第7章合成高分子材料
学习目标与要求
1. 了解合成高分子聚合物的基本组成结构特点和分类。
2. 了解聚合物的分子结构与其性能之间的关系。
3. 熟悉聚合物的基本性能特点和常用聚合物的品种。
4. 熟悉土木工程中常用的建筑塑料、建筑涂料和胶粘剂等产品的基本组成、性能及应用。
学习重点
1．聚合物的基本组成结构特点和分类。
2．聚合物的分子结构与其性能之间的关系。
3．土木工程中常用的合成高分子材料制品的性能和应用。
学习难点
1．如何理解合成高分子材料的结构与性能的关系。这里既有聚合物的分子结构与其性能之间的关系，还有具体产品（塑料、涂料、胶粘剂等）的组成与性能的关系。
2．土木工程中如何正确选择使用合成高分子材料制品。
合成高分子材料是指其基本组成物质为人工合成高分子化合物的各种材料。合成高分子材料主要包括合成树脂、合成橡胶和合成纤维三大类。在土木工程中，合成树脂主要用于制备建筑塑料、建筑涂料和胶粘剂等，是用量最大的合成高分子材料。合成橡胶主要用于防水密封材料、桥梁支座和沥青改性材料等，用量仅次于合成树脂。合成纤维主要用于土工织物、纤维增强水泥、纤维增强塑料和膜结构用膜材料等，用量也在不断增加。
7.1高分子化合物概述
7.1.1基本知识
1. 基本概念
高分子化合物又称高聚物或聚合物，其分子量很大，一般为104 ~ 106。其分子往往由许多相同的、简单的结构单元，通过共价键重复连接而成。例如，聚氯乙烯分子是由许多氯乙烯结构单元重复连接而成：
简写为：
式中：
是重复结构单元，称为“链节”。结构单元的重复数目n称为“聚合度”。聚合度可由几百至几千，聚合物的分子量为重复结构单元的分子量与聚合度的乘积。
2. 聚合物的分类
聚合物的分类方法很多，按聚合物的来源，分为天然聚合物和合成聚合物；按分子结构，分为线型聚合物和体型聚合物；按聚合物受热的行为，分为热塑性聚合物和热固性聚合物等。
热塑性聚合物具有受热时软化、遇冷时凝固且无明显化学变化的性质。通常热塑性聚合物可反复进行加热软化、熔融和冷却硬化。所以热塑性聚合物具有可再生重复使用的特性。
热固性聚合物仅在第一次加热（或加入固化剂前）时能发生软比、熔融，并在此条件下产生化学交联而固化，以后再加热时再不会软化或熔融，也不会被溶解，若温度过高则会导致分子结构破坏。目前尚不能以通常的方式对热固性聚合物再生利用。
聚合物还常按用途分为塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等几大类。这种分类方法最为常用，但不很严格。事实上，同一种聚合物可以有多种用途。例如．聚氨酯可制成具有橡胶的性能，也可发泡制成硬度不同的泡沫塑料，还可拉丝制成高强度高弹性的纤维、制作涂料和胶粘剂。这种能够适应多用途需要的特点，是高分子材料得以广泛应用的重要原因。
3. 聚合物的命名
聚合物的命名有系统命名法和习惯命名法。系统命名法命名比较复杂，实际很少使用。在习惯命名法中，天然聚合物用专有名称，加纤维素、淀粉、蛋白质等；合成聚合物，则在单体名称前加上“聚”字，例如聚氯乙烯、聚苯乙烯等；也可在原料名称后加“树脂”、“橡胶”、“纤维”等来命名，这种命名能反映聚合物的结构和用途，是常用的命名法。
4. 聚合反应
由低分子单体合成聚合物的反应叫做聚合反应。聚合反应按单体和聚合物在组成和结构上发生的变化，分为加聚反应和缩聚反应两大类。
以单体通过加成的方式，聚合形成聚合物的反应称为加聚反应。加聚反应是链式反应。其特点是单体分子具有能够聚合的双键、三键、环状结构等；其中，含双健结构的单体最为广泛，如乙烯、氯乙烯、苯乙烯、丁二烯等。加聚反应是按参加反应的单体种类数目，可分为均聚反应和共聚反应。均聚反应是只有一种单体进行的聚合反应，其产物称为均聚物，如聚乙烯、聚氯乙烯等。共聚反应是由两种或两种以上的单体进行的聚合反应，其产物称为共聚物。
缩聚反应是含有两个以上官能团的单体，通过官能团间的反应生成聚合物的反应。缩聚反应与加聚反应不同，其聚合物分子链增长过程是逐步反应，同时伴有低分子副产物如水、氨、甲醇等的生成。缩聚反应按照生成产物的结构可分为线型缩聚反应与体型缩聚反应两类。当缩聚反应只在一种单体间进行时，称为均缩聚反应。如果缩聚反应在两种单体之间进行，则称作混缩聚反应。如果在均缩聚反应中加入第二单体或在混缩聚反应中加入第三单体，则称为共缩聚反应。
加聚反应生成的共聚物和缩聚反应生成的共缩聚物统称为共聚物。共聚物的性能与不同种类单体的相对数量和排列方式有密切关系。共聚物根据链节排列方式的不同可分为无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物和接枝共聚物四种。
7.1.2聚合物的结构与性质
1. 聚合物的分子结构
聚合物按其分子结构可分为线型聚合物和体型聚合物。
（1）线型聚合物
线型聚合物的大分子链排列成线状主链（如图7—1a）。有时带有支链（如图7—1b），且线状大分子间以分子间力结合在一起。具有线型结构的聚合物包括全部加聚树脂和部分缩聚树脂，一般来说，具有线型结构的树脂，强度较低，弹性模量较小，变形较大，耐热、耐腐蚀性较差，且可溶可熔。支链型聚合物因分子排列较松，分子间作用力较弱，因而密度、熔点及强度等低于线型聚合物。线形聚合物树脂均为热塑性树脂。
（2）体型聚合物
线型大分子间通过化学键交联作用而形成的三维网状结构，又称网状或体型结构（如图7—1c）。部分缩合树脂具有体型结构（交联或固化前也为线型或支链型分子）。由于化学键的结合力强，且交联形成一个“巨大分子”，因此，—般来说缩合树脂的强度高，弹性模量较大，变形较小，较硬脆，且塑性小，耐热性、耐腐蚀性较好，不溶不熔。体型聚合物树脂均为热固性树脂。
图7—1 聚合物大分子链的结构示意图
（a）线型；（b）支链型；（c）体型
2. 聚合物的聚集态结构
固态聚合物是由大分子链以分子间作用力聚集在一起的。聚集态结构就是指分子链间的排列、堆砌方式和规律。可分为晶态结构、非晶态结构、取向态结构和织态结构等聚集状态。
晶态结构的聚合物与低分子量晶体有很大的不同。由于线型高分子难免有弯曲，故聚合物的结晶为部分结晶，即在结晶聚合物中存在“晶区”和“非晶区”。且大分子链可以同时跨越几个晶区和非晶区。晶区所占的百分比称为结晶度。一般来说，结晶度越高，则聚合物的密度、弹性模量、强度、耐热性、折光系数等越高，而冲击韧性、粘附力、断裂伸长率、溶解度等越低。晶态聚合物一般为不透明或半透明状，非晶态聚合物则一般为透明状。体型聚合物只有非晶态结构。
取向态结构是指聚合物在一维或二维方向的有序排列结构。事实上．线型高分子链充分伸展时，其长度为其宽度的几百、几千其至几万倍；在—定条件下，使线型聚合物的分子链沿着特定方向排列称为取向。取向在工业生产中得到了广泛应用。例如，在合成纤维生产中．采用热牵引工艺，使分子链取向，可提高纤维的强度和弹性模量。聚乙烯纤维未取向时的抗拉强度约为60 ~ 80 MPa，而取向后的强度可达800 MPa。
织态结构是指将两种或两种以上的聚合物或不同分子量的同种聚合物混合而得到的材料结构，属非均相体系结构。其中，由一个分散相和一个连续相组成的两相共混物应用最多。例如，分散相软、连续相硬的橡胶增韧塑料和分散相硬、连续相软的热塑性弹性体等。
3. 聚合物的物理状态和特点
聚合物的物理状态可根据温度—变形曲线划分，线型非晶态聚合物分为玻璃态、高弹态和粘流态三种物理状态（如图7—2）。
图7—2 线型非晶态聚合物的变形与温度的关系
线型非晶态聚合物在低于某一温度时，分子动能很低，大分子链的运动和分子链段的旋转都被冻结，聚合物在外力作用下，产生的变形较小，弹性模量较大。此时，聚合物所处的状态称为玻璃态。聚合物保持玻璃态的温度上限称为玻璃化转变温度（Tg）。当温度升高到Tg上以后，分子动能增加，分子链段能运动，但大分子链的运动仍被冻结，聚合物弹性模量较小，在外力作用下，产生较大的变形。且变形是可恢复的，这种状态称为高弹态。聚合物保持高弹态的上限温度，称为粘流温度（T f）。当温度升高到T f上以后，分子动能增加到链段和整个大分子链都可以运动，聚合物成为可以流动的粘稠液体，此时，聚合物在外力作用下，分子间相互滑动，产生粘性流动，外力除去后保持变形，即变形不可逆。玻璃化转变温度和粘流温度是高分子材料的重要性质指标。可以确定高分子材料的使用温度范围、材料的加工温度范围等。
玻璃化转变温度低于室温的称为橡胶，高于室温的称为塑料。玻璃化转变温度是塑料的最高使用温度，但却是橡胶的最低使用温度。粘流温度在室温以下的高聚物可作胶粘剂或涂料使用。
4.聚合物的主要性质
（1）密度：聚合物的密度较小，一般在0.9 ~ 2.2g/cm3之间，平均约为铝的1/2，钢的1/5，混凝土的1/3。
（2）比强度：聚合物有较高的强度，密度小，所以比强度远远超过传统的建筑材料，是极好的轻质高强材料。但聚合物的刚度比较差，容易变形。
（3）导热性：聚合物的导热性较小，约为金属的1/500 ~ 1/600。其泡沫塑料的导热性接近空气，是一种良好的轻质保温隔热材料。
（4）化学稳定性：一般聚合物对侵蚀性化学物质（酸、碱、盐溶液）及蒸汽的作用具有较高的稳定性。但有些聚合物在有机溶剂中会溶解或溶胀，使用时应予以注意。
（5）防水密封性：大多数聚合物具有很强的憎水性，防水、防潮及密封性能突出。
（6）电绝缘性：聚合物通常都具有极高的电绝缘性和击穿电压，是非常好的电绝缘材料。（7）减震、消音性：聚合物具有突出的粘弹性，在受外力冲击时，其大分子的粘滞性能吸收大量的振动波和声波，具有良好的减震消声作用。
（8）与其他材料的复合型：聚合物对其他类型的材料通常都具有很强的润湿及粘附性，因
而可制成性能优良的复合材料。
（9）耐热性：作为有机化合物的聚合物，热稳定性能较差。热塑性聚合物的耐热温度一般为50 ~90℃；热固性聚合物的耐热温度一般在100 ~ 200℃。高温下易燃烧和分解，并释放出有害气体。
5. 聚合物的老化
在使用过程中，聚合物会由于光、热、空气（氧和臭氧）等的作用而发生结构或组成的变化，从而出现各种性能劣化现象。如出现变色、变硬、龟裂、发粘、发软、变形、斑点、机械强度降低，称为聚合物的老化。
聚合物的老化是一个复杂的过程，一般可将其分为聚合物分子的交联与降解两种。交联是指聚合物的分子从线型结构变为体型结构的过程。当发生这种老化作用时，表现为聚合物失去弹性、变硬、变脆，并出现龟裂现象。降解是指聚合物的分子链发生断裂，其分子量降低，但其化学组成并不发生变化。当老化过程以降解为主时，聚合物会出现失去刚性、变软、发粘、出现蠕变等现象。
根据老化原因的不同聚合物的老化分为热老化和光老化两类。光老化是指聚合物在阳光（特别是紫外线）的照射下部分分子（或原子）被激活而处于高能的不稳定状态，并与其他分子发生光敏氧化作用，致使聚合物的结构和组成发生变化，性能逐渐恶化的现象。热老化是指聚合物在热的作用下，尤其是在较高温度下暴露于空气中时，聚合物的分子链由于氧化、热分解等作用而发生断裂、交联，其化学组成与分子结构发生变化，从而使其各项性能发生劣变的现象。因此，大多数聚合物材料的耐高温性和大气稳定性都较差。
7.1.3常用的聚合物
1. 合成树脂
合成树脂的种类很多，而且随着有机合成工业的发展和新聚合方法的不断出现，合成树脂的品种还在继续增加。但是，真正获得广泛应用的合成树脂，不过20种左右。在此，仅介绍一些在土木工程材料中经常使用的合成树脂。
（1）热塑性树脂
①聚乙烯（PE）
