ГлавнаяРазноеПолимерных материалов

Полимерные материалы, пластмассы (стр. 1 из 2). Полимерных материалов


Полимерные материалы и пластмассы. Состав и строение полимеров

Полимерными материалами или полимерами называются высокомолекулярные химические соединения, состоящие из многочисленных маломолекулярных звеньев (мономеров) одинакового строения. Чаще всего для получения полимеров применяют следующие мономеры: этилен, винилхлорид, винилацетат, винилденхлорид, тетрафторэтилен, пропилен, метилметакрилат, стирол, мочевину, фенол, меламин, формальдегид.

Особенностью молекул полимеров является их большая молекулярная масса (М > 5•103). Соединения с меньшей молекулярной массой (М = 500 – 5000) называются олигомерами, у низкомолекулярных соединений М

Различают природные и синтетические полимеры. К полимерам, встречающимся в природе, относятся натуральный каучук, целлюлоза, слюда, асбест, шерсть и т. д. Однако ведущее место занимают синтетические полимеры, получаемые в процессе химического синтеза из низкомолекулярных соединений.

В зависимости от способа образования высокомолекулярных синтетических соединений различают полимеры, получаемые либо в процессе поликонденсации, либо в результате реакции присоединения.

Полимеризация – это процесс соединения низкомолекулярных соединений в высокомолекулярные с образованием длинных цепей. Величиной степени полимеризации является количество меров в молекуле полимера. В большинстве полимеров их количество составляет от 1000 до 10000 единиц. В результате полимеризации получают такие часто применяемые полимеры, как полиэтилен, полипропилен, полистирол, поливинилхлорид, политетрафторэтилен, полибутадиен и др.

Поликонденсация – это ступенчатая реакция, заключающаяся в соединении большого количества одинаковых мономеров или двух различных групп (А и В) мономеров в макромолекулы (поликонденсаты) с одновременным образованием побочных продуктов (вода, аммиак, хлороводород, диоксид углерода, метиловый спирт и др.).

С помощью реакции поликонденсации получают полиамиды, полиэстеры, фенопласты, аминопласты, поликарбонаты, полисульфоны, силиконы и другие полимеры.

Полиприсоединение – процесс образования полимера в результате реакции множественного присоединения мономеров, содержащих предельные реакционные группы, к мономерам, содержащим непредельные группы (двойные связи или активные циклы). В отличие от поликонденсации полиприсоединение протекает без выделения побочных продуктов.

К важнейшим реакциям полиприсоединения относятся получение поли-уретанов и процесс отверждения эпоксидных смол.

По составу все полимеры делятся на органические, элементоорганические и неорганические. Органические полимеры, составляющие наиболее обширную группу соединений, состоят из атомов углерода, водорода, кислорода, азота, серы и галогенов. Элементоорганические соединения содержат в составе основной цепи, кроме перечисленных, атомы кремния, титана, алюминия и других элементов, сочетающихся с органическими радикалами. В природе таких соединений нет. Это чисто синтетические полимеры. Их характерными представителями являются кремнийорганические соединения, основная цепь которых построена из атомов кремния и кислорода. Неорганические полимеры (силикатное стекло, керамика, слюда, асбест и др.) не содержат атомов углерода. Основой их являются оксиды кремния, алюминия, магния и др.

Для получения материалов с заданными свойствами в технике часто используют не сами полимеры, а их сочетания с другими материалами как органического, так и неорганического происхождения (металлопласты, пластмассы, полимербетоны, стеклопластики и др.).

Своеобразие свойств полимеров обусловлено их структурой. Различают следующие типы полимерных структур: линейную, линейно-разветвленную, лестничную и пространственную с громоздкими молекулярными группами и специфическими геометрическими построениями (рисунок 15.1).

Рисунок 15.1 – Различные типы структур полимеров: а – линейная; б – линейно-разветвленная; в – лестничная; г – пространственная сетчатая

Полимеры с линейной структурой представляют собой длинные зигзагообразные или закрученные в спираль цепочки (рисунок 15.1, а). Их макромолекулы характеризуются повторениями вдоль цепи одной и той же структурной группы – звена или химической единицы цепи. Для полимеров с линейной структурой существенно наличие достаточно длинных макромолекул с резким различием характера связи вдоль цепи и между цепями (химические и межмолекулярные связи). Для макромолекул полимеров с линейной структурой характерна высокая гибкость. Гибкость – основное свойство полимерных цепей, приводящее к качественно новым свойствам: высокой эластичности и отсутствию хрупкости в твердом состоянии. Полимеры с линейно-разветвленной структурой помимо основной цепи имеют боковые ответвления (рисунок 15.1, б). К типичным полимерам с линейной структурой относится полиэтилен, с линейно-разветвленной – полиизобутилен и полипропилен.

