Полимеры для строительных пластмасс
Полимерами называют вещества, молекулы которых представляют собой цепь или пространственную сетку последовательно соединенных одинаковых групп атомов, повторяющихся большое число раз. Молекулярная масса полимеров очень велика (от нескольких тысяч до миллионов). Полимеры существуют в природе (например, крахмал, целлюлоза, белки). Однако большая часть полимеров, используемых для получения пластмасс, — синтетические.
Исходные вещества, из которых синтезируют полимеры, называют мономерами. Это довольно простые и доступные продукты, получаемые из нефти, газа, угля и других широко распространенных материалов.
В некоторых случаях синтез ведут таким образом, что образуются продукты средней молекулярной массы (до 1000), способные к дальнейшим взаимодействиям. Такие вещества—обычно вязкие жидкости или легкоплавкие смолы — называют олигомеры. К олигомерам относятся, например, эпоксидные и полиэфирные смолы, жидкие в исходном виде и способные твердеть при добавлении отвер-дителей.
В зависимости от строения и химической активности, проявляющихся в поведении при нагревании, полимеры делятся на термопластичные и термореактивные.
Термопластичные полимеры характеризуются способностью многократно размягчаться при нагревании и отвердевать при охлаждении. Большинство из них хорошо растворяется в органических растворителях. Эти свойства обусловлены линейным строением молекул. К термопластичным полимерам относятся полиэтилен и другие полиолефины, полистирол, поливинилхлорид, поливинил ацетат, полиметилметакрилат.
Термореактивные полимеры в отличие от термопластичных при нагревании плавятся, а затем отвердевают необратимо, после отвердевания не растворяются, но в некоторых растворителях могут набухать. К термореактивным относятся фенолоформальдегидные, карбамидные, эпоксидные, полиэфирные полимеры.
Полиэтилен — насыщенный полимерный углеводород (полиолефин), представляющий собой прозрачное роговидное вещество плотностью 0,94…0,97 г/см3, которое размягчается при нагревании до 85…90 °С и плавится при температуре 110… 120 °С. Характеризуется способностью сохранять эластичность до температуры —70 °С, практически нерастворим ни в одном из растворителей. Из него изготовляют пленки, трубы, детали санитарно-технических приборов и электроизоляцию.
Полипропилен близок по составу и свойствам к полиэтилену, но более прочный, жесткий и теплостойкий (температура размягчения 160… 170 °С). Применяют его для изготовления отделочных листов, труб, деталей санитарно-технической и химической аппаратуры.
Полиизобутилен, как и полиэтилен, относится к поли-олефинам, но благодаря иному строению молекул обладает специфическими свойствами: высокой эластичностью (по внешнему виду и механическим свойствам напоминает каучук), морозостойкостью, хорошей адгезией (прилипае-мостью) к бетону и другим материалам. Из полиизобути-лена изготовляют герметизирующие мастики и пленки.
Поливинилхлорид — один из самых распространенных полимеров, применяемых в строительстве,— прозрачный, жесткий и прочный при комнатной температуре полимер, переходящий в вязкотекучее состояние при 180…200°С. Хорошо перерабатывается в различные изделия: трубы, облицовочные материалы, линолеум, пленки и др. Для придания изделиям эластичности при нормальной температуре поливинилхлорид пластифицируют.
Полистирол — высокомолекулярный углеводород, отличающийся от полиэтилена тем, что в состав его входят бензольные кольца, поэтому хорошо растворяется в ароматических углеводородах (бензоле, толуоле). Полистирол — прозрачный, довольно хрупкий полимер, хорошо окрашивающийся и легко перерабатывающийся в изделия. Используют для изготовления цветных облицовочных плиток, всевозможных предметов ширпотреба, а также производства самого распространенного пенопласта — пено-полистирола.
Поливинилацетат — полимер, обладающий высокими адгезионными свойствами. В строительстве его используют в виде водной дисперсии для получения клеев, водоэмульсионных красок, шпатлевок. Дисперсия служит также как добавка к бетонам и растворам для получения поли-мерцементных материалов.
Полиметилметакрилат (известный также под названием органическое стекло) представляет собой прозрачный (пропускает не только видимые, но и ультрафиолетовые лучи) прочный материал, выпускаемый в виде листов и блоков, из которых устраивают светопрозрачные ограж дения, а также изготовляют трубы и другие изделия.
Фенолоформальдегидные полимеры получают в виде олигомерного продукта (вязкой жидкости или легкоплавкой смолы), способного необратимо отверждаться при нагревании. Из них получают слоистые пластики, электротехнические изделия, водостойкие лаки и клеи, пенопласты.
Карбамидные (мочевиноформальдегидные) полимеры бесцветны, в отвержденном состоянии довольно прочны, но не водостойки и склонны к быстрому старению. Однако с помощью модификации можно получать полимеры, практически лишенные этих недостатков. Применяют мочевиноформальдегидные полимеры в основном в качестве клея при изготовлении древесностружечных плит, клееных деревянных конструкций, а также для получения легкой газонаполненной пластмассы — мипоры. Модифицированные карбамидные полимеры применяют для получения лаков и красок.
Полиэфирные полимеры — большая группа полимеров, получаемых поликонденсацией многоатомных спиртов (этиленгликоля, глицерина) и органических кислот. Различают насыщенные (термопластичные) полиэфиры,- например глифталиевый полимер и полиэтилентерефталат (называемый, лавсан), и ненасыщенные полиэфиры (термореактивные). Последние используют в виде жидких оли-гомеров, способных к необратимому отверждению. На основе полиэфиров изготовляют лаки, краски, пленки; их применяют как связующее в стеклопластиках и полимер-бетонах.
Эпоксидные полимеры обладают высокой прочностью, химической стойкостью в отвержденном состоянии и хорошей адгезией к другим материалам. В строительстве их применяют в виде олигомерного продукта для ремонта и склейки железобетонных конструкций, получения полимер-бетона и других специальных целей.
Кремнийорганические полимеры, в состав которых входят соединения кремния, характеризуются повышенной тепло- (до 400…500 °С) и химической стойкостью, хорошей совместимостью с силикатными материалами. Большой вклад в теорию и практику химии кремнийорганических соединений сделан советскими учеными под руководством акад. К- А. Андрианова. В строительстве кремнийорганические полимеры применяют в качестве гидрофобизирую-щих добавок к бетонам и растворам, для получения атмо-сферостойких фасадных красок и защитных покрытий.
Для получения пластмасс также используют сополимеры — высокомолекулярные вещества, получаемые совместной полимеризацией нескольких мономеров или совместным отверждением нескольких олигомеров. При этом получаются вещества с новыми свойствами. Примером сополимера может служить ударопрочный полистирол, получаемый сополимеризацией стирола с мономерами каучуков.
Выбор стройматериалов - Полимеры для строительных пластмасс
Остались вопросы по теме - "Полимеры для строительных пластмасс", задайте их на