Подробное описание

Подробное описание

По происхождению полимеры делят на:
1) природные, биополимеры (полисахариды, белки, нуклеиновые кислоты, каучук, гуттаперча);
2) искусственные — полученные из природных путём химических превращений (целлулоид, ацетатное, медноаммиачное, вискозное волокно);
3) синтетические — полученные из мономеров (синтетические каучуки, волокна/капрон, лавсан, пластмассы).

По составу полимеры бывают:
1) органические (их большинство);
2) элементоорганические (поликарбонаты, кремнийорганические);
3) неорганические (некоторые простые вещества: полимерные олово, селен, теллур, аморфная сера, черный фосфор, карбин, поликумулен, полифосфазены, сульфаны — линейные, кварц, корунд, алюмосиликаты — сетчатые).

По структуре макромолекулы:
1) линейные (высокоэластичные);
2) разветвленные;
3) сетчатые (низкоэластичные).

По химическому составу:
1) гомополимеры (содержат одинаковые мономерные звенья);
2) гетерополимеры или сополимеры (содержат разные мономерные звенья).

По составу главной цепи:
1) гомоцепные (в главную цепь входят атомы одного элемента);
2) гетероцепные (в главную цепь входят разные атомы).

По пространственному строению
1) стереорегулярные — макромолекулы построены из звеньев одинаковой пространственной конфигурации, или из звеньев разной пространственной конфигурации, но чередующихся в цепи с определенной периодичностью;
2) нестереорегулярные (атактические) — с произвольным чередованием звеньев разной пространственной конфигурации.

По физическим свойствам:
1) кристаллические (имеют длинные стереорегулярные макромолекулы);
2) аморфные: высокоэластическое, вязкотекучее, стеклообразное состояние.
Если полимер переходит из высокоэластичного состояния в стеклообразное при температурах, ниже комнатной, его относят к эластомерам, при более высоких температурах — к пластикам.
Полимеры, которые обратимо твердеют и размягчаются называют термопластичными; если при нагревании полимер утрачивает способность переходить в вязкотекучее состояние из-за образования сетчатой структуры, он называется термореактивным.
Для характеристики полимера используют: степень полимеризации, строение мономерного звена, молекулярную массу. А также указываются другие особенности его строения, физических свойств.

По способу получения полимеры бывают:
1) полимеризационные;
2) поликонденсационные.

Природные смолы (натуральные смолы, естественные смолы) — продукты жизнедеятельности в основе некоторых растений (преимущественно тропических и хвойных, главным образом семейства сосновых), содержащиеся в жидкостях (бальзамах), которые выделяются на поверхность коры самопроизвольно или при их ранении.
Различают натуральные смолы:
1) «молодые» (собирают непосредственно с деревьев);
2) ископаемые (извлекают из земли).
Смолы природные — окрашенные (иногда бесцветные) стеклообразные вещества, затвердевающие на воздухе; размягчаются (плавятся) при нагревании; не растворяются в воде, растворяются или набухают в органических растворителях.
Основные компоненты растительных смол: смоляные кислоты; одно- или многоатомные спирты (резинолы); эфиры смоляных кислот и резиноловных или одноатомных фенолов; инертные углеводороды (резены). В состав смол могут входить также эфирные масла и вода.
До 30-х гг. 20 в. натуральные смолы были главными пленкообразующими для лакокрасочных материалов и широко использовались, кроме того, как связующие в производствах клеев, сургуча, линолеума, шлифовальных и полировальных паст, грампластинок, медицинских пластырей, жевательной резинки, в качестве аппретов для тканей и бумаги и др. В настоящее время натуральные смолы успешно заменяются смолами синтетическими.
К числу наиболее известных природных смол относят: акароид, даммара, канифоль, копалы, мастике, сандарак, шеллак, янтарь. Такие естественные смолы, как даммара и сандарак, применяют для специальных лаков (лакирование музыкальных инструментов и т.п.). В современной промышленности сохранили значение преимущественно канифоль, в меньшей степени-копалы, шеллак и янтарь.
Копалы (испанский — copal — смола) — вещества от светло-желтого до темно-коричневого цвета; температура плавления до 360 0 С; плотность 1,03-1,06 г/см 3 ; кислотное число 35-140; растворим в алифатических спиртах, ацетоне, скипидаре, ароматических углеводородах. Состоят в основном из смоляных кислот. Содержатся в растениях семейства араукариевых (агатис), цезалышниевых (гименея, трахилобиум) и др. Получают подсочкой деревьев или добывают из их остатков в земле (ископаемые копалы). Название сортов происходит чаще от мест добычи, например, копалы Занзибар (Восточная Африка), каури (Новая Зеландия), конго (Западная Африка), манила (Юго-Восточная Азия). Копалы сорта манила — пленкообразующие спиртовых лаков, остальные сорта-компоненты масляных лаков, образующих атмосферостойкие покрытия.
Шеллак (голландский- schellak) – тонкие непрозрачные чешуйки от лимонного до темно-коричневого цвета; температура размягчения 77-85 0 С; плотность 1,14-1,22 г/см 3 ; кислотное число 55-75; частично растворимы в алифатических спиртах (нерастворимый остаток – воск). Состоит преимущественно из алифатических и ароматических гидрокси-кислот, а также их лактонов и лактидов. Свето- и износостоек, обладает хорошими клеящими и электроизоляционными свойствами. Пленки лака имеют сильный блеск и значительную твердость, но недостаточно влагостойки. Получают очисткой смолы штоклак (стиклак), которую вырабатывает насекомое лаковый червец, паразитирующий на растениях семейства мимозовых (акация, альбиция); добывают в Индокитае и Индостане. Пленкообразующее спиртовых лаков и политур для отделки деревянных изделий.
Канифоль является наболее доступной смолой растительного происхождения, применяемой в производстве лаков. Её добывают из живицы хвойных деревьев (сосна, ель, пихта) путем отгонки из нее скипидара. Остаток после отгонки представляет собой хрупкую стекловидную смолу от желтого до коричневого цвета — канифоль. Она термопластична и размягчается при температуре 65-75 0 С.
Канифоль представляет собой смесь смоляных кислот (главным образом абиетиновой), нерастворима в воде, но растворяется в спирте, ацетоне, бензине, скипидаре, бензоле, маслах, а также в водных растворах щелочей (с образованием канифольных мыл), применяют ее в мыловарении и бумажном производстве.
Смоляные кислоты канифоли образуют нерастворимые мыла с некоторыми пигментами. Это приводит к преждевременному загустеванию красок (при хранении). Кроме того, пленки канифоли отличаются хрупкостью и легко размягчаются. Поэтому в производстве лаков применяют облагороженную канифоль, кислотные свойства которой понижены в результате образования эфиров канифоли (преимущественно глицериновых) и её солей (резинатов кальция, цинка). Эфиры канифоли водоустойчивы и в масляных, и масляно-эмалевых красках используются не только для внутренних, но и для наружных покрытий.
Соли канифоли (резинаты) недостаточно водостойки и применяются для внутренних покрытий. Резинаты свинца, кобальта, марганца, цинка используют также как сиккативы.
Янтарь (от литовского – gintaras, латышского – gzintaras) — ископаемая смола хвойных деревьев (встречается в отложениях третичного периода по берегам Балтийского моря). Температура плавления 280-320 0 С, температура размягчения