Молекула полимера с лестничной структурой (рисунок 15.1, в) состоит из двух цепей, соединенных химическими связями. Полимеры с лестничной структурой, к которым относятся, например, кремнийорганические полимеры, характеризуются повышенной термостойкостью, жесткостью, они нерастворимы в органических растворителях.

Полимеры с пространственной структурой (рисунок 15.1, г) образуют при соединении макромолекул между собой в поперечном направлении прочные химические связи. В результате такого соединения макромолекул образуется сетчатая структура с различной густотой сетки или пространственная сетчатая структура. Полимеры с пространственной структурой обладают большей жесткостью и теплостойкостью, чем полимеры с линейной структурой. Полимеры с пространственной структурой являются основой конструкционных неметаллических материалов.

По фазовому составу полимеры представляют собой системы, состоящие из кристаллических и аморфных областей.

Кристаллическая фаза полимеров способствует повышению их твердости, прочности, модуля упругости и других механических характеристик, одновременно снижая гибкость молекул. Аморфная фаза уменьшает жесткость, делает полимер более эластичным, т. е. способным к большим обратимым деформациям. Отношение объема всех кристаллических областей к общему объему называют степенью кристалличности. Высокую степень кристалличности (60 – 80 %) имеют фторопласты, полипропилен, полиэтилен высокой плотности. Меньшей степенью кристалличности обладают поливинилхлорид, полиэтилен низкой плотности.

В зависимости от того, как ведут себя полимеры при нагреве, они делятся на термопластичные и термореактивные.

Термопластичные полимеры при нагреве размягчаются и плавятся, а при охлаждении затвердевают. При этом материал не претерпевает химических превращений, что делает процесс плавления-затвердевания полностью обратимым. Термопластичные полимеры имеют линейную или линейно-разветвленную структуру макромолекул. Между молекулами действуют слабые силы и нет химических связей. К термопластам относятся полиэтилен, полистирол, полиамиды и др. Изделия из термопластичных полимеров изготавливают литьем под давлением в водоохлаждаемые формы, прессованием, экструзией, выдуванием и другими способами.

Термореактивные полимеры сначала имеют линейную структуру и при нагреве размягчаются, затем в результате протекания химических реакций приобретают пространственную структуру и превращаются в твердое вещество, сохраняя и в дальнейшем высокую твердость. Последующий нагрев не размягчает их и может привести только к их разложению. Готовый термореактивный полимер не плавится и не растворяется, поэтому в отличие от термопластичного не может подвергаться повторной переработке. К термореактивным полимерам относятся феноло-формальдегидная, кремнийорганическая, эпоксидная и другие смолы.

uas.su

Сферы применения полимерных материалов

Полимеры - это соединения макромолекулярного типа. Их основа - мономеры, из которых формируется макроцепь полимерных веществ. Применение полимеров позволяет создавать материалы, обладающие высоким уровнем прочности, износостойкости и рядом других полезных характеристик.

Классификация полимеров

Природные. Образуются естественным природным путем. Пример: янтарь, шелк, натуральный каучук.

Синтетические. Производятся в лабораторных условиях и не содержат природных компонентов. Пример: поливинилхлорид, полипропилен, полиуретан.

Искусственные. Производятся в лабораторных условиях, но в их основе лежат природные составляющие. Пример: целлулоид, нитроцеллюлоза.

Виды полимеров и их применение очень многообразны. Большая часть предметов, которые окружают человека, созданы с использованием этих материалов. В зависимости от типа, они имеют различные свойства, которые и определяют сферу их применения.

Существует ряд распространенных полимеров, с которыми мы сталкиваемся ежедневно и этого даже не замечаем:

  • Полиэтилен. Используется для производства упаковки, труб, изоляций и других изделий, где требуется обеспечить влагонепроницаемость, устойчивость к агрессивным средам и диэлектрические характеристики.
  • Фенолформальдегид. Является основой пластмасс, лаков и клеевых составов.
  • Синтетический каучук. Обладает лучшими прочностными характеристиками и устойчивостью к истиранию, чем натуральный. Из него изготавливается резина и различные материалы на ее основе.
  • Полиметилметакрилат - всем известный плексиглас. Используется в электротехнике, а также в качестве конструкционного материала в других производственных областях.
  • Полиамил. Из него изготавливается ткань и нитки. Это капрон, нейлон и другие синтетические материалы.
  • Политетрафторэтилен, он же - тефлон. Применяется в медицине, пищевой промышленности и различных других областях. Всем известны сковородки с тефлоновым покрытием, которые были когда-то очень популярны.
  • Поливинилхлорид, он же ПВХ. Часто встречается в виде пленки, используется для изготовления изоляции кабелей, кожзаменителей, оконных профилей, натяжных потолков. Имеет очень широкую сферу использования.
  • Полистирол. Применяется для производства бытовых изделий и широкого ряда строительных материалов.
  • Полипропилен. Из этого полимера изготавливаются трубы, тара, нетканые материалы, бытовые изделия, строительные клеи и мастики.

