Полимерные материалы и изделия
Полимерными называют материалы, в состав которых в качестве основного компонента входят высокомолекулярные органические вещества (полимеры). Благодаря способности в процессе переработки принимать требуемую форму и сохранять ее после снятия действующих усилий полимерные материалы называют также пластическими массами (пластмассами). Пластмассы представляют собой сложные композиции, состоящие из полимерного связующего, наполнителей, стабилизаторов, пластификаторов, отвердителей и других компонентов.
малая плотность; высокая прочность; хорошие теплоизоляционные и электроизоляционные свойства; красивый внешний вид; устойчивы к щелочам и кислотам; непроницаемы для воды; высокая прозрачность; низкая истираемость.
низкая теплостойкость, высокий коэффициент линейного температурного расширения, повышенная ползучесть, способность воспламеняться, некоторые пластмассы выделяют в окружающую среду вредные вещества, под воздействием окружающей среды происходит старение пластмасс.
Термопластичные полимеры при многократном нагревании размягчаются, а при охлаждении затвердевают. Они имеют линейное строение. Термореактивные полимеры, имеющие пространственное строение молекул после затвердевания, не могут обратимо расплавляться и снова затвердевать.
А - полученные полимеризацией мономеров без выделения побочных продуктов (полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол и др.). Б - полученные поликонденсацией, сопровождающейся выделением простейших побочных продуктов - воды, аммиака и др. (эпоксидные, полиэфиры, фенолоальдегидные, кремнийорганические и др.). В - полученные модификацией природных полимеров (целлюлозы и белков), например, этилцеллюлоза, метилцеллюлоза, альбумин и др. Г - продукты перегонки органических веществ (природные и нефтяные битумы, каменноугольные дегти, пеки и масла.
связующие вещества, наполнители, пластификаторы, красители, отвердители.
синтетические смолы и каучуки, природные смолы, производные целлюлозы. Полимеризационные полимеры (полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирол, поливинилацетат), Поликонденсационные полимеры ( полиуретаны, полиэфиры, эпоксиды ).
Полиэтилен [—СН 2 —СН 2 —] n — насыщенный линейный полимерный углеводород, получаемый полимеризацией газа этилена СН 2 =СН 2. Полиэтилен - прозрачное вещество плотностью 0,94...0,97 г/см 3, размягчающееся при нагревании до 8О...9О°С и плавящееся при 1ОО...12О°С. Характерная особенность полиэтилена — способность сохранять эластичность до—80 °С. Полиэтилен хорошо противостоит действию большинства кислот, щелочей и растворителей. Из полиэтилена изготовляют в основном пленки, трубы (для холодного водоснабжения и транспортировки агрессивных жидкостей), а также трубки для скрытой электропроводки и некоторые санитарно-технические изделия.
Полипропилен [—СН 2 —СН-( СНз )—] n —более прочный, жесткий и температуростойкий (температура размягчения 160... 170 °С). Полипропилен обладает высокой прочностью, химической стойкостью, не поглощает воду. Отрицательное свойство полипропилена — низкая атмосферостойкость и плохая склеиваемость. При воздействии прямого солнечного света изделия из этого полимера становятся хрупкими. Из полипропилена изготовляют трубы диаметром 25 — 150 мм для горячего водоснабжения и транспортирования агрессивных жидкостей, изоляционные пленки, вентиляционные решетки, строительные клеи, замазки, уплотняющие мастики и липкие пленки.
Полиизобутилен [—СН 2 —С-(СН 3 ) 2 —] n — полимер обладает рядом специфических свойств: высокой эластичностью (по внешнему виду и механическим свойствам напоминает каучук), морозостойкостью, хорошей адгезией ( прилипаемостью ) к бетону и другим силикатным материалам. Применяется полиизобутилен для изготовления герметизирующих пленок, прокладок и мастик, в частности для герметизации стыков крупнопанельных зданий.
Поливинилхлорид [—СН 2 —СНС l —] n —прозрачный, жесткий и прочный при комнатной температуре полимер, при нагревании до 6О...1ОО°С он размягчается, а при 160...200°С— плавится. Достоинства поливинилхлорида — устойчивость к действию кислот, щелочей, смазочных масел, а также высокие диэлектрические свойства. Основной недостаток поливинилхлорида — малая устойчивость к действию тепла и света. Из поливинилхлорида получают различные изделия: линолеум, трубы, плинтусы и другие погонажные изделия, отделочные пленки, искусственную кожу и др.