聚乙烯(PE)是树脂中分子结构最简单的一种，它是由乙烯单体聚合而成。聚乙烯按合成时的压力分为高压聚乙烯和低压聚乙烯。高压聚乙烯的密度较小，故称为低密度聚乙烯（LDPE）。低压聚乙烯聚合条件比较温和，制得的产品结晶度高、密度大，故称高密度聚乙烯（HDPE）。聚乙烯塑料无臭、无毒，原料来源丰富，价格较低，且具有优异的耐低温性（最低使用温度可达 -70 ～ -100℃）、化学稳定性、电绝缘性和加工性能。在建筑中，聚乙烯主要用于生产防水材料（薄膜、卷材等）、给排水管材（冷水）、电绝缘材料、水箱和卫生洁具等。
②聚氯乙烯（PVC）
聚氯乙烯树脂（PVC）是氯乙烯通过自由基聚合制成白色粉末或糊状的树脂。由于PVC 树脂链上带有负电性很强的氯原子，使分子链之间产生很大的引力，阻碍了分子链之间的相对滑动。因此，PVC树脂具有良好的耐化学腐蚀性和阻燃性，但材质脆而硬，较少弹性。通过添加增塑剂可以改善PVC的柔韧性。
在建筑中，硬质聚氯乙烯主要用作天沟、落水管、外墙覆面板、天窗及给排水管。软质聚氯乙烯常加工为片材、板材、型材等。如卷材地板、块状地板、壁纸、防水卷材和止水带等。在PVC中混入大量的碳酸钙制成钙塑料可以提高塑料的硬度、降低成本，用于代替钢
材和木材制作塑料门窗、楼梯扶手、地板、天花板和电线套管等。将PVC轻度发泡可以制成塑料地毯和塑料壁纸等。
③聚苯乙烯（PS）
聚苯乙烯（PS）的均聚物是由苯乙烯单体聚合而得，质地坚硬，化学性能和电绝缘性能优良，易于成型出各类色彩鲜艳、表面光洁的制品，应用广泛。但聚苯乙烯耐热性差、质脆，这在一定程度上限制了它的应用，因此，应对其改性。目前大量生产的苯乙烯类聚合物主要有：通用型聚苯乙烯GPPS，高抗冲型聚苯乙烯HIPS，发泡型聚苯乙烯EPS以及苯乙烯的共聚物如ABS塑料（俗称工程塑料）等。
建筑中聚苯乙烯主要用于制作泡沫塑料，有挤塑发泡板和发泡颗粒产品。其隔热保温性能优异。此外，聚苯乙烯也常用于涂料和防水薄膜的生产。ABS树脂主要用于生产塑料装饰板和管材等。
④聚丙烯（PP）
聚丙烯（PP）可分为均聚PP和共聚PP两大类，共聚PP是在聚合过程中加入大约2％～5%的乙烯而制得的。聚丙烯的主要特点是密度低（0.89～0.92 g/cm3），耐化学药品性、耐腐蚀性、耐热性优良且价格低廉。
在建筑中，聚丙烯常用于制作管材、装饰板材、卫生洁具及各种建筑小五金件。
⑤聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）
聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）是透明、无毒无味的无定形热塑性树脂，俗称有机玻璃。其最大优点是具有优异的光学性能，对可见光的透过率可达92％，对紫外线的透过率达73.5％，均优于普通无机硅酸盐玻璃，并具有较好的耐气候老化性，质轻（约为无机玻璃的1/2），抗冲击强度较高。
在建筑中，聚甲基丙烯酸甲酯主要用作采光天窗、防震玻璃、室内装饰等，以适当方式对其增强后，也可用于制作透明管材及其他建筑制品。
（2）热固性树脂
①酚醛树脂（PF）
酚醛树脂是酚类和醛类化合物经缩聚反应而得的树脂的统称，其中应用较多的是苯酚—甲醛缩聚物（PF）。酚醛树脂的主要特点是有较好的电绝缘性能，密度低，强度较高。具有很高的热强度等，但质脆，抗冲击性能差。
在土木工程中。酚醛树脂主要用于制造各种层压板和玻璃纤维增强塑料，以及防水涂料、木结构用胶等。
②脲醛树脂（UF）
脲醛树脂是由甲醛和尿素缩聚而成的聚合物。它具有耐燃、耐电弧、易着色、表向硬度高、耐溶剂、本身呈透明状等特点。因此，可制成表面光洁、色彩鲜明的玉状制品（俗称“电玉”）。但耐湿性差，受潮气和水的作用易发生变形或开裂，而且耐热性较差。
在土木工程中，脲醛树脂主要用于生产木丝板、胶合板、层压板等。经发泡处理后，可制得一种硬质泡沫塑料，用作填充性绝缘材料。经过改性处理的脲醛树脂还可用于制造涂料、胶粘剂等。
③不饱和聚酯树脂（UP）
不饱和聚酯树脂是指分子链主链上含有不饱和键的聚酯。不饱和聚酯在性能上具有
多变性，由于组成的变化，UP可以是硬质的、有弹性的、柔软的、耐腐蚀的、耐气候老化的或耐燃的，这些性能上的变化形成了UP在应用上的多样化。在土木工程中，广泛地用于制造涂料、玻璃纤维增强塑料（俗称玻璃钢）和作为聚合物混凝土中的胶结料。可用于墙面、地面装饰，制作人造大理石、人造玛瑙，具有装饰性好、耐磨等特点。
④环氧树脂（EP）
环氧树脂是分子结构中含有环氧基的聚合物，种类很多。其中用途最广的是环氧氯丙烷与双酚A缩聚得到的双酚A型环氧树脂。这种环氧树脂是线型结构，具有热塑性。应用时必须加入固化剂，使环氧树脂固化。固化剂品种很多，常用的有胺类、酸酐类、高分子预聚体和咪唑等。固化后的环氧树脂具有强度高、粘结力强、收缩率小、耐水、耐化学腐蚀性和电绝缘性好等特点。
在土木工程中，环氧树脂主要用于结构胶粘剂、玻璃纤维增强塑料、聚合物混凝土以及防腐涂料和耐磨地坪材料等。
⑤有机硅树脂（SI）
有机硅是一大类主链含硅的高分子化合物，属于元素有机高分子；主要有聚有机硅氧烷
（SI），它的主链由硅氧键构成，侧基为有机基团。这种结构使硅化合物具有良好的化学稳定性，耐氧化、臭氧和紫外线照射，使用温度范围宽（-50～+200℃），憎水性高等一系列的独特性能。
在土木工程中，有机硅树脂主要用于层压塑料和防水材料。在各种有机硅树脂中，硅酮的应用较多，广泛地应用于涂料、胶粘剂和嵌缝材料中。
2. 合成橡胶
橡胶是玻璃化转变温度T g较低，在室温下具有高弹性的聚合物。橡胶的主要持点是在-50～+150℃范围内，具有极为优异的弹性，在外力作用下，变形量可以达到百分之几百，并且在外力取消后，变形可完全恢复。此外，橡胶还具有良好的抗拉强度、耐疲劳强度，良好的不透水性、不透气性、耐酸碱腐蚀性和电绝缘性等。由于橡胶良好的综合性能，在土木工程中，广泛用作防水材料和密封材料等。
橡胶按来源分为天然橡胶和合成橡胶。在土木工程中，主要应用的是合成橡胶。合成橡胶是各种单体经聚合反应人工合成的橡胶，是具有橡胶特性的一类聚合物，常用的合成橡胶有丁基橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶和丁苯橡胶等。
（1）丁基橡胶（HR）
丁基橡胶是通过异丁烯与异戊二烯聚合制备的结晶性非极性橡胶。丁基橡胶最独特的性能是气密性非常好，水渗透率极低、其耐热性、耐气候老化性能、耐臭氧老化性能也很好，但弹性较低、工艺性能较差、硫化速度慢、粘着性和耐油性等也较差。
丁基橡胶主要用作防水卷材和防水密封材料。
（2）氯丁橡胶（CR）
氯丁橡胶是通过氯丁二烯聚合制备的结晶性橡胶。氯丁橡胶是所有合成橡胶中密度最大的，其相对密度约为 1.23～1.25，呈浅黄色或棕褐色。这种橡胶的原料来源广泛，其抗拉强度较高，透气性、耐磨性较好，不易老化，耐油、耐热、难燃、耐臭氧、耐酸碱腐蚀性好，粘结力较强。其缺点是对浓硫酸和浓硝酸的抵抗力较差，电绝缘性也较差。
在建筑上氯丁橡胶被广泛地用于胶粘剂、门窗密封条、胶带等。
（3）乙丙橡胶（EPM）
乙丙橡胶是以乙烯、丙烯为主要单体原料共聚的无定形橡胶。根据是否加入第三单体可分为二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶两大类。三元乙丙橡胶生产和使用较多。乙丙橡胶具有优异的耐老化性能，是现有通用橡胶中耐老化性能最好的，能长期在阳光、潮湿、寒冷的自然环境中使用；耐热性能好，可在120℃的环境中长期使用，最高使用温度达150℃；具有较
好的低温性能，最低极限使用温度可达-50℃或更低；具有较好的耐化学腐蚀、耐热水和水蒸气性能，密度是所有橡胶中最低的。其缺点是硫化速度慢。自粘性与互粘性较差，耐燃性、耐油性和气密性差。主要用于生产防水卷材。
（4）丁苯橡胶（SBR）
丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯的共聚物，通过调节苯乙烯的含量可以得到不同性能的丁苯橡胶。丁苯橡胶（SBR）是产量和消耗量最大的合成橡胶。纯丁苯橡胶的强度低，须增强后才具有实际使用价值；其弹性、耐寒性较差，耐撕裂性和粘着性能均较天然橡胶差。但耐热性、耐老化性、耐磨性均优于天然橡胶。它主要用于铺地材料和沥青改性等。
（5）硅橡胶（SR）
硅橡胶的分子主链是由硅原子和氧原子交替组成（—Si—O—Si—），其键能比碳一碳键能（C—C）要大得多，柔顺性也很好，因而具有优异的耐高、低温性能，在所有的橡胶中工作温度范围最宽（-100～+350℃）。硅橡胶还具有优异的耐老化、电绝缘、耐电晕、耐电弧性能，但力学性能较差。硅橡胶广泛用于建筑密封胶、防潮密封材料。
（6）热塑性弹性体
热塑性弹性体是一类具有类似橡胶力学性能及使用性能、又能按热塑性塑料进行加工和回收的聚合物。它既具有热塑性，便于加工和再生利用；又有很好的弹性，便于使用。因此，称为热塑性弹性体。常用的有苯乙烯类热塑性弹性体、聚氨酯类热塑性弹性体等。
SBS（苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物）为线型分子，是具有高弹性、高抗拉强度、高伸长率和高耐磨性的透明体，属于热塑性弹性体。在SBS中，苯乙烯单体是以一定的长度连接在丁二烯分子的两端，在室温时，弹性体的链段聚集、缠结在一起形成物理交联。在高温时，这些交联点解离，使弹性体具有热塑性。因此，SBS可以像热塑性塑料一样的加工。通过调节丁二烯（软段）和苯乙烯（硬段）的长度和比例，可以改变热塑性弹性体的性能。一般来说，热塑性弹性体的强度和耐磨性都优于通用橡胶，只是耐温性较差。SBS在建筑上主要用于沥青的改性。
3. 合成纤维
纤维可分为天然纤维（如羊毛、蚕丝、棉花、麻等）和化学纤维两大类，化学纤维按其聚合物来源又可分为人造纤维和合成纤维两类。人造纤维是以天然聚合物为原料经过化学处理后再加工制成的，如粘胶纤维、醋酸纤维、硝酸纤维等；合成纤维是由合成的聚合物制得的，有聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维等品种。
（1）聚酯纤维
聚酯纤维是大分子链中的各链节与酯基相连的聚合物纺制而成的合成纤维。其品种很多、目前主要是对苯二甲酸乙二酯纤维（PET），我国—般称为涤纶或的确良。聚酯纤维弹性好、强度大、模量高、吸湿性低、耐热性、耐磨性、耐光老化性能好。主要用于土工织物。（2）聚酰胺纤维
聚酰胺纤维是分子主链由酰胺键连接起来的一类合成纤维，我国称为锦纶。聚酰胺有许多品种，应用最广泛的是聚酰胺6和聚酰胺66。聚酰胺的耐磨性非常好、强度、耐冲击性、弹性、耐疲劳性也很好，而且密度小；但是，聚酰胺纤维的模量低、耐光性、耐热性、抗静电性、染色性、吸湿性较差。主要用于绳索、化纤地毯等。
（3）聚丙烯腈纤维
聚丙烯腈纤维是采用丙烯腈三元单体共聚物纺成的纤维，又称腈纶。聚丙烯腈纤维的弹性模量高、耐光性、耐辐射性。化学稳定性、耐热性好，但强度较低、耐磨性、抗疲劳性较差。腈纶广泛用于污水处理和碳纤维生产。
（4）聚丙烯纤维
聚丙烯纤维是以丙烯聚合得到的等规聚丙烯为原料纺制而成的合成纤维，又称为丙纶。它是所有化学纤维中密度最小的，其强度高、回弹性、耐磨性、抗微生物、耐化学腐蚀性好。其缺点是吸湿性、染色性、耐光性、耐热性差。它可用于制作地毯、装饰织物、人造草坪和土工布等。
（5）聚乙烯醇纤维