Где применяются полимеры

Область применения полимерных материалов очень широка. Сейчас можно с уверенностью сказать - они используются в промышленности и производстве практически в любой сфере. Благодаря своим качествам полимеры полностью заменили природные материалы, существенно уступающие им по характеристикам. Поэтому стоит рассмотреть свойства полимеров и области их применения.

По классификации материалы можно разделить на:

  • композиты;
  • пластмассы;
  • пленки;
  • волокна;
  • лаки;
  • резины;
  • клеящие субстанции.
Качества каждой разновидности определяет область применения полимеров.

Быт

Оглядевшись вокруг, мы можем увидеть огромное количество изделий из синтетических материалов. Это детали бытовых приборов, ткани, игрушки, кухонные принадлежности и даже бытовая химия. По сути - это огромный ряд изделий от обычной пластмассовой расчески до стирального порошка.

Такое широкое использование обусловлено низкой стоимостью производства и высокими качественными характеристиками. Изделия прочны, гигиеничны, не содержат вредных для организма человека компонентов и универсальны. Даже обычные капроновые колготки изготовлены из полимерных составляющих. Поэтому полимеры в быту применяются гораздо чаще, чем натуральные материалы. Они существенно превосходят их по качествам и обеспечивают низкую цену изделия.

Примеры:

  • пластиковая посуда и упаковка;
  • части различных бытовых приборов;
  • синтетические ткани;
  • игрушки;
  • кухонные принадлежности;
  • изделия для санузлов.

Любая вещь из пластика или с включением синтетических волокон изготавливается на основе полимеров, так что перечень примеров может быть бесконечным.

Строительная отрасль

Применение полимеров в строительстве тоже очень обширно. Их стали использовать сравнительно недавно, примерно 50-60 лет тому назад. Сейчас большая часть строительных материалов производится с применением полимеров.

Основные направления:

  • изготовление ограждающих и строительных конструкций различного типа;
  • клеящие составы и пены;
  • производство инженерных коммуникаций;
  • материалы для тепло- и гидроизоляции;
  • наливные полы;
  • различные отделочные материалы.

В сфере ограждающих и строительных конструкций - это полимербетон, композитная арматура и балки, рамы для стеклопакетов, поликарбонат, стеклопластик и различные другие материалы подобного типа. Все изделия на полимерной основе имеют высокие прочностные характеристики, длительный срок службы и устойчивость к негативным природным явлениям.

Клеи отличаются устойчивостью к влаге и отличной адгезией. Они используются для склеивания различных материалов и имеют высокую прочность соединения. Пены - идеальное решение для герметизации стыков. Они обеспечивают высокие теплосберегающие характеристики и насчитывают огромное количество разновидностей с различными качествами.

Применение полимерных материалов в сфере производства инженерных коммуникаций - одно из наиболее обширных направлений. Они используются в водоснабжении, электрообеспечении, теплосбережении, оборудовании канализационных сетей, вентиляции и отопительных систем.

Материалы для теплоизоляции имеют отличные теплосберегающие характеристики, малый вес и доступную стоимость. Гидроизоляция отличается высоким уровнем водонепроницаемости и может выпускаться в различном виде (рулонные изделия, порошок или жидкие смеси).

Полимерные полы - это специализированный материал, который позволяет создать на черновой основе идеально ровную поверхность без трудоемких работ. Такая технология используется как в бытовом, так и в промышленном строительстве.

Современная промышленность выпускает широкий ряд отделочных материалов на основе полимеров. Они могут иметь различную структуру и форму выпуска, но по характеристикам всегда превосходят натуральную отделку и имеют гораздо меньшую стоимость.

Медицина

Применение полимеров в медицине имеет широкое распространение. Самый простой пример - одноразовые шприцы. На данный момент производится около 3 тысяч изделий, используемых в медицинской сфере.

Чаще всего в данной области используются силиконы. Они незаменимы при проведении пластических операций, создания защиты на ожоговых поверхностях, а также изготовления различных изделий. В медицине полимеры использовались с 1788 года, но в ограниченном количестве. А 1895 году они получают более широкое распространение после операции, в ходе которой костный дефект был закрыт полимером на основе целлулоида.

Все материалы данного типа можно разделить на три группы согласно применению:

  • 1 группа - для введения в организм. Это искусственные органы, протезы, кровезаменители, клеи, лекарственные препараты.
  • 2 группа - полимеры, имеющие контакт с тканями, а также веществами, предназначенными для введения в организм. Это тара для хранения крови и плазмы, стоматологические материалы, шприцы и хирургические инструменты, составляющие медицинского оборудования.
  • 3 группа - материалы, не имеющие контакта с тканями и не вводящиеся в организм. Это оборудование и приборы, лабораторная посуда, инвентарь, больничные принадлежности, постельное белье, оправы для очков и линзы.