150 0 С; плотность 1,05-1,10 г/см 3 ; кислотное число 15-35. Цвет от желтого до желто-красного и желто-бурого; иногда светло-коричневый, молочно-белый, оранжевый; редко бледно-зеленый, голубой, черный; встречаются также бесцветные образцы. Вязкое вещество, легко поддающееся механической обработке. При сжигании испускает смолистый запах, по которому его отличают от поделок. Различается также по видовому составу смол и степени прозрачности, например прозрачный, облачный, непрозрачный, костяной (похож на слоновую кость), пенистый. Служит для получения янтарной кислоты, масляных лаков, медицинских препаратов, реактивов и др.; ювелирно-поделочный материал.

Ценность природной смолы тем больше, чем выше ее температура размягчения (плавления), крупнее куски и светлее окраска.

Основные преимущества реактопластов по сравнению с термопластами — более широкие возможности регулирования вязкости, смачивающей и пропитывающей способности связующего; недостатки обусловлены экзотермическими эффектами, объемными усадками и выделением летучих веществ при отверждении и связанными с этим дефектностью и нестабильностью формы изделий и их хрупкостью. Процессы формования изделий из реактопластов обычно более длительны и трудоемки, чем из термопластов. На предельных стадиях отверждения реактопласты не способны к повторному формованию и сварке. Соединение деталей из реактопластов производят склеиванием и мехеическими методами. При низких степенях отверждения реактопласты способны к так называемой химической сварке и при формовке одной детали к другой.

Основные достоинства пластмасс — возможность производства деталей сложной формы и полуфабрикатов (пленок, труб, профилей и т.п.) высокопроизводительными, малоэнергоемкими и безотходными методами формования, низкая плотность, устойчивость в агрессивных средах, к воздействиям вибрации и ударных нагрузок, радиационных излучений, атмосферостойкость, высокие оптические и диэлектрические свойства, легкость окрашивания.
К недостаткам относятся горючесть, большое тепловое расширение, низкие термо- и теплостойкость, склонность к ползучести и релаксации напряжения, растрескивание под напряжением.

Области применения
Пластмассы применяют во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства в качестве материалов конструкционного, защитного, электротехнического, декоративного, фрикционного и антифрикционного назначений.

