Виды полимерных материалов в строительстве

Полимеры широко применяются в различных областях человеческой деятельности, удовлетворяя потребности различных отраслей промышленности, сельского хозяйства, медицины, культуры и быта. При этом уместно отметить, что в последние годы несколько изменилась и функция полимерных материалов в любой отрасли, и способы их получения. Полимерам начали доверять все более ответственные задачи.

Сейчас в строительстве используют традиционные материалы, например бетон и сталь, для которых характерна низкая стоимость компонентов, и низкие возможности обработки. Использование полимерных материалов в строительстве дало:

– Сокращение итоговых расходов

– Устойчивость к коррозии

– Простота установки и обработки

– Простота технического обслуживания

При всем разнообразии особенностей для полимерных строительных материалов характерен и ряд свойств, определяющих условия рационального применения их в строительстве. Низкая прочность и относительно высокие прочностные показатели дают возможность создать директивный конструкции из пластмасс. Пластмассы — плохие проводники тепла и электричества. Поэтому они являются хорошими теплоизоляционными материалами и диэлектриками. В большинстве случаев, полимерные материалы устойчивы к кислотам, щелочам и другим хим. реагентам.

Лекция 4 Полимерные строительные материалы

Они не требуют дополнительной защиты поверхности и могут быть окрашены в разные цвета. Многие пластические массы непроницаемы для воды, что обусловило их широкое применение для гидроизоляции зданий и сооружений, устройства кровель, трубопроводов. Низкая истираемость позволяет их широко применять для покрытия полов.

Пластмассы очень технологичны, т. е. легко перерабатываются в строительные изделия. Они легко поддаются механической обработке, склеиваются и свариваются.

Но необходимо учитывать и их недостатки, к ним относят, к которым можно отнести низкую теплостойкость, высокий температурный коэффициент линейного расширения, повышенную ползучесть, или способность воспламеняться или подвергаться деструкции под действием огня. Из-за незавершенности процессов образования полимеров, и входящих в их состав токсичных компонентов некоторые пластические массы имеют способность выделять в окружающую среду вредные вещества. Под действием солнечных лучей, повышенной температуры и кислорода в воздухе начинают быстро стареть, т. е. идет ухудшение физико-механических свойств.

Полимерные строительные материалы и изделия наиболее часто квалифицируют по виду полимера и области применения их в строительстве. Все многообразие пластмасс в зависимости от назначения их в строительстве сводится к следующим основным группам:

Материалы для покрытия полов

Низкая истираемость, гигиеничность, необходимые тепло- и звукоизоляционные свойства в сочетании с возможностью индустриализации строительных работ обусловили широкое применение полимерных материалов для покрытия полов.

Из всего объема рулонных, плиточных, мастичных и погонажных полимерных материалов для полов около 70% падает на долю поливинилхлоридного линолеума.

Линолеумы предназначены для устройства покрытий полов в жилых, общественных и некоторых промышленных зданиях. Применение этих покрытий в 5 – 7 раз сокращает длительность работ по сравнению с настилкой дощатых и паркетных полов. При правильной эксплуатации линолеумные полы могут прослужить 20-25 лет.

Линолеумы выпускают без подосновы, а также на тканевой, войлочной и других видах подосновы. Наиболее массовыми являются одно- и многослойные линолеумы без подосновы. Они могут иметь поверхность, окрашенную в различные цвета, гладкую, с узором, блестящую, матовую, тисненую. Линолеумы изготавливают 3-мя способами: каланлровым, промазным и экструзионным.

В последние годы в строительстве все шире внедряют синтетические ковровые материалы (ворсолин, ворсонит и д. р. ) Для верха ковров используют тканные нетканые покрытия из синтетических волокон.

Ворсолин — нетканый двухслойный ворсовый материал. Его подосновой служит пленка из эмульсионного поливинилхлорида. Ковры ворсолина сваривают или склеивают в полотнища размером на комнату.

Ворсонит — Сырьем для него являются холсты из полиэфиров, полиамидов и других полимеров. Ворсонит отличается высоким декоративно-художественным, теплотехническим, и акустическим свойствами.

Плиточные материалы для полов являются менее полимероемкими, чем рулонные, и позволяют устраивать покрытия, различные по цвету и рисунку, легко ремонтируются.

Из пластмассовых плиток для полов основные — поливинилхлоридные и кумароновые. Эти виды плиток не рекомендуется применять в помещениях с повышенными тепловым и влажностным режимами эксплуатации и при возможном воздействии масел, жиров и образивных материалов.

Древесно-слоистые пластики (ДСП) — материалы, изготавливаемые в виде листов и плит горячим прессованием пакетов древесного шпона, пропитанного полимером. Технология производства ДСП включает подготовку древесного шпона, пропитку его полимером, сушку и сборку шпона в пакеты, прессирование и обрезку. ДСП по основным свойствам физико-механическим свойствам превосходят исходную древесину и используются для изготовления несущих конструкций, вспомогательных, крепежных и монтажных элементов.

Стеклопластики — пластмассы, содержащие в качестве упрочняющего наполнителя стекловолокнистые материалы. Прочность, легкость, низкая теплопроводность и другие ценные свойства определили широкое использование стеклопластиков в различных строительных конструкциях.

Использование легких конструкций, изготовленных на основе стеклопластиков, позволяет снизить массу зданий в 16 раз по сравнению с кирпичными и в 8 раз по сравнению с крупнопанельными железобетонными зданиями. Стеклопластик в несколько десятков раз более стойки к ударным воздействиям, чем стекло, их прочность на изгиб и растяжении в 5 – 10 раз выше стекла, а плотность в 1,5 – 2 раза меньше.

Светопропускаемость стеклопластиков может достигать 90% на толщину 1,5 мм, в том числе до 30% – в ультрафиолетовом спектре против 0,5 для обычного и силикатного стекла. Стеклопластики обладают теплопроводностью в 6 -10 раз более низкой, чем такие материалы, как керамика, бетон и железобетон. В строительстве стеклопластики применяют в виде плоских и волнистых листов для устройства светопрозрачной кровли промышленных зданий и сооружений; теплиц и оранжерей; малых архитектурных форм; трехслойных светопрозрачных и глухих панелей, ограждений и покрытий; оболочек и куполов; изделий трубчатого и коробчатого сечений; оконных и дверных блоков; санитарно-технических изделий, форм для изготовления бетонных и железобетонных изделий и др. Для стеклопластиков характерна высокая демпфирующая способность, они могут применяться в конструкциях, подвергаемых к действию вибраций.