Сельское хозяйство

Наиболее активно полимеры используются в тепличном хозяйстве и мелиорации. В первом случае имеется потребность в различных пленках, агроволокне, сотовом поликарбонате, а также арматуре. Это все необходимо для сооружения теплиц.

В мелиорации используются трубы из полимерных материалов. Они имеют меньший вес, чем металлические, доступную стоимость и более длительный срок службы.

Пищевая промышленность

В пищевой промышленности полимерные материалы используются для изготовления тары и упаковки. Могут иметь форму твердых пластиков или пленок. Основное требование - полное соответствие санитарно-эпидемиологическим нормам. Не обойтись без полимеров и в пищевом машиностроении. Их применение позволяет создавать поверхности с минимальной адгезией, что важно при транспортировке зерна и других сыпучих продуктов. Также антиадгезионные покрытия необходимы в линиях выпечки хлеба и производства полуфабрикатов.

Полимеры применяются в различных отраслях деятельности человека, что обусловливает их высокую востребованность. Обойтись без них невозможно. Натуральные материалы не могут обеспечить ряда характеристик, необходимых для соответствия конкретным условиям использования.

plastmass-group.ru

Основные свойства полимерных материалов



Обратная связь

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение

Как определить диапазон голоса - ваш вокал

Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими

Целительная привычка

Как самому избавиться от обидчивости

Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам

Тренинг уверенности в себе

Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"

Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

Как научиться брать на себя ответственность

Зачем нужны границы в отношениях с детьми?

Световозвращающие элементы на детской одежде

Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия

Как слышать голос Бога

Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)

Глава 3. Завет мужчины с женщиной

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Основными характеристиками полимерных материалов являются механические свойства (прочность, жёсткость, твёрдость), температурные (изменение механических и деформационных характеристик при изменении температуры) и электрические. Помимо них существуют и ряд специфических характеристик – оптические свойства, огнестойкость, химическая стойкость, звукопоглощение, светопроницаемость и т.д.

1.3.1 Прочность – это способность материала сопротивляться воздействию внешнего механического поля. Прочность обеспечивает сохранение формы изделия, к которому приложена внешняя нагрузка.

Под действием внешних нагрузок в материале изделия возникают напряжения и если эти напряжения превышают допустимые разрушающие напряжения материала, то изделие разрушается. Разрушающее напряжение также называют пределом прочности (σпч).

1.3.2 Твёрдость – это способность материала сопротивляться вдавливанию в него других тел, характеризующая механические свойства поверхности. Поэтому её значение связано физико-механическими характеристиками материала, с его составом (физико-химическими особенностями) и условиями внешнего энергетического воздействия (температура, величина и скорость приложения усилия, другие внешние факторы).

Твёрдость определяют несколькими способами – по методу Бринелля (вдавливают стальной шарик), по методу Роквелла (вдавливают алмазный или металлический конус), по методу Виккерса (вдавливают алмазную пирамидку). После этого замеряют либо глубину вдавливания, либо размеры отпечатка.

1.3.3 Жёсткость – это характеристика, которая даёт представление, прежде всего о модуле упругости конструкционного материала.

1.3.4 Ударная вязкость – это способность полимерных материалов сопротивляться нагрузкам, приложенным с большой скоростью. Это технологическая характеристика материала, испытываемого на поперечный удар, ударное растяжение, ударное сжатие или на многократный удар.

В практике оценки свойств пластмасс наибольшее применение нашёл поперечный удар, который реализуется на маятниковых копрах. На сопротивление пластмасс ударным нагрузкам оказывают влияние концентраторы напряжений – дефекты поверхности образца (шероховатость, резкие переходы поверхности), внутренние дефекты образца (пустоты, включения), дефекты материала (внутренние напряжения, дефекты физической структуры).

1.3.5 Влажность – это свойство окружающей среды, которое оказывает значительное влияние на прочностные характеристики полимерных материалов. Под действием влаги и водяных паров в полимерах происходит уменьшение межмолекулярного взаимодействия, которое со временем приводит к образованию микротрещин и к разрушению полимера.

1.3.6 Химическая стойкость к агрессивным средам – это свойство полимера, которое влияет на стойкость материала к минеральным и органическим кислотам, растворам кислот в воде, растворам щелочей и окислителей, ароматическим растворителям и к горюче-смазочным материалам. Воздействие агрессивной среды на полимер может сопровождаться его набуханием, диффузией среды в полимер и химическим взаимодействием, приводящим к деструкции полимера.