Идентификационная маркировка пластиков
В США популярны знаки в виде треугольника из трех замкнутых стрелок, внутри – цифра или латинские буквы. Сам знак означает замкнутый цикл (создание – применение – утилизация), а надписи определяют материал. Цифрами 1–19 обозначают пластики, 20–39 бумагу и картон, 40–49 металлы, 50–59 древесину, 60–69 ткани и текстиль, 70–79 стекло.
В свою очередь для пластмасс, например, установлены такие обозначения: PETE – полиэтилен, V – поливинилацетат, LDPE – полиэтилен низкого давления, PP – полипропилен, PS – полистирол, HDPE – полиэтилен высокого давления, PAN – полиакрилонитрил.

§ 12. Полимеры

Структура и классификация полимеров. В сознании любого человека понятие «полимеры» ассоциируется с чем-то необыкновенно большим, крупным. В действительности, это так и есть.

Эти повторяющиеся структурные фрагменты в макромолекуле полимера называют элементарным звеном и в химической формуле записывают в круглых скобках. Число элементарных звеньев называют степенью полимеризации. Поскольку степень полимеризации для каждой конкретной молекулы полимера может варьироваться в значительных пределах, её обозначают не числом, а подстрочным индексом n в формуле вещества. Например, химическую формулу одного из самых распространённых полимеров — полиэтилена записывают так: (—CH₂—CH₂—)_n, где (—CH₂—CH₂—) — элементарное звено, n — степень полимеризации.

Вещество, из которого образуется полимер, называется мономером. По природе мономера различают неорганические и органические полимеры.

Превращение мономера в полимер может осуществляться в ходе реакции полимеризации (в этом случае помимо полимера в результате реакции не образуется никаких других веществ) или реакции поликонденсации (в таких реакциях кроме полимера образуются также низкомолекулярные побочные продукты, например вода).

Приведём пример реакции полимеризации для получения полиэтилена:

Примером реакции поликонденсации служит превращение углеводов — глюкозы в крахмал:

По происхождению различают природные полимеры, или биополимеры (они создаются самой природой, без участия человека), искусственные (это химически модифицированные природные полимеры) и синтетические полимеры (те, которые получают химическим путём).

Буквально на каждом шагу в повседневной жизни мы сталкиваемся с веществами полимерного строения. Это строительные, отделочные, упаковочные, изоляционные материалы; детали машин и механизмов; одежда, ткани и обувь; декоративные, антикоррозионные и специальные покрытия; резинотехнические изделия, эластомеры и многое другое. При этом сама жизнь немыслима без природных высокомолекулярных веществ — биополимеров, к числу которых относятся белки, нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), полисахариды (крахмал, целлюлоза, гликоген, хитин и др.).

Кратко охарактеризуем наиболее важные группы известных вам полимеров — пластмассы и волокна.

Пластмассы. К первой группе полимерных материалов относятся пластмассы.

Как правило, пластмасса представляет собой смесь нескольких веществ, а полимер — это лишь одно из них, но самое важное. Именно он связывает все компоненты пластмассы в единое, более или менее однородное целое. Поэтому полимер в составе пластмассы называют связующим.

Понятно, что превращать в готовые изделия удобно те пластмассы, которые обратимо твердеют и размягчаются. Такие пластмассы называют термопластами или термопластичными полимерами. К ним относятся полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид, полиамиды. Если же в процессе формования изделия происходит сшивка макромолекул и полимер, твердея, приобретает пространственную структуру, то подобные пластмассы называют реактопластами или термореактивными полимерами, — это фенолоформальдегидные, карбамидные и полиэфирные смолы. Обратно в вязкотекучее состояние такой полимер вернуть нельзя.

Кроме связующего полимера в состав пластмасс часто вводят разные добавки — наполнители, красители, а также вещества, повышающие механические свойства, термостойкость и устойчивость к старению. Наполнители не только значительно удешевляют пластмассы, но и придают им многие специфические свойства. Так, пластмассы с наполнителем в виде алмазной и карборундовой пыли — это абразивы, т. е. шлифовальный материал. Широкому применению пластмасс способствует их низкая стоимость, лёгкость переработки. По свойствам пластмассы часто не уступают металлам и сплавам, а иногда даже превосходят их.

Рис. 47. Примерное соотношение объёмов применения пластмасс в различных областях народного хозяйства

Основные потребители пластмасс — это строительная индустрия, машиностроение, электротехника, транспорт, производство упаковочных материалов, товаров народного потребления (рис. 47). Именно поэтому многими исследователями ХХ век был назван «пластмассовым» веком.

Понятие «полимеры» часто воспринимается как категория химическая, как нечто придуманное и синтезированное химиками-изо-бретателями. Однако многие полимеры встречаются в природе, и не в форме брошенных человеком и загрязняющих её отработанных изделий, а в виде натуральных веществ, синтезированных растительными и животными организмами. Так, растущее в Малой Азии дерево ликви-дамбар выделяет пахучую смолу, называемую стираксом, которую ещё 3000 лет назад древние египтяне использовали при бальзамировании умерших. Стиракс, так же как и «драконова кровь», выделяемая малайской пальмой ротангом, представляет собой не что иное, как полистирол. Жужелица чёрная (Abax ater) в случае опасности выстреливает жидкостью, состоящей в основном из мономерного метилме-такрилата, который, полимеризуясь на теле врага, делает его неподвижным.

