18讲 第8章 合成高分子材料
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高分子合成及高分子材料PPT课件
1. 本体聚合
本体聚合是单体本身在不加溶剂以及其它分散剂的条件下， 由引发剂或直接由光、热等作用下引发的聚合反应。 优点：产品纯度高，易于生产透明、浅色制品，聚合设备 简单。适于制板材、型材等透明制品。 缺点：体系粘度大，聚合热不易扩散，反应难以控制，易 局部过热，造成产品发黄。自动加速作用大，严重时可导 致暴聚。
6
单 体 转 化 率
产 物 平 均 聚 合
度
反应时间 链式聚合反应 （ 逐步聚合反应
反应时间 活性链式聚合反应）
7
Chain Polymerization
Step Polymerization
需活性中心：自由基、阳离子或阴离子
无特定的活性中心，往往是 带官能团单体间的反应
单体一经引发，迅速连锁增长，由链引 发、增长及终止等基元反应组成，各步 反应速率和活化能差别很大
形成以碳链为主的大分子，称 形成的大多为杂链聚合物，称
加聚物
缩聚物
分子量不再是单体分子量的整 分子量是单体分子量的整数倍
数倍
加聚物结构单元组成与其单体 有低分子产生，缩聚物的结构
相同，电子结构有所改变
单元比单体少若干原子
3
2、按聚合机理或动力学分类
➢ 连锁聚合(chain polymerization)
乳化剂能形成胶束的最低浓度叫临界胶束浓度（简称
CMC），CMC越小，越易形成胶束，乳化能力越强。
17
乳液聚合的引发剂为水溶性引发剂，常使用水溶性的氧化还原引发体系。如K2S2O8/Fe2+等。
乳液聚合机理：
在乳液聚合体系中存在单体液滴、微溶有单体的增溶胶束、 空胶束以及以分子状态分散在水中的单体和乳化剂分子。 典型的乳液聚合可分为三个阶段： （i）M/P乳胶粒的形成：反应开始时，水中的引发剂分解产生 的初级自由基扩散到增溶胶束内，引发其中的单体进行聚合， 从而形成同时含单体与聚合物的增溶胶束，称M/P乳胶粒，随 着胶束中单体的消耗，胶束外的单体分子逐渐地扩散进胶束内， 使聚合反应持续进行。
本体聚合是单体本身在不加溶剂以及其它分散剂的条件下， 由引发剂或直接由光、热等作用下引发的聚合反应。 优点：产品纯度高，易于生产透明、浅色制品，聚合设备 简单。适于制板材、型材等透明制品。 缺点：体系粘度大，聚合热不易扩散，反应难以控制，易 局部过热，造成产品发黄。自动加速作用大，严重时可导 致暴聚。
6
单 体 转 化 率
产 物 平 均 聚 合
度
反应时间 链式聚合反应 （ 逐步聚合反应
反应时间 活性链式聚合反应）
7
Chain Polymerization
Step Polymerization
需活性中心：自由基、阳离子或阴离子
无特定的活性中心，往往是 带官能团单体间的反应
单体一经引发，迅速连锁增长，由链引 发、增长及终止等基元反应组成，各步 反应速率和活化能差别很大
形成以碳链为主的大分子，称 形成的大多为杂链聚合物，称
加聚物
缩聚物
分子量不再是单体分子量的整 分子量是单体分子量的整数倍
数倍
加聚物结构单元组成与其单体 有低分子产生，缩聚物的结构
相同，电子结构有所改变
单元比单体少若干原子
3
2、按聚合机理或动力学分类
➢ 连锁聚合(chain polymerization)
乳化剂能形成胶束的最低浓度叫临界胶束浓度（简称
CMC），CMC越小，越易形成胶束，乳化能力越强。
17
乳液聚合的引发剂为水溶性引发剂，常使用水溶性的氧化还原引发体系。如K2S2O8/Fe2+等。
乳液聚合机理：
在乳液聚合体系中存在单体液滴、微溶有单体的增溶胶束、 空胶束以及以分子状态分散在水中的单体和乳化剂分子。 典型的乳液聚合可分为三个阶段： （i）M/P乳胶粒的形成：反应开始时，水中的引发剂分解产生 的初级自由基扩散到增溶胶束内，引发其中的单体进行聚合， 从而形成同时含单体与聚合物的增溶胶束，称M/P乳胶粒，随 着胶束中单体的消耗，胶束外的单体分子逐渐地扩散进胶束内， 使聚合反应持续进行。
合成高分子课堂课件人教版
_______________。
练习
工程塑料ABS树脂，其结构简式如下：
－[ CH2CHCH2CH＝CHCH2CH2CH－]n
CN
C6H5
合成时用了三种单体。这三种单体的结构简
式分别是:
__C_H__2_＝__C_H__C_N___、C_H__2＝__C__H_C__H_＝__C__H_2_、 __C_H__2_＝__C_H__C_6_H_5_。
二、缩聚反应
1.特点
二、缩聚反应
1.特点 (1)单体应至少含有两个官能团 (2)生成聚合物的同时，有小分子副产物生成 (3)链节的化学组成与单体化学式不同
二、缩聚反应
1.特点 (1)单体应至少含有两个官能团 (2)生成聚合物的同时，有小分子副产物生成 (3)链节的化学组成与单体化学式不同 (4)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
5.文本解读本文是一篇论述生物社会 行为的 文章。 作者选 取了独 特的视 角，将 一些群 居性生 物的行 为与人 类进行 比较， 描述了 它们在 集体行 动中所 表现出 的高度 组织性 、协调 性.