1.3.7 Температурные характеристики – влияют на большинство прочностных характеристик и на режимы переработки и эксплуатации полимера. Температура эксплуатации пластмассового изделия влияет на значение разрушающих напряжений, на твёрдость, на потребительские характеристики изделия. Существует несколько принципов зависимости температуры от типа перерабатываемого полимера:

- чем ниже физико-механические свойства термопласта, тем он чувствительнее к изменениям температуры;

- деформационно-прочностные свойства аморфных полимеров в меньшей степени зависят от температуры, по сравнению с аморфно – кристаллическими;

- введение наполнителя в термопласты способствует уменьшению теплозависимости свойств;

- ударная вязкость с возрастанием температуры увеличивается, а с понижением падает;

- модуль упругости с возрастанием температуры падает и с понижением увеличивается.

Морозостойкость определяет нижний предел работоспособности полимерных материалов.

1.3.8 Диэлектрическая проницаемость – это параметр, зависящий от полярности полимера и определяющий его электрическую проводимость. Проводимость полимера сильно зависит от внешних условий – температуры, влажности, силы тока, напряжённости электрического поля.

 

megapredmet.ru

Новые виды полимерных материалов

Категория: Отделочные работы

Новые виды полимерных материалов

Поликарбонаты — гетероцепные сложные полиэфиры угольной кислоты. Карбонат на основе дифенилолпропапа (дифлон) характеризуется высокими прочностными и диэлектрическими показателями и способностью сохранять свойства в широком диапазоне температур от —100 до +135°. Пределы прочности при растяжении 750, сжатии 900 и изгибе 1100. Теплостойкость 115—127°. Изготовляют литьевые изделия, плепки и лаки.

Сополимеры метилметакрилата выпускают в виде двойного сополимера метилметакрилата и стирола —МС, тройного сополимера метилметакрилата, стирола акрилонитрила — МСН. Эти сополимеры отличаются от метилметакрилата стойкостью, повышенными физико-механическими свойствами, теплостойкостью и высокой прозрачностью. Применяют для фильтров, колпаков и других изделий, где требуется прозрачность и повышенная стойкость.

Полиакрилонитрил — полимер группы акриловой и мета- криловой кислот; идет на выпуск волокна методом фильер, которое напоминает шерсть и применяется для изготовления технических тканей, в качестве наполнителя слоистых пластиков.

Бутадиен — относится к группе синтетических каучуков и применяется в строительстве для изготовления клеев и мастик, гер- метиков, пластобетонов и пласторастворов, а также настилов для полов.

Ударопрочный полистирол — двойные сополимеры стирола с каучуком отличаются от полистирола повышенной ударной вязкостью и поэтому называются ударопрочными. Тройные сополимеры стирола с каучуком и акрилонитрилом, называемые АБС, имеют еще большую ударную вязкость, что значительно расширило область их применения: для изготовления изделий больших размеров, панелей, подвергающихся при эксплуатации действию ударных нагрузок, и др.

Рулопит (Болгария) —облицовочный материал для стен на основе ПХВ обладает высокими декоративными и гигиеническими качествами, выпускают в рулонах длиной 10—15 м, шириной 30— 500 мм и толщиной 0,2—2,0 мм.

Трокаль (ФРГ) — фасонные профили для оконных рам. Изготовляют различных цветов из специального жесткого сорта ПХВ. Они нечувствительны к отработанпым газам, бетону, раствору, кор- розионпоустойчивы и атмосферостойки, не подвергаются старению, применяют в жилищном строительстве.

Версакор (Англия) —состоит из листа черной жести, гальванизированной стали, эпоксидного покрытия, грунта и полиэфирной пленки. Общая толщина 0,7—1,5 мм. Выпускают в широком ассортименте цветов и профилей. Применяют для изготовления трехслойных панелей, для конструкции стен и крыш.

Садурит (ЧССР) — материал на основе полимеров (эпоксидных, фенолоформальдегидпых и др.). Применяют в качестве связующего для изготовления полов по бетону, дереву, камню и металлу. Выпускают в восьми цветовых оттенках. Затвердевший материал обладает хорошей адгезией, повышенной химической стойкостью, беспыльностью, стойкостью к повышенной механической нагрузке и эффективным видам; можно мыть водой.

Теродур (ЧССР) — дисперсия неорганических пигментов, заполнителей в растворе непредельных полиэфиров в органических растворителях. Выпускают 8 цветов и применяют для изготовления бесшовных цветных покрытий полов, для внутренних работ.

Виниплан (Финляндия) — материал, укрепленный искусственным волокном и покрытый с лицевой стороны ПХВ. Кроме облицовочных покрытий, из этого материала можно изготовлять большие куполообразные надувные помещения.

Ховн-70 (Финляндия) — прессованная винилкварцевая плитка, сохраняющая стабильность в любых условиях эксплуатации. Применяют для покрытия полов. Плитка не крошится, обладает высокими показателями вязкости и гибкости, имеет сплошную окраску. Размер плитки 30Х30Х (2,0—2,5) мм.

