、有紡?fù)凉た椢?、塑料排水板〔帶〕等。觀看與爭(zhēng)論7.2.1建筑塑料和土工合成材料塑料管與鍍鋅鐵管優(yōu)缺點(diǎn)比較請(qǐng)觀看使用兩年后的塑料管和鍍鋅鐵管的照片，如圖A和圖B所示，對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)予以比較。圖A塑料管 圖B鍍鋅鐵管塑料管與鍍鋅鐵管優(yōu)缺點(diǎn)比較從圖A和圖B中可見，鍍鋅鐵管已生銹，產(chǎn)生污垢。塑料管內(nèi)壁光滑如，水的流淌摩擦阻力很小，而且不會(huì)生銹，所以用塑料管作為上水管，不僅可以削減輸水的水頭損失，削減能耗，而且沒有管內(nèi)的銹蝕和污垢產(chǎn)生，使水的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)提高。工程實(shí)例分析建筑塑料和土工合成材料聚碳酸酯〔PC〕陽光板的應(yīng)用聚碳酸酯〔PC〕陽光板有極好的透光性，大量用于大型展館的采光天幕和外罩，故也稱之為陽光板；聚碳酸酯的透光率可以達(dá)93％，耐熱、耐沖擊性格外優(yōu)良，雖然其外表硬度稍低，但PC制品外表涂耐磨層后，可以抑制這一缺點(diǎn)，適中的本錢和價(jià)格，使得PC已開頭應(yīng)用于建筑工程上的采光板。廣州體育館屋頂用陽光板根底學(xué)問膠粘劑膠粘劑是能將各種材料嚴(yán)密地粘結(jié)在一起的物質(zhì)的總稱。用膠粘劑粘結(jié)建筑構(gòu)件、裝飾品等不僅美觀大方，工藝簡(jiǎn)潔，還能將不同材料的構(gòu)件很簡(jiǎn)潔地聯(lián)結(jié)在一起并有足夠的結(jié)合強(qiáng)度，此外粘合劑還可以起到隔離、密封和防腐蝕等作用。膠粘劑的根本組成材料常用膠粘劑膠粘劑的根本組成材料有粘料、固化劑、填料和稀釋劑等。此外，為使膠粘劑具有更好的性能，還應(yīng)參加一些其他的添加劑，如增韌劑、抗老化劑、增塑劑等。膠粘劑的根本組成材料常用膠粘劑膠粘劑可分為熱塑性樹脂膠粘劑和熱固性樹脂膠粘劑，也可分為溶劑型和水基型。(1)熱塑性樹脂膠粘劑(2)熱固性樹脂膠粘劑(3)合成橡膠膠粘劑(1)熱塑性樹脂膠粘劑聚醋酸乙烯膠粘劑是常用的熱塑性樹脂膠粘劑，俗稱白乳膠。它是一種使用便利、價(jià)格廉價(jià)，應(yīng)用廣泛的一種非構(gòu)造膠。它對(duì)各種極性材料有較高的粘附力，但耐熱性、對(duì)溶劑作用的穩(wěn)定性及耐水性較差，只能作為室溫下使用的非構(gòu)造膠。還需指出的是，原廣泛使用的聚乙烯醇縮醛膠粘劑已被淘汰。由于它不僅簡(jiǎn)潔吸潮、發(fā)霉，而且會(huì)有甲醛釋放，污染環(huán)境。熱固性樹脂膠粘劑不飽和聚酯樹脂膠粘劑它主要由不飽和聚酯樹脂、引發(fā)劑〔室溫下引發(fā)固化反響的助劑、填料等組成，轉(zhuǎn)變其組成可以獲得不同性質(zhì)和用途的膠粘劑。不飽和聚酯樹脂膠粘劑的粘接強(qiáng)度高，抗老化性及耐熱性好，可在室溫下和常壓下固化，但固化時(shí)的收縮大，使用時(shí)須參加填料或玻璃纖維等。不飽和聚酯樹脂膠粘劑可用于粘接陶瓷、玻璃、木材、混凝土和金屬等構(gòu)造構(gòu)件。環(huán)氧樹脂膠粘劑它主要由環(huán)氧樹脂、固化劑、填料、稀釋劑、增韌劑等組成。