6.以及作为群体出现时所表现的巨大 力量和 智慧， 从而得 出这样 的结论 ：人类 的社会 行为与 生物的 社会行 为有极 大的共 性，并 非水火 不容， 而是可 以互为 比照的 。
随堂练习
1．人造象牙的主要结构是—CH2—O—，该物质是通 过加聚反应制得，则合成人造象牙的单体是（ ）
A．(CH3)2O B．HCHO C．CH3CHO D．H2N—CH2—CO—NH2
随堂练习
2．某有机物的结构简式为下列叙述正确的是( ) A．1 mol该有机物与NaOH溶液完全反应时，消耗1 mol NaOH B．该有机物水解所得的产物能发生加成反应 C．该有机物可通过加聚反应生成 D．该有机物分子中含有碳碳双键
土木工程材料第八章合成高分子材料教材教学课件
高性能合成橡胶在土木工程中的应用非 常广泛，主要用于制造桥梁支座、建筑 隔震支座、建筑减震支座等。这些支座 能够吸收地震能量，减轻地震对建筑的
破坏。
高性能合成橡胶还用于制造土木工程中 高性能合成橡胶在土木工程中还用于制 的密封材料，如建筑密封胶、玻璃密封 造防水材料，如防水卷材、防水涂料等。 胶等。这些密封材料能够有效地防止空 这些防水材料能够有效地防止水分渗透 气和水的渗透，提高建筑的气密性和水 到建筑物内部，保证建筑物的正常使用。
土木工程材料第八章合成高分子材 料教材教学课件
目 录
• 合成高分子材料的概述 • 合成高分子材料的特性 • 合成高分子材料的生产工艺 • 合成高分子材料的应用 • 合成高分子材料的发展趋势与挑战 • 案例分析
01 合成高分子材料的概述
合成高分子材料的定义
合成高分子材料是由单体通过聚合反 应合成的具有高分子量的有机聚合物。 这些聚合物具有长链结构，由重复的 单元组成，通常是通过加聚反应或缩 聚反应合成的。
烧速度和热稳定性。
力学特性
强度与韧性
合成高分子材料具有较高的强度和韧性，能 够承受较大的外力作用。
弹性模量
合成高分子材料的弹性模量较低，具有较好 的弹性。
耐磨性
合成高分子材料具有一定的耐磨性，能够承 受摩擦和磨损。
疲劳性能
合成高分子材料在交变应力作用下能够保持 一定的疲劳性能。
环境适应性
耐候性
合成高分子材料能够适应一定 的气候变化，如温度、湿度、
未来将不断涌现出新型的合成高分子材料，具有更优异的性能和 更广泛的应用前景。
生物医用领域
合成高分子材料在生物医用领域的应用将得到更深入的研究和开 发，为人类的健康事业做出更大的贡献。
合成高分子材料PPT教案
粘流态 当温度升得更高时，聚合物呈粘流态。 整个长链分子具有了可移动性。
第5页/共27页
（三）热塑性与热固性
热塑性聚合物也叫受热可熔聚合物。
常温下是一较硬固体，受热后就会变软（甚至熔融）， 待它冷却，还会变硬，再加热又会变软。
这类聚合物一般为线型分子结构，如聚乙烯、聚氯乙 烯等。
热固性聚合物也叫受热不可熔聚合物。
聚氯乙烯 弹性、柔性及低温韧性较好，强度及耐 塑料薄膜、充气薄膜、止水带、防水卷
热 (软) PVC 热性较低，电绝缘性较好
材、软管、片材、地板及装饰材料等
塑 聚氯乙烯 抗压、抗弯强度较高、韧性较好、电绝 给排水管、水工闸门、板材、硬管材、
性 (硬) PVC 缘、化学稳定性较好、成本较低
各种型材
塑 料
聚苯乙烯
PS
质轻、易加工；强度较低、耐热性差、 韧性差
泡沫塑料制品、隔热保温材料
ABS 树脂
强度、刚性高、冲击韧性好、硬度大、 应用广泛，作建筑五金、工具、卫生洁
ABS 耐化学腐蚀性强、易加工等
具、管材、薄板、仪表及电机外壳等
环氧树脂 强度高、耐磨性好、耐腐蚀性强，选用不 玻璃钢制品，层压制品，拌制砂浆及混 热 塑料 EP 同的固化剂，可获得不同性能的塑料 凝土作修补、防护材料，电绝缘材料
第7页/共27页
高分子聚合物常用的命名方法
（1）在生成聚合物的单体名称之前加“聚”字。 （2）在原料名称之后加“树脂”二字。 （3）商品名称。
常用其英文名称的缩写字母表示。
如聚乙烯——PE； 聚氯乙烯——PVC； 聚乙烯醇——PVA； 丁苯橡胶——SBR； 丙烯晴、丁二烯、苯乙烯共聚物为ABS树脂等。
第12页/共27页
第三节 常用合成橡胶及合成纤 维
第5页/共27页
（三）热塑性与热固性
热塑性聚合物也叫受热可熔聚合物。
常温下是一较硬固体，受热后就会变软（甚至熔融）， 待它冷却，还会变硬，再加热又会变软。
这类聚合物一般为线型分子结构，如聚乙烯、聚氯乙 烯等。
热固性聚合物也叫受热不可熔聚合物。
聚氯乙烯 弹性、柔性及低温韧性较好，强度及耐 塑料薄膜、充气薄膜、止水带、防水卷
热 (软) PVC 热性较低，电绝缘性较好
材、软管、片材、地板及装饰材料等
塑 聚氯乙烯 抗压、抗弯强度较高、韧性较好、电绝 给排水管、水工闸门、板材、硬管材、
性 (硬) PVC 缘、化学稳定性较好、成本较低
各种型材
塑 料
聚苯乙烯
PS
质轻、易加工；强度较低、耐热性差、 韧性差
泡沫塑料制品、隔热保温材料
ABS 树脂
强度、刚性高、冲击韧性好、硬度大、 应用广泛，作建筑五金、工具、卫生洁
ABS 耐化学腐蚀性强、易加工等
具、管材、薄板、仪表及电机外壳等
环氧树脂 强度高、耐磨性好、耐腐蚀性强，选用不 玻璃钢制品，层压制品，拌制砂浆及混 热 塑料 EP 同的固化剂，可获得不同性能的塑料 凝土作修补、防护材料，电绝缘材料
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高分子聚合物常用的命名方法
（1）在生成聚合物的单体名称之前加“聚”字。 （2）在原料名称之后加“树脂”二字。 （3）商品名称。
常用其英文名称的缩写字母表示。
如聚乙烯——PE； 聚氯乙烯——PVC； 聚乙烯醇——PVA； 丁苯橡胶——SBR； 丙烯晴、丁二烯、苯乙烯共聚物为ABS树脂等。
