高分子材料合成：性能特点简介

2023-09-01 理论教育版权反馈

【摘要】：高分子材料的绝对强度不高，但比强度高。合成高分子材料的刚度小，如塑料的弹性模量只有钢材的1/20～1/10，且在荷载长期作用下易产生蠕变。高分子材料还具有较好的吸声作用。大多数高分子材料高温时不仅可燃，而且燃烧时发烟，产生有毒气体。

1.优点

与传统材料相比，合成高分子材料具有许多优良特性。

（1）密度小，比强度高，刚度小

高分子材料的平均密度为1.45 g/cm3，约为钢的1/5、铝的1/2，与木材相近或略大。这对减轻建筑物自重、节约建筑成本很有利。高分子材料的绝对强度不高，但比强度高。例如塑料的比强度超过钢和铝，是一种优良的轻质、高强材料。

合成高分子材料的刚度小，如塑料的弹性模量只有钢材的1/20～1/10，且在荷载长期作用下易产生蠕变。但如果在塑料中加入纤维增强材料，其强度可大大提高，甚至可超过钢材。

（2）加工性能优良，装饰性好

高分子材料成型温度、压力容易控制，适合不同规模的机械化生产。其可塑性强，可制成各种形状的产品。高分子材料生产能耗小，原料来源广，材料成本低，节能效果明显。高分子材料可以被加工成装饰性优异的各种建筑制品，如采用着色、印花、压花、烫金、电镀等装饰方法，给装饰效果的设计带来了很大的灵活性。

（3）减震、吸声、隔热性好

高分子材料具有良好的韧性，在断裂前能吸收较大的能量，具有较好的减震作用。其导热系数小，如泡沫塑料的导热系数只有0.02～0.046 W/（m·K），是良好的隔热保温材料，保温隔热性能优于木质和金属制品。高分子材料还具有较好的吸声作用。

（4）电绝缘性好

高分子材料介电损耗小，是较好的绝缘材料，广泛用于电线、电缆、控制开关、电气设备等。

（5）耐腐蚀性好

高分子材料的化学稳定性好，对一般的酸、碱、盐及油脂具有较好的耐腐蚀性，因此无须定期进行防腐维护，特别适用于建筑管道、化工厂的门窗、地面和墙体等。

（6）减磨和耐磨性好

有些高分子材料在无润滑和少润滑的摩擦条件下，它们的耐磨、减磨性是金属材料无法比拟的。

（7）耐水性和耐水蒸气性好

高分子建材一般吸水率和透气性很低，对环境水的渗透有很好的防潮、防水功用。

2.缺点

合成高分子材料虽然优点显著，但也有三方面的性能缺点：易老化、易燃及毒性、耐热性差。

（1）易老化

所谓老化，是指高分子化合物在阳光、空气、热以及环境介质中的酸、碱、盐等作用下，分子组成和结构发生变化，致使其性质变化，如失去弹性、出现裂纹、变硬（脆）或变软、发黏等失去原有的使用功能的现象。塑料、有机涂料和有机胶黏剂都会出现老化。

（2）易燃及毒性

高分子材料热稳定性较差，温度升高时其性能明显降低，热塑性塑料的耐热温度一般为50～90℃，热固性塑料的耐热温度一般为100～200℃。大多数高分子材料高温时不仅可燃，而且燃烧时发烟，产生有毒气体。一般可通过改进配方制成自熄或难燃甚至不燃的产品，但其防火性仍比无机材料差。

（3）耐热性差

高分子材料的耐热性能较差，如使用温度偏高，会促进其老化，甚至分解；塑料受热会发生变形，在使用中要注意其使用温度的限制。