Мелинекс (Англия) — ориентированная пленка из полиэти- лентерефталата, или полиэфирная плепка. В ней сочетаются такие ценные качества, как механическая прочность и эксплуатационная стойкость, размерная стабильность, незначительное водопоглощение, хорошие электроизоляционные свойства и химическая стойкость.

Пленка пе содержит пластификатора, пе стаповится хрупкой при старении и сохраняет свои свойства при температурах от —60 до +150°. Выпускаются различные типы таких пленок: кристально- прозрачная, слегка дымчатая или молочно-белая с блестящей или матовой поверхностью. Толщина пленки 0,35 мм. Пленка поддается ламинированию, металлизации, лакированию, окраске, тиснению и штампованию, а поэтому широко применяется почти во всех отраслях промышленности.

Анколаб (Италия) используют для сборного строительства из прокатных полимерных материалов. Оп имеет высокую термоакустическую изоляцию, полное сопротивление коррозии. Изготовляют его методом проката на основе плотных фенольных полимеров с покрытием внешних сторон меламидными пленками. Применяют для строительства различных зданий и сооружений, для изготовления перегородок, шкафов и коробчатых элементов.

Соммер (Франция) — полимерные покрытия для стен на основе пенополивинилхлорида. Это декоративное, мягкое, легкоустанав- ливающееся, моющееся и однородное покрытие. Выпускают различных цветов и оттенков. Изготовляют в рулонах длиной 40 м, шириной 1030 мм и толщиной 2,5 мм. Применяют в жилых домах, гостиницах, ресторанах, магазинах, школах и т. д.

Тапифлекс трикомфорт (Франция) — состоит из высококачественного ПХВ, нетканой прокладки из синтетического волокна и подкладки из ПХВ. Применяют для покрытия полов. Размеры (в м): длина 20 и ширина 2; выпускают также плитки размером 33,3X33,3 см.

Таписом (Франция) — текстильное покрытие для полов. Выпускают различных цветов и оттенков. Таписом ЭС 1000 комфорт — нетканое ковровое покрытие типа «букле». Верх — однородное синтетическое волокно, пропитанное составом на основе полимеров; прокладка из синтетической пенистой резины.

Размеры (в м): длина 25 и ширина 2.

Таписом-презедент — ковровое покрытие высшего класса со 100%-пым нейлоном, шитым ворсом типа «букле» на нетканой основе из синтетического волокна. Утяжеленная подкладка из пенополивинилхлорида. Покрытие не чувствительно к влаге. Размеры (в м): длина 25 и ширина 2. Арно ЭС — плитки из нетканого материала с клейкой изнанкой. Размеры — 33,3X33,3 см. Верхний слой из синтетического 60%-ного и искусственного 40%-ного волокна большой плотности, связан с подкладкой из синтетического волокна пропитывающим составом на основе акриловых полимеров. Клейкая изнанка покрыта предохранительной бумагой.

Родоид (Франция) —пластифицированная ацетилцеллюлоза, обладающая хорошей светостойкостью, легко подвергается обработке, выгибанию, печатанию и декорированию. Размеры листов: 144X Х65 см, толщина 0,4—5,0 мм. Поверхность листов может быть необработанной, матированной, гофрированной или полированной. Цвета любые — от бесцветного до интенсивно черного. Применяют для отделки витражей, небьющихся перегородок.

Изобетон (Франция) изготовляют на основе пенополиуретана и вспученного перлита, облицованного различными материалами: деревом, керамикой и т. д. Обладает огнестойкостью и влагостойкостью, легко обрабатывается. Объемная масса 200—220 кг/м3, предел прочности при сжатии 10 кГ/см2 (Ю-1 МПа) и коэффициент теплопроводности 0,05 ккал/(ч-м-°С). Применяют для заполнения панелей, стен и перегородок.

Глакрезит (ГДР) — стеклопластик на основе стекловолокни- стых материалов и крезольно-формальдегидных полимеров с добавкой 30% гипса. Из этого материала изготовляют волнистые листы, плиты, профильные изделия, оконные переплеты и т. д. Он обладает высокой антикоррозионной стойкостью, огнестойкостью и хорошо подвергается обработке.

Японская фирма «Мицубиси пластик» выпускает свето прозрачные волнистые листы из жесткого поливинилхлорида, армированные тонкой стальной проволокой. Толщина листов 1 мм.

В США и ФРГ изготовляют волнистые листы стекло-пластиков, у которых одна сторона волны, отражающая световые и тепловые лучи, затемнена п благодаря этому не пропускает в помещение прямые солпечпые лучи. Листы укладывают таким образом, чтобы затемненные стороны воли были обращены к югу, т. е. чтобы свет мог попасть в помещение только с севера.