Основные пластмассы и области их применения приведены в таблице 6.

Таблица 6
Пластмассы и их применение

Волокна. Ко второй группе полимерных материалов относятся волокна.

Как и все полимеры, волокна бывают природные (натуральные) и химические.

Природные волокна по происхождению бывают растительные, животные и минеральные.

Волокна растительного происхождения (рис. 48) делят на волокна, формирующиеся на поверхности семян (хлопок); волокна стеблей растений — лубяные волокна (лён, джут, пенька); волокна оболочек плодов (копра орехов кокосовой пальмы).

Рис. 48. Волокна рас тительного происхождения: а — хлопок; б — лён; в — копра орехов кокосовой пальмы

Наиболее важное волокно растительного происхождения — хлопковое. Оно обладает хорошими механическими свойствами, износоустойчивостью, термостабильностью, умеренной гигроскопичностью, применяется в производстве различных тканей и трикотажа, ниток, ваты. Лён используется для изготовления бельевых, платьевых и декоративных тканей, лубяные волокна — в производстве тканей, из которых делают тару (мешки), канаты, верёвки.

К волокнам животного происхождения (рис. 49) относят шерсть и шёлк. При горении таких волокон можно почувствовать запах жжёного рога.

Рис. 49. Волокна животного происхождения: а — шёлк; б — шерсть

Натуральная шерсть характеризуется невысокой прочностью, большой эластичностью. Она идёт на изготовление тканей бытового и технического назначения, трикотажа, валяльно-войлочных изделий.

Натуральный шёлк вырабатывают многочисленные гусеницы и пауки. Самое известное насекомое, играющее важную экономическую роль в производстве шёлка, — это гусеница тутового шелкопряда.

Китайцам шёлк был известен более чем за 2500 лет до н. э. Секрет его изготовления охранялся государством, пока в 550 г., по легенде, два персидских монаха не вывезли контрабандой из Китая яйца шелковичных червей для разведения, спрятав их в полые бамбуковые трости. Они привезли их в Константинополь византийскому императору Юстиниану I.

Натуральный шёлк — это очень дорогое волокно. Например, в Японии шёлковое кимоно стоит около 30 000 долларов.

Раньше шёлк окрашивали натуральными красителями, например кошенилью, в различные цвета — пурпурные, алые, лиловые и т. д. Такой шёлк использовали для одежды царствующих особ, священнослужителей (рис. 50) и т. п.

Рис. 50. А. Ван Дейк. Портрет кардинала Гвидо Бентивольо. 1623

Единицей измерения шёлка является мумми — это единица массы (3,75 г), соотнесённая с квадратным метром ткани фабричного производства. Квадратный метр большинства сортов шёлка весит 16—22 мумми, однако некоторые китайские сорта весят только 4—8 мумми.

К природным волокнам минерального происхождения относятся асбесты, из которых получают технические волокна. После переработки этих волокон в пряжу из неё делают огнезащитные и химически стойкие ткани, фильтры, трубы, шифер и т. п.

Ещё асбестовое волокно используют в производстве композитов и картонов. Интересно, что в России асбест был известен давно под названием «горный лён». Из него на фабриках хозяина «Каменного пояса» (так нередко называли Уральские горы) промышленника Демидова делали несгораемое бельё, которое тот в качестве экзотических презентов дарил знатным людям, в том числе и императрице Екатерине Великой.

Химические волокна получают из растворов или расплавов волокнообразующих полимеров. Их делят на искусственные (вискозное, ацетатное и др.) и синтетические (капрон, лавсан, энант, нейлон). Искусственные волокна производят из природных полимеров или продуктов их переработки, главным образом из целлюлозы и её эфиров, а синтетические — из синтетических полимеров.

Неорганические полимеры. Рассмотрим ещё одну группу полимеров, которую обычно редко связывают с этим понятием. Это неорганические полимеры — вещества с атомной кристаллической решёткой.

Неорганический полимер — серу пластическую — нетрудно получить из кристаллической серы, выливая её расплав в холодную воду. В результате получается резиноподобное вещество, строение которого можно отобразить так:

Элементарным звеном в этом полимере являются атомы серы.

Другие неорганические полимеры, имеющие атомную структуру, — это все аллотропные видоизменения углерода (в том числе алмаз и графит), селен и теллур цепочечного строения, красный фосфор, кристаллический кремний. Последний обладает полупроводниковыми свойствами и используется для изготовления солнечных батарей (рис. 51).

Рис. 51. Солнечная батарея, изготовленная с применением кристаллического кремния

Мы привели примеры простых веществ, имеющих полимерную атомную структуру. Ещё более разнообразна группа неорганических полимеров — сложных веществ. Это, например, оксид кремния (IV):

Разновидностями этого полимера, который образует основную массу литосферы, являются кварц, кремнезём, горный хрусталь, агат (рис. 52).