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第三节 常用合成橡胶及合成纤 维
高中化学(大纲版)第二册 第八章 合成材料 第三节新型有机高分子材料(第一课时)
第三节新型有机高分子材料●教学目标1.使学生认识新型有机高分子材料在日常生活、工农业生产、科学研究等方面的重要作用；2.通过对新型有机高分子材料结构和功能的介绍，激发学生学习化学的兴趣，提高学生学习化学的积极性；3.通过介绍社会及科学技术的发展对新材料的要求，培养学生的社会责任感；4.通过介绍我国高科技成就，激发学生热爱祖国的情感。
●教学重点介绍功能高分子材料、复合材料的特点和用途。
●教学难点激发学生学习化学的兴趣。
●课时安排一课时●教学方法1.通过现存的几个典型的社会问题，让学生阅读、讨论，提出各种解决方案，引入课题。
2.实物展示尿不湿、隐形眼镜、人造牙、液晶材料等，让学生感受到高科技就在身边，就在化学课里，培养学生学习化学的兴趣。
3.运用投影练习等手段。
●教学用具投影片、聚四氟乙烯管、高分子膜、尿不湿、人造牙、隐形眼镜、人造关节、心脏补片、液晶材料。
●教学过程［引言］科技在发展，社会在进步。
科技总是在解决社会的实际问题中才得以发展，而社会也因科技发展而进步。
所以现实生活中总存在许许多多亟待解决的社会问题，现举出其中的三个例子，然后大家讨论并回答。
［问题1］地球表面有大约四分之三被水覆盖着，然而我们仍然强调水资源贫乏，要节约用水，这是什么原因呢？［学生思考、讨论并回答］甲：海水中存在多种离子，使海水呈咸味，不能直接饮用。
乙：很多河流、湖泊及地下水被工业废水、生活污水污染而不能饮用。
［问］如果我们能把海水淡化，生活污水、工业废水处理了，那就可以解决水资源贫乏的问题，如何使这一设想变为现实呢？［生］讨论，提出各种方案，基本是以下两种：甲：根据我们以前学过的除杂知识，我们可先检验海水、污水、废水中主要存在哪些不能饮用的成分(离子)，然后加入相应的化学试剂使它们或沉淀，或变成气体，再过滤。
乙：甲的方案不可取，一是不可能沉淀或汽化所有存在的有害物质，滤液不会是可饮用的水。
但过滤不失为一种方法。
能不能找到这样一种过滤用的纸或膜，这些过滤纸或膜能够有选择的让某些微粒穿过去，而其他的被滤出来。
第八章合成高分子材料ppt文档
特点：单体分子不仅发生聚合，还生成其他小分子。
聚酰胺
商品名：尼龙-66。
用途：合成纤维。
单体：已二胺、己二酸。
n H2N-(CH2)6-NH2 + n HOOC-(CH2)4-COOH
HO
O
H [ NH-(CH2)6-N-C-(CH2)4-C ] nOH + (2n - 1)H2O
的确良
商品名：涤纶。
反应，得到的聚合物叫共聚物。 特点：分子与分子发生的聚合，并不产生其他分子。 按照共聚物中单体分布的不同，可分为交替共聚、嵌段
共聚、无规共聚和接枝共聚等。
交替共聚 无规共聚
嵌段共聚 接枝共聚
8.1.3 合成高分子的结构、特性和命名
合成高分子的结构(3种)：线型长链状不带支链的、带支链的 和体型网状的(分子链间通过官能团作用发生交联)。
高分子的分子量大，分子中原子数目多，分子链间原子的 接触点多，分子间作用力大，故强度大。
高分子材料因其质轻、强度高、耐腐蚀、价廉等优点，在 不少场合已逐步取代金属材料的位置。
全塑汽车的问世
d）耐腐蚀
高分子的分子链缠绕在一起，许多分子链上的基团被包在 里面，当有试剂分子加入时，只有露在外面的基团容易与试剂 分子作用，而被包在里面的基团不易反应，故耐酸、耐腐蚀。
热塑性不但使高分子材料便于加工，而且还可以多次重复操作。
b）热固性
体型高分子因其内部结构的交联，使其加热后不会熔化、流动，但当加 热到一定温度时，体型高分子结构遭到破坏，这种性质称为热固性。 注：体型高分子一旦加工成型，不能再通过加热重新回到原来的状态。
c）密度小、强度高
合成高分子主要成分为C、H、O、N、S及卤素等元素， 比金属元素轻得多，相对密度小。
聚酰胺
商品名：尼龙-66。
用途：合成纤维。
单体：已二胺、己二酸。
n H2N-(CH2)6-NH2 + n HOOC-(CH2)4-COOH
HO
O
H [ NH-(CH2)6-N-C-(CH2)4-C ] nOH + (2n - 1)H2O
的确良
商品名：涤纶。
反应，得到的聚合物叫共聚物。 特点：分子与分子发生的聚合，并不产生其他分子。 按照共聚物中单体分布的不同，可分为交替共聚、嵌段
共聚、无规共聚和接枝共聚等。
交替共聚 无规共聚
嵌段共聚 接枝共聚
8.1.3 合成高分子的结构、特性和命名
合成高分子的结构(3种)：线型长链状不带支链的、带支链的 和体型网状的(分子链间通过官能团作用发生交联)。
高分子的分子量大，分子中原子数目多，分子链间原子的 接触点多，分子间作用力大，故强度大。
高分子材料因其质轻、强度高、耐腐蚀、价廉等优点，在 不少场合已逐步取代金属材料的位置。
全塑汽车的问世
d）耐腐蚀
高分子的分子链缠绕在一起，许多分子链上的基团被包在 里面，当有试剂分子加入时，只有露在外面的基团容易与试剂 分子作用，而被包在里面的基团不易反应，故耐酸、耐腐蚀。
热塑性不但使高分子材料便于加工，而且还可以多次重复操作。
b）热固性
体型高分子因其内部结构的交联，使其加热后不会熔化、流动，但当加 热到一定温度时，体型高分子结构遭到破坏，这种性质称为热固性。 注：体型高分子一旦加工成型，不能再通过加热重新回到原来的状态。
c）密度小、强度高
合成高分子主要成分为C、H、O、N、S及卤素等元素， 比金属元素轻得多，相对密度小。
合成高分子化合物的基本方法PPT课件(上课用)