Полистирол [—СН 2 —СНС 6 Н 5 —] n —прозрачный, довольно прочный, но хрупкий полимер, хорошо окрашивается и легко перерабатывается в изделия. Хорошо сваривается при температуре 220 — 250°С, склеивается, легко поддается механической обработке (сверлению, пилению). К недостаткам полистирола относятся хрупкость, низкая атмосферостойкость, горючесть. Полистирол используют для изготовления облицовочных листов и плиток, пленок, теплоизоляционного пенополистирола.
Поливинилацетат (—СН 2 — СНСООСНз —) n — полимер, у которого к основной углеводородной цепи периодически присоединены остатки уксусной кислоты, что предопределяет невысокую водостойкость полимера и хорошие адгезионные (клеящие) свойства. Применяют его в полимерцементных растворах и бетонах для устройства бесшовных полов. В строительстве поливинилацетат широко используют в виде водной дисперсии, благодаря пластичности и светостойкости, высоким адгезионным свойствам по отношению к металлу, дереву, используют для получения клеев, водоэмульсионных красок, шпаклевок и мастик, а также как добавку к бетонам и растворам (так называемые полимерцементные материалы).
Карбамидные (мочевиноформальдегидные) полимеры —бесцветны, в отвержденном состоянии они довольно прочны, но не водостойки и склонны к быстрому старению. Применяют мочевиноформальдегидные полимеры главным образом при изготовлении древесностружечных плит, клееных деревянных конструкций, слоистых пластиков, а также особо легкой газонаполненной пластмассы — мипоры. Модифицированные карбамидные полимеры применяют для получения лаков и красок.
Полиэфирные полимеры: насыщенные (термопластичные) полиэфиры, например глифталиевый полимер и полиэтилентерефталат (известный более под названием лавсан), и ненасыщенные полиэфиры (термореактивные). На основе ненасыщенных полиэфиров изготовляют лаки и краски, их используют как связующее в стеклопластиках и полимербетонах.
Эпоксидные полимеры —вид полимеров, обладающий высокой прочностью, химической стойкостью в отвержденном состоянии и очень хорошей адгезией к другим материалам. Выпускают эпоксидные полимеры в виде смолообразного олигомерного продукта, отверждаемого веществами отвердителями. В строительстве эпоксидные полимеры применяют для склейки и ремонта железобетонных конструкций, получения полимербетонов и других специальных целей.
Кремнийорганические полимеры —в составе которых наряду с органической частью в основной цепи или боковых ответвлениях присутствует кремний. Благодаря наличию кремния полимеры приобретают ряд специфических свойств: повышенную термо - (до 400...500°С) и химическую стойкость. Их применяют в качестве гидрофобизирующих добавок к бетонам и растворам, для получения атмосферостойких фасадных красок и для защитных покрытий облицовочных изделий из пористых горных пород и бетонов.
порошки (древесная мука, слюда, тальк, каолин, графит), волокна (стеклянное, асбестовое, хлопчатобумажное), ткани (стеклянная, асбестовая и др.), листовые материалы (бумага, древесный шпон, металлическая фольга). Они удешевляют стоимость изделий, улучшают их свойства, например, повышают прочность и теплостойкость.
Пластификаторы - вещества, добавляемые для улучшения удобоформуемости массы. Они также уменьшают хрупкость и жесткость материалов в процессе их изготовления и применения.
вальцевание (каландрирование), экструзия, прессование, под давлением, термоформование, сварка.
Плотность - 900...2200 кг/м 3 Модуль упругости : у стеклопластиков - (0,1...0,31). 10 6 МПа, у ненаполненных пластмасс- (0,001...0,045). 10 6 МПа). Теплопроводность : - для плотных пластмасс - 0,23...0,7 Вт/(м. К), - для пористых - 0,03 Вт/(м. К). Водопоглощение - (0,1...0,5) %, Теплостойкость большинства полимеров равна 80...150 о С. - у кремнийорганических полимеров - до 400 о С, - у политетрафторэтилена (фторопласта) - до 260 о С. Высокие диэлектрические свойства.
63 / 7 Спасибо ! НГУАДИ Бернацкий Анатолий Филиппович