Рис. 52. Агат

Не менее распространён и такой важный для литосферы полимер, как оксид алюминия. Чаще всего оба эти полимера образуют минералы, имеющие общее название алюмосиликаты. К ним относятся, например, белая глина (каолин), полевые шпаты, слюда.

Почти все минералы и горные породы представляют собой природные полимеры.

Следующий параграф будет посвящён смесям — твёрдым, жидким, газообразным, их классификации, составу, методам очищения основного вещества от примесей.

Строй-справка.ру

Отделочные полимерные материалы и изделия
Отделочные полимерные материалы и изделия

Отделочную продукцию из полимеров можно разделить на следующие группы: материалы для облицовки стен и потолков, а также встроенной мебели; погонажные архитектурно-строительные изделия; конструкционно-отделочные материалы; вспомогательные материалы (клей, мастики и т. п.).

Для облицовки стен и потолков изготовляют материалы рулонные, плиты, плитки, листы. К рулонным относят линкруст, влагостойкие обои, пленки декоративные «Изоплен», «Тексоплен» и др. Листовыми и плитными служат декоративный бумажно-слоистый пластик, древесностружечные и древесноволокнистые плиты, листы из жесткого поливинилхлорида и органического стекла, акустические плиты, облицовочные плитки и т. п.

Линкруст — отделочный материал, получаемый путем нанесения тонкого слоя пластмассы, состоящей из полимера, наполнителя, пластификатора и красителя, на плотную бумажную подоснову. В качестве полимера для производства линкруста обычно используют поливинилхлорид, наполнителями служат пробковая или древесная мука; пластификатором — диоктилфталат.

Линкруст неокрашенный или окрашенный по всей массе, гладкий или тисненый с лицевой стороны (рифленый рисунок) выпуска-Ют в рулонах длиной не менее 12 м, шириной 0,5; 0,6; 0,75; 0,90 м при толщине по рельефу не более 1,2 мм. Он достаточно водо- и гнилостоек, не коробится при хранении и не выцветает на солнце.

Его широко применяют для отделки стен и перегородок в помещу ниях административных и общественных зданий, кают, вагонов ц др. По верхнему краю он окаймляется багетом.

Влагостойкие (моющиеся) обои — отделочный материал с лицевой поверхностью, стойкой к действию воды. Водостойкие обои вьь пускаются печатные, по одно- и многоцветному фону, с рельефной печатью, тисненые, с клеевым слоем. Ширина всех видов изготовляемых моющихся обоев 500, 560 и 600 мм при длине рулона 6; 10,5; 12 и 18 м. Для наклеивания обоев используют карбоксиметилцеллюлозные клеи (клейстеры) или метилцеллюлозу водорастворимую.

Поливинилхлоридная декоративная пленка — тонкий, прозрачный или окрашенный по всей толщине рулонный материал. Такие пленки изготовляют вальцово-каландровым способом и выпускают в рулонах двух типов: ПДО — без клеевого слоя и длиной 15 м и шириной 1,5 и 1,6 м и ПДСО — с клеевым слоем длиной 15 и 8 м, шириной 0,45; 0,5 и 0,9 м при толщине 0,15 мм. Пленки с клеевым слоем получают путем нанесения на внутреннюю сторону клея, который прикрывается антиадгезионной бумагой. Перед использованием пленки бумагу, защищающую клеевой слой, снимают и пленку приклеивают к отделываемой поверхности.

Поливинилхлоридные пленки предназначены для отделки хорошо подготовленных поверхностей — стен жилых и общественных зданий, дверных полотен и других элементов интерьера.

Поливинилхлоридные пленки на бумажной подоснове «Изоплен» изготовляют промазным способом из поливинилхлоридной композиции, в состав которой помимо полимера входят наполнители, пластификаторы, красители и различные добавки. В зависимости от вида лицевой поверхности пленки выпускают трех типов: А — одноцветные, Б — многоцветные с печатным рисунком, защищенным прозрачной пленкой, и В — с печатным рисунком, нанесенным на лицевую поверхность поливинилхлоридной пленки. «Изоплен» предназначается для внутренней отделки стен и встроенной мебели жилых помещений. Так как он горючий материал, его нельзя применять на путях эвакуации, в детских помещениях и в помещениях с массовым скоплением людей. Выпускают «Изоплен» в рулонах длиной 10,5; 12,0; 18,0 и 25,0 м, шириной 0,47 м при толщине 0,45 мм.

На бумажной подоснове выпускают также вспененные поливинилхлоридные пленки «Пеноплен». Пленка «Пеноплен» — двухслойный материал, верхний слой которого состоит из поливинилхлоридной композиции, нанесенной на бумажную подоснову. В состав композиции входят стабилизатор, пластификатор и пенообразователь. Пленка предназначается для внутренней отделки жилых помещений и общественных зданий (кухни, коридоры квартир и гостиниц, прихожие й т. п.), но с учетом ее горючести, как и «Изоп-лена».