思考与交流、
单体名称 乙烯 丙烯 氯乙烯 丙烯腈 丙烯酸
醋酸乙烯酯 丁二烯 乙炔
单体结构简式 CH2=CH2
CH2=CHCH3 CH2=CHCl CH2=CHCN CH2=CHCOOH
CH3COOCH=CH2 CH2=CH—CH=CH2
HC≡CH
聚合物
【加聚反应的特点】： 1、单体必须是含有双键、参键等不饱和键
113.人生的目的有二：先是获得你 想要的 ；然后 是享受 你所获 得的。 只有最 明智的 人类做 到第二 点总与 幽默的 人相伴 ，健康 总与阔 达的人 相伴。 20、对所学知识内容的兴趣可能成 为学习 动机。 ——赞 科夫 21、游手好闲地学习，并不比学习游手 好闲好 。—— 约翰·贝 勒斯
22、读史使人明智，读诗使人灵秀，数 学使人 周密， 自然哲 学使人 精邃， 伦理学 使人庄 重，逻 辑学使 人善辩 。—— 培根 23、我们在我们的劳动过程中学习思考 ，劳动 的结果 ，我们 认识了 世界的 奥妙， 于是我 们就真 正来改 变生活 了。— —高尔 基 24、我们要振作精神，下苦功学习。下 苦功， 三个字 ，一个 叫下， 一个叫 苦，一 个叫功 ，一定 要振作 精神， 下苦功 。—— 毛泽东
110.每天安静地坐十五分钟·倾听你 的气息 ，感觉 它，感 觉你自 己，并 且试着 什么都 不想。 ――[艾 瑞克·佛洛姆]
111.你知道何谓沮丧---就是你用一 辈子工 夫，在 公司或 任何领 域里往 上攀爬 ，却在 抵达最 高处的 同时， 发现自 己爬错 了墙头 。－－[坎伯]
112.「伟大」这个名词未必非出现 在规模 很大的 事情不 可；生 活中微 小之处 ，照样 可以伟 大。― ―[布鲁 克斯]
的化合物。例如：烯、二烯、炔、醛等含不饱 和键的化合物。
《合成高分子》优秀ppt人教
O HO[ C
O C NHCH2CH2NH ]nH
的单体呢？
O
O
HO C
C OH
H2NCH2CH2NH2
3.构成下列结构片断蛋白质的氨基酸为
NH2
H2N－CH2COOH
CH3CHCOOH
NH2 C2H5CHC OOH
补应与缩聚反应的比较：
反应类型
加聚反应
缩聚反应
3.若单体是以下物质呢？
XM
Y C＝CN
CH ＝CH2
n
XM
n Y C＝CN
催化剂 催化剂
〔CH － CH2〕n
聚苯乙烯
XM
〔 C－ C 〕n
YN
4.若聚合的单体是以下物质呢？你能写出它通过1，4 加成形成的长链结构吗？写出其聚合产物。
－[ CH2－C = ]CnH－ CH2－ CH3
【小结】：通过刚才的学习，你能概括出由单体
【思考】：小分子单体到底是怎样形成高分子化
合物的呢？以乙烯合成聚乙烯为例。
HH
HH
HCC H
CC
HH H H H H H HH H H H
C C C C CC C C C C
H H H H HH H H H H n
【思考】：1.若单体是苯乙烯呢？请写出断
键之后连接形成的长链结构？
CH ＝CH2
2.若单体是丙烯呢？ 14CH3 CH ＝CH2
＝ ＝
O OH H
HO[ －C－ －C－]nN－ －N－H
【学与问】：如果一个聚合物是由缩聚反应得到的，在寻 找它的单体时不但要看它的链节结构，还要分析它是通过 哪一类有机化学反应缩合的。你能看出下列聚合物是由什 么单体缩聚而成呢？
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《合成高 分子》P PT授课 -课件 【人教 版】优 秀课件 （实用 教材）
7．由 CH3CH2CH2OH 制备
LOGO
所发生的化学反应至少有①取代反应；②消去
反应；③加聚反应；④酯化反应；⑤还原反应；
⑥水解反应等当中的( ) B
A．①④
B．②③
C．②③⑤
D．②④
《合成高 分子》P PT授课 -课件 【人教 版】优 秀课件 （实用 教材）
第一节 合成高分子化合 物的基本方法
（第三课时）
LOGO
复习一、加聚反应与缩聚反应区别
LOGO
类型
加聚反应
缩聚反应
反应物特 征
单体含不饱和键 如
单体含特征官能团 如—OH、—COOH
LOGO
类型
加聚反应
缩聚反应
高聚物与单体具有 高聚物和单体具有不同的组
产物特征
相同的组成
成
产物种类 只产生高聚物
高聚物和小分子(如 H2O 等)
9.某种解热镇痛药的结构简式为：
LOGO
当它完全水解时，可以得到的产物有( C ) 种。
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
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LOGO
10.有机玻璃（聚丙烯酸甲酯）的结构简式可用
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LOGO
4 . 感光性高分子也称为“光敏性高分子”，是一种在 彩电荧光屏及大规模集成电路制造中应用较广的新型 高分子材料。其结构简式为：
(1)已知它是由两种单体经酯化后聚合而成的，试推断 这两种单体的结构简式：
合成高分子材料 ppt课件
前面介绍的合成高分子材料金属材料和无机非金属材料各有其长处和短处如果将这三类不同的材料通过复合工艺组合成为新的复合材料它既能保持原来材料的长处又能弥补短处
第六讲 合成高分子材料
合成材料是人们运用化学方法人工合成 出的材料，大致可分为无机合成材料和 有机合成材料。本章介绍的合成高分子 材料属于有机合成材料。
① 聚乙烯
低压聚乙烯适合做强度、硬度较高的塑 料制品，如桶、瓶、管、棒等。
高压聚乙烯，又称低密度聚乙烯。适合 做食品包装袋、奶瓶等软塑料制品。
②工程塑料