Отделочные работы - Новые виды полимерных материалов

gardenweb.ru

Полимерные материалы, пластмассы

Содержание:

1. Историческая справка.

2. Определение полимеров.

3. Пластмассы.

· Определение

· Классификация

а. Природные (органические)

б. Синтетические

4. Основные представители.

· Полистирол

· Полиэтилен

· Полиимид

· Эпоксидные смолы

5. Основные свойства пластмасс.

· Химические свойства

· Физические свойства

Историческая справка.

Термин “поли­мерия” был введен в науку И.Берцелиусом в 1833 для обозначения особого вида изомерии, при которой вещества (полимеры), имеющие одинаковый состав, обладают различной молекулярной массой, например этилен и бутилен, кислород и озон. Такое содер­жание термина не соответствовало современным представлениям о полимерах. “Истинные” синтетические полимеры к тому времени еще не были известны.

Ряд полимеров был, по-видимому, получен еще в первой половине 19 века. Однако химики тогда обычно пытались подавить полимеризацию и поликонденсацию, которые вели к “осмолению” продуктов основной химической реакции, т.е., собственно, к образованию полимеров (до сих пор полимеры часто называют “смолами”). Первые упоминания о синтетических полимерах отно­сятся к 1838 (поливинилиденхлорид) и 1839 (полистирол),

Химия полимеров возникла только в связи с созданием А.М.Бутлеровым теории химического строения. А.М.Бутлеров изучал связь между строением и относительной устойчивостью мо­лекул, проявляющейся в реакциях поли­меризации. Дальнейшее свое развитие наука о полимерах по­лучила главным образом благодаря интенсивным поискам способов синтеза каучука, в которых участвовали крупнейшие учёные многих стран (Г.Бушарда, У.Тилден, немецкий учёный К Гарриес, И.Л.Кондаков, С.В.Лебедев и другие). В 30-х годов было до­казано существование свободнорадикального и ионного механиз­мов полимеризации. Большую роль в развитии представлений о поликонденса­ции сыграли работы У.Карозерса.

С начала 20-х годов 20 века развиваются также теоретические представления о строении полимеров Вначале предполагалось, что такие био­полимеры, как целлюлоза, крахмал, кау­чук, белки, а также некоторые син­тетические полимеры, сходные с ними по свойствам (например, полиизопрен), состоят из малых молекул, обладающих необычной способ­ностью ассоциировать в растворе в комп­лексы коллоидной природы благодаря нековалентным связям (теория “малых блоков”). Автором принципиально но­вого представления о полимерах как о веществах, состоящих из макромолекул, частиц необычайно большой молекулярной массы, был Г.Штаудингер. Победа идей этого учёного заставила рассматривать полимеры как качественно новый объект исследования химии и физики.

Полимеры

(Определение полимеров)

Полимеры – высокомолекулярные соединения, вещества с большой молекулярной массой (от нескольких тысяч до нескольких миллионов), в которых атомы, соединенные химическими связями, образуют линейные или разветвленные цепи, а также пространственные трехмерные структуры. К полимерам относятся многочисленные природные соединения: белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза, крахмал, каучук и другие органические вещества. Большое число полимеров получают синтетическим путем на основе простейших соединений элементов природного происхождения путем реакций полимеризации, поликонденсации, и химических превращений.

В зависимости от строения основной цепи полимеры делятся на линейные, разветвленные, и пространственные структуры. Линейные и разветвленные цепи можно превратить в трехмерные действием химических агентов, света, и радиации, а также путем вулканизации.

Линейные ВМС могут иметь как кристаллическую, так и аморфную (стеклообразную) структуру. Разветвленные и трехмерные полимеры, как правило, являются аморфными. При нагревании они переходят в высокоэластическое состояние подобно каучуку, резине, и другим эластомерам. При действии особо высоких температур, окислителей, кислот и щелочей, органические и элементоорганические ВМС подвергаются постепенному разложению, образуя газообразные, жидкие, и твердые соединения.

Физико-механические свойства линейных и разветвленных полимеров во многом связаны с межмолекулярным взаимодействием за счет сил побочных валентностей. Так, например, молекулы целлюлозы взаимодействуют между собой по всей длине молекул, и это явление обеспечивает высокую прочность целлюлозных волокон. А разветвленные молекулы крахмала взаимодействуют лишь отдельными участками, поэтому не способны образовывать прочные волокна. Особенно прочные волокна дают многие синтетические полимеры (полиамиды, полиэфиры, полипропилен и др.), линейные молекулы которых расположены вдоль оси растяжения. Трехмерные структуры могут лишь временно деформироваться при растяжении, если они имеют сравнительно редкую сетку (подобно резине), а при наличии густой пространственной сетки они бывают упругими или хрупкими в зависимости от строения.