Кроме того, на бумажной подоснове выпускают поливинилхлоидный отделочный материал «Полиплен», который изготовляют путем последовательного нанесения двух-трех печатных слоев из поливинилхлоридной композиции. Он предназначается для отделки стен помещений жилых и общественных зданий.

Тканевый отделочный материал «Тексоплен» — окрашенная в полотне или набивная ткань, пропитанная полимерным составом. Кроме того, на изнанку ткани наносят клеевой слой, защищенный антиадгезионной бумагой. Для изготовления «Тексоплена» используют вискозные, смешанные пряжи или хлопчатобумажные ткани разного переплетения. Этот рулонный материал предназначается для внутренней отделки стен, перегородок и встроенной мебели в жилых и общественных зданиях. Рулоны «Тексоплена» имеют длину 6 и 12 м, ширину 0,7—0,9 м при толщине не менее 0,2 мм.

Пластик бумажно-слоистый — декоративный облицовочный материал, получаемый путем прессования нескольких слоев специальных видов бумаги, предварительно пропитанных спиртовыми растворами термореактивных полимеров. Для нижнего и среднего слоев применяют крафт-бумагу, для лицевого слоя — бумагу одноцветную или с отпечатанным рисунком. В качестве связующего применяют мочевино- и меламиноформальдегидные полимеры. Твердая и блестящая поверхность лицевого слоя бумажно-слоистого пластика (бумопласта) может быть однотонной, а чаще всего представляет собой имитацию ценных пород дерева (ореха, дуба и др.) или камня (малахита, мрамора и др.), но она может быть и матовой.

В зависимости от физико-механических свойств и качества лицевой поверхности бумажно-слоистый пластик подразделяют на марки: А — для условий повышенной износостойкости; Б — для обычных условий эксплуатации и В — для применения в качестве поделочного материала.

Пластик выпускают в виде листов длиной от 0,4 до 3 м, шириной 0,4—1,6 м и толщиной от 1,0 до 3,0 мм. Он имеет среднюю плотность 1400 кг/м3, предел прочности при изгибе— 100 МПа, твердость по Бринеллю — 25 МПа, водопоглощение за 24 ч — не более 4%. Декоративно-слоистый пластик гигиеничен, достаточно свето-и водостоек, стоек к воздействию бензина, растительных масел, выдерживает нагрев до 130°С. Вследствие высоких декоративных качеств этот материал широко используют для облицовки стеновых панелей помещений общественных зданий, а также для изготовления дверных полотен, бытовой кухонной и медицинской мебели. t-го можно сверлить, распиливать, разрезать, приклеивать к дереву, жетону, штукатурному слою и др. соответствующим клеем (МФ-17, фР-12, КН-2, фенольной мастикой и др.).

Полистирольные облицовочные плитки изготовляют из полистирола с добавлением в него наполнителя, пигмента способом литья под давлением на специальных литьевых машинах автоматического действия. Наиболее ходовой размер выпускаемых полистирольных плиток 100×100 и 150×150 мм при толщине соответственно 1,25 ц 1,35 мм. Масса 1 кв. м — 1,5—1,7 кг.

Цвет плиток может быть самый различный — от пастельных до насыщенных, ярко выраженных тонов. Лицевая сторона — обычно глянцевая, гладкая, тыльная имеет бортик толщиной 6—8 мм и рифленую поверхность. Эти плитки водо- и химически стойкие.

Применение таких плиток запрещается в помещениях с нагревательными приборами открытого огня (кухни и т. д.).

Все большее применение находят в строительстве материалы, получаемые на основе термопластов, — полистирольные панели «Полиформ», поливинилхлоридные панели «Полидекор» и отделочный материал «Винистен».

Панели «Полиформ» размером 500×500 мм при толщине 10 мм с декоративной отделкой, имитирующей текстуру древесных пород, получают на основе полистирола. Истинная плотность не более 1 г/см3, водопоглощение не более 0,65%. Панели крепят гвоздями или шурупами при отделке стен и потолков помещений культурно-бытовых и административных зданий.

Панели «Полидекор» изготовляют из поливинилхлорида методом вакуум-формования и выпускают размерами 1850×995 и 1810×915 мм при толщине 6,0 мм. Используют для отделки стен помещений культурно-бытового назначения (залы, холлы и т. п.).

«Винистен» — отделочный рулонный материал с рельефной поверхностью, изготовленный на основе поливинилхлорида методом экструзии. Длина рулонов 12 м, ширина 1,2 м при толщине до 1,2 мм. Его относительное удлинение при разрыве составляет не менее 120—140%, а разрушающее напряжение не менее 8—9 МПа. Для приклейки используют мастики, например КН-3. Не допускается отделывать поверхности со скрытым нагреванием.

Погонажные архитектурно-строительные изделия представляют собой длинномерные элементы разнообразных профилей, окраски и назначения, выпускаемые в полной заводской готовности. К числу таких материалов относят плинтусы, поручни для лестничных перил, балконов и других ограждений, защитные и декоративные накладки на проступи лестничных маршей, раскладки для крепления листовых материалов, нащельники и др.