Полимербетоны — композиционные материалы, получаемые на основе полимерного связующего, минеральных заполнителей и наполнителей.

К достоинствам полимерных бетонов можно отнести их высокую износостойкость, кавитационную и химическую стойкость. Полимерные бетоны, содержащие 5-10% графитового наполнителя, имеют в 20 раз более высокую кавитационную стойкость, чем обычный бетон. Полимер бетоны можно усиливать металлической и неметаллической арматурой.

Полимерные бетоны применяют для возведения износостойких покрытий ирригационных плотин и конструкций портовых сооружений, для изготовления плит, установки химически стойких полов производственных зданий, сточных каналов, лотков и других конструкций , эксплуатируемых в условиях агрессивных сред; сооружения штатных стволов, кольцевых коллекторов подземных сооружений, химически стойких и дренажных труб; траверс ЛЭП, контактных опор и других конструкций с высоким электросопротивлением.

Гидроизоляционные и герметизирующие материалы. Трубы.

Из полимерных материалов для гидроизоляции особенно широкое применение получили пленки, мастики, лаки и краски. К пленочным относят рулонные материалы, толщиной до 1 мм, получаемые из полимеров путем экструзии, механического, пневмомеханического вытягивания и другими методами. Применение пленок позволяет улучшить условия труда при изоляционных работах, повысить их экономическую эффективность. В промышленности выпускают также полиизобутиленовые, полиамидные и другие пленки.

Гидроизоляционные мастики на основе термопластичных и термореактивных полимеров. Широкое применение получили битумно-полимерные пластики, для которого в виде главного компонента используют различные растворы или водные дисперсии каучуков.

Окрасочные гидроизоляционные составы на основе синтетических полимеров включают хлоркаучуковые, полиизобутиленовые, алкидные, полиуретановые, эпоксидные, силиконовые и т. п. Применять их можно для окраски поверхностей, на которые воздействуют минеральные масла и бензин. Кроме того, они пригодны для окраски помещений, где хранятся продукты и резервуары с питьевой водой.

Герметики — материалы и изделия, обеспечивающие влаго- и воздухонепроницаемость стыковых сопряжений строительных деталей и конструкций.

Мастичные герметики делятся на три группы:

1) Полимерные, нетвердеющие мастики на основе полиизобутилена. Они работают в том состоянии, в котором уложены в нее.

2) Герметики — эластомеры холодного отверждения. Их особенностью является, что после введения их в пастообразном состоянии встык под влиянием отверждающих добавок при температуре окружающей среды они переходят в эластичное резиноподобное состояние.

3) Битумно — полимерные герметики. Они применяются в горячем виде. Из-за своей дешевизны, высоких адгезионных и эксплуатационных свойств получили широкое распространение.

Погонажные герметики — это, как правило, пористые или пустотелые элементы, выполненные в виде жгутов различного поперечного сечения.

Оклеечные (рулонные) герметики представляют собой полосы из стеклоткани с нанесенным на них герметизирующим слоем мастики.

Трубы из полимерных материалов обладают преимуществами по сравнению с трубами из других материалов: легкостью, устойчивостью к электрохимической коррозии, гибкостью, высокими диэлектрическими свойствами. Постоянством пропускной способности, низкой теплопроводностью. Они просты в монтаже и не требуют защитных покрытий. Наибольшее распространение получили ПЭ, ПП, ПВХ трубы. Их применяют для устройства систем водоснабжения и канализаций, вентиляции внутренних коммуникаций химических и пищевых производств, ирригационных трубопроводов, газопроводов.

Для тепловой изоляции в строительстве применяют полимерные материалы, имеющие ячеистую структуру, которая может быть представлена системой изолированных ячеек (пенопласт), сообщающихся пор (пороплаты), регулярно повторяющихся полостей (сотопласты). Такое деление теплоизоляционных пластмасс условно, так как обычно не удается получить материал только с замкнутыми или открытыми ячейками. Полимерные теплоизоляционные материалы подразделяют на жесткие, полужесткие и эластичные. Для строительной теплоизоляции широко применяют жесткие пластмассы. Наиболее распространенная теплоизоляционная пластмасса — пенополистирол.

Полимерные материалы относят к числу наиболее эффективных строительных материалов. Они позволяют существенно снизить вес конструкции, широко внедрять индустриальные методы ведения строительных работ, обладают комплексом положительных особенностей, позволяющих расширить архитектурные возможности, изменить облик интерьеров, сокращать рудовые затраты. Превосходя по свойствам многие материалы, они требуют для производства в 2 – 4 раза меньше капитальных вложений. Каждая тонна пластмасс позволяет экономит в народном хозяйстве 5,6 т стали, 3,4 т цветных металлов, около 500 рублей капитальных вложений и трудозатрат.

В настоящее время в строительстве широко применяются различные виды полимеров. Современные синтетические материалы с успехом используются при конструировании и отделке зданий и сооружений наряду с металлом, бетоном, древесиной, стеклом. В некоторых случаях полимеры выступают в качестве аналогов традиционных стройматериалов, но иногда уникальные свойства синтетических композитов делают их незаменимыми.

К полимерам относятся различные пластики АБС, ПВХ, поликарбонат, полиэтилен, полистирол, фторопласт, искусственный каучук, композитные составы с армирующими элементами из углеволокна, стекловолокна, стеклохолста, металла и так далее. В отличие от традиционных строительных материалов, нужные технические характеристики полимеров задаются при их производстве. В зависимости от конкретных требований синтетические материалы могут обладать различной прочностью, гибкостью, цветом, степенью прозрачности, стойкостью к температурным воздействиям.