轉(zhuǎn)變膠粘劑的組成可以得到不同性質(zhì)和用途的膠粘劑。環(huán)氧樹脂膠粘劑的耐酸、耐堿侵蝕性好，可在常溫、低溫順高溫等條件下固化，并對(duì)金屬、陶瓷、木材、混凝土、硬塑料等均有很高的粘附力。在粘接混凝土方面，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其它膠粘劑，廣泛用于混凝土構(gòu)造裂縫的修補(bǔ)和混凝土構(gòu)造的補(bǔ)強(qiáng)與加固。合成橡膠膠粘劑氯丁橡膠膠粘劑它是目前應(yīng)用最廣的一種橡膠膠粘劑，主要由氯丁橡膠、氧化鋅、氧化鎂、填料、抗老化劑和抗氧化劑等組成。氯丁橡膠膠粘劑對(duì)水、油、弱堿、弱酸、脂肪烴和醇類都具有良好的抵抗力，可在－50～＋80℃的溫度下工作，但具有徐變性，且易老化。建筑上常用在水泥混凝土或水泥砂漿的外表上粘貼塑料或橡膠制品等。丁腈橡膠膠粘劑它的最大的優(yōu)點(diǎn)是耐油性好，剝離強(qiáng)度高，對(duì)脂肪烴和非氧化性酸具有良好的抵抗力。依據(jù)配方的不同，它可以冷硫化，也可以在加熱和加壓過程中硫化。為獲得良好的強(qiáng)度和彈性，可將丁腈橡膠與其它樹脂混合使用。丁腈橡膠膠粘劑主要用于粘接橡膠制品，以及橡膠制品與金屬、織物、木材等的粘結(jié)。觀看與爭(zhēng)論7.2.2膠粘劑大理石面板粘結(jié)力低的緣由分析某工程外墻裝修承受大理石面板，需使用掛石膠粘結(jié)，該膠粘劑的粘結(jié)強(qiáng)度到達(dá)20MPa，但實(shí)際測(cè)得的粘結(jié)強(qiáng)度遠(yuǎn)低于此值，觀看大理石外表，覺察不夠清潔。爭(zhēng)論粘結(jié)力低的緣由。大理石面板粘結(jié)力低的緣由分析大理石外表不夠清潔，是導(dǎo)致粘結(jié)強(qiáng)度不夠的主要緣由。膠粘劑能夠?qū)⒉牧辖Y(jié)實(shí)粘結(jié)在一起，是由于膠粘劑與材料間存在粘結(jié)力。一般認(rèn)為粘結(jié)力主要來源于以下幾個(gè)方面：①機(jī)械粘結(jié)力膠粘劑涂敷在材料的外表后，能滲入材料外表的凹陷處和外表的孔隙內(nèi)，膠粘劑在固化后如同鑲嵌在材料內(nèi)部。正是靠這種機(jī)械錨固力將材料粘結(jié)在一起。②物理吸附力膠粘劑分子和材料分子間存在的物理吸附力，即范德華力將材料粘結(jié)在一起。③化學(xué)鍵力某些膠粘劑分子與材料分子間能發(fā)生化學(xué)反響，即在膠粘劑與材料間存在有化學(xué)鍵力，是化學(xué)鍵力將材料粘結(jié)為一個(gè)整體。對(duì)不同的膠粘劑和被粘材料，粘結(jié)力的主要來源也不同，當(dāng)機(jī)械粘結(jié)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。工程實(shí)例分析7.2.2膠粘劑硅膠密封膠失效某工程選購單組分硅膠密封膠打算用作窗的密封，由于某種緣由，該工程延遲了半年才施工，使用時(shí)覺察膠粘劑無法施工。單組分的密封膠貯存穩(wěn)定性較差，是由于固化劑與粘合劑預(yù)先混合在一起，隨著貯存時(shí)間的增加，固化劑分解變性的趨勢(shì)增加，導(dǎo)致膠粘劑固化失效，所以其貯存的有效期較短。防治措施①假設(shè)使用單組分硅膠密封膠，即買即用，盡量削減貯存時(shí)間；②使用雙組分密封膠。