聚乙烯醇纤维的常规产品是聚乙烯醇缩甲醛纤维，又称为维纶。维纶的短纤维外观接近棉，有“合成棉花”之称，但其强度和耐磨性都优于棉，保暖性、耐腐蚀性、耐日光性好。维纶的缺点是染色性、耐水性、弹性较差。聚乙烯醇纤维主要作为塑料、水泥、陶瓷等的增强材料，作为石棉的代用品用于纤维增强水泥；制作维纶帆布、非织造布滤材以及土工布等。
7.2土木工程常用的合成高分子材料
7.2.1建筑塑料
塑料是以合成树脂为主要成分，在一定条件（温度、压力等）下，可塑成一定形状并在常温下保持其形状的高分子材料。与传统的建筑材料相比，塑料具有质轻、比强度高、化学稳定性好、导热系数小、装饰性和加工性能好及耗能较低的持点；但塑料还有刚度小、易老化、易燃、耐热性差的缺点。此外，塑料中残留的单体和加入的增塑剂、固化剂等低分子物质都对人体健康不利。因此，采用塑料制作与饮食有关的设备时，要认真进行安全卫生检验。在土木工程中，塑料可作为结构材料和功能材料。作为结构材料应用的主要是纤维增强塑料。作为功能材料可用于隔热保温材料、装饰装修材料等。
塑料按组成成分分为单—组分塑料和多组分塑料。单一组分塑料基本上为合成树脂，只含少量助剂（如染料、润滑剂等），如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯塑料等。多组分塑料除含有合成树脂外，还含有较多的助剂（如填料、增塑剂、稳定剂等），如聚氯乙烯、酚醛塑料等。根据用途，塑料可分为通用塑料和工程塑料。根据其受热后性能的不同，塑料还可分为热固性塑料和热塑性塑料。
1. 塑料的基本组成
塑料是由合成树脂和各种添加剂所组成。合成树脂是塑料的主要成分，其质量占塑料的40％以上。塑料的性质主要取决于所采用的合成树脂的种类、性质和数量。因此，塑料常以所用合成树脂命名，如聚乙烯（PE）塑科，聚氯乙烯（PVC）塑料。合成树脂的性质已在上一节介绍，在此主要介绍常用的添加剂。
（1）填料
填料又称为填充料、填充剂或体质颜料，其种类很多。按外观形态可分为粉状、纤维状和片状三类。一般来说，粉状填料有助于提高塑料的热稳定性，降低可燃性，而片状和纤维状填料可明显提高塑料的抗拉强度、抗磨强度和大气稳定性等。
填料通常都比合成树脂便宜，它不仅能提高塑料的强度、硬度和耐热性，还能减少收缩变形和降低成本。常用的填料主要有木粉、滑石粉、硅藻土、石灰石粉、铝粉、炭黑及玻璃纤维等。
（2）增塑剂
增塑剂是能使聚合物塑性增加的物质。它可降低树脂的粘流温度（T f），使树脂具有较大的可塑性，以利于塑料制品的加工。少量的增塑剂还可降低塑料的硬度和脆性，使塑料具有较好的柔韧性。增塑剂主要为酯类及酮类。
（3）稳定剂
稳定剂是指抑制或减缓老化破坏作用的物质。塑料在加工和使用过程中，由于受热、光、氧的作用，可能发生降解、氧化断链及交联等，使塑料老化。为了提高塑料的耐老化性能，延长使用寿命，通常要加入各种稳定剂，如抗氧剂、光屏蔽剂、紫外光吸收剂及热稳定剂等。（4）固化剂
固化剂又称为硬化剂，主要作用是使某些合成树脂的线型结构交联成体型结构，从而使树脂具有热固性。不同品种的树脂应采用不同品种的固化剂。
（5）着色剂
着色剂是使塑料制品具有特定的色彩和光泽的物质，常用的着色剂是一些有机和无机颜料。颜料不仅对塑料具有着色性，同时也兼有填料和稳定剂的作用。
此外，根据建筑塑料使用及成型加工的需要，有时还加入润滑剂、抗静电剂、发泡剂、阻燃剂及防霉剂等。
2. 土木工程常用的塑料制品
（1）装饰装修制品
塑料的装饰性和可加工性能好，常用来生产装饰装修材料。
①塑料面砖
塑料面砖以PS，PVC，PP等为原料制造，模仿传统陶瓷面砖，厚度小、重量轻，具有美观适用、施工方便的特点，是一种较为理想的超薄型墙面装饰材料。可用于室内墙面、柱面装饰。
②塑料壁纸
塑料壁纸是用纸或玻璃纤维布做基材，以聚氯乙烯为主要成分，加入添加剂和颜料等，经涂塑、压花或印花、发泡等工艺制成的塑料卷材。塑料壁纸的花色品种多，可制成仿丝绸、仿织锦缎、仿木纹等花纹图案。塑料壁纸具有美观、耐用、易清洗、施工方便的待点。发泡塑料壁纸还具有较好的吸声性能，因而广泛地应用于室内墙面、顶棚等的装饰。塑料壁纸的缺点是透气性较差。
③塑料地面卷材
塑料地面卷材是经混炼、热压或压延等工艺制成的卷材。主要为聚氯乙烯（PVC）塑料地面卷材，分为无基层卷材和有基层卷材两种。
无基层卷材质地柔软，有—定弹性，适合于家庭地面装饰。有基层卷材一般由两层或多层复合而成，常见的是三层结构。基层为无纺布、玻璃纤维布，中层为印花的不透明聚氯乙烯塑料，面层为透明的聚氯乙烯塑料。若中层为聚氯乙烯泡沫塑料，则称为发泡塑料地面卷材。塑料地面卷材具有脚感舒适、耐磨、附腐蚀、隔声和保温等特点。
④塑料地板
塑料地板采用聚氯乙烯、重质碳酸钙和添加剂为原料，经混炼、热压或压延等工艺制成。有硬质、半硬质和软质三种；塑料地板制作的图案丰富，颜色多样，并具有耐磨、耐燃、尺寸稳定、价格低等优点，适合于人流不大的办公室、家庭等的地面装饰。
（2）隔热保温材料
①泡沫塑料
泡沫塑料是在聚合物中加入发泡剂，经发泡、固化或冷却等工序而制成的多孔塑料制品。泡沫塑料的孔隙率可高达95％—98％，且孔隙尺寸小，因而具有优良的隔热保温性能。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。
聚苯乙烯泡沫塑料是应用最广的泡沫塑料，其体积密度为10～20 kg/m3,导热系数为0.031～0.045 W/(m·K)，使用温度范围为-100～+70℃。主要用作墙体和屋面、地面、楼板等的隔热保温，也可与纤维增强水泥、纤维增强塑料或铝合金板等制成复合墙板。
建筑上使用的聚氯乙烯泡沫塑料体积密度为60～200 kg/cm3，导热系数为0.035～0.052 W/(m·K)，使用温度范围为-60～+60℃。聚氯乙烯泡沫塑料主要用作吸声材料、装饰构件，也可作墙体、屋面等的保温材料，也可作为夹层板的芯材。
聚氨酯泡沫塑料，以硬质型应用较多。其体积密度为20～200 kg/cm3，使用温度范围为-160～+150℃。与其他泡沫塑料相比，其耐热性好，强度较高。此外，这种泡沫塑料还可采用现场发泡的方法形成整体的泡沫绝热层，绝热效果好。
脲醛塑料是最轻的泡沫塑料之一，建筑中应用的脲醛泡沫塑料的体积密度为10～20 kg/m3，导热系数为0.030～0.035 W/(m·K)，使用温度范围为 -200～+100℃，但强度低，吸湿性大。应用时需注意防潮。脲醛塑料价格低廉，主要用作空心墙和夹层墙板的芯材，也可在现场发泡成为整体泡沫塑料。
②蜂窝塑料板
蜂窝塑料板是在蜂窝状的芯材上粘合面板的多孔板材，其孔隙较大（5～20 mm），孔隙率很高。蜂窝状的芯材是由浸渍聚合物（酚醛树脂等）的片状材料（牛皮纸、玻璃布、木纤维板）经加工粘合成的形状似蜂窝的六角形空心板材。蜂窝塑料板的抗压强度和抗折强度高，导热系数低，一般为0.046～0.056 W/(m·K)。主要用作隔热保温和隔声材料。
③塑料门窗
塑料门窗是改性后的硬质聚氯乙烯（PVC），加入适量的添加剂，经混炼、挤出等工艺制成的异形截面材加工而成。改性后的硬质聚氯乙烯具有较好的可加工性、稳定性、耐热性和抗冲击性。制成的塑料门窗外观平整美观，色泽鲜艳，经久不褪，装饰性好。并具有良好的耐水性、耐腐蚀性、隔热保温性、隔声和气密性，使用寿命可达30年以上。
④纤维增强塑料
纤维增强塑料是一种树脂基复合材料，添加纤维的目的是为了提高塑料的弹性模量和强度。常用纤维材料除玻璃纤维、碳纤维外，还有石棉纤维、天然植物纤维、合成纤维和钢纤维等，目前用得最多的是玻璃纤维和碳纤维。常用的合成树脂有酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂等，用量最大的为不饱和聚酯树脂。
纤维增强塑料的性能主要取决于合成树脂和纤维的性能、相对含量以及它们之间的粘结情况。合成树脂及纤维的强度越高，特别是纤维的强度越高，则纤维增强塑料的强度越高。
玻璃纤维增强塑料（GRP），俗称玻璃钢，是由合成树脂胶结玻璃纤维或玻璃纤维布（带、束等）而成的。玻璃纤维增强塑料在性能上的主要优点是轻质高强、耐腐蚀，主要缺点是弹性模量小，变形较大。在土木工程中主要用于结构加固、防腐和管道等。
碳纤维增强塑料是由合成树脂胶结碳纤维而成，具有强度和弹性模量高，耐疲劳性能好，耐腐蚀性好的特点。在土木工程中，碳纤维增强塑料主要用于结构加固，制作碳纤维筋或索，用于有腐蚀的结构。
7.2.2建筑涂料
涂料是涂布在物体表面能形成具有保护和装饰作用的膜层材料。涂料除了具有保护和装饰功能外，还能具有一些特殊作用，如用作色彩标志、润滑、防滑、绝缘、导电、隔热、防潮等。建筑涂料则是指涂于建筑物表面能对建筑物起到保护、装饰作用，或者能改善建筑物使用功能的涂料。
1. 涂料的基本组成
涂料的基本组成包括：成膜物质、颜料、溶剂（分散介质）以及辅料（助剂）。
（1）成膜物质
成膜物质也称基料，是涂料最主要的成分，其性质对涂料的性能起主要作用。成膜物质分为两大类，一类是转化型（或反应型）成膜物质，另一类是非转化型（或挥发型）成膜物质。前者在成膜过程中伴有化学反应，形成网状交联结构。因此，此类成膜物质相当于热固性聚合物，如环氧树脂、醇酸树脂等；后者在成膜过程未发生任何化学反应，仅靠溶剂挥发成膜，成膜物质为热塑性聚合物，如纤维素衍生物、氯丁橡胶、热塑性丙烯酸树脂等。
建筑涂料常用树脂有聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、丙烯酸树脂、环氧树脂、醋酸乙烯一丙烯酸酯共聚物（乙一丙乳液）、聚苯乙烯一丙烯酸酯共聚物（苯一丙乳液）、聚氨酯树脂等。
（2）颜料
颜料主要起遮盖和着色作用，有的颜料还有增强、改善流变性能、降低成本的作用。按所起作用不同，颜料又分为着色颜料和体质颜料（又称填料）两类。
建筑涂料中使用的着色颜料一般为无机矿物颜料。常用的有氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁绿、氧化铁棕、氧化铬绿、钛白、锌钡白、群青蓝等。
体质颜料，即填料。主要起到改善涂膜的机械性能。增加涂膜的厚度和遮盖力，降低涂料的成本等作用。常用的填料有重晶石粉、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、高岭土及各种彩色小砂粒等。
（3）溶剂
溶剂通常是用以溶解、稀释成膜物质的易挥发性有机液体。涂料涂敷于物体表面后，溶剂基本上应挥发尽，不是一种永久性的组分，但溶剂对成膜物质的溶解力决定了所形成的树脂溶液的均匀性、粘度和贮存稳定性。溶剂的挥发性影响涂膜的干燥速度、涂膜结构和涂膜外观。常用的溶剂有：甲苯、二甲苯、丁醇、丁酮、醋酸乙酯等。溶剂的挥发会对环境造成污染，选择溶剂时，还应考虑溶剂的安全性和对人体的毒性。
涂料按溶剂及其对成膜物质作用的不同分为溶剂型涂料、水溶性涂料和水乳型涂料。其中，水溶性涂料和水乳型涂料称为水性涂料。
（4）辅料
辅料（又称助剂或添加剂）是为了进一少改善或增加涂料的某些性能而加入的少量物质。通常使用的有增白剂、防污剂、分散剂、乳化剂、稳定剂、润湿剂、增稠剂、消泡剂、流平剂、固化剂、催干剂等。
2. 常用建筑涂料
建筑涂料的品种繁多，性能各异，按用途有外墙涂料、内墙涂料及地面涂料。
（1）外墙涂料
①苯乙烯一丙烯酸酯乳液涂料
苯乙烯—丙烯酸酯乳液涂料是以苯—丙乳液为基料的水乳型涂料，简称苯一丙乳液涂料。苯—丙乳液涂料具有优良的耐水性、耐碱性、耐湿擦洗性，外观细腻、色彩艳丽、质感好，与水泥混凝土等大多数建筑材料的粘附力强，并具有高耐光性和耐候性。