Сферы применения полимеров в строительстве

Направления применения полимеров в строительстве чрезвычайно разнообразны. Часто один и тот же материал может использоваться в различных областях, например – в качестве звуко- и теплоизоляции, конструкционных и декоративно-отделочных элементов. Основные направления применения полимеров в строительстве следующие:

• несущие и ограждающие конструкции;
• теплоизоляция;
• гидроизоляция;
• полы и напольные покрытия;
• инженерные коммуникации;
• клеи, пены;
• модифицирующие добавки.

Несущие и ограждающие конструкции

В современных несущих и ограждающих конструкциях широко применяются полимеры, обладающие высокой прочностью, пластичностью и низкой теплопроводностью. Основными направлениями использования полимеров являются: конструкции из полимербетона, композитные стойки, балки и арматура, многокамерные рамы для стеклопакетов, остекление из монолитного и сотового поликарбоната, светопрозрачное покрытие для теплиц, оранжерей и так далее.

Полимербетон. В настоящее время насчитывается около 30 видов полимерного бетона, обладающего различными свойствами. В зависимости от конкретных условий эксплуатации для изготовления полимербетона могут использоваться эпоксидные, фурановые, полиэфирные и другие виды искусственных смол. В сравнении с традиционным бетоном, полимербетон обладает более высокими эксплуатационными качествами и успешно противостоит воздействию агрессивных сред.

Например, раствор, изготовленный на основе полиэфирных и эпоксидных смол, отличается прочностными характеристиками. Применение в качестве заполнителя кварцевого песка, базальта, гранита придают смеси кислотостойкие свойства. Определенные виды связующих позволяют значительно увеличить срок службы бетона, повысить стойкость к различным излучениям, понизить хрупкость. Прочность полимербетона на сжатие может достигать 120 МПа, морозостойкость – до 300 циклов.

Основные области применения полимербетона в строительстве – фундаменты в грунтах с агрессивными водами, ремонт и восстановление железобетонных конструкций, трубы канализационных коллекторов, полы в промышленных зданиях, обладающие повышенными требованиями к износостойкости, маслостойкости, бензостойкости, электропроводности, электростатике и т.д.

Стеклопластик представляет собой композитный материал, состоящий из нескольких слоев пластика, армированных стекловолокном или стеклохолстом. Благодаря своей легкости (плотность материала не превышает 2 г/см3), прочности (до 1000 МПа на растяжение) и стойкости к механическим и химическим воздействиям, стеклопластик успешно применяется в качестве альтернативы стали в несущих конструкциях, емкостных сооружениях, трубопроводах. Светопрозрачные виды стеклопластика используются для вертикального и горизонтального остекления (кровли, балконы, лоджии).

Стеклопластик не подвержен разрушению в условиях температурных колебаний и солнечной радиации, обладает коррозионной стойкостью и не является средой для роста микроорганизмов. Благодаря этому, материал может успешно эксплуатироваться на открытом воздухе и в помещениях с наличием мокрых процессов. Вибрационная стойкость, ремонтопригодность и диэлектрические свойства обуславливают широкие возможности стеклопластика для применения в производственных зданиях и сооружениях.

Поликарбонат сотового и монолитного типов – один из самых популярных и востребованных полимерных материалов для остекления. Высокая степень прозрачности, прочность, экологическая и санитарно-гигиеническая безопасность, низкая травмоопасность позволяют с успехом применять поликарбонат в жилых, офисных и производственных зданиях, теплицах и оранжереях, спортивных сооружениях.

Прочность монолитного поликарбоната на порядок превосходит прочность обычного стекла. При этом он легок и удобен в обработке. Из монолитного поликарбоната изготавливают современное ударопрочное антивандальное остекление, прозрачные полы и стены. Профилированный монолитный поликарбонат применяется для устройства прозрачной кровли и навесов.

Прочность поликарбоната сотового типа немного ниже, чем у монолитного, но, при этом, стоимость материала также не высока. Дополнительные преимущества сотового поликарбоната – низкая теплопроводность, шумопоглощение. Материал широко применяется для устройства сплошного остекления оранжерей и теплиц, кровель спортивных сооружений, звукопоглощающих конструкций и ограждений.

Теплоизоляция

Теплоизоляционные материалы, в том числе, полимерные, занимают огромную нишу на современном строительном рынке. К наиболее востребованным синтетическим утеплителям относятся:

• пенополистирол (пенопласт). В строительстве используется разновидность ПСС с антипиреном, понижающим горючесть;
• экструдированный пенополистирол, в отличие от обычного пенопласта обладает высокой прочностью, долговечностью и более низкой степенью водопоглощения,
• жесткий пенополиуретан, обладая закрытой пористой структурой, одновременно может использоваться и как гидроизоляция;
• пенополиуретан напыляемого типа удобен для теплоизоляции конструкций в труднодоступных местах.

Синтетические теплоизоляционные материалы, в сравнении с минеральными, имеют меньший удельный вес, лучше противостоят воздействию влаги и хуже проводят тепло. Их общий недостаток – горючесть. Вследствие этого полимерная теплоизоляция не используется при устройстве вентилируемых фасадов. Для соблюдения противопожарных требований наружные стеновые ограждения, утепленные при помощи горючих материалов, должны быть оштукатурены специальными растворами.

Гидроизоляция

Полимерные материалы обладают отличными гидроизоляционными свойствами, в связи с чем входят в состав различных водозащитных систем, в том числе, окрасочного, обмазочного, оклеечного, штукатурного и проникающего типов. Наиболее известными видами полимерной гидроизоляции являются:

• битумнополимерные составы для обмазки горизонтальных и вертикальных бетонных поверхностей, в том числе – заглубленных. Материал отлично защищает бетон от воздействия агрессивных подземных вод;
• полимерные мембраны ПВХ, ТПО – современное техническое решение для гидроизоляции кровельных конструкций. Удобны, надежны, пригодны к ремонту. Армированные мембраны могут применяться как в качестве покрывного слоя кровельного пирога, так и в качестве нижнего слоя инверсионных кровель;
• штукатурные гидроизоляционные составы, самым распространенным из которых является полимерный торкретбетон, являются надежной защитой для заглубленных железобетонных конструкций. Вследствие того, что материал наносится механическим способом, штукатурное покрытие отличается высоким качеством и скоростью нанесения;
• проникающие составы – современный и прогрессивный способ гидроизоляционной защиты железобетонных конструкций. Одновременно состав увеличивает прочностные характеристики существующих сооружений из бетона.

