高分子材料的应用

高分子材料的应用——防水防尘新型材料等方面的研究进展的介绍

高分子材料是门内容广泛，与其他许多学科交叉渗透，相互关联的综合性新兴学科 随着社会的发展，普通的材料已经不能满足需求，高分子材料则越来越多的用于人们的日常生活.目前高分子材料的发展迅猛，应用的方面也越来越多，越来越广！下面就高分子材料用于防水方面的研究进展进行介绍！

一开始想到这个方面是由于一年前班主任开班会时候对高分子进行的介绍，其中有一点就是应用于防水方面。当时他举了个列子——荷叶.众所周知，荷叶表面的水可以聚成水珠，不会粘在荷叶上，从这个出发 研究荷叶的结构 从而得到防水防尘方面的启发！

荷叶的叶面上布满了一个紧挨一个的“小山包”，“山包”上长满绒毛，好像山上密密的植被，“山包”的顶上又长出一个馒头状的“碉堡”凸顶。因此，在“山包”的凹陷处充满了空气，这样就在紧贴的叶面上形成一层极薄的只有纳米级的空气层。由于雨水和灰尘对于荷叶叶面上的这些微结构来说，无异于庞然大物，于是，当雨水和灰尘降落时，隔着一层纳米空气，它们只能同“小山包”上的“碉堡”凸顶构成几个点的接触，无法进一步“入侵”。水形成水珠，滚动着洗去了叶面的尘埃。荷叶的这种纳米级的超微结构，不仅有利于它自洁，还有利于防止空气中飘浮的大量的各种有害细菌和真菌对它的侵害！

对于这方面 我从一些文献中找出了一点将荷叶的功能应用的实际的列子——德国 Sto 上市公司下属 ISPO 公司，根据荷叶效应机理和硅树脂外墙涂料的实际应用结果，经过 3 年研究工作，成功地把荷叶效应移植到外墙乳胶漆中，开发了微结构有机硅乳胶漆，即荷叶效应乳胶漆。这种荷叶效应乳胶漆采用具有持久憎水性的少乳化剂有机硅乳液等一些专门物质，并形成一个纳 米级显微结构，从而使其涂膜具有类似荷花叶子的表面结构，达到拒水保洁功能

但是荷叶的防水防尘功能是有限的，我们需要做的就是从荷叶的结构方面进行改进，用高分子技术做出更加全面的防水防尘材料！荷叶只是一个列子，只是给我们一个启发。真正要研究的是高分子的结构和结构所表现出来的功能！

1防水方面

世界各地对高分子的研究都是积极的。以前用于防水的材料主要是沥青和砂浆 虽然这2种方法能起到防水作用 但是作用远远没有高分子的作用好 台湾一流的防水中心｛张百兴 张凯然｝在土木建筑工程中使用了一种新型的施工方法——高分子涂膜防水！

高分子涂膜防水涉及的高分子很多 一般主要还是聚氨酯防水！而聚氨酯又有不同的状态防水 1低温固化 2单组份聚氨酯3湿固化4粉煤灰填充双组分聚氨酯等

聚氨酯防水的原理——聚氨酯防水涂料是由异氰酸酯、聚醚等经加成聚合反应而成的含异氰酸酯基的预聚体，配以催化剂、无水助剂、无水填充剂、溶剂等，经混合等工序加工制成的单组分聚氨酯防水涂料。该类涂料为反应固化型（湿气固化）涂料、具有强度高、延伸率大、耐水性能好等特点。对基层变形的适应能力强。聚氨酯防水涂料是一种液态施工的单组分环保型防水涂料，是以进口聚氨酯预聚体为基本成份，无焦油和沥青等添加剂。它是空气中的湿气接触后固化，在基层表面形成一层坚固的坚韧的无接缝整体防膜

聚氨酯防水涂料施工工艺流程： 1.清扫基层，2.涂刷底胶，3.细部附加层，4.第一层涂膜，

5.第二层涂膜，6.第三层涂膜和粘石渣。

特点（1） 能在潮湿或干燥的各种基面上直接施工[1]