可作为工程材料和代替金属用的塑料。 主要有聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、 ABS塑料等
如聚甲醛的力学、机械性能与铜、锌相 似，用它做汽车上的轴承，使用寿命比 金属的长一倍。又如聚碳酸酯，它不但 可代替某些金属，还可代替玻璃、木材 和合金等，做各种仪器的外壳、自行车 车架、飞机的挡风玻璃等。
③特种塑料
是指在高温、高腐蚀或高辐射等特殊条 件下使用的塑料，它们主要用在尖端技 术设备上。例如聚四氟乙烯具有优异的 绝缘性能，抗腐蚀性特别好，能耐高温 和低温，可在-200～250 C范围内长期使 用，在宇航、冷冻、化工、电器、医疗 器械等工业部门都有广泛的应用。
2 合成纤维
合成纤维是由合成高分子为原料，通过 拉丝工艺获得纤维。合成纤维的品种很 多，最重要的品种是聚酯(涤纶)、聚酰胺 (尼龙、锦纶)、聚丙烯腈(腈纶)，它们占 世界合成纤维总产量的90 ％以上。此外 还有聚乙烯醇缩甲醛(维纶)、聚丙烯(丙 纶)、聚氯乙烯(氯纶)等。
Cl H H Cl Cl H H Cl Cl H
(b) 头—尾连接
HHHHHHHHHH CCCCCCCCCC Cl H Cl H Cl H Cl H Cl H
第六讲 合成高分子材料
合成材料是人们运用化学方法人工合成 出的材料，大致可分为无机合成材料和 有机合成材料。本章介绍的合成高分子 材料属于有机合成材料。
① 聚乙烯
低压聚乙烯适合做强度、硬度较高的塑 料制品，如桶、瓶、管、棒等。
高压聚乙烯，又称低密度聚乙烯。适合 做食品包装袋、奶瓶等软塑料制品。
②工程塑料
可作为工程材料和代替金属用的塑料。 主要有聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、 ABS塑料等
如聚甲醛的力学、机械性能与铜、锌相 似，用它做汽车上的轴承，使用寿命比 金属的长一倍。又如聚碳酸酯，它不但 可代替某些金属，还可代替玻璃、木材 和合金等，做各种仪器的外壳、自行车 车架、飞机的挡风玻璃等。
③特种塑料
是指在高温、高腐蚀或高辐射等特殊条 件下使用的塑料，它们主要用在尖端技 术设备上。例如聚四氟乙烯具有优异的 绝缘性能，抗腐蚀性特别好，能耐高温 和低温，可在-200～250 C范围内长期使 用，在宇航、冷冻、化工、电器、医疗 器械等工业部门都有广泛的应用。
2 合成纤维
合成纤维是由合成高分子为原料，通过 拉丝工艺获得纤维。合成纤维的品种很 多，最重要的品种是聚酯(涤纶)、聚酰胺 (尼龙、锦纶)、聚丙烯腈(腈纶)，它们占 世界合成纤维总产量的90 ％以上。此外 还有聚乙烯醇缩甲醛(维纶)、聚丙烯(丙 纶)、聚氯乙烯(氯纶)等。
Cl H H Cl Cl H H Cl Cl H
(b) 头—尾连接
HHHHHHHHHH CCCCCCCCCC Cl H Cl H Cl H Cl H Cl H
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2019/5/28
土木工程材料
塑
料
给
UPVC管
水 管
塑 料 排 水 管
2019/5/28
土木工程材料
软质PVC产品用于薄板、薄膜、管道、壁纸、墙布、 地胶、防水防蚀材料。
薄板
2019/5/28
壁纸
地胶 墙布
土木工程材料
聚乙烯（ＰE）管
优点：密度小、比强度高、耐低温性能和韧性好、耐 腐蚀性强、介质流动阻力小、施工方便； 缺点：机械性低、对化学物品较敏感。 应用：给排水管道、燃气管道、通风管道、电缆导管 等。
三、重、难点提示 1、重点提示：聚合物的分类、结构及其与性能的关系；常用 热塑性建筑塑料与热固性塑料、建筑涂料及胶粘剂的基本性能 与选用。 2、难点提示：聚合物的分类、结构及其与性能的关系。
2019/5/28
复习题
例1 有机高分子材料的特性是什么？ 解：1．密度小 有机高分子材料的密度较小，一般为0．8～2．2 g/cm3，
2019/5/28
土木工程材料
8.2.2 建筑中常用的塑料制品
塑料在土木工程中的应用: 功能材料：防水、隔热保温、隔声和装饰材料； 结构材料：制成玻璃纤维和碳纤维增强塑料； 也可制成塑料壁纸、地板、地毯、门窗和管道等。
2019/5/28
土木工程材料
1、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。
料。
（2）可加工性好，装饰性强，可用多种加工方法（挤出、
压铸等）制成各种形状不同的产品，加工方便，能耗低、
效率高。同时塑料便于着色，制成各种鲜艳的颜色；也
可进行印刷、电镀、印花和压花具有丰富的装饰效果。
2019/5/28
土木工程材料
（3）耐化学腐蚀性好，耐水性强，可作为防水材料 和防潮工程等。 （4）隔热性能好，电绝缘性好，常用作隔热保温工 程和用作绝缘材料。 （5）弹性模量低，受力变形大：弹性模量仅为钢材 的1/10~1/20，在受荷时有明显的蠕变现象，因此，具 有良好的吸振和隔声性能。 （6）耐热性、耐火性差、受力变形大。
2019/5/28
土木工程材料
8.2.1 塑料的基本组成、分类及性能
1、塑料的组成
塑料是以树脂为基础，再加入改善性能的各种添加剂， 如填充剂、增塑剂等制成的合成高分子材料。 （1）树脂：主要成分，决定塑料的性能，占塑料质 量的40％－100％。 主要品种有：聚乙烯、聚氯乙稀、 聚苯乙烯、ABS共聚物、酚醛树脂、环氧树脂、不饱 和树脂、有机硅树脂等。
2019/5/28
土木工程材料
2、塑料管
塑料管是用塑料为原料，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、质量轻、施工方便和供水效率高等 有点。