Полимерные полы

Полимерные полы, называемые также наливными, позволяют создать идеально ровное покрытие на черновых конструкциях из бетона, древесины, металла. Образуемая в результате отверждения поверхность полимеров, не нуждается ни в какой дополнительной отделке. Наибольшее распространение наливные полы получили в производственных зданиях, торговых центрах, складских помещениях, медицинских и образовательных учреждениях.

Преимуществами наливных полов являются: высокая прочность, эстетические качества, износостойкость, герметичность, отсутствие пыления, химическая и биологическая инертность, искробезопасность. Срок службы материала в условиях интенсивной производственной эксплуатации составляет не менее 10 лет.

Наиболее распространены следующие виды полов из полимерных материалов:

• полиуретановые. Отличаются устойчивостью к износу, динамическим и вибрационным нагрузкам. Используются в складских помещениях с работающими погрузчиками;
• эпоксидные. Хорошо воспринимают ударные и механические нагрузки. Подходят для производственных помещений с мокрыми процессами и возможностью разлива химически агрессивных веществ;
• полиметилметакрилатные. Монтаж таких полов может производиться при отрицательных температурах. Раствор быстро затвердевает и набирает эксплуатационную прочность.

Пол своему составу полимерные полы могут быть однокомпонентными и двухкомпонентными, а также иметь различные добавки, усиливающие те или иные свойства.

Инженерные коммуникации

Одно из самых обширных направлений использования полимерных материалов – инженерно-техническое оборудование зданий. Современные пластиковые и металлопластиковые трубопроводы отличаются надежностью, долговечностью, удобством монтажа, прочностью, ремонтопригодностью, стойкостью к механическим и химическим воздействиям. Полимеры используются во всех видах инженерных коммуникаций: водоснабжение, канализация, теплоснабжение, отопление, воздуховоды, гофры для силовых и слаботочных электрических сетей.

Наряду с «чистыми» полимерами (ПВХ, полиэтилен, полистирол и т.д.) для производства трубопроводов повышенной прочности используются композиционные материалы. Стеклопластик, сопоставимый по прочности со сталью, в 4 раза ее легче, не подвержен коррозии, не зарастает, стоит дешевле. Из него изготавливают коллекторы больших диаметров, прокладываемые под автодорогами с большой интенсивностью движения.

Полимерные клеевые составы и пены

Клеевые составы на базе полимерных соединений отличаются высокими адгезионными свойствами, водостойкостью. Используются для склеивания различных элементов из пластмасс, древесины, металла, бетона, стекла, керамики и других искусственных и природных материалов. Зачастую прочность соединения превышает прочность самих склеиваемых деталей.

Основные области применения полимерных клеевых составов – ремонт бетона и производство клееных деревянных конструкций. В связи с популярностью последних в состав клея вводятся добавки снижающие (и даже полностью исключающие) вероятность возгорания древесины. Популярностью пользуются также полимерные химические анкеры, для фиксации тяжеловесных металлических деталей в вертикальных и горизонтальных конструкциях из бетона и в кирпичной кладке.

Монтажные пены на основе пропан-бутановой и полиуретановой смесей – современное и технологичное решение для герметизации стыков строительных конструкций, удаления мостиков холода, гидроизоляции труднодоступных мест. Различают составы, увеличивающиеся в размерах в процессе отверждения и сохраняющие стабильность. Имеются более дорогие варианты для использования в условиях отрицательных температур и высокой влажности. К специальным видам пен относятся огнестойкие составы, служащие для герметизации проходок инженерных коммуникаций в ограждающих конструкциях с нормируемым пределом огнестойкости.

Модифицирующие добавки

Полимерные добавки способны значительно повысить эксплуатационные свойства традиционных строительных материалов, таких как бетон и древесина. В том числе, модифицирующие вещества усиливают:

• прочностные характеристики материалов;
• эластичность;
• износостойкость;
• водонепроницаемость;
• сопротивляемость химическим и биологическим видам угроз;
• адгезионные качества поверхности;
• срок службы.

Например, прочность на сжатие и растяжение бетона с добавками из эпоксидных и полиэфирных смол, может увеличиваться в 10 раз, а его морозостойкость может доходить до 300 циклов. Бетон, армированный полимерной фиброй, отличается повышенной устойчивостью к различным видам деформаций, трещинообразованию, механическим и ударным воздействиям. Вследствие этого применяется при устройстве автодорог и полов в производственных зданиях с наличием интенсивных динамических и вибрационных нагрузок. Противоморозные добавки в бетон позволяют производить заливку монолитных конструкций при температуре до -5°С.

Модифицирующая обработка низкосортной древесины (береза, ольха, осина и др.) позволяет придать ей прочностные характеристики и долговечность таких пород, как дуб, ясень, бук. Пропитка структуры дерева фенолоформальдегидными, фурановыми и полиэфирными смолами увеличивает прочность на сжатие в 2-3 раза, прочность на изгиб поперек волокон – в 3-4 раза. Снижение показателя водопоглощения достигает двух крат и более. Конструкции из модифицированной древесины не подвержены порче насекомыми, грибком и плесенью.

Полимерные материалы в строительстве.

С полимерами – природными и искусственными, современный человек сталкивается повсюду, начиная с собственной кухни и заканчивая транспортом. Несмотря на то, что полимерные материалы уже довольно давно используются в различных областях науки и техники, самое большое применение они нашли в строительстве и архитектуре. Можно с уверенностью утверждать, что на сегодняшний день химия оказалась главным источником инноваций в строительстве. И современное строительство уже немыслимо без полимеров.

Так что же такое полимеры .

Полимерные материалы это природные или синтетические высокомолекулярные органические соединения. Хотя и некоторые неорганические вещества тоже имеют естественную структуру, напоминающую полимер, например – алмаз, полевой шпат, графит.

В зависимости от особенностей строения молекул полимерные материалы имеют различные свойства. Полимеры, молекулы которых имеют линейный характер, обладают термопластичностью — многократно размягчаются при нагревании и снова затвердевают при охлаждении. Такие свойства у полиэтилена и полистирола.