雙組分的密封膠貯存穩(wěn)定性好，固化時(shí)間短，且固化時(shí)間可調(diào)整。創(chuàng)力量培育人們把玻璃纖維增加塑料稱之為玻璃鋼。它具有玻璃般的透亮或半透亮，又具有鋼鐵般的高強(qiáng)度。它是以玻璃纖維或其他織物增加的高分子樹脂。玻璃鋼密度小、強(qiáng)度大，比鋼鐵結(jié)實(shí)，比鋁輕；具有良好的耐酸堿腐蝕特性；不具磁性；瞬間耐高溫，且是優(yōu)良的絕熱材料。747飛機(jī)上，承受玻璃鋼制造的零件就達(dá)1萬多種。玻璃鋼在土木工程中得到廣泛應(yīng)用。很多建的體育館、展覽館巨大的屋頂就是用玻璃鋼制成的，以發(fā)揮其質(zhì)輕、高強(qiáng)及透陽光的特長(zhǎng)。由于玻璃鋼耐腐蝕性好，所以利用它制造各種管道、貯罐等。玻璃鋼在土木工程中必將發(fā)揮越來越大的作用。既非玻璃亦非鋼的玻璃鋼常見問題及解答在粘結(jié)構(gòu)造材料或修補(bǔ)建筑構(gòu)造〔如混凝土、混凝土構(gòu)造〕時(shí)，為什么宜選用熱固性膠粘劑？使用Ⅰ型硬質(zhì)聚氯乙稀〔UPVC〕塑料管作熱水管。使用一段時(shí)間后，為什么管道會(huì)變形漏水？為什么膠粘劑能與被粘物結(jié)實(shí)地粘接在一起？土木工程材料所用的粘接劑應(yīng)具備哪些根本條件？常見問題及解答在粘結(jié)構(gòu)造材料或修補(bǔ)建筑構(gòu)造〔如混凝土、混凝土構(gòu)造〕時(shí)，為什么宜選用熱固性膠粘劑？解答：由于構(gòu)造材料通常是要承受較大的作用力，非構(gòu)造膠粘劑與被粘物沒有化學(xué)鍵的結(jié)大的作用力，常用熱固性膠粘劑有:環(huán)氧樹脂，不飽和聚酯樹脂，α-氰基丙烯酸酯膠等。修補(bǔ)建筑構(gòu)造〔如混凝土、混凝土構(gòu)造〕時(shí)，同樣宜選用熱固性膠粘劑，同樣也是由于建筑構(gòu)造也要承受較大的作用力的原因。常見問題及解答使用Ⅰ型硬質(zhì)聚氯乙稀〔UPVC〕塑料管作熱水管。使用一段時(shí)間后，為什么管道會(huì)變形漏水？解答：Ⅰ型硬質(zhì)聚氯乙稀塑料管是用途較廣的一種塑料管，但其熱變形溫度為70℃，故不甚適宜較高溫的熱水輸送?？蛇x用Ⅲ型氯化聚氯乙稀管，此類管稱為高溫聚氯乙稀管，使用溫度可達(dá)100℃。需說明的是，假設(shè)使用此類管輸送飲水，則必需進(jìn)展衛(wèi)生檢驗(yàn)，因假設(shè)參加鋁化合物穩(wěn)定劑，在使用過程中能析出，影響身體安康。常見問題及解答為什么膠粘劑能與被粘物結(jié)實(shí)地粘接在一起？解答：一般認(rèn)為粘結(jié)力主要來源于以下幾個(gè)方面：機(jī)械粘結(jié)力膠粘劑涂敷在材料的外表后，能滲入材料外表的凹陷處和外表的孔隙內(nèi)，膠粘劑在固化后如同鑲嵌在材料內(nèi)部。正是靠這種機(jī)械錨固力將材料粘結(jié)在一起。物理吸附力膠粘劑分子和材料分子間存在的物理吸附力，即范德華力將材料粘結(jié)在一起?；瘜W(xué)鍵力某些膠粘劑分子與材料分子間能發(fā)生化學(xué)反響，即在膠粘劑與材料間存在有化學(xué)鍵力，是化學(xué)鍵力將材料粘結(jié)為一個(gè)整體。對(duì)不同的膠粘劑和被粘材料，粘結(jié)力的主要來源也