常用的塑料管：聚氯乙烯（PVC）管、硬质聚氯乙烯 （UPVC）管、聚乙烯（PE）管、聚丙烯（PP）管、 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、聚丁烯（PB）、 玻璃钢（FRP）等。
3.加聚物的结构大多为（ 线）型或（支链 ）型， 它属于（ 热塑）性聚合物；缩聚物的结构大多为 （ 体 ）型，属于（ 热固）性聚合物。
4.聚合物分子量很大，但化学组成却比较简单， 是由简单的（ 结构单元）以重复的方式连接起来 形成分子链或空间网的。
5.组成大分子链的链节在空间排列的几何形状 有（直链 ）（ 支链 ）和（ 网状 ）三种。
2019/5/28
土木工程材料
聚丁烯（PB） 管
特点：耐寒、耐热、耐压、不生锈、不腐蚀、不结垢、 寿命长（可达50-100年），且有能长期耐老化特点， 是目前世界上最尖端的化学材料之一。有"塑料中的 黄金"的声誉。 ； 应用：常用作供水管、热水或冷水管等。
2019/5/28
土木工程材料
8.2.3 粘合剂的基本组成、性能及应用
6 ． 在 结 晶 聚 合 物 中 存 在 着 （ 晶区 ） 和 （ 非晶区 ）
7．结晶的（ 不完全（不完善） ）性，以及 （ 晶态 ）和（ 非晶态 ）并存，是晶态聚合物 在结构上的重要特性。
8．随着温度的变化，非晶态聚合物可呈现 （玻璃态）（ 高弹态 ）（粘流态 ）三种物 理状态；当聚合物处于（ 粘流态 ）时，将发 生不可逆的流动变形成塑性变形。
d塑料门窗 e塑料板材、管材
1.聚合物的老化主要是由于分子发生了（ 交联 ） 或（ 裂解 ）两类化学反应，其结果是使塑料 （ 失去弹性，变硬变脆，出现龟裂现象 ）或 （ 失去刚性，变软发粘，出现蠕动现象 ）。
2.塑料由（ 树脂 ）（ 填充剂 ）（ 增塑剂 ） （ 稳定剂）（ 润滑剂 ）（ 固化剂 ）等组成；胶 粘剂由（ 基料）（固化剂 ）（填料）（增韧剂） （ 稀释剂 ）（ 改性剂）等组成。
2019/5/28
土木工程材料
聚氯乙烯（PVC）塑料及其制品 使用最多、成本低、产量大、耐久性较好，有软质和 硬质多种产品。无定形聚合物，难燃。 硬质PVC（UPVC） 优点：重量轻、能耗低、耐腐蚀性好，点绝缘性好、 导热性低；安装维修方便； 缺点：机械强度低、刚性差。 应用：给排水管道、瓦楞板、门窗、装饰板、建筑零 配件等。
4．耐腐蚀性好 多数有机高分子材料结构十分稳定，对酸、碱、盐等介质的耐
腐蚀性优于普通无机建筑材料。 5·加工性好且使用方便 有机高分子材料可采用多种加工工艺，可塑制成各种形状、厚
度不同的产品；有的经溶剂稀释后可现场施工操作，能适应工 程的不同需要。 6．耐高温和大气稳定性差 多数有机高分子材料高温下易产生软化、分解或燃烧等变化， 失去工程性质。在阳光（特别是紫外线）、热、氧及水蒸气的 作用下，有机高分子材料的组成及内部结构会不断老化，使其 不断变脆甚至开裂，性能逐渐恶化而失去原有的工程性质。 7．对人和环境的健康有不良影响 有机高分子材料在生产、施工及使用过程中可能释放出挥发性 有机物，对人和环境的健康有不良影响。
是一种轻质建筑材料，这也是它在土木建筑工程中的优 点之一。 2．力学性能好 常温下大部分有机高分子材料的韧性良好，其中有许多 强度较高，有些变形能力很强，使其在工程的某些部位 可取代脆性很强的无机材料。 3．耐水性和耐湿性好 多数有机高分子材料憎水性很强，有良好的防水和防潮 性，是土木建筑工程中最常用的防水材料。工程中常通 过选择材料的品种和厚度来满足不同的防水要求。
9．塑料中的聚合物在制品成型阶段处于 （ 可塑（粘流态） ）状态，而在使用时呈 （ 固态（玻璃态） ）。
四、判断
1.塑料的强度并不高，但其比强度高，远高于 水泥混凝土，接近或超过钢材，是一种高强材 料。 ( 对 )
2.热塑性塑料经加热成型，冷却硬化后再经加 热还具有可塑性。 ( 对 )
2019/5/28
土木工程材料
聚丙烯（ＰP）管
特点：坚硬、耐热、防腐、价格低； 应用：主要应用于建筑物室内冷热水供应系统，也广 泛适用于采暖系统。
2019/5/28
丙土木烯工程腈材料-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS） 管
特点：流体阻力小、化学性能稳定、密封性能好、冲 击强度高、硬度大，韧性好 ； 应用：常用作卫生洁具的下水管、输气管、排污管等。
2019/5/28
土木工程材料
8.1 化合物的基本知识
8.1.1 基本概念 8.1.2 聚合物的分类与命名 8.1.3 聚合物的结构与性能特点
（自学）
2019/5/28
土木工程材料 8.2 合成高分子材料 在土木工程中的应用
8.2.1 塑料的基本组成、分类及性能 8.2.2 建筑中常用的塑料制品 8.2.3 粘合剂的基本组成、性能及应用
3.热固性塑料经加热成型，冷却硬化后，此物 质即使再经加热也不会软化。 ( 对 )
2019/5/28
土木工程材料
（4）稳定剂：热稳定剂为改善其热稳定性而加入的少 量物质。常用热稳定剂有硬脂酸盐、铅的化合物以及 环氧化合物等。 光稳定剂是能抑制或削弱光的降解作用、提高材料的 耐光照性能。常用的有炭黑、二氧化钛、氧化锌等 （5）润滑剂：为防止塑料在成型时粘附在模具或设备 上而加入的物质。主要有硬脂酸及其盐类、有机硅等。 （6）固化剂：又称硬化剂，主要作用是使线型高聚物 交联成体型高聚物，使塑料具有热固性。
与传统的钢、木门窗相比：塑料门窗具有美观耐用、 安全、节能，且易加工成型和拼装，结构形式灵活多 样。 为增强聚氯乙烯材料的刚性，常在门窗框、窗扇的异 型材空腹内，插入金属增强材料，故又称塑钢门窗。
2019/5/28
土木工程材料