Полимеры, у которых строение молекул объёмное, обладают термореактивными свойствами. После того, как при первом нагревании они приобретут пластичность и заданную форму, впоследствии уже не могут обратимо расплавляться и затвердевать. Такие полимеры (фенопласты) переходят в нерастворимое и неплавкое состояние.

Метод получения полимеров классифицирует их на полимеризационные и поликонденсационные.

Химические свойства полимеров.

Для изготовления полимерных строительных материалов, изделий и конструкций чаще всего используется: Полиэтилен (производство труб и плёнки) Полистирол (производство плит и лаков) Полихлорвинил (производство линолеума) Полиметилметакрилат (производство органического стекла.

Рассмотрим некоторые примеры применения полимерных и полимерсодержащих материалов в строительстве.

Физические свойства полимеров в бетоне.

Бетон – главный строительный материал последнего столетия. Его основные недостатки с успехом корригируются полимерами, вводимыми в процессе производства прямо в состав бетона, которые частично или полностью заменяют минеральные вяжущие.

В результате, выпускаемые промышленностью в широком ассортименте современные полимерцементные бетоны, полимербетоны и бетонополимеры более коррозиеустойчивы, морозостойки, износостойки, обладают непроницаемостью для жидкостей и устойчивостью к действию кислот, менее хрупки. Использование поливинилхлорида в строительстве и архитектуре.

Именно в строительную отрасль уходит более половины всего ПВХ, который производится в мире. Это самый распространённый сейчас полимерный строительный материал. ПВХ широко используют не только при изготовлении окон, которые в последние десятилетия сделали мировую энергосберегающую революцию. Из ПВХ изготавливают линолеум, плёнки для натяжных потолков, различные профили. Его используют также для изготовления сантехнических труб, для электроизоляции кабелей и электропроводов.

Механические свойства полимеров в древесностружечных плитах.

Армирующие полимеры – стеклопластики, органическое стекло, древесно-слоистые пластики и винипласт используют при изготовлении ДСП, ЛДСП, КДСП и МДФ.

Полимерные отделочные материалы.

Виниловые обои, материалы для отделки стен и потолков на полимерной основе, различные декоративные и моющиеся плёнки, защитные и декоративные покрытия – эти материалы встречаются теперь чаще, чем натуральные.

Полимерные трубы для водоснабжения.

Срок службы качественной трубы из полиэтилена может быть больше аналогичной металлической на порядок. Эти трубы надёжнее, дешевле, не подвержены коррозии и гигиеничнее. При их производстве используют так называемые «инженерные» пластмассы.

Основные свойства полимеров в лакокрасочных изделиях.

Используются практически во всей продукции этого сегмента. Составляющие – природные и искусственные смолы, эфиры целлюлозы, полимерные красители.

Область применения полимерных строительных материалов в строительстве и архитектуре современных зданий и сооружений расширяется постоянно. Каждый день появляются новинки, уследить за которыми очень трудно.

В настоящий момент, в строительных технологиях начали применять полимерные композитные материалы, использующиеся ранее в авиационной и космической промышленности. Таким материалам присущи особые свойства: повышенная прочность, гибкостью, износоустойчивость и многие другие. Всероссийский институт авиационных материалов (ВИАМ) уже разрабатывает аналоги полимерных материалов, специально для строительства и первыми применяться они станут в строительстве Москвы.

Источник: schemy.ru

Полимеры их классификация

Полимерные материалы, что это такое точно определяют химики. Сам термин «полимер» обозначает пластик и используется для изготовления пластмассовой продукции ежедневного применения. Мы пользуемся изделиями из такого сырья дома, на работе. Они окружают нас в общественном транспорте (автомобили, самолеты, вагоны железнодорожного состава). Современная промышленность изобрела новое сырье, в структуру которого входят натуральные и синтетические составляющие.

Основные физические свойства

Отличительной чертой этого материала является то, что в его химический состав входит вещество, обладающее высокомолекулярными цепочками, повторяющиеся с данной периодичностью. Благодаря этому самым распространенным стал каучук (резина), отличающийся своей эластичностью и повышенной стойкостью к истиранию. Он и другие виды не только обладают свойствами упругости, но и имеют иные важные качества:

• • Низкая теплопроводимость. Как пример: если поставить на открытый огонь кастрюлю, то сплав из железа нагреется, а ручки, выполненные из пластмассы, останутся холодными.
• • Высокий показатель температурного коэффициента линейного расширения, который составляет от 70 до 200 10-6 на один градус. Молекулярная структура обладает свойствами увеличивать линейные размеры в несколько раз больше, чем металл при одинаковой t.
• • Благодаря своей гибкости, в последнее время технологи разработали методику нанесения тонким слоем полимер на металлические части изделий для защиты их от коррозии.
• • Предел прочности уступает показателям железа. Для повышения добавляют специальные компоненты, за счет которых получаются новые разновидности материала.
• • При разработке и производстве товара учитывается низкий коэффициент температурного нагрева. Рекомендуемым порогом является менее 80 градуса. Иначе изменятся физические свойства, которые приведут к снижению прочности.
• • Быстро воспламеняется при пожаре, при этом выделяют токсичные вещества.
• • Из-за сниженного показателя коэффициента трения на поверхности не остаются дефекты (царапины, сколы).
• • Обладает электроизоляционными свойствами. Так как он не проводит ток, то все ручки инструментов покрываются пластмассой.
• • Не поддается деформации при длительной нагрузке, способен восстанавливать свою первоначальную форму.

Описание полимеров и их характеристики

Активное производство сырья началось в первой половине XX века. В первые годы существования полимеров технология представляла собой переработку некачественного сырья и целлюлозы. Так появились первые лакокрасочные вещества. На стадии появления кинематографа изготовление прозрачной пленки привело к появлению первых художественных картин.