По показателям физико-механических свойств эти материалы могут быть мягкие, полужесткие и жесткие. Их выпускают различных цветов с глянцевой или матовой лицевой поверхностью. Большое значение для отделки зданий крупносборного строительства имеют профильные погонажные изделия, получаемые методом экструзии на основе суспензионного поливинилхлорида. Наполнителем служит мел или тальк, пластификатором — диоктилфталаты. Используют также в качестве связующего вещества полиэтилен высокого давления.

Плинтусы — элементы оформления помещения, предназначенные для перекрытия стыковых щелей между полом и стенами. На основе поливинилхлорида выпускают два вида плинтусов: мягкие и полужесткие сплошного профиля или с каналами для скрытой слаботочной электропроводки.

Плинтусы на основе поливинилхлорида применяют вместо деревянных, перед которыми имеют ряд преимуществ: не требуют покраски, более гигиеничны, крепятся к полу и стенам специальными клеями или мастиками.

Поручни изготовляют на основе поливинилхлорида методом экструзии и применяют взамен деревянных. Поливинилхлоридные поручни могут быть любого цвета и двух профилей. При выходе из эк-струдера они сворачиваются в бухты длиной 12 м.

Поливинилхлоридные поручни применяют для оформления лестничных перил жилых и промышленных зданий. Перед натяжением поручня на стальную ленту лестничных перил бухту поручня разматывают и прогревают при температуре 70—80°С. При этой температуре поручень размягчается и легко надевается на полосу перил. После охлаждения до температуры окружающего воздуха поручень прочно закрепляется, плотно обжимая перильную ленту.

Накладки для лестничных ступеней — поливинилхлоридные изделия, предназначенные для защиты от истирания и других механических повреждений граней бетонных ступеней лестничных маршей. Выпускаются накладки трех видов: полосовые, уголковые и накладки для покрытия углов и проступей.

Окраска накладок может быть различной в зависимости от требований заказчика. Защитные уголки и проступи крепятся с помощью клея № 88 или кумаронокаучуковой мастики. Для крепления проступей часто используют резинобитумную мастику.

К конструкционно-отделочным материалам относятся стеклопластики, древесно-слоистые пластики, древесноволокнистые и древесностружечные плиты.
Стеклопластики — группа полимерных материалов, в которых наполнителем является стекловолокно. В качестве связующих компонентов для производства стеклопластиков применяют ненасыщенные полиэфиры, эпоксидные, кремнийорганические и феноло-формальдегидные полимеры. Эти полимеры обладают высокой адгезией к стекловолокну, хорошей смачивающей способностью и Достаточно быстро отвердевают без выделения летучих продуктов.

Большой интерес представляют стеклопластики с ориентирован, ным волокном типа СВАМ (стекловолокнистый анизотропный ма-териал). Его получают путем горячего прессования пакета из листов стеклошпона.

Стеклошпон представляет собой тонкие полотнища однонаправ. ленных стеклянных нитей, склеенных спиртовыми растворами кар. бамидных, бутваро-фенольных или эпоксидных полимеров. Склеивание стеклянных волокон производится в момент вытягивания их через фильеры стекловаренной печи. Полимер, обволакивая стеклянные волокна при выходе из фильер, способствует сохранению их первоначальных высоких механических свойств.

Отличительная особенность СВАМ — высокая механическая прочность, зависящая от вида и количества связующего, толщины волокон, их расположения.

Наибольшей прочностью обладает СВАМ, изготовленный из волокон диаметром 14—16 мкм, уложенных в одном направлении. При таком расположении волокон предел прочности СВАМ при растяжении достигает 950 МПа, а средняя плотность составляет 1800—2000 кг/мз.

Стеклопластики могут быть прозрачными, полупрозрачными и непрозрачными. Прозрачные и полупрозрачные стеклопластики в виде плоских и волнистых листов используют для ограждений лестниц, балконов, устройства прозрачных перегородок, навесов и оформления малых архитектурных форм.

Древесные слоистые пластики — листовой или плиточный материал, получаемый путем горячего прессования лущеного шпона, пропитанного полимерами (фенолоформальдегидный полимер, бакелитовый лак и др.). Шпон в виде листов толщиной 0,3—1,5 мм получают лущением предварительно распаренных кряжей березы, бука, ольхи.

Древесные слоистые пластики (ДСП) в зависимости от порядка укладки шпона выпускают четырех марок: ДСП-А, ДСП-Б, ДСП-В и ДСП-Г. Размеры листов ДСП: длина 0,7—5,6 м, ширина 0,95—1,2 м при толщине 1—12 мм. Плиты ДСП имеют размеры: длина 0,7—5,6 м, ширина 0,7—1,5 м при толщине 35—60 мм.
Древесные слоистые пластики обладают достаточно высокой теплостойкостью, малой теплопроводностью [0,15—0,25 Вт/(м-К)]> легко поддаются механической обработке. Их применяют в качестве отделочного и конструкционно-отделочного материала в жилых # общественных зданиях при облицовке стен, перегородок и для поД’ шивки потолков.