（1）塑料门窗用型材
塑料门窗用型材是聚氯乙烯（PVC）树脂，添加一些 塑料助剂，经挤出成型制成。 为增加塑料门窗的结构强度、减轻重量、增强保温隔 热性能，其型材大多采用中空型材。
2019/5/28
土木工程材料
（2）按塑料的功能和用途分通用塑料、工程塑料和特 种塑料 通用塑料：产量大、价格低、应用范围广；主要包括： 聚乙烯、聚氯乙稀、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛和氨基 塑料。 工程塑料：机械强度高、刚性较大、具有良好的耐腐 蚀性、耐磨性、自润滑性，可代替钢材和有色金属制 造机械零件和工程结构。常用的有：聚酰胺、ABS等 特种塑料：指耐热或具有特殊性能和特殊用途的塑料。 主要包括有机硅、环氧、不饱和聚酯、有机玻璃等。
2019/5/28
土木工程材料
3、塑料的主要性能
材料的抗拉强度与材 料表观密度之比叫做 比强度。
与传统建材相比，塑料具有下列特点：
（1）密度小、比强度高，密度一般在（0.8－2.2）
×103kg/m3，为钢材的1/8－1/4，混凝土的1/3~2/3，铝的
1/2。比强度多大于钢材和混凝土，是一种轻质高强的材
一、名词解释
热塑性聚合物、热固性聚合物 、塑料的老化
二、选择
1聚氯乙烯属于（ a ）
土木工程材料
塑
料
给
UPVC管
水 管
塑 料 排 水 管
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土木工程材料
软质PVC产品用于薄板、薄膜、管道、壁纸、墙布、 地胶、防水防蚀材料。
薄板
2019/5/28
壁纸
地胶 墙布
土木工程材料
聚乙烯（ＰE）管
优点：密度小、比强度高、耐低温性能和韧性好、耐 腐蚀性强、介质流动阻力小、施工方便； 缺点：机械性低、对化学物品较敏感。 应用：给排水管道、燃气管道、通风管道、电缆导管 等。
三、重、难点提示 1、重点提示：聚合物的分类、结构及其与性能的关系；常用 热塑性建筑塑料与热固性塑料、建筑涂料及胶粘剂的基本性能 与选用。 2、难点提示：聚合物的分类、结构及其与性能的关系。
2019/5/28
复习题
例1 有机高分子材料的特性是什么？ 解：1．密度小 有机高分子材料的密度较小，一般为0．8～2．2 g/cm3，
2019/5/28
土木工程材料
8.2.2 建筑中常用的塑料制品
塑料在土木工程中的应用: 功能材料：防水、隔热保温、隔声和装饰材料； 结构材料：制成玻璃纤维和碳纤维增强塑料； 也可制成塑料壁纸、地板、地毯、门窗和管道等。
2019/5/28
土木工程材料
1、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。
料。
（2）可加工性好，装饰性强，可用多种加工方法（挤出、
压铸等）制成各种形状不同的产品，加工方便，能耗低、
效率高。同时塑料便于着色，制成各种鲜艳的颜色；也
可进行印刷、电镀、印花和压花具有丰富的装饰效果。
2019/5/28
土木工程材料
（3）耐化学腐蚀性好，耐水性强，可作为防水材料 和防潮工程等。 （4）隔热性能好，电绝缘性好，常用作隔热保温工 程和用作绝缘材料。 （5）弹性模量低，受力变形大：弹性模量仅为钢材 的1/10~1/20，在受荷时有明显的蠕变现象，因此，具 有良好的吸振和隔声性能。 （6）耐热性、耐火性差、受力变形大。
2019/5/28
土木工程材料
8.2.1 塑料的基本组成、分类及性能
1、塑料的组成
塑料是以树脂为基础，再加入改善性能的各种添加剂， 如填充剂、增塑剂等制成的合成高分子材料。 （1）树脂：主要成分，决定塑料的性能，占塑料质 量的40％－100％。 主要品种有：聚乙烯、聚氯乙稀、 聚苯乙烯、ABS共聚物、酚醛树脂、环氧树脂、不饱 和树脂、有机硅树脂等。
2019/5/28
土木工程材料
2、塑料管
塑料管是用塑料为原料，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、质量轻、施工方便和供水效率高等 有点。
常用的塑料管：聚氯乙烯（PVC）管、硬质聚氯乙烯 （UPVC）管、聚乙烯（PE）管、聚丙烯（PP）管、 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、聚丁烯（PB）、 玻璃钢（FRP）等。
3.加聚物的结构大多为（ 线）型或（支链 ）型， 它属于（ 热塑）性聚合物；缩聚物的结构大多为 （ 体 ）型，属于（ 热固）性聚合物。
4.聚合物分子量很大，但化学组成却比较简单， 是由简单的（ 结构单元）以重复的方式连接起来 形成分子链或空间网的。
5.组成大分子链的链节在空间排列的几何形状 有（直链 ）（ 支链 ）和（ 网状 ）三种。
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土木工程材料
聚丁烯（PB） 管
特点：耐寒、耐热、耐压、不生锈、不腐蚀、不结垢、 寿命长（可达50-100年），且有能长期耐老化特点， 是目前世界上最尖端的化学材料之一。有"塑料中的 黄金"的声誉。 ； 应用：常用作供水管、热水或冷水管等。
2019/5/28
土木工程材料
8.2.3 粘合剂的基本组成、性能及应用
6 ． 在 结 晶 聚 合 物 中 存 在 着 （ 晶区 ） 和 （ 非晶区 ）
7．结晶的（ 不完全（不完善） ）性，以及 （ 晶态 ）和（ 非晶态 ）并存，是晶态聚合物 在结构上的重要特性。
8．随着温度的变化，非晶态聚合物可呈现 （玻璃态）（ 高弹态 ）（粘流态 ）三种物 理状态；当聚合物处于（ 粘流态 ）时，将发 生不可逆的流动变形成塑性变形。