②丙烯酸酯涂料
丙烯酸酯涂料是以热塑性丙烯酸酯树脂为基料的外墙涂料。分为溶剂型和水乳型。丙烯酸酯涂料的耐水性、耐高低温性和耐候性良好，不易变色、粉化或脱落，有多种颜色。可以刷涂、喷涂或滚涂。丙烯酸酯涂料的装饰性好，寿命可达10年以上，是目前国内外应用最多的外墙涂料。丙烯酸酯涂料主要用于外墙复合涂层的罩面涂料。溶剂型涂料在施工中需注意防火、防爆。
③聚氨酯涂料
聚氨酯涂料是以聚氨酯树脂或聚氨酯与其他树脂复合物为主要成膜物质，加入填料、助剂组成的优质溶剂涂料。该涂料的弹性和抗疲劳性好，并具有极好的耐水、耐碱、耐酸性能。
其涂层表面光洁度高，呈陶瓷质感，耐候性、耐玷污性能好，使用寿命可达15年以上。聚氨酯涂料价格较贵，主要用于办公楼、商店等公用建筑。
④砂壁状涂料
砂壁状涂料是以合成树脂乳液为成膜物质，加入彩色骨料以及其他助剂配制而成的粗面厚质涂料，又称彩砂涂料。彩色骨料可用粒径小于2mm的高温烧结彩色砂粒、彩色陶粒或天然彩色石屑。彩砂涂料采用喷涂法施工，涂层具有丰富的色彩和良好石材质感，保色性、耐热性、耐水性及耐化学腐蚀性能良好，使用寿命可达10年以上。砂壁状涂料主要用于办公楼、商店等公用建筑的外墙立面。
（2）内墙涂料
①聚醋酸乙烯涂料
聚醋酸乙烯涂料是以聚醋酸乙烯乳液为基料的乳液型内墙涂料。该涂料无毒、不燃、涂膜细腻、平滑、色彩鲜艳、装饰效果良好、价格适中、施工方便。但是，耐水性及耐候性较差。
②醋酸乙烯一丙烯酸酯涂料
醋酸乙烯一丙烯酸酯涂树是以乙一丙共聚乳液为基料的水乳型内墙涂料。该涂料的耐水性、耐候性和耐碱性优于聚醋酸乙烯乳液涂料，并且有光泽，是一种中高档的内墙装饰涂料。
③多彩涂料
多彩涂料是以合成树脂及颜料等为分散相，以含有乳化剂和稳定剂的水为分散介质的水乳型涂料，按其介质特性分为水中油型和油中水型。以水中油型的贮存稳定性最好。通常所用的多彩涂料均为水中油型。
多彩涂料具有良好的耐水性、耐油性、耐化学药品性、耐刷洗性，并具有较好的透气性。多彩涂料对基层的适应性强、可在各种建筑材料上涂刷使用。
（3）地面涂料
①聚氨酯地面涂料
聚氨酯地面涂料是以聚氨酯为基料的双组分常温固化型橡胶类涂料。其整体性好，色彩多样，装饰性好，并具有良好的耐油性、耐水性、耐酸碱性和耐磨性，有一定的弹性，脚感舒适。该涂料主要适用于水泥砂浆或水泥混凝土地面。
②环氧树脂厚质地面涂科
环氧树脂厚质地面涂料是以环氧树脂为基料的双组分常温固化涂料。环氧树脂厚质地面涂料与水泥混凝土等基层材料的粘结性能优良，涂膜坚韧、耐磨，具有良好的耐化学腐蚀、耐油、耐水等性能，以及优良的耐老化、耐候性和装饰性。
7.2.3胶粘剂
1. 胶粘剂的基本概念
胶粘剂又称粘合剂，是通过粘附作用使被粘物结合在一起的材料。
胶粘剂一般由基料和多种辅助成分组成。基料是胶粘剂的主要成分，起粘接作用，要求有良好的粘附性和润湿性。合成树脂、合成橡胶、天然高分子以及无机化合物等都可做基料。辅助成分主要包括固化剂、溶剂、增塑剂、填料、偶联剂、引发剂、促进剂、防老化剂、稳定剂等。
固化剂用以使粘合剂交联固化，提高粘合剂的粘合强度、化学稳定性、耐热性等，是以热固性树脂为主要成分的粘合剂所必不可少的成分；溶剂溶解、稀释主料以调节粘度便于施工；填料具有降低固化时的收缩率、提高尺寸稳定性、耐热性和力学强度、降低成本等作用；
增塑剂用于提高韧性。
按受力情况胶粘剂分为结构胶粘剂和非结构胶粘剂。结构胶粘剂用于能承受荷载或受力结构件的粘结。非结构胶粘剂用于不受力或受力不大的各种场合。
胶粘剂能够将被粘结材料牢固地粘结在一起，是因为胶粘剂与材料间存在有粘附力以及胶粘剂本身具有内聚力。粘附力和内聚力的大小，直接影响胶粘剂的粘结强度。当粘附力大于内聚力时，粘结强度主要取决于内聚力；当内聚力高于粘附力时，粘结强度主要取决于粘附力。一般认为粘附力主要来源于以下几个方面：
（1）机械粘结力胶粘剂渗入材料表面的凹陷处和孔隙内，在固化后如同镶嵌在材料内部，靠机械锚固力将材料粘结在一起。对非极性多孔材料，机械粘结力常起主要作用。
（2）物理吸附力胶粘剂和被粘材料靠分子间的物理吸附力产生粘结。
（3）化学键力胶粘剂与材料间能发生化学反应，靠化学键力将材料粘结为一个整体。
不同的胶粘剂和被粘材料，粘附力的主要来源不同，当机械粘附力、物理吸附力和化学键力共同作用时，可获得很高的粘结强度。
就实际应用而言，一般认为影响粘结强度的因素主要有：胶粘剂性质，被粘材料的性质，被粘材料的表面粗糙度，被粘材料的表面处理方法。胶粘剂对被粘材料表面的浸润程度，被粘材料的表面含水状况，粘结层厚度，粘结工艺等。
2.土木工程常用的胶粘剂
（1）结构胶粘剂
①环氧树脂胶粘剂
环氧树脂胶粘剂是当前应用最广泛的胶粘剂，因环氧树脂胶粘剂中含有环氧基、羟基、氨基和其他极性基团，对大部分材料有良好的粘结能力，有万能胶之称。其抗拉强度和抗剪切强度高，固化收缩率小，耐油和耐多种溶剂，耐潮湿．抗蠕变性好，是较好的结构胶粘剂。环氧树脂胶粘剂根据固化剂类型的不同可室温固化或高温固化，固化时间有明显的温度依赖性。环氧树脂胶粘剂在土木工程中的应用很多，主要用于裂缝修补、结构加固和表面防护等。
②不饱和聚酯树脂胶粘剂
不饱和聚酯树脂胶粘剂的特点是粘结强度高，抗老化性及耐热性较好。可在室温和常压下固化，固化速度快，但固化时的收缩大，耐碱性较差，适于粘结陶瓷、玻璃、木材、混凝土和金属结构构件。
（2）非结构胶粘剂
①聚醋酸乙烯胶粘剂
聚醋酸乙烯胶粘别是由醋酸乙烯单体聚合而成，俗称白乳胶。其特性是使用方便、价格便宜、润湿能力强，有较好的粘附力，适用于多种粘结工艺。但其耐热性、对溶剂作用的稳定性及耐水性较差，只能作为室温下使用的非结构胶。
②聚氨酯胶粘剂
聚氨酯胶粘剂是分子链中含有异氰酸酯基(—NCO)及氨基甲酸酯基(—NH—COO—)，具有很强的极性和活泼性的一类粘合剂。其品种很多，有单组分和双组分两类。聚氨酯胶粘剂有良好的粘结强度，可用于金属、玻璃、陶瓷、橡胶、塑料、织物、木材、纸张等各种材料的粘合；有良好的耐超低温性能，而且粘结强度随着温度的降低而提高，是超低温环境下理想的粘结材料和密封材料；具有良好的耐磨、耐油、耐溶剂、耐老化等性能；可通过调节分子链中软段和硬段比例结构，制成满足各种行业、各种性能要求的高性能粘合剂。但是，在高温和高湿条件下，易水解，会降低粘结强度。
③氯丁橡胶胶粘剂
氯丁橡胶胶粘剂是以氯丁橡胶为主要组成。加入氧化锌、氧化镁、填料、抗老化剂和
抗氧化剂等制成，是目前应用最广的一种橡胶型胶粘剂。氯丁橡胶胶粘剂对水、油、弱酸、弱碱、醇和脂肪烃有良好的抵抗力，可在-50～+80℃的温度下工作，但是，徐变较大，且容易老化。
7.2.4土工合成材料
土工合成材料是以聚合物（如塑料、化纤、合成橡胶等）为原料制成的用于岩土工程的聚合物材料。按照需要，土工合成材料可置于土体内部、表层或各层土体之间，起加强或保护土体的作用。土工合成材料主要有土工织物类材料和超轻型填土材料。土工织物类合成材料的用途见表7—1。
土工纤维、土工布、化纤滤网、塑料网（格栅）、塑料膜等聚合物材料制成的布状或网状物，统称为土工布或土工织物。其中，网格较大者，用硬纤维片或条编制而成，称为土工垫或土工网；而网格更大者，通过塑料挤出成型的各种规格的格栅或用塑料板（带）焊接成的各种格室，称为土工格栅。在格室内充填砂、石或其他材料，用于沙漠、泥泞沼泽地区筑路、护坡等工程。
土工织物是一种多功能材料，主要功能有滤层作用、排水作用、隔离作用、加筋作用、防渗与防潮作用等。
表7—1 土工织物合成材料的用途
分类用途材料类型
土工织物排水、反滤、护坡等用合成纤维（如锦纶、腈纶等）制成
土工网加固垫层、坡、防护植草、排水通
道、滤层等
用塑料条、带编织或压制而成的网
状物
土工格栅防冲刷、防流失、用于沙漠和沼泽
地筑路、护坡
用塑料挤压而成，呈网状、蜂窝状
结构
土工格室防冲刷、防流失、用于沙漠和沼泽
地筑路、护坡
用塑料板焊接而成
土工模袋灌入混凝土或砂浆，用于护坡、地
基处理
用合成纤维制成
透水性的土工材料
土工袋装入大块石，用于截流、筑堤、防
流失
用合成纤维制成绳网、绳带等
塑料膜用于地下建筑的防水，堤围的加筋
材料
聚氯乙烯、聚丙烯等制成的膜
不透水性
的土工材
料土工膜用于堤坝、水库、地下建筑游泳池
等的防渗漏
用纺织布或无纺布防水处理后制
成
多孔泡沫塑料板用作排水通道用聚氨酯制作的开孔型泡沫塑料
塑料排水管用于软基处理和排水加固透水性土工织物与聚丙烯等塑料挤压而成
复合土工膜用于防止管涌、加筋、排水、增强
与土面间的摩擦力
透水的土工织物与聚丙烯等塑料
挤压而成
复合材料
复合排水材料用于路基、隧道、堤坝、结构的墙
后排水等
以无纺土工织物作芯材制成的塑
料排水管
EPS填土材料用于铁路、公路、等的软路基的填
土材料
聚苯乙烯泡沫塑料
本章小结
1. 聚合物是由千万个原子彼此以共价键结合的大分子化合物，有加聚物和缩聚物两大类。一般加聚物为线型高分子，均为热塑性聚合物；而缩聚物部分是线型高分子，是热塑性聚合物，而大部分为体型（网状）高分子，属热固性聚合物。
2. 热塑性聚合物具有受热时软化、遇冷时凝固的性质。通常可反复进行加热软化、熔融和冷却硬化，具有可再生重复使用的特性。而热固性聚合物仅在第一次加热（或加入固化剂前）时能发生软比、熔融，并在此条件下产生化学交联而固化，以后再加热时再不会软化或熔融，也不会被溶解。前者相对更加柔韧而后者更加硬脆。在强度、变形、耐热、耐腐蚀、抗变形等方面，后者要优于前者。但前者可以方便地进行热塑性加工，通常价格低廉。
3. 合成高分子材料具有较小的密度、更高的比强度、更好的隔热保温性和耐腐蚀性，同时还具有良好的防水密封性、电绝缘性和减震消音性，与其他材料的复合性能也十分突出。但耐热性能较差，防火、耐老化是这类材料在使用过程中应该重点考虑的问题。
4. 一般可将聚合物的老化分为聚合物分子的交联与降解两种。交联是指聚合物的分子从线型结构变为体型结构的过程；降解是指聚合物的分子链发生断裂，其分子量降低的过程。老化原因主要是热老化和光老化。
5. 建筑塑料的基本组成为合成树脂、填充料、增塑剂、固化剂、稳定剂和其他添加剂。其中合成树脂是决定塑料类型、性能和用途的根本因素。其他填充料及外加剂是为了改善塑料性能而加入的。
6. 常用的热塑性塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、ABS 塑料和有机玻璃等；常用的热固性塑料有酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚氨酯、环氧树脂和有机硅树脂等。
7. 涂料的基本组成包括：成膜物质、颜料、溶剂（分散介质）以及辅料（助剂）。成膜物质是涂料的关键成分。成膜物质分为两大类，一类是转化型（或反应型）成膜物质，另一类是非转化型（或挥发型）成膜物质。建筑涂料常用树脂有聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、丙烯酸树脂、环氧树脂、醋酸乙烯一丙烯酸酯共聚物（乙一丙乳液）、聚苯乙烯一丙烯酸酯共聚物（苯一丙乳液）、聚氨酯树脂等。
8. 胶粘剂一般由基料和多种辅助成分组成。基料是胶粘剂的主要成分，起粘接作用，要求有良好的粘附性和润湿性。合成树脂、合成橡胶、天然高分子以及无机化合物等都可做基料。辅助成分主要包括固化剂、溶剂、增塑剂、填料、偶联剂及其他外加剂。粘附机理主要是机械粘结力、物理吸附力和化学键力。
本章练习
1．聚合物有哪些特征，这些特征与聚合物的性质有何联系?
