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土木工程材料ppt课件

高弹态是橡胶的使用状态,常温处于高弹态的聚 合物均可用作橡胶。
粘流态是聚合物成型时的状态。 完全结晶的聚合物的温度-变形曲线有所不同, 在熔点Tm以前不出现高弹态,而是保持结晶态;当温 度升高到熔点以上时,若分子量足够大,则出现高弹 态,若分子量很小,则直接进入粘流态。
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图7-7 结晶聚合物温度-形变曲线
一、基本概念
高分子化合物是一类品种繁多、应用广泛的天然 或人工合成物质。合成材料塑料、橡胶、纤维等均属 于高分子化合物。高分子化合物的分子量一般为 104~106。大部分是由许多相同的、简单的结构单元 通过共价键有规律地重复连接而成,因此高分子化合 物也称聚合物。
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二、聚合物的分类与命名 ㈠分类
1、按来源可分为三类: ⑴天然高分子,包括天然无机和天然有机高 分子; ⑵人工合成高分子,包括合成树脂、合成橡 胶和合成纤维等; ⑶半天然高分子,如醋酸纤维、改性淀粉等。
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2.按聚合物主链元素不同又可分为三类: ⑴碳链高分子; ⑵杂链高分子; ⑶元素有机高分子。
聚合物也可根据其用途区分为塑料、纤维 和橡胶(弹性体)三大类。如果加上涂料、粘 合剂和功能高分子则有六大类。
土木工程材料
教材:土木工程材料 编者:湖南大学、天津大学、
同济大学、东南大学合编
主讲人:徐会文
吉林大学建设工程学院
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第七章 建筑塑料与有机粘合剂
主要内容:
1、高分子化合物的基本知识; 2、合成高分子材料在土木工程中的应用。
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成品塑料
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土工布
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加筋土工布
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三、粘合剂的基本组成、性能及应用 粘合剂又称胶粘剂、粘结剂,是一类具有优良 粘合性能的材料。 胶结就是用胶粘剂将相同或不同的材料构件粘 合在一起的连接方法。这种方法具有使用范围广、 工艺温度低等特点。但胶结也存在使用温度低、质 量检查比较困难等缺点。
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2、IUPAC系统命名法 IUPAC以大分子链结构为基础的系统命名法按下列 先后顺序进行命名: ①确定重复结构单元结构,加上括号; ②按一定规则排出重复单元中次级单元的顺序; ③重复单元命名; ④冠以“聚”字。
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三、聚合物的结构与性能特点 ㈠聚合物的结构 聚合物结构通常分为分子结构和聚集态结构两 个部分。 1、聚合物的分子结构 聚合物的分子结构包括聚合物大分子的链组成 和构型。 2、聚合物的聚集态结构 聚集态结构就是指分子链间的排列、堆砌方式 与规律。可分为晶态结构、液晶结构、取向态结构 和织态结构或共混物结构。
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工程塑料
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建筑塑料和有机粘合剂是建筑材料中的新型 材料,属化学建材。塑料的主要成分是高分子化 合物。
建筑塑料与传统的土木工程材料相比较,具 有表观密度小、比强度高、耐腐蚀性强、保温、 吸声及装饰性好等特点;
有机粘合剂则具有粘结强度高、品种多、适 用面广、性能易于调节等特点。
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第一节 高分子化合物的基本知识
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图7-10 聚合物在不同形变速率时的应力-应变曲线
(W1>.W2>W3)
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第二节 合成高分子材料 在土木工程中的应用
一、塑料的基本组成、分类及主要性能 ㈠塑料的组成 塑料的成分相当复杂,几乎所有的塑料都是以各 种各样的树脂为基础,再加入用来改善性能的各种添 加剂(也称塑料助剂),如填充剂、增塑剂、稳定剂、 固化剂、润滑剂等制成的。
㈡塑料管 塑料管是指采用塑料为原料,经挤出、注塑、焊 接等工艺成型的管材和管件。与传统的镀锌钢管和铸 铁管相比,塑料管具有耐腐蚀、不生锈、不结垢、重 量轻、施工方便和供水效率高等优点。常用的塑料管 包括硬质聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管、ABS(丙 烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)管、聚丁烯管、玻璃钢 管以及铝塑等复合塑料管。
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二、建筑中常用的塑料制品 塑料既可用做防水、隔热保温、隔声和装饰等 功能材料;也可制成玻璃纤维或碳纤维增强塑料,用 做结构材料。 ㈠塑料门窗 塑料门窗是由硬质聚氯乙烯型材经切割、焊接、 拼装、修整而成的门窗制品,与传统的钢、木门窗相 比,塑料门窗具有美观耐用、安全、节能等一系列优 点。
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㈡聚合物的物理状态及性能特点 聚合物的各种物理状态可以根据形变能力与温度 关系曲线—温度-变形曲线进行划分。按温度区域可划 分为玻璃态、高弹态和粘流态三种物理形态。
图7-6 非晶聚合物温度-形变曲线
(Ma、Mb—分子量,. Ma < Mb )
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玻璃态是塑料的使用状态,常温处于玻璃态的聚 合物都可用作塑料。
.பைடு நூலகம்
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㈡塑料的分类 1、按塑料受热时的变化特点分为热塑性塑料和 热固性塑料。 2、按塑料的功能和用途分为通用塑料、工程塑 料和特种塑料。 ㈢塑料的主要性能 1、密度小,比强度高;2、可加工性好,装饰性 强;3、耐化学腐蚀性好,耐水性强;4、隔热性能好, 电绝缘性能优良;5、弹性模量低,受力变形大;6、 耐热性、耐火性差,受热变形大
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弹性体(橡胶)是一类在比较低的应力下 就可以达到很大可逆应变的聚合物。
纤维是指天然或人工合成的细丝状高分子 化合物。
塑料是指利用树脂等高分子化合物与配料 混合,再经加热加压而成的、具有一定形状、 且在常温下不再变形的材料。
树脂是指人工合成的、遇热变软、具有可 塑性的的高分子化合物。
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㈡命名 目前聚合物的命名方法常用的有两种:即习惯命 名法和国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的系统 命名法。 1、习惯命名法 在习惯命名法中,天然聚合物用专有名称,例如 纤维素、淀粉、木质素、蛋白质等。 对于加成聚合物,则在单体前面冠以“聚”字; 由两种或两种以上单体经共聚反应制得的聚合物则取 单体名称或简称,单体之间加“-”,再加“共聚物” 后缀为名。
1-分子量低;2-分子量较搞
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在室温下,聚合物总是处于玻璃态、高弹态和粘 流态三种状态之一,不同聚合物可能处于不同的物理 状态,表现出不同的力学性能。
图7-8 聚合物五种类型的应力-应变曲线 1-硬脆;2-强硬;3-强韧;4-软弱;5-柔软
图7-9 不同温度下聚合物的应力-应变曲线 1-硬脆;2-强硬;3-强韧;4-软弱 (T1<T2<T3<T4)
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