ВМС делятся на две большие группы: гомоцепные, если цепь состоит из одинаковых атомов (в том числе карбоцепные, состоящие только из углеродных атомов), и гетероцепные, когда цепь включает атомы разных элементов. Внутри этих групп полимеры подразделяются на классы в соответствии с принятыми в химической науке принципами.

Так, если в основную или боковые цепи входят металлы, сера, фосфор, кремний и др., полимеры относятся к элементоорганическим соединениям.

Полимерные материалы делятся на три основные группы: пластические массы, каучуки, волокна химические. Они широко применяются во многих областях человеческой деятельности, удовлетворяя потребности различных отраслей промышленности, сельского хозяйства, медицины, культуры и быта.

Пластмассы.

Определение.

ПЛАСТМАССЫ (пластические массы, пластики)-материалы на основе полимеров. Большой класс полимерных органических легко формуемых материалов, из которых можно изготавливать легкие, жесткие, прочные, коррозионностойкие изделия.

Эти вещества состоят в основном из углерода (C), водорода (H), кислорода (O) и азота (N). Все полимеры имеют высокую молекулярную массу, от 10 000 до 500 000 и более; для сравнения, кислород (O2 ) имеет молекулярную массу 32. Таким образом, одна молекула полимера содержит очень большое число атомов.

Классификация.

Некоторые органические пластические материалы встречаются в природе, например асфальт, битум, шеллак, смола хвойных деревьев и копал (твердая ископаемая природная смола). Обычно такие природные органические формуемые вещества называют смолами.

Хотя модифицированные природные полимеры и находят промышленное применение, большинство используемых пластмасс являются синтетическими. Органическое вещество с небольшой молекулярной массой (мономер) сначала превращают в полимер, который затем прядут, отливают, прессуют или формуют в готовое изделие. Сырьем обычно являются простые, легко доступные побочные продукты угольной и нефтяной промышленности или производства удобрений.

Первым термопластом, нашедшим широкое применение, был целлулоид—искусственный полимер, полученный путем перера­ботки природного—целлюлозы.

Основные представители.

Полистирол— неполярный полимер, широко применяющийся в электротехнике, сохраняющий прочность в диапазоне 210 ... ... 350 К. Благодаря введению различных добавок приобретает специальные свойства: ударопрочность, повышенную теплостой­кость, антистатические свойства, пенистость. Недостатки полистирола—хрупкость, низкая устойчивость к дей­ствию органических растворителей (толуол, бензол, четыреххло­ристый углерод легко растворяют полистирол; в парах бензина, скипидара, спирта он набухает).

Полистирол вспенивающийся широко используется как теплозвукоизоляционный строительный материал. В радиоэлектронике он находит применение для герметизации изделий, когда надо обеспечить минимальные механические напряжения, создать вре­менную изоляцию от воздействия тепла, излучаемого другими эле­ментами.

Полиэтилен— полимер с чрезвычайно широким набором свойств и использующийся в больших объемах, вследствие чего его считают королем пластмасс. За 10... 12 лет экс­плуатации прочность его снижается лишь на ¼. Благодаря хи­мической чистоте и неполярному строению полиэтилен обладает высокими диэлектрическими свойствами. Они в со­четании с высокими механическими и химическими свойствами обусловили широкое применение полиэтилена в электротехнике, особенно для изоляции проводов и кабелей.

Помимо полиэтилена общего назначения выпускаются его мно­гие специальные модификации, среди которых: антистатический, с повышенной адгезионной способностью, светостабилизированный, самозатухающий, ингибитированный (для защиты от корро­зии), электропроводящий (для экранирования).

Главный недостаток полиэтилена—сравнительно низкая нагревостойкость

Полиимид — новый класс термостойких полимеров, аромати­ческая природа молекул которых определяет их высокую прочность вплоть до температуры разложения, химическую стойкость, тугоплавкость. Полиимидная пленка работоспособна при 200°С в течение нескольких лет, при 300°С —1000 ч, при 400°С —до 6 ч. Кратковременно она не разрушается даже в струе плазменной горелки. При некоторых специфических усло­виях полиимид превосходит по температурной стойкости даже алюминий. Степень разрушения полиимида - 815°С., алюминия 515°С.

Эпоксидные смолы— продукт поликонденсации многоатомных соединений, включающих эпоксигруппу кольца

Основные свойства пластмасс .

Химические свойства.

С точки зрения химического поведения полимер похож на мономер (или мономеры), из которого (или которых) он получен. Углеводороды этилен h3 C=Ch3 , пропилен h3 C=CH–Ch4 и стирол h3 C=CH–C6 H5 претерпевают присоединительную полимеризацию, образуя полиэтилен, полипропилен и полистирол со следующими структурами

mirznanii.com