2. 热塑性树脂与热固性树脂的主要不同点有哪些?
3 线型聚合物有哪几种物理状态?试述聚合物在不同物理状态下的特点。
4．试述聚合物的老化原因和防止措施?
5．建筑塑料的基本组成有哪些?它们各起何作用？
6．胶粘剂的粘结力来源有哪些?建筑上常用的胶粘剂有那些？
7．建筑涂料的组成有哪些?它们各起何作用?建筑涂料有哪些种类?
8．试述纤维增强塑料的特点。
第八章合成高分子材料 教学目的： 掌握合成高分子的结构、特性和命名；掌握常见的合成高分子材料（塑料、合成纤维、合成橡胶）的特性；熟悉几种新型高分子材料，导电高分子、医用高分子、可降解高分子、高吸水性高分子；了解复合材料的分类方法以及认识一些复合材料。 教学重点： 合成高分子的结构、特性和命名； 合成高分子材料（塑料、合成纤维、合成橡胶）的特性。 教学难点： 合成高分子的特性和命名。 第一节高分子的结构和特性 一、高分子 1. 高分子 分子由一千个以上原子通过共价键结合形成，分子量可达几万至几百万，这类分子称为高分子，或称高分子化合物。 存在于自然界中的高分子化合物称为天然高分子，如淀粉、纤维素、棉、麻、丝、毛都是天然高分子，人体中的蛋白质、糖类、核酸等也是天然高分子。 用化学方法合成的高分子称为合成高分子，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺(尼龙)等都是常用的合成高分子材料。 2.聚乙烯 从石油裂化可得到乙烯，由n个乙烯分子在一定的反应条件下经聚合可得到聚乙烯分子，反应可表示如下：
乙烯分子是平面分子，分子中所有原子处于同一平面，碳原子之间以双键结合，如图8-1所示。当乙烯分子在催化剂的作用下，双键被打开，CH2—CH2两端的单键可与邻近的乙烯分子连接，发生聚合反应，生成线型(长链状)的聚乙烯分子。通常把乙烯分子称为单体，单体经聚合后得到的聚乙烯分子称为聚合物，或称高聚物。聚乙烯分子中有一个重复的结构单元CH2—CH2，称为链节，n称为聚合度，也就是聚乙烯分子中所含链节的数目。 二、高分子的原料和合成方法 1. 高分子的原料 从农、林副产品、煤或石油中得到的有机小分子化合物作为单体，通过聚合反应可以合成高分子。具体的合成方法有加成聚合、缩合聚合和共聚合等。 2. 加成聚合反应 含有重键的单体分子，如乙烯(C2H4)、氯乙烯(C2H3Cl)、丙烯(C3H6)、苯乙烯等，它们是通过加成聚合反应得到聚合物的。加聚反应后除了生成聚合物外，再没有任何其他产物生成，聚合物中包含了单体中全部原子，如聚乙烯、聚氯乙烯。 C2H4是平面对称分子，当一个Cl原子取代了C2H4分子中的一个H原子后，对称性被破坏了。C2H3Cl分子中若将带氯原子的碳原子看成是头，则不带氯的碳原子就是尾了。氯乙烯分子进行加成聚合反应时，可能产生三种情况：头-头、尾-尾连接；头-尾连接；混乱无序连接，如图8-2所示。从图中看到，第一种连接方式，相邻碳原子上有氯原子；第二种连接方式，碳原子上的氯原子是间隔开的；第三种连接方式是上述两种连接的混合。连接方式不同，所形成的聚氯乙烯分子的结构不同，反映在性质上也就有差异。
浅谈对高分子材料的认识 214——马欢欢
高分子材料，顾名思义，是指以高分子化合物为基本组成，加入适当助剂，经过一定的加工制成的材料。高分子材料与我们的生活息息相关。我们身边天然的高分子材料，例如棉花、毛、蚕丝和木材中的纤维素等，是我们生活中重要的一部分。随着社会的发展，开始出现了改性天然高分子材料和合成高分子材料，例如塑料、树脂等，极大地改善了我们的生活条件，推动了社会进步。下面我就简单谈一下我对于高分子材料的认识，主要是高分子材料的分类和应用。 高分子材料有很多种类。从来源来分，可以分为天然高分子材料、改性天然高分子材料和合成高分子材料。举例来说，蛋白质、天然橡胶、纤维素等属于天然高分子材料，改性淀粉、硝化纤维等为改性天然高分子材料，有机玻璃、涤纶、尼龙等为合成高分子材料。 如果根据使用性质来分，可以将高分子材料分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。 塑料是用途最广泛的合成高分子。人们常用的塑料是以合成树脂为基础，再加入塑料辅助剂（如填料、增韧剂、稳定剂、交联剂等）制得的。通常，按塑料的受热行为和是否具备反复成型加工性，可以将塑料分为热塑性塑料和热固性塑料。热塑性塑料受热时熔融，可进行各种成型加工，冷却时硬化。再受热，又可熔融、加工，即具有多次重复加工性。如，PE,PET等。热固性塑料受热熔化成型的同时发生交联固化反应，形成立体网状结构，再受热不熔融，在溶剂中也不溶解，当温度超过分解温度时将被分解破坏，即不具备重复加工性。如果按照用途来分，可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。通用塑料一般指产量大、用途广、成型性好、价格便宜、力学性能一般，主要作为非结构材料使用的塑料，如PE、PP、PVC、PS等。工程塑料具有较高的力学性能，能够经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件，并且在此条件下能够长时间使用，且可作为结构材料。如PC、PPO、PPS等。特种塑料一般指具有特种功能，可用于航空航天等特殊应用领域的塑料，如氟塑料、有机硅等。 早期的橡胶是取自橡胶树、橡胶草等植物的胶乳，加工后制成的具有弹性、绝缘性、不透水和空气的材料，是一种高弹性的高分子化合物。橡胶按照来源可以分为天然橡胶和合成橡胶两大类。天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成；合成橡胶是由人工合成方法而制得的，采用不同的原料（单体）可以合成出不同种类的橡胶。合成橡胶又分为通用合成橡胶和特种合成橡胶。通用合成橡胶是指部分或全部代替天然橡胶使用的胶种，如丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶等，主要用于制造轮胎和一般工业橡胶制品。通用橡胶的需求量大，是合成橡胶的主要品种。
11、生活中常见合成高分子材料 [考点解析] 天然高分子（如棉花、羊毛、淀粉、纤维素、蛋白质） 1 ．高分子材料 ,聚乙烯）橡胶、塑料、纤维 2．常见合成高分子 [典例分析]例1．不粘锅内壁有一薄层为聚四氟乙烯的高分子材料的涂层，用不粘锅烹烧菜肴时不易粘锅、烧焦。下列关于聚四氟乙烯的说法正确的是（ ）。 A ．不粘锅涂层为新型有机高分子材料，商品名为 “特氟隆” B ．聚四氟乙烯的单体是不饱和烃 C ．聚四氟乙烯中氟元素的质量分数为76% D ．聚四氟乙烯的化学性质较活泼 解析：聚四氟乙烯仍属于传统的三大合成材料之一——塑料，它的单体是四氟乙烯，属于不饱和卤代烃；其氟元素的质量分数 ；化学性质稳 定，广泛应用于炊具，商品名为“特氟隆”。答案：C 例2．塑料的主要成分是___________，热塑性塑料的特点是___________，热固性塑料的特点是___________。人们根据需要制成了许多特殊用途的塑料，如___________塑料、___________塑料、___________塑料等，其中___________塑料在宇宙航空、原子能工业和其他尖端技术领域将发挥重要的作用。 答案：合成树脂；加热到一定温度可软化甚至熔化，可以反复加工，多次使用；一旦加工成型，就不会受热熔化；工程；增强；改性；工程 分析：了解几种常见塑料的品种、性能及用途。
[自我检测] 1．汽车轮胎的主要成分是（）。 A．塑料B．纤维C．复合材料D．橡胶 2．下列物质不属于塑料的是（）。 A．有机玻璃B．聚四氟乙烯C．电木D．白明胶 3．下列塑料可作耐高温材料的是（）。 A．聚氯乙烯B．聚四氟乙烯C．聚苯乙烯D．有机玻璃 4．丁列物质属于天然纤维的是（）。 A．粘胶纤维B．木材C．丙纶D．涤纶 5．制作VCD、DVD光盘的材料和装修用的“水晶板”，都是有机玻璃。它属于( )。 A．合成材料B．复合材料C．金属材料D．无机非金属材料6．下列有关高分子材料的表述不正确 ．．．的是（）。 A．棉花、羊毛、天然橡胶等属于天然高分子材料 B．塑料、合成纤维、黏合剂、涂料等是合成高分子材料 C．高分子材料是纯净物 D．不同高分子材料在溶解性、热塑性和热固性等方面有较大的区别 7．下列对一些塑料制品的叙述中，不正确的是（）。 A．塑料凉鞋可以热修补，因为制作材料具有热塑性 B．聚乙烯塑料可反复加工多次使用 C．因为塑料制品易分解，塑料制品废弃可采用深埋处理 D．酚醛塑料制品如电木插座不能进行热修补，是因为酚醛塑料不具有热塑性 8. 下列不属于新型有机高分子材料的是（）。 A．高分子分离膜B．液晶高分子材料C．生物高分子材料D．丁苯橡胶9．高分子分离膜可以让某些物质有选择地通过而将物质分离，下列应用不属于高分子分离膜的应用范围的是（）。 A．分离工业废水，回收废液中的有用成分 B．食品工业中，浓缩天然果汁、乳制品加工和酿酒 C．将化学能转换成电能，将热能转换成电能 D．海水的淡化 10．材料是为人类社会所需要并能用于制造有用器物的物质。按用途分可分为结构材料、功能材料等；按化学组成和特性又可分成四类，请将下列物质的标号填在相应的空格中： A. 水泥B．半导体材料C．塑料D．超硬耐高温材料E．陶瓷F．普通合金 G．合成橡胶合成纤维H．玻璃 ⑴属于传统无机非金属材料的有；⑵属于新型无机非金属材料的有； ⑶属于金属材料的有；⑷属于高分子材料的有。
高分子材料的合成工艺 1.1 基本概念 单体(Monomer)----高分子化合物是由一类相对分子质量很高的分子聚集而成的化合物，也称为高分子、大分子等。一般把相对分子质量高于10000的分子称为高分子。高分子通常由103～105个原子以共价键连接而成。由于高分子多是由小分子通过聚合反应而制得的，因此也常被称为聚合物或高聚物，用于聚合的小分子则被称为“单体”。 链节(Repreat unit)----链节指组成聚合物的每一基本重复结构单元。 聚合度(Dregree of Polymerization)----衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以n表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以x表示。聚合物是由一组不同聚合度和不同结构形态的同系物的混合物所组成，因此聚合度是统一计平均值。 自由基----是指带电子的电中性集团，具有很高的反应活性。 引发剂（Initiator）----又称自由基引发剂，指一类容易受热分解成自由基（即初级自由基）的化合物，可用于引发烯类、双烯类单体的自由基聚合和共聚合反应，也可用于不饱和聚酯的交联固化和高分子交联反应。 分子量（molecular weight）----化学式中各个原子的相对原子质量的总和，就是相对分子质量（Relative molecular mass），用符号Mr表示。 分子量分布（molecular weight distribution）----由于高聚物一般由不同分子量的同系物组成的混合物，因此它的分子量具有一定的分布，分子量分布一般有分布指数和分子量分布曲线两种表示方法。 均聚物(Homopolymer)----由一种单体聚合而成的聚合物。 共聚物(Copolymer)----由一种以上单体聚合而成的聚合物，生产聚合物的聚合反应成为共聚反应。 无规共聚物(Random Copolymerization)---- 在高分子链中不同单体单元的序列分布无规则。A和B两种单元在链中的排列顺序是不能预示的。在烯类单