Полимерные материалы имеют в своем составе высокомолекулярные цепочки, которые повторяются с определенным промежутком. Благодаря этому полимеры обладают такими свойствами, как:

• Малая теплопроводность. Наглядный пример: во время нагревания чайника на огне пластмассовая ручка остается холодной;
• Высокий уровень температурного расширения. Молекулярная структура позволяет добиться увеличения размера в несколько раз больше, чем металл при равной температуре;
• Гибкость, благодаря чему полимерами покрывают элементы изделий из металла, чтобы защитить их от ржавчины;
• Низкий показатель коэффициента трения, вследствие чего на предметах не видны механические повреждения;
• Электроизоляция. Предметы из полимеров не проводят электричество;
• Неподверженность изменению формы при долгих нагрузках. После остановки действия полимер возвращается в свой первоначальный вид.
• Повышенная горючесть. Это свойство определяет тот факт, что во многих отраслях полимеры не используют. При горении они выбрасывают токсины или горючий дым.

В современное время полимерные материалы существуют в нескольких физических состояниях. В качестве примера можно назвать клеящие вещества, лакокрасочные покрытия. При производстве технологического оборудования используют твердые пластмассы. За счет такого свойства, как эластичность, были получены резиновые и силиконовые напольные покрытия.

Химический состав полимеров может значительно отличаться. В ГОСТ описана процедура оценки качества, основанная на применении балльной шкалы.

Самым знакомым населению полимером является полиэтилен, из которого производят пищевую пленку, упаковочный материал для различных целей. Его используют во многих отраслях хозяйства.

Пропилен обладает эластичностью, гибкостью, водонепроницаемостью и прочностью, поэтому его используют при возведении многоэтажных домов и торгово-развлекательных комплексов. Из пропилена производят водопроводные трубы. Такие изделия не меняют свою форму при высокой нагрузке, не подвержены появлению ржавчины и обладают хорошей звукоизоляцией.

Полиолефин – материал, основой которого является полиэтилен и полипропилен. Большая часть пластиковой продукции по всему миру производится из него. Он имеет достоинства перед другим материалом: устойчив к разрывам, не проводит тепло, при утилизации и в процессе изготовления не загрязняет атмосферу ядом.

Какие бывают полимеры – классификация

В современной промышленности насчитывается несколько десятков разновидностей. Разделение происходит по химическому составу, агрегатному состоянию и эксплуатационным качествам.

По происхождению

К ним относятся:

• • Синтетические. Являются самыми востребованными в производстве. Обладают исключительными особенностями из-за добавления и смешивания различных веществ.
• • Искусственные. Изделия из такого вида окружают нас в быту.
• • Природные (биополимеры).

По молекулярным соединениям

Различные химические свойства позволяют разделять на:

• • Органические, которые используют для основания пластмассовой продукции.
• • Комплексные, где одновременно применяются натуральные и синтетические вещества.
• • Неорганические.

Виды полимерных материалов по агрегатному состоянию

Характеристики вещества, подверженного различными температурами и давлением:

• • Эластичный. Гибкость позволяет использование при производстве строительного товара (поролон, силикон). Также большое применение находит для изготовления автомобильных покрышек.
• • Твердый. В этой форме пластмасса обладает повышенной прочностью и пластичностью. Область применения широка: оргтехника, пылесосы, холодильники, садовая мебель и другие предметы домашней утвари.
• • Жидкий. На такой основе изготавливаются лакокрасочные материалы, герметики, монтажная пена.

По структуре, на которую влияет макромолекула

Бывает: разветвленный, линейный, сетчатый, плоский, ленточный, гребнеобразный.

Типы полимеров по полярности

В этом случае на конструкцию влияют положительные и отрицательные заряды, которые определяют характер растворимости в различных средах:

• • полярный (гидрофильный);
• • неполярный (гидрофобный);
• • смешанный (амфильный).

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.

Композиционные материалы

Ионнообменные смолы

Каучуки (эластомеры)

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.

Высокомолекулярные соединения (ВМС)

Материалы

Как мы писали выше, синтетика плохо переносит высокие температуры, воспламеняется и выделяет при тлении токсичные вещества. Во избежание этого химики экспериментальным способом добавляют различные примеси. При синтезе они используют бром или хлор. После обработки получается галогенизированное сырье, способное при сгорании выделять газ, который повышает коррозийность металлических изделий.

Мы рассмотрим примеры и определим, что относится к полимерным материалам:

• • Самый знакомый всем – это полиэтилен. Из него изготавливают упаковку для различных целей, используется во всех отраслях народного хозяйства. Он различается по типам (низкого и высокого давления). Эти виды обладают одинаковым химическим составом, но отличаются молекулярной структурой.
• • Пропилен. Благодаря своим характеристикам (легкость, высокие эксплуатационные качества, гибкость, эластичность, прочность, водонепроницаемость) широко применяется при строительстве жилых комплексов и промышленных объектов. Из него изготавливаются трубы для горячего и холодного водоснабжения, для отопительной системы. Они не подвержены коррозии, не деформируются при динамической и статистической нагрузках, не производят шум и не вибрируют. Единственный минус – вступают в реакцию с кислородом и не выносят ультрафиолет. Поэтому при монтаже необходимо устанавливать защитную систему.
• • Поливинилхлорид. Что это за полимерные материалы и какие примеры можно привести, ведь все уже забыли об этом термине и области применения. Популярным они были в середине прошлого столетия. Они обладают хрупкостью и невысокой экологичностью, потому что при тлении выделяют ядовитый диоксин. Поэтому современные вещества вытеснили с рынка потребления старый образец.
• • Полиолефин создан на основе составляющих полиэтилена и полипропилена. Более половины продукции во всем мире изготовлена из этого сырья. Так как он имеет огромное преимущество перед другими пластмассами. Он не разрывается, не дает усадку, не нагревается, а при утилизации и производстве не выделяет вредные для организма вещества.

Общая характеристика полимеров

Полимерами называют высокомолекулярные вещества, молекулы которых состоят из повторяющихся структурных звеньев, связанных с друг другом химической связью. Полимеры могут быть органическими и неорганическими, аморфными или кристаллическими веществами. В полимерах всегда находится большое количество мономерных звеньев, если это количество слишком мало, то это уже не полимер, а олигомер. Количество звеньев считается достаточным, если при добавлении нового мономерного звена свойства не изменяются.

Рис. 1. Полимер структура.

Вещества, из которых получают полимеры, называются мономерами.

Молекулы полимеров могут иметь линейную, разветвленную или трехмерную структуру. Молекулярный вес обычных полимеров колеблется от 10000 до 1000000.