（2） 与基面粘结力强，涂膜中的高分子物质能渗入到基面微细细缝内，追随型强。

（3） 涂膜有良好的柔韧性，对基层伸缩或开裂的适应性强，抗拉性强度高。

（4） 绿色环保，无毒无味，无污染环境，对人身无伤害。

（5） 耐候性好，高温不流淌，低温不龟裂，优异的抗老化性能，能耐油、耐磨、耐臭氧、耐酸碱侵蚀。

（6） 涂膜密实，防水层完整，无裂缝，无针孔、无气泡、水蒸气渗透系数小，既具有防水功能又有隔气功能。

（7） 施工简便，工期短，维修方便

（8） 根据需要，可调配各种颜色

（9） 质轻，不增加建筑物负载

国外防水涂料以聚氨酯系列产品用量最大, 但没有焦油型品种, 而我国却以焦油系为主。我国防水涂料的开发和应用于20世纪60年代开始,当时多以石油沥青或各种废旧材料和化工厂的下脚料为主要原料,加工制成乳化沥青防水涂料或废胶粉改性沥青防水涂料和苯乙烯焦油防水涂料等。这些防水涂料的质量不够稳定,施工方法不规范、涂膜厚薄不均匀、防水层使用年限较短等原因导致了这些防水涂料未能在新建的防水工程中得到大面积的推广应用。 我国与20世纪70年代开始研制生产应用聚氨酯防水涂料，80年代大量推广使用于防水工程。由于纯聚氨酯涂料成本高，因此双组分焦油改性聚氨酯防水涂料占主导地位，性能较差，单组分及纯聚氨酯防水涂料生产量很小。北京市顺义鹏程防水材料厂研制成功一种环保型非焦油聚氨酯防水涂料。该涂料高温无毒, 不污染环境、成本低, 经使用表明, 其防水性能好。

我国防水涂料低性能产品比例过大, 如塑料油膏、水性PVC胶泥、再生胶、改性沥青涂料和氯丁胶沥青涂料等的市场占有量在85%以上,而高性能聚氨酯涂料、丙烯酸涂料、硅橡胶涂料等只占10%以上。我国“九五”期间重点发展聚氨酯和橡胶改性沥青防水涂料, 积极开展高质量和高固含量橡胶改性沥青防水涂料！这类高分子防水材料的性能要高于沥青等原始防水材料 在国内外用量较大！ 但同时这类高分子防水材料有很多缺点。最重要的一点是有毒.

下面介绍的国内一类高分子材料——高分子防水卷材！

防水卷材现在一般分为高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材还有原来老的沥青防水卷材等但现在城市里不允许用热沥青了，空气污染太严重吧我感觉，所以一般选用高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材。合成高分子防水卷材是指以合成橡胶、合成树脂或此两者的共混体为基料，加入适量的化学助剂和填充料等。经不同工序加工而成可卷曲的片状防水材料；或把上述材料与合成纤维等复合形成两层或两层以上可卷曲的片状防水材料！

高分子防水卷材分为多种

1PVC防水卷材 2EVA防水卷材3PE防水卷材 4ECB防水卷材5PET防水卷材

新型的防水材料是近十多年发展起来的，我国的新型建筑材料虽然起步较晚，但发展较快，并注意到多品种、多档次、系列化产品的发展。防水新材料、新技术的出现已成为我国建筑防水事业的转折点，并且在建筑防水工程中起到非常重要的作用。现代新型建筑的发展，表现出我国的建筑技术已经发展到一个新的水平。面对建筑的防水问题，也提出了新的更高的要求。现代建筑使用的防水材料不仅有良好的防水性能，还有较高的耐高温、低温的性能，以适用使用期的温度变化。还有较好的强度及延伸率，并要有优异的耐老化等特点，以适应基层的变化。新型防水材料的典型代表是用高分子材料为主体，这代表着防水新材料的发展趋势。新型防水材料具有较强的抗渗透性，施工操作简便、速度快，易于掌握等特点，并广泛适用于高档建筑物的屋面防水、地下工程防水、隧道顶面防水、垃 圾场的渗漏等，使用范围较

2防尘方面

目前的防尘材料主要还是纳米材料，纳米材料魔方荷叶的疏水，防尘原理。利用纳米材料2元协同的荷叶双疏机理，以极低的表面张力和强劲的附着能力在被保护表面形成一种独特的分子级保护膜，该保护膜使灰尘与凃层表面解除面基减伤90%.并具有极强的疏水功能！而且这类纳米材料的寿命超长，广泛应用在航天航空，军用飞机车辆，海军战舰，火车汽车，家居建筑等领域！同时纳米材料可以被制成多种防尘材料主要用于家居保洁！比如陶瓷纳米防尘材料，金属纳米防尘.衣服口罩的防尘等应用

总而言之，研究高分子的最终目的是使高分子的性能应用于社会生活中，给人们的生活带来便利！同时不污染环境！目前来说对于高分子的研究还不完全，依然很多高分子应用到社会

生活中在给人类带来便利的同时严重污染了环境！高分子材料种类繁多，性质多样，因具有质量轻、加工方便、产品美观实用等特点颇受人们青睐，广泛应用于各行各业。从人们的日常生活到高精尖的技术领域都离不开高分子材料，它已成为人类最重要的材料。但是在高分子材料的生产、加工过程和高分子材料废弃物都对环境具有很大压力，高分子材料的绿色化势在必行

高分子材料应用覆盖面广，性能较普通材料先进。这里目前是我能找出的防水防尘方面研究进展方面的介绍！这类科学的前景广阔，还需要更加努力的研究！

高分子材料与工程2班 2012221113100269 罗强