高分子材料在生活中的重要性 1定义 高分子材料：以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。 2来源 高分子材料按来源分为天然、半合成（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料，并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成织物，用木材、棉、麻造纸等。19世纪30年代末期，进入天然高分子化学改性阶段，出现半合成高分子材料。1907年出现合成高分子酚醛树脂，标志着人类应用合成高分子材料的开始。现代，高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同，成为科学技术、经济建设中的重要材料。 3高分子材料的现状 4分类 高分子材料按来源分为天然、半合成（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。 天然高分子是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料，并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成织物，用木材、棉、麻造纸等。19世纪30年代末期，进入天然高分子化学改性阶段，出现半合成高分子材料。1870年，美国人Hyatt用硝化纤维素和樟脑制得的赛璐珞塑料，是有划时代意义的一种人造高分子材料。1907年出现合成高分子酚醛树脂，真正标志着人类应用化学合成方法有目的的合成高分子材料的开始。1953年，德国科学家Zieglar和意大利科学家Natta，发明了配位聚合催化剂，大幅度地扩大了合成高分子材料的原料来源，得到了一大批新的合成高分子材料，使聚乙烯和聚丙烯这类通用合成高分子材料走人了千家万户，确立了合成高分子材料作为当代人类社会文明发展阶段的标志。 高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。 ①橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小，分子链柔性好，在外力作
第7章合成高分子材料 学习目标与要求 1. 了解合成高分子聚合物的基本组成结构特点和分类。 2. 了解聚合物的分子结构与其性能之间的关系。 3. 熟悉聚合物的基本性能特点和常用聚合物的品种。 4. 熟悉土木工程中常用的建筑塑料、建筑涂料和胶粘剂等产品的基本组成、性能及应用。 学习重点 1．聚合物的基本组成结构特点和分类。 2．聚合物的分子结构与其性能之间的关系。 3．土木工程中常用的合成高分子材料制品的性能和应用。 学习难点 1．如何理解合成高分子材料的结构与性能的关系。这里既有聚合物的分子结构与其性能之间的关系，还有具体产品（塑料、涂料、胶粘剂等）的组成与性能的关系。 2．土木工程中如何正确选择使用合成高分子材料制品。 合成高分子材料是指其基本组成物质为人工合成高分子化合物的各种材料。合成高分子材料主要包括合成树脂、合成橡胶和合成纤维三大类。在土木工程中，合成树脂主要用于制备建筑塑料、建筑涂料和胶粘剂等，是用量最大的合成高分子材料。合成橡胶主要用于防水密封材料、桥梁支座和沥青改性材料等，用量仅次于合成树脂。合成纤维主要用于土工织物、纤维增强水泥、纤维增强塑料和膜结构用膜材料等，用量也在不断增加。 7.1高分子化合物概述 7.1.1基本知识 1. 基本概念 高分子化合物又称高聚物或聚合物，其分子量很大，一般为104 ~ 106。其分子往往由许多相同的、简单的结构单元，通过共价键重复连接而成。例如，聚氯乙烯分子是由许多氯乙烯结构单元重复连接而成： 简写为： 式中：
是重复结构单元，称为“链节”。结构单元的重复数目n称为“聚合度”。聚合度可由几百至几千，聚合物的分子量为重复结构单元的分子量与聚合度的乘积。 2. 聚合物的分类 聚合物的分类方法很多，按聚合物的来源，分为天然聚合物和合成聚合物；按分子结构，分为线型聚合物和体型聚合物；按聚合物受热的行为，分为热塑性聚合物和热固性聚合物等。 热塑性聚合物具有受热时软化、遇冷时凝固且无明显化学变化的性质。通常热塑性聚合物可反复进行加热软化、熔融和冷却硬化。所以热塑性聚合物具有可再生重复使用的特性。 热固性聚合物仅在第一次加热（或加入固化剂前）时能发生软比、熔融，并在此条件下产生化学交联而固化，以后再加热时再不会软化或熔融，也不会被溶解，若温度过高则会导致分子结构破坏。目前尚不能以通常的方式对热固性聚合物再生利用。 聚合物还常按用途分为塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等几大类。这种分类方法最为常用，但不很严格。事实上，同一种聚合物可以有多种用途。例如．聚氨酯可制成具有橡胶的性能，也可发泡制成硬度不同的泡沫塑料，还可拉丝制成高强度高弹性的纤维、制作涂料和胶粘剂。这种能够适应多用途需要的特点，是高分子材料得以广泛应用的重要原因。 3. 聚合物的命名 聚合物的命名有系统命名法和习惯命名法。系统命名法命名比较复杂，实际很少使用。在习惯命名法中，天然聚合物用专有名称，加纤维素、淀粉、蛋白质等；合成聚合物，则在单体名称前加上“聚”字，例如聚氯乙烯、聚苯乙烯等；也可在原料名称后加“树脂”、“橡胶”、“纤维”等来命名，这种命名能反映聚合物的结构和用途，是常用的命名法。 4. 聚合反应 由低分子单体合成聚合物的反应叫做聚合反应。聚合反应按单体和聚合物在组成和结构上发生的变化，分为加聚反应和缩聚反应两大类。 以单体通过加成的方式，聚合形成聚合物的反应称为加聚反应。加聚反应是链式反应。其特点是单体分子具有能够聚合的双键、三键、环状结构等；其中，含双健结构的单体最为广泛，如乙烯、氯乙烯、苯乙烯、丁二烯等。加聚反应是按参加反应的单体种类数目，可分为均聚反应和共聚反应。均聚反应是只有一种单体进行的聚合反应，其产物称为均聚物，如聚乙烯、聚氯乙烯等。共聚反应是由两种或两种以上的单体进行的聚合反应，其产物称为共聚物。 缩聚反应是含有两个以上官能团的单体，通过官能团间的反应生成聚合物的反应。缩聚反应与加聚反应不同，其聚合物分子链增长过程是逐步反应，同时伴有低分子副产物如水、氨、甲醇等的生成。缩聚反应按照生成产物的结构可分为线型缩聚反应与体型缩聚反应两类。当缩聚反应只在一种单体间进行时，称为均缩聚反应。如果缩聚反应在两种单体之间进行，则称作混缩聚反应。如果在均缩聚反应中加入第二单体或在混缩聚反应中加入第三单体，则称为共缩聚反应。 加聚反应生成的共聚物和缩聚反应生成的共缩聚物统称为共聚物。共聚物的性能与不同种类单体的相对数量和排列方式有密切关系。共聚物根据链节排列方式的不同可分为无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物和接枝共聚物四种。
《高分子合成工艺》作业参考答案 第一章 1、单体储存过程中应注意什么问题，储存设备应考虑哪些问题，为什么？答：单体储存过程应该注意： （1）为了防止单体自聚，在单体中添加少量的阻聚剂，如在1，3-丁二烯中加人防老剂对叔丁基邻苯二酚。 （2）为防止着火事故的发生，单体储罐要远离反应装置，储罐区严禁明火以减少着火的危险。 （3）防止爆炸事故的发生，首先要防止单体泄漏，因单体泄漏后与空气接触产生易爆炸的混合物或过氧化物；储存气态单体（乙烯）或经压缩冷却后液化的单体（丙烯、氯乙烯、丁二烯等）的储罐应是耐压的储罐；高沸点的单体储罐应用氮气保护，防止空气进入。 2、引发剂储存是应注意什么问题？ 答：多数引发剂受热后有分解和爆炸的危险，干燥纯粹的过氧化物最易分解。因此，工业上过氧化物引发剂采用小包装，储存在阴暗、低温条件下，防火、防撞击。 3、聚合反应产物的特点是什么？ 答：聚合物的分子量具有多分散性；聚合物的形态有坚韧的固体、粉状、粒状和高粘度的溶液；聚合物不能用一般产品精制的方法如蒸馏、重结晶和萃取等方法进行精制和提纯。 4、选择聚合方法的原则是什么？ 答：聚合方法的选择原则是根据产品的用途所要求的产品形态和产品成本选择适当的聚合方法。 自由基聚合可以采用本体、溶液、乳液和悬浮聚合等方法；离子聚合只能采用
本体和溶液聚合。 聚合操作可以是连续法或者间歇法；聚合反应器有不同的类别、排热方式和搅拌装置等。 5、如何选用聚合反应器？ 答：根据聚合反应器的操作特性、聚合反应及聚合过程的特征、聚合反应器操作特性和经济效益等聚合反应的特性以及过程控制的重点，按下列原则选择聚合反应器： （1）重点在于目标产物的生成时，在原料配方一定的情况下，当反应物浓度高对于目标聚合物生成有利时，可选用管式聚合反应器或间歇操作的釜式聚合反应器，当反应物浓度低对目标聚合物生成有利时，可选用连续操作的釜式聚合反应器或多级串联釜式聚合反应器 （2）重点在于确保反应时间的场合可选用塔式或管式聚合反应器 （3）重点在于除去聚合热的场合可以选用搅拌釜式聚合反应器 （4）重点在于除去平衡过程中产生的低分子物的场合，可选用搅拌釜式聚合反应器，薄膜型聚合反应器或表面更新型聚合反应器 （5）对于高粘度体系，应尽量选择相应的特殊型式的聚合反应器。 6、常见的聚合反应器有哪些？简述釜式聚合反应器结构。 答：常见的聚合反应器有：釜式反应器、管式反应器、塔式反应器、流化床式反应器、特殊形式聚合反应器。 釜式反应器包括：容器部分、换热装置、搅拌装置、密封装置、其它结构 7、高分子合成工艺路线选择原则？ 答：高分子合成工艺路线的选择原则为：满足产品的性能指标要求；生产的可靠性；技术上的先进性；经济上的合理性；生产装置大型化；清洁生产、注重可持续发展。
合成高分子化合物的基本方法（第二课时）教学设计 （一）教学目标： 1、知识和技能 （1）能举例说明合成高分子的组成与结构特点， 能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。 （2）能说明缩聚反应的特点 2、过程与方法 利用分子模型模拟反应历程，进而了解高分子化合物合成的基本方法。 3、情感、态度与价值观 使学生感受到人类是可以通过有机合成不断合成原自然界不存在的物质，从而为不断提高人类生活水平提供物质基础。 （二）教学重，难点： 通过具体实例说明缩合聚合反应的特点，能用常见的单体写出简单的聚合反应方程式，从简单的聚合物结构式分析出单体。 （三）教学过程设计 【课题引入】知识决定命运，科技改变生活。播放20世纪以来科技发展视频，引入缩聚反应。 【过渡】要想了解缩聚反应，首先要掌握以下几个反应。 【课前小练-实物投影】 1、乙酸与乙醇酯化反应 2、两个甘氨酸分子形成二肽 3、己二酸与乙二醇 【实物投影】学生展示方程式，分析反应3方程式为什么有不同写法。 【教师演示】在投影仪上分析反应3的历程 【设问】发生缩聚反应的单体有什么特点？ 【ppt投影】四组可以发生缩聚反应的单体。 【要点突破】[分组讨论] 利用磁性分子模型探究以下反应机理及特点，并完成以下方程式 （1）二元羧酸和二元醇的酯化缩聚