d塑料门窗 e塑料板材、管材
1.聚合物的老化主要是由于分子发生了（ 交联 ） 或（ 裂解 ）两类化学反应，其结果是使塑料 （ 失去弹性，变硬变脆，出现龟裂现象 ）或 （ 失去刚性，变软发粘，出现蠕动现象 ）。
2.塑料由（ 树脂 ）（ 填充剂 ）（ 增塑剂 ） （ 稳定剂）（ 润滑剂 ）（ 固化剂 ）等组成；胶 粘剂由（ 基料）（固化剂 ）（填料）（增韧剂） （ 稀释剂 ）（ 改性剂）等组成。
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土木工程材料
聚氯乙烯（PVC）塑料及其制品 使用最多、成本低、产量大、耐久性较好，有软质和 硬质多种产品。无定形聚合物，难燃。 硬质PVC（UPVC） 优点：重量轻、能耗低、耐腐蚀性好，点绝缘性好、 导热性低；安装维修方便； 缺点：机械强度低、刚性差。 应用：给排水管道、瓦楞板、门窗、装饰板、建筑零 配件等。
4．耐腐蚀性好 多数有机高分子材料结构十分稳定，对酸、碱、盐等介质的耐
腐蚀性优于普通无机建筑材料。 5·加工性好且使用方便 有机高分子材料可采用多种加工工艺，可塑制成各种形状、厚
度不同的产品；有的经溶剂稀释后可现场施工操作，能适应工 程的不同需要。 6．耐高温和大气稳定性差 多数有机高分子材料高温下易产生软化、分解或燃烧等变化， 失去工程性质。在阳光（特别是紫外线）、热、氧及水蒸气的 作用下，有机高分子材料的组成及内部结构会不断老化，使其 不断变脆甚至开裂，性能逐渐恶化而失去原有的工程性质。 7．对人和环境的健康有不良影响 有机高分子材料在生产、施工及使用过程中可能释放出挥发性 有机物，对人和环境的健康有不良影响。
是一种轻质建筑材料，这也是它在土木建筑工程中的优 点之一。 2．力学性能好 常温下大部分有机高分子材料的韧性良好，其中有许多 强度较高，有些变形能力很强，使其在工程的某些部位 可取代脆性很强的无机材料。 3．耐水性和耐湿性好 多数有机高分子材料憎水性很强，有良好的防水和防潮 性，是土木建筑工程中最常用的防水材料。工程中常通 过选择材料的品种和厚度来满足不同的防水要求。
9．塑料中的聚合物在制品成型阶段处于 （ 可塑（粘流态） ）状态，而在使用时呈 （ 固态（玻璃态） ）。
四、判断
1.塑料的强度并不高，但其比强度高，远高于 水泥混凝土，接近或超过钢材，是一种高强材 料。 ( 对 )
2.热塑性塑料经加热成型，冷却硬化后再经加 热还具有可塑性。 ( 对 )
2019/5/28
土木工程材料
聚丙烯（ＰP）管
特点：坚硬、耐热、防腐、价格低； 应用：主要应用于建筑物室内冷热水供应系统，也广 泛适用于采暖系统。
2019/5/28
丙土木烯工程腈材料-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS） 管
特点：流体阻力小、化学性能稳定、密封性能好、冲 击强度高、硬度大，韧性好 ； 应用：常用作卫生洁具的下水管、输气管、排污管等。
2019/5/28
土木工程材料
8.1 化合物的基本知识
8.1.1 基本概念 8.1.2 聚合物的分类与命名 8.1.3 聚合物的结构与性能特点
（自学）
2019/5/28
土木工程材料 8.2 合成高分子材料 在土木工程中的应用
8.2.1 塑料的基本组成、分类及性能 8.2.2 建筑中常用的塑料制品 8.2.3 粘合剂的基本组成、性能及应用
3.热固性塑料经加热成型，冷却硬化后，此物 质即使再经加热也不会软化。 ( 对 )
2019/5/28
土木工程材料
（4）稳定剂：热稳定剂为改善其热稳定性而加入的少 量物质。常用热稳定剂有硬脂酸盐、铅的化合物以及 环氧化合物等。 光稳定剂是能抑制或削弱光的降解作用、提高材料的 耐光照性能。常用的有炭黑、二氧化钛、氧化锌等 （5）润滑剂：为防止塑料在成型时粘附在模具或设备 上而加入的物质。主要有硬脂酸及其盐类、有机硅等。 （6）固化剂：又称硬化剂，主要作用是使线型高聚物 交联成体型高聚物，使塑料具有热固性。
与传统的钢、木门窗相比：塑料门窗具有美观耐用、 安全、节能，且易加工成型和拼装，结构形式灵活多 样。 为增强聚氯乙烯材料的刚性，常在门窗框、窗扇的异 型材空腹内，插入金属增强材料，故又称塑钢门窗。
2019/5/28
土木工程材料
（1）塑料门窗用型材
塑料门窗用型材是聚氯乙烯（PVC）树脂，添加一些 塑料助剂，经挤出成型制成。 为增加塑料门窗的结构强度、减轻重量、增强保温隔 热性能，其型材大多采用中空型材。
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土木工程材料
（2）按塑料的功能和用途分通用塑料、工程塑料和特 种塑料 通用塑料：产量大、价格低、应用范围广；主要包括： 聚乙烯、聚氯乙稀、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛和氨基 塑料。 工程塑料：机械强度高、刚性较大、具有良好的耐腐 蚀性、耐磨性、自润滑性，可代替钢材和有色金属制 造机械零件和工程结构。常用的有：聚酰胺、ABS等 特种塑料：指耐热或具有特殊性能和特殊用途的塑料。 主要包括有机硅、环氧、不饱和聚酯、有机玻璃等。
2019/5/28
土木工程材料
3、塑料的主要性能
材料的抗拉强度与材 料表观密度之比叫做 比强度。
与传统建材相比，塑料具有下列特点：
（1）密度小、比强度高，密度一般在（0.8－2.2）
×103kg/m3，为钢材的1/8－1/4，混凝土的1/3~2/3，铝的
1/2。比强度多大于钢材和混凝土，是一种轻质高强的材
一、名词解释
热塑性聚合物、热固性聚合物 、塑料的老化
二、选择
1聚氯乙烯属于（ a ）