Реакция полимеризации характерна для многих органических веществ, в которых имеются двойные или тройные связи.

Например: реакция образования полиэтилена:

nCH2=CH2 —> [-CH2 -CH2 -]n

где n – число молекул мономера, взаимно соединенных в процессе полимеризации, или степень полимеризации.

Полиэтилен получают при высокой температуре и высоком давлении. Полиэтилен химически устойчив, механически прочен и поэтому широко применяется при изготовлении оборудования в различных отраслях промышленности. Он обладает высокими электроизоляционными свойствами, а также используется в качестве упаковки продуктов.

Рис. 2. Вещество полиэтилен.

Структурные звенья – многократно повторяющиеся в макромолекуле группы атомов.

Примеры изделий из полимерных материалов

Благодаря своим уникальным качествам и доступной цене область применения товаров из этого сырья разнообразна. Изделия из пластмассы применяются в медицинском оборудовании; в строительной отрасли; в железнодорожном, автомобильном и авиационном транспорте; в бытовой технике; в сельском хозяйстве; в легкой и тяжелой промышленности.

При возведении жилых объектов используется обшивка стен для утепления и облицовки. Большую популярность приобрели пластиковые окна и двери, напольные покрытия (ламинат, линолеум). Все строительные инструменты сделаны с элементами из полимера.

Декоративные изделия (сетка для цветов, поливалки, ведра, плошки) и мебель для садоводческих хозяйств из этого сырья получили широкую популярность у населения из-за небольшого веса, устойчивости к коррозии, эластичности, долговечности и недорогой стоимости. Детские и взрослые переносные бассейны, лодки и искусственные водоемы, круги для плавания изготавливаются из геотекстиля и мембраны, обладающие водонепроницаемостью. Несущие конструкции мотоциклов и некоторых легковых автомобилей производятся из пластмассы для облегчения веса и избежания воздействия ржавчины.

Структура

Свойства и технические характеристики полимерного материала зависят от молекулярных соединений в цепи. По строению идет разделение на:

• • Линейное. Это соединения, где макромолекулы составляют длинные цепочки и имеют спиральную или зубчатую комбинацию. При этом они чрезвычайно гибкие. Такое качество дает высокую эластичность, и товар не крошится при застывшем состоянии.
• • Лестничное. Здесь макромолекулы создают пару длинных цепей, которые являются основой для создания изделий с высокой жесткостью и стойкостью к большим температурам. Помимо этих положительных качеств, есть главное достоинство – не вступают в химическую реакцию с растворителями из органики.
• • Пространственное. Мономолекулы связаны между собой поперечными мостиками и синтезируются при помощи мочевины и формальдегида. Итогом такой операции становится пространственная или неоднородная структура основы сетки. Из такого сырья создаются жесткие конструкционные продукты.
• • Линейно-разветвленное. Это когда от основной цепи идут ответвления, численность и размер которых различны. Такая структура наиболее прочная. Это свойство нашло применение в изготовлении полиэтилена, полистирола, поливинилхлорида.

Классификация полимеров

Есть довольно большое количество показателей, по которым синтетические полимерные материалы могут классифицироваться. При этом классификация затрагивает и основные эксплуатационные качества. Именно поэтому рассмотрим разновидности полимерных материалов подробнее.

Классификация проводится по агрегатному состоянию:

1. Твердые. Практически все люди знакомы с полимерами, так как они используются при изготовлении корпусов бытовой техники и других предметов быты. Другое название этого материала – пластмасса. В твердой форме полимерный материал обладает достаточно высокой прочностью и пластичностью.
2. Эластичные материалы. Высокая эластичность структуры получила применение при производстве резины, поролона, силикона и других подобных материалов. Большая часть встречается в строительстве в качестве изоляции, что также связано с основными эксплуатационными качествами.
3. Жидкости. На основе полимеров производится достаточно большое количество самых различных жидких веществ, большая часть которых также применима в строительстве. Примером назовем краски, лаки, герметики и многое другое.

Жидкие полимеры — краски

Эластичные полимеры — резиновое покрытие

Различные виды полимерных материалов обладают разными эксплуатационными качествами. Именно поэтому следует рассматривать их особенности. Есть в продаже полимеры, которые до соединения находятся в жидком состоянии, но после вступления в реакцию становятся твердыми.

Классификация полимеров по происхождению:

1. Искусственные вещества, характеризующиеся высокомолекулярной массой.
2. Биополимеры, которые еще называют природными.
3. Синтетические.

Большее распространение получили полимерные материалы синтетического происхождения, так как за счет смешивания самых различных веществ достигаются исключительные эксплуатационные качества. Искусственные полимеры сегодня встречаются практически в каждом доме.

Классификация синтетических материалов проводится также по особенностям молекулярной сетки:

1. Линейные.
2. Разветвленные.
3. Пространственные.

Варианты структуры полимеров

Классификация проводится и по природе гетероатома:

1. В главную цепь может входить атом кислорода. Подобное строение цепочки позволяет получить сложные и простые полиэфиры и перекиси.
2. ВМС, которые характеризуются наличием атома серы в основной цепочке. За счет подобного строения получают политиоэфиры.
3. Можно встретить и соединения, в главной цепочке которых есть атомы фосфора.
4. В главную цепочку могут входить и атомы кислорода и с азотом. Наиболее распространенным примером подобного строения можно назвать полиуретаны.
5. Полиамины и полиамиды – яркие представители полимерных материалов, которые в своей главной цепочке имеют атомы азота.

Кроме этого выделяют две большие группы полимерных материалов:

1. Карбоцепные – вариант, который имеет основную цепочку макромолекулы ВМС с одним атомом углерода.
2. Гетероцепные – структура, которая кроме атома углерода имеет и атомы других веществ.