（2）羟基酸的酯化缩聚 n HOOC(CH2)5OH + （n-1）H2O （3）氨基酸的缩聚 （4）已二酸(HOOC(CH2)4COOH)与已二胺(H2N(CH2)6NH2)的缩聚反应。 【投影汇报展示结果】 [设问]通过前面的探究，相信大家对缩聚反应有了一些了解，关于缩聚反应你还想知道什么？把你要研究缩聚反应所需回答的问题在导学案上写出来。 学生分组讨论。并做好记录。 【交流分享】收集学生的问题，并进行总结交流。 问题一:缩聚物的化学式书写有什么特点？ 缩聚物结构式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团（这与加聚物不同，而加聚物的端基不确定，通常用横线“—”表示。）如： 问题二：生成副产物小分子的量如何判断？ [学生探究展示] 由反应1、2、3，学生分组用分子模型拼装进行探究讨论： [教师投影指导]如： ①由一种单体生成水的物质的量为：（n-1） mol ②由两种单体：故生成水的物质的量为：（2n-1） mol。 阅读材料一，由反应4 [过渡]含有两个官能团的单体缩聚后生成的缩合聚合物呈现为线型结构？含有三个官能团的单体缩聚后生成的缩合聚合物会呈现什么样的结构？ [学生]高分子链间产生交联，形成体型（网状）结构。 [教师] 我们知道，由不同的高聚物分子构成的材料，会呈现出不同的性能，为了得到指定性能的聚合物就必须知道合成它的单体是什么？ 请把大家合成的聚合物模型还原成单体，体会一下判断缩聚物单体的方法是什么？
高分子材料发展史随着生产和科学技术的发展，人们不断对材料提出各种各样的新要求。而高分子材料的出现逐渐满足了人们的需要。并对人类的生产生活产生了巨大的影响。 高分子材料是以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。 高分子材料按来源分为天然、半合成（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料，并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成织物，用木材、棉、麻造纸等。19世纪30年代末期，进入天然高分子化学改性阶段，出现半合成高分子材料。1870年，美国人Hyatt用硝化纤维素和樟脑制得的赛璐珞塑料，是有划时代意义的一种人造高分子材料。1907年出现合成高分子酚醛树脂，真正标志着人类应用合成方法有目的的合成高分子材料的开始。1953年，德国科学家Zieglar和意大利科学家Natta，发明了配位聚合催化剂，大幅度地扩大了合成高分子材料的原料来源，得到了一大批新的合成高分子材料，使聚乙烯和聚丙烯这类通用合成高分子材料走人了千家万户，确立了合成高分子材料作为当代人类社会文明发展阶段的标志。现代，高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同，成为科学技术、经济建设中的重要材料。并且高分子材料资源丰富、原料广，轻质、高强度，成形工艺简易。很容易为人所用。 高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。其中，被称为现代高分子三大合成材料的塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。尽管高分子材料因普遍具有许多金属和无机材料所无法取代的优点而获得迅
New Method for Synthesis of Macromolecules （May. 9th, 2015） Name: 苏明 Grade: 研究生二年级013班 Students Number: 2013110673 Major: 材料学 1.The introduction of supramolecular chemistry into polymerchemistry provides novel opportunities for the generation of macromolecular architec-ture with specific functions. Could you outline its main kinds, mechanism and future development? (50%) 一、超分子化合物及其分类 （1）超分子化合物主要包括杂多酸类超分子化合物、多胺类超分子化合物、卟啉类超分子化合物、树状超分子化合物、液晶类超分子化合物等。 （2）超分子聚合物根据非共价键结合力的不同主要可分为氢键超分子聚合物、π-π堆积超分子聚合物、配合物型超分子聚合物。含有多种非共价键力的超分子则被称为混合型超分子聚合物。 二、超分子化学的聚合机理 超分子化合物是由主体分子和一个或多个客体分子之间通过非价键作用而形成的复杂而有组织的化学体系。主体通常是富电子的分子，可以作为电子给体(D)，如碱、阴离子、亲核体等。而客体是缺电子的分子，可作为电子受体(A)，如酸、阳离子、亲电体等。超分子化学和配位化学同属于授受体化学，超分子体系中主体和客体之间
、生活中常见合成高分子材料 [考点解析] 天然高分子（如棉花、羊毛、淀粉、纤维素、蛋白质） ．高分子材料 ,聚乙烯）橡胶、塑料、纤维 ．常见合成高分子 [典例分析]例．不粘锅内壁有一薄层为聚四氟乙烯的高分子材料的涂层，用不粘锅烹烧菜肴时不易粘锅、烧焦。下列关于聚四氟乙烯的说法正确的是（ ）。 ．不粘锅涂层为新型有机高分子材料，商品名为 “特氟隆” ．聚四氟乙烯的单体是不饱和烃 ．聚四氟乙烯中氟元素的质量分数为 ．聚四氟乙烯的化学性质较活泼 解析：聚四氟乙烯仍属于传统的三大合成材料之一——塑料，它的单体是四氟乙烯，属于不饱和卤代烃；其氟元素的质量分数 ；化学性质稳 定，广泛应用于炊具，商品名为“特氟隆”。答案： 例．塑料的主要成分是，热塑性塑料的特点是，热固性塑料的特点是。人们根据需要制成了许多特殊用途的塑料，如塑料、塑料、塑料等，其中塑料在宇宙航空、原子能工业和其他尖端技术领域将发挥重要的作用。 答案：合成树脂；加热到一定温度可软化甚至熔化，可以反复加工，多次使用；一旦加工成型，就不会受热熔化；工程；增强；改性；工程 分析：了解几种常见塑料的品种、性能及用途。 [自我检测]
．汽车轮胎的主要成分是（）。 ．塑料．纤维．复合材料．橡胶 ．下列物质不属于塑料的是（）。 ．有机玻璃．聚四氟乙烯．电木．白明胶 ．下列塑料可作耐高温材料的是（）。 ．聚氯乙烯．聚四氟乙烯．聚苯乙烯．有机玻璃 ．丁列物质属于天然纤维的是（）。 ．粘胶纤维．木材．丙纶．涤纶 ．制作、光盘的材料和装修用的“水晶板”，都是有机玻璃。它属于( )。 ．合成材料．复合材料．金属材料．无机非金属材料．下列有关高分子材料的表述不正确 ．．．的是（）。 ．棉花、羊毛、天然橡胶等属于天然高分子材料 ．塑料、合成纤维、黏合剂、涂料等是合成高分子材料 ．高分子材料是纯净物 ．不同高分子材料在溶解性、热塑性和热固性等方面有较大的区别．下列对一些塑料制品的叙述中，不正确的是（）。 ．塑料凉鞋可以热修补，因为制作材料具有热塑性 ．聚乙烯塑料可反复加工多次使用 ．因为塑料制品易分解，塑料制品废弃可采用深埋处理 ．酚醛塑料制品如电木插座不能进行热修补，是因为酚醛塑料不具有热塑性 .下列不属于新型有机高分子材料的是（）。 ．高分子分离膜．液晶高分子材料．生物高分子材料．丁苯橡胶．高分子分离膜可以让某些物质有选择地通过而将物质分离，下列应用不属于高分子分离膜的应用范围的是（）。 ．分离工业废水，回收废液中的有用成分 ．食品工业中，浓缩天然果汁、乳制品加工和酿酒 ．将化学能转换成电能，将热能转换成电能 ．海水的淡化 ．材料是为人类社会所需要并能用于制造有用器物的物质。按用途分可分为结构材料、功能材料等；按化学组成和特性又可分成四类，请将下列物质的标号填在相应的空格中：.水泥．半导体材料．塑料．超硬耐高温材料．陶瓷．普通合金 ．合成橡胶合成纤维．玻璃 ⑴属于传统无机非金属材料的有；⑵属于新型无机非金属材料的有； ⑶属于金属材料的有；⑷属于高分子材料的有。 答案、
合成高分子材料 合成高分子材料主要包括合成树脂、合成橡胶和合成纤维三大类。 合成树脂主要用于制备建筑塑料、建筑涂料和胶粘剂等，是用量最大的合成高分子材料。合成橡胶主要用于防水密封材料、桥梁支座和沥青改性材料等，用量仅次于合成树脂。 合成纤维主要用于土工织物、纤维增强水泥、纤维增强塑料和膜结构用膜材料等，用量也在不断增加。 高分子化合物的概述 基本知识 一、基本概念 高分子化合物又称高聚物或聚合物，其分子量很大，一般为104～106。其分子往往由许多相同的、简单的结构单元，通过共价键重复连接而成。其中每个单元称为“链节”，结构单元的重复数量称为“聚合度”。 二、聚合物的分类 按聚合物的来源：天然聚合物和合成聚合物； 按分子结构：线型聚合物和体型聚合物； 按聚合物受热的行为：热塑性聚合物和热固性聚合物； 按主链元素：碳链高分子（主链只含碳元素）、杂链高分子（主链含碳、氧、氮、磷等元素）、元素有机高分子（主链不含碳元素）和无机高分子（主链不含有机元素）。 三、聚合物的命名 天然聚合物用专有名称，如纤维素、淀粉、蛋白质等； 合成聚合物在单体名称前加上“聚”字，例如聚氯乙烯、聚苯乙烯等；也可在原料名称后加“树脂”、“橡胶”、“纤维”等来命名. 四、聚合反应 由低分子单体合成聚合物的反应叫做聚合反应。聚合反应按单体和聚合物在组成和结构上发生的变化，分为加聚反应和缩聚反应两大类。 加聚反应：以单体通过加成的方式，聚合形成聚合物的反应。 缩聚反应：含有两个以上官能团的单体，通过官能团间的反应生成聚合物的反应。缩聚反应聚合物分子链增长过程是逐步反应，同时伴有低分子副产物如水、氨、甲醇等的生成。 聚合物的结构与性质 一、聚合物的分子结构 分为为线型聚合物和体型聚合物。 （一）线型聚合物 定义：线型聚合物的大分子链排列成线状主链（如图8－1a），有时带有支链（如图8－1b），且线状大分子间以分子间力结合在一起。具有线型结构的聚合物包括全部加聚树脂和部分缩聚树脂。 特性：具有线型结构的树脂，强度较低，弹性模量较小，变形较大，耐热、耐腐蚀性较差，且可溶可熔。支链型聚合物因分子排列较松，分子间作用力较弱，因而密度、熔点及强度等低干线型聚合物。线型聚合物树脂均为热塑性树脂。 （二）体型聚合物 定义：线型大分子通过化学键交联作用而形成的三维网状结构，又称网状或体型结构（如图8～1c），部分缩合树脂具有体型结构（交联或固化前也为线型或支链型分子）。 特性：缩合树脂的强度高，弹性模量较大，变形较小，较硬脆，且塑性小，耐热性、耐腐蚀
第七章合成高分子材料 一、选择题 1、下列＿＿属于热塑性塑料。 ①聚乙烯塑料②酚醛塑料③聚苯乙烯塑料④有机硅塑料 A ①② B ①③ C ③④ D ②③ 2、填充料在塑料中的主要作用是。 A、提高强度 B 降低树脂含量 C 提高耐热性 D A＋B＋C 3、按热性能分，以下哪项属于热塑性树脂。 A 聚氯乙烯 B 聚丙稀 C 聚酯 D A＋B 二、是非判断题 1、由单体自备聚合物的基本方法有加聚反应和缩聚反应。 2、热塑性树脂与热固性树脂相比具有强度大，粘结力强，变形小等特点，可用于结构 材料。 3、聚合物的老化主要是由于高分子发生裂解这一类不可逆的化学反应造成的。 4、塑料和橡胶的最高使用温度称为玻璃化温度。 三、填空题 1、根据分子的排列不同，聚合物可分为＿＿聚合物，＿＿聚合物和＿＿聚合物。 2、塑料的主要组成包括合成树脂，＿＿，＿＿和＿＿等。 四、名词解释 1、热塑性树脂 2、热固性树脂 五、问答题 1、某装修公司要承包一间歌舞厅的内外装修，欲采用塑料地板，妥否？ 2、在粘结结构材料或修补建筑结构（如混凝土、混凝土结构）时，一般宜选用哪类合成树脂胶粘剂？为什么？ 3、现在建筑工程上倾向于使用塑料管代替镀锌管，请比较塑料管与镀锌管的优缺点。 4、选用何种地板会有较好的隔音效果？ 5、某建筑工程需要给铝合金门窗的玻璃密封，现有三种密封膏（单组分硅酮密封膏，双组分聚氨酯密封膏，双组分聚硫橡胶建筑密封膏），请问选那一种较好？原因何在？ 6、试根据你在日常生活中所见所闻，写出5种建筑塑料制品的名称。 7、与传统建筑材料相比较，塑料有哪些优缺点？ 8、某高风压地区的高层建筑有两种窗可选择 A. 塑钢窗 B. 铝合金窗 9、热塑性树脂与热固性树脂中哪类宜作结构材料，哪类宜作防水卷材、密封材料？