Древесностружечные и древесноволокнистые плиты используют не только для покрытия полов, но и как конструкционно-отделочный материал. Первые получают путем горячего прессования мас-Ны содержащей около 93% древесной шерсти (волокон стружки) и 7%’ синтетических смол. Вторые производят из отходов лесопиления бумажной макулатуры с полимерной связкой. Такие плиты применяют для устройства и отделки стен, перегородок, встроенной мебели дверных панелей и подшивки потолков жилых и общественных зданий. Так, например, для облицовки стен используют древесностружечные плиты марок ПН-1 и ПН-2. Длина облицовочных плит от 2,44 до 5,50 м, ширина 1,2—2,4 м и толщина 10—25 мм. Плиты ПН-1 часто отделывают лакокрасочными материалами или полимерными пленками.

Древесноволокнистые плиты с лакокрасочным покрытием применяют для облицовки стен жилых, производственных и общественных зданий, а также для изготовления мебели и дверных полотен. По внешнему виду лицевой поверхности плиты делят на два типа: А — с печатным рисунком и Б — одноцветные плиты. В зависимости от лакокрасочных материалов плиты могут иметь матовую или глянцевую лицевую поверхность. Древесноволокнистые твердые плиты с лакокрасочным покрытием выпускают длиной 1,2—2,7 м, шириной 1,0—1,7 м и толщиной 2,5—6,0 мм. Основой для их изготовления служат твердые древесноволокнистые плиты, на поверхностный слой которых наносят лакокрасочные покрытия.

Навигация:
Главная → Все категории → Строительное материаловедение

Полимерные материалы это какие

На основе полимеров получают волокна, пленки, резины, лаки, клеи, пластмассы, композиционные материалы (композиты), ионообменные смолы (полиэлектролиты) и т.д.

Волокна получают путем продавливания растворов или расплавов полимеров через тонкие отверстия (фильеры) в пластине с последующим затвердеванием. К волокнообразующим полимерам относятся полиамиды, полиакрилонитрилы и др.

Полимерные пленки получают из расплавов полимеров методом продавливания через фильеры с щелевидными отверстиями или методом нанесения растворов полимеров на движущуюся ленту или методом каландрования' полимеров. Пленки используют в качестве электроизоляционного и упаковочного материала, основы магнитных лент и т.д.

Лаки — растворы пленкообразующих веществ в органических растворителях. Кроме полимеров лаки содержат вещества, повышающие пластичность (пластификаторы), растворимые красители, отвердители и др. Применяются для электроизоляционных покрытий, а также в качестве основы грунтовочного материала и лакокрасочных эмалей.

Клеи — композиции, способные соединять различные материалы вследствие образования прочных связей между их поверхностями и клеевой прослойкой. Синтетические органические клеи составляются на основе мономеров, олигомеров, полимеров или их смесей. В состав композиции входят отвердители, наполнители, пластификаторы и др.

Клеи подразделяются на термопластические, термореактивные и резиновые. Термопластические клеи образуют связь с поверхностью в результате затвердевания при охлаждении от температуры текучести до комнатной температуры или испарения растворителя. Термореактивные клеи образуют связь с поверхностью в результате отвердевания (образования поперечных сшивок), резиновые клеи — в результате вулканизации.

Пластмассы — это материалы, содержащие полимер, который при формировании изделия находится в вязкотекучем состоянии, а при его эксплуатации — в стеклообразном.

Все пластмассы подразделяются на термопластичные (термопласты) и термореактивные (реактопласты).

Термопласты способны многократно переходить в вязкотекучее состояние при нагревании и стеклообразное — при охлаждении. К ним относятся полимеры с линейными цепями. Способность таких полимеров размягчаться при нагревании связана с отсутствием прочных связей между цепями.

К термопластам относятся материалы на основе полиэтилена, политетрафторэтилена, полипропилена, поливинилхлорида, полистирола, полиамидов и других полимеров.

Реактопласты при нагревании также изменяют свою форму, но при этом теряют пластичность, становятся твердыми и последующей обработке уже не поддаются. Это связано с тем, что различные полимерные цепи при нагревании прочно связываются друг с другом с образованием сетчатой структуры.

К реактопластам относятся материалы на основе фенолоформальдегидных, мочевиноформальдегидных, эпоксидных и других смол.

Кроме полимеров в состав пластмасс входят пластификаторы, красители и наполнители. Пластификаторы (диоктилфталат, дибутилсебацинат, хлорированный парафин) снижают температуру стеклования и повышают текучесть полимера.

Антиоксиданты замедляют деструкцию полимеров.

Наполнители улучшают физико-механические свойства полимеров. В качестве наполнителей применяют порошки (графит, сажа, мел, металл и т.д.), бумагу, ткань.

Особую группу пластмасс составляют композиты.

Рубрики: Высокомолекулярные соединения