《合成有机高分子材料——塑料》教学设计
《应用广泛的高分子材料——塑料》教学设计 一、设计理念： 根据新课程的基本理念，化学课堂教学应立足于学生适应现代生活和未来发展的需要，从学生已有的知识、经验出发，经过多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方法的转变，培养学生的创新精神、实践能力及人文精神。 本节课学生要学习的是塑料的结构、性质和用途。塑料制品的用途学生并不陌生，教师可以引导学生对原有知识进行主动地选择、加工和处理，然后在此基础上再学习接受新的知识和信息，将新信息重新认识和编码，让原有的知识经验因为新知识经验的进入而发生调整和改变，从而实现学生在知识内容、学习方法、情感态度等各个方面的重新建构。 课堂中充分体现学生的主体地位，关注学生的学习体验，重视对学生学习过程和方法的教学，培养学生的化学思维能力，努力创设一个开放、民主、和谐的课堂环境，让学生在学习中感受快乐，在愉悦的心情中投入学习。最终目标是让学生学会辩证的分析问题。 二、教学目标 知识与技能： 1.以聚乙烯和酚醛树脂为例，了解高分子化合物的结构和性质，体会高聚物结构和性质之间的关系。 2.塑料在生产和生活中的重要作用； 3.认识“白色污染”及其危害，讨论出解决问题的入手点。 过程与方法：
1. 通过塑料性质的探究的实验，发展学生科学探究的能力； 2. 通过塑料在生产和生活中有着重要作用的学习，认识化学在生产和生活中的重要地位，培养学习化学的兴趣； 3.了解塑料的特点、用途和对环境的危害，认识环境保护的重要性。 情感态度与价值观： 1. 认识塑料对人类社会进步所起的重要作用，体会学习化学的价值； 2. 培养学生关注生活、关注社会、关注人类生存环境的情感。 【重点与难点】 教学重点：塑料的分类、性质和用途。 教学难点：高分子结构对性能的影响。 【教学方法】讨论法、比较法、实验法 【教学资源】 1.教材分析：本节内容是在学完高分子基本合成方法和特点之后，从“三大合成材料”入手认识高分子材料的概貌。为了让同学们更深入的了解高分子材料结构对性质的影响，我选择了“三大合成材料”中的塑料进行深入探究。塑料与学生生活息息相关，教学中注意联系生活实际，从学生身边的物质入手，可使学生感到熟悉、亲切、生动，增强学习的兴趣和热情。 2.学情分析：学生对高分子的合成方法和特点已有了了解，学生在日常生活中对塑料的性质和用途已有了很深的认识，为本节的学习奠定了良好的基础。 3.教学策略：通过学生探究实验和教师的演示实验，激发学生的学习兴趣，使学生充分参与探究的过程，能够通过实验得出塑料的性质，体会结构对性质的影响。通过图片和学生的原有知识总结治理“白色污染”的入手点，培养学生关注和
VC?> V Ac?> MA?、AN?> MMA?> S? 以苯乙烯单体S作参比时，自由基活性顺序（大到小排列）： VC?> V Ac?> AN?> MA?> MMA?> S?> B? 表2-6 自由基相对活性比较（k12值） 注：表中数据仅横向比较有效 可以看到苯乙烯自由基、丁二烯自由基的活性最低，而氯乙烯自由基、醋酸乙烯酯自由基活性最高。共轭效应对自由基活性影响很大，共轭稳定的自由基活性低，未共轭稳定的自由基活性高。由于自由基活性大小对整个聚合反应影响更大，所以醋酸乙烯酯均聚反应速率常数远大于苯乙烯均聚反应速率常数。 第八节高分子材料合成方法 高分子材料合成方法或聚合实施方法是实现聚合反应的重要方面，链式聚合反应采用的方法主要有本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合和溶液聚合。自由基聚合可以采用这四种方法中的任何一种，离子聚合通常采用溶液聚合的方法，配位聚合可以采用本体聚合和溶液聚合。逐步聚合采用的主要方法有熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚和固相缩聚。本节仅介绍链式聚合实施方法。 一、本体聚合法 不加其他介质，只有单体、引发剂或催化剂参加的聚合反应过程，称本体聚合。本体聚合的特点是不需要溶剂回收和精制工序，后处理简单，产品纯净，适合于制作板材、型材等透明制品。自由基聚合、配位聚合、缩聚合、离子聚合都可选用本体聚合。链式聚合反应进行本体聚合时，由于反应热瞬间大量的释放，且随聚合进行体系粘度大大增加，至使散热变得更加困难，故易产生局部过热，产品变色，甚至爆聚。如何及时排除反应热，是生产中的关键问题，解决的办法各异。 已工业化的本体聚合方法有：苯乙烯液相均相本体聚合（自由基聚合）、乙烯高压气相非均相本体聚合（自由基聚合）、乙烯低压气相非均相本体聚合（配位聚合）、丙烯液相淤浆本体聚合（配位聚合）、甲基丙烯酸甲酯液相均相本体浇铸聚合（自由基聚合）、氯乙烯液相非均相本体聚合（自由基聚合）等。 （一）苯乙烯液相本体聚合 聚合物能与单体互溶的本体聚合过程称为均相本体聚合。苯乙烯常温常压下是液体，沸点145℃，聚合热在所有单体中几乎是最低的。聚苯乙烯能溶解在苯乙烯中形成均相体系，随着越来越多的聚苯乙烯溶解在苯乙烯中，体系粘度逐渐增加，当单体转化率>50~60%后，粘度迅速增加，聚合热的排除更加困难。苯乙烯的聚合通常采用连续聚合的方式，为解决聚合热的排除问题，一般进行两段聚合：预聚和聚合（或称后聚合）。预聚在立式搅拌釜中进行，聚合温度在80~90℃范围，转化率控制在30~35%以下，此时自动加速现象尚不明显，聚合热可由釜壁（夹套）及釜内蛇管中的冷却水带走。由于预聚阶段温度较低，得到的聚苯乙烯有较高的分子量。后聚合是在聚合塔中进行的，粘稠的预聚体由塔顶流入，经列管散热，随着聚合的不断进行体系粘度越来越大，为了使聚合产物能够流动塔内有几个温度段，自塔
精品文档 . 高分子材料的分类 高分子材料分类标准有：①按来源分类②按应用分类③按应用功能分类④高分 子主链结构分类等等 高分子材料按来源分类：高分子材料按来源分为天然高分子材料和合成高分子材料。 高分子材料按应用分类：高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。 ①橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小，分子链柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和合成橡胶两种。 ②纤维分为天然纤维和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料，经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高，一般为结晶聚合物。 ③塑料是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要成分，再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。通常按合成树脂的特性分为热固性塑料和热塑性塑料；按用途又分为通用塑料和工程塑料。 ④高分子胶粘剂是以合成天然高分子化合物为主体制成的胶粘材料。分为天然和合成胶粘剂两种。应用较多的是合成胶粘剂。 ⑤高分子涂料是以聚合物为主要成膜物质，添加溶剂和各种添加剂制得。根据成膜物质不同，分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料。 ⑥高分子基复合材料是以高分子化合物为基体，添加各种增强材料制得的一种复合材料。它综合了原有材料的性能特点，并可根据需要进行材料设计。高分子复合材料也称为高分子改性，改性分为分子改性和共混改性。 ⑦功能高分子材料。功能高分子材料除具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外，还具有物质、能量和信息的转换、磁性、传递和储存等特殊功能。已实用的有高分子信息转换材料、高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料、高分子形状记忆材料和医用、药用高分子材料等。 高聚物根据其机械性能和使用状态可分为上述几类。但是各类高聚物之间并无严格的界限，同一高聚物，采用不同的合成方法和成型工艺，可以制成塑料，也可制成纤维，比如尼龙就是如此。而聚氨酯一类的高聚物，在室温下既有玻璃态性质，又有很好的弹性，所以很难说它是橡胶还是塑料。 高分子材料按应用功能分类：高分子材料分为通用高分子材料、特种高分子材料和功能高分子材料三大类。 按高分子主链结构分类：①碳链高分子：分子主链由C原子组成，如：PP、PE、PVC ②杂链高聚物：分子主链由C、O、N、P等原子构成。如：聚酰胺、聚酯、硅油。③元素有机高聚物：分子主链不含C原子，仅由一些杂原子组成的高分子。如：硅橡胶其它分类：按高分子主链几何形状分类：线型高聚物，支链型高聚物，体型高聚物。按高分子微观排列情况分类：结晶高聚物，半晶高聚物，非晶高聚物。
高分子材料5篇心得 ——WORD文档，下载后可编辑修改—— 高分子材料心得1 有机合成材料有机合成材料合成材料品种很多，塑料、合成纤维、合成橡胶就是我们通常所说的三大合成材料。 主要是指通过化学合成将小分子有机物如烯烃等合成大分子聚合物。 现在人们用的很多东西都是有机合成材料，比如很多眼镜都是用有机玻璃做的，当然汽车上的窗，轮胎都是，生活中用的塑料袋，电磁炉上的底盘等。 可以说有机合成材料在很多方面已经能够代替一些金属的耐高温的功能作用! 有机合成材料不是纯净物，而是混合物，主要原因是有机物在发生聚合反应时，一些分子链较长的分子往往会被拉断，从而形成结构相似、分子量却不同的分子，这样的若干分子聚合在一起，即使是同种类型结构，化学、物理性质相似，也不能叫做纯净物。 举个简单的例子，在烷烃这种简单有机物中，分子量越大，越不容易达到“纯净”的水平，液化己烷中难免不混有丁烷、戊烷、庚烷等同类有机物。 合成纤维和合成橡胶等是重要的有机合成材料。 有机合成材料的出现是对自然资源的一种补充，化学在有机合成材料的发展中起着重要的作用。
新型有机合成材料必将为人类创造更加美好的未来。 使用有机合成材料会对环境造成影响，如"白色污染"。 用有机高分子化合物制成的材料就是有机高分子材料。 棉花羊毛和天然橡胶等都属于天然有机高分子材料，而日常生活中用的最多的塑料，合成纤维和合成橡胶等则属于合成有机高分子材料，简称合成材料。 有机合成材料的出现是材料发展史上的一次重大突破，从此，人类摆脱了只能依靠天然材料的历史，在发展进程中大大前进了一步，合成材料与天然材料相比具有许多优良的性能，从我们的日常生活到现代工业，农业和国防科学技术等领域，都离不开合成材料。 由于高分子化合物大部分是由小分子聚集而成的，所以也常被称为聚合物。 例如，聚乙烯分子是由成千上万个乙烯分子聚合而成的高分子化合物。 当小分子连接构成高分子时，有的形成很长的链状，有的由链状结成网状。 链状结构的高分子材料加热熔化，冷却后变成固体，加热后又可以熔化，因而具有热塑性，这种高分子材料可以反复加工，多次使用，能制成薄膜，拉成丝或压制成所需的各种形状，用于工业农业和日常生活等。 生活的体会和感悟 生活是一杯香茗，让人学会幽香淡雅;生活是一株大树，让人懂