Существует просто огромное количество разновидностей карбоцепных полимеров:

1. Высокомолекулярные соединения, которые называют тефлоном.
2. Полимерные спирты.
3. Структуры с насыщенными главными цепочками.
4. Цепочки с насыщенными основными связями, которые представлены полиэтиленом и полипропиленом. Отметим, что сегодня подобные разновидности полимеров получили просто огромное распространение, их применяют при производстве строительных материалов и других вещей.
5. ВМС, которые получаются на основе переработки спиртов.
6. Вещества, полученные при переработке карбоновой кислоты.
7. Вещества, полученные на основе нитрилов.
8. Материалы, которые были получены на основе ароматических углеводородов. Самым распространенным представителем этой группы является полистирол. Он получил широкое применение по причине высоких изоляционных качеств. Сегодня полистирол используют для изоляции жилых и нежилых помещений, транспортных средств и другой техники.

Вся приведенная выше информация определяет то, что существует просто огромное количество разновидностей полимерных материалов. Этот момент также определяет их широкое распространение, применение практически во всех отраслях промышленности и сферах деятельности человека.

Применение полимеров

Производство таких материалов началось в начале прошлого столетия, где при обработке целлюлозы и отходов нефтепереработки стали получать краску и пленку. Это позволило активному развитию кинематографа. Сейчас пластик вошел в нашу повседневную жизнь. Из него изготавливаются детские игрушки, всевозможные синтетические ткани, прорезиненную подошву для обуви, спортивный инвентарь, компьютерную технику.

Инженеры космической отрасли создали летательные ракеты и спутники на основе полипропилена. При лабораторных испытаниях оказалось, что низкая масса этого сырья без особых усилий помогает преодолеть притяжение Земли, и при больших температурных перепадах в агрессивной среде пластмасса не деформируется.

В быту

Изделия из высокомолекулярных соединений встречаются намного чаще, чем их натуральных компонентов. Этому способствуют высокие характеристики (прочность, гигиеничность, универсальность, эластичность) и низкая стоимость на продукцию.

Приведем несколько примеров тех вещей, которыми мы пользуемся каждый день:

• • Предметы личной гигиены (расческа, зубная щетка и т.д.).
• • Принадлежности для кухни.
• • Одноразовая посуда.
• • Пакеты для мусора и покупок.
• • Пленка для запекания еды.
• • Сантехнические составляющие.
• • Бытовая химия.
• • Части техники (телевизора, холодильника, пылесоса, микроволновки, миксера, утюга).
• • Настольная лампа.
• • Одежда (капроновые колготки, костюмы для рыбной ловли, спортивные куртки и комбинезоны) и обувь (резиновые сапоги, сланцы и калоши).

В строительной отрасли

Последние пятьдесят лет пластмасса вытеснила натуральные материалы (дерево, металл и бетон). Она стала использоваться при производстве:

• • Отделочных материалов, предназначенных для обустройства потолка, стен и пола.
• • Ограждающих конструкций и строительных сооружений. К ним относятся составная арматура, балки, поликарбонат, полибетон, основа оконных рам и межкомнатных дверей, стеклопластик.
• • Пен для герметизации проемов и щелей, клея.
• • Изделий водо и теплоснабжения, оборудований сантехнического профиля, вентиляционной системы и отопления.
• • Тканей, предназначенных для теплоизоляции. Они могут продаваться в рулонах, в виде порошка или жидкими смесями.
• • Наливных полов. При использовании такого материала поверхность становится гладкой и ровной. На ней исключено появление воздушных пузырьков, трещин и вмятин.
• • Роликов и колес для складской гидравлической тележки. Большой ассортимент этих изделий можно найти на сайте торгово-производственной . Кроме этого, у них имеется продукция для мебели: заглушки и фурнитура. А для строителей – пластиковые отбойники.

В медицине

Более трех тысяч разновидностей изделий изготовляется для этой отрасли.

Приведем несколько примеров:

• • Одноразовые шприцы.
• • Хирургические инструменты.
• • Материалы для стоматологии.
• • Пакеты для хранения крови и плазмы.
• • Лекарства, клеи для обработки швов, искусственные протезы и органы.
• • Оборудование для хозяйственной деятельности (посуда для лабораторий, различный инвентарь, клеенка, хирургические бахилы).
• Предметы оптики (оправа, линзы).

Виды изделий из полимеров и их применение в сельском хозяйстве

Тепличный бизнес невозможно представить без помещения, сделанного из полипропиленовой арматуры и покрытого поликарбонатом со стенкой толщиной в 1 см. Также для повышения урожайности всегда требуются различные ткани и пленки, предотвращающие появление сорняков.

Для полива используются трубы и шланги, которые намного превосходят по своим техническим характеристикам металлическую мелиоративную систему. Они удобны в монтаже, легкий вес помогает перевозить трубы без применения тяжелой техники, срок эксплуатации составляет около пятидесяти лет.

В пищевой промышленности

Главным условием создания станков для выпечки хлебной продукции, производства мясных, рыбных и овощных полуфабрикатов является соблюдение требований и правил санэпидемстанции. Антиадгезионное покрытие необходимо для бочек и контейнеров для хранения и перевозки зерновых и сыпучих продуктов.

На полках магазина вы встречаете продовольствие, запечатанное в пакеты и пленки, которые защищают от внешних загрязнителей и предохраняют от порчи. Раньше изделия изготавливались из пластмассы с низкомолекулярными веществами, которые имели множество недостатков. Основным из которых является выделение вредных частиц в окружающую среду. На сегодняшний день эта отрасль постоянно развивается, что привело к усовершенствованию химических, механических и физических качеств.

Мы подробно рассказали, что это такое, полимерная продукция, какие имеет свойства и характеристики, виды и область применения.

Применение

Благодаря названным выше параметрам, органические полимеры имеют обширную сферу применения. Так, сочетание большой прочности с небольшой плотностью позволяет получить материалы большой удельной прочности (ткани: кожа, шерсть, мех, хлопок и т. д.; пластмассы).

Помимо названных, из органических полимеров выпускают прочие материалы: резины, лакокрасочные материалы, клеи, электроизоляционные лаки, волокнистые и пленочные вещества, компаунды, связующие материалы (известь, цемент, глина). Их применяют для промышленных и бытовых нужд.

Крахмал также является органическим полимером

Однако органические полимеры обладают существенным практическим недостатком — старением. Под этим термином понимают изменение их характеристик и размеров в результате физико-химических преобразований, происходящих под воздействием различных факторов: истирания, нагрева, облучения и т. д. Старение происходит путем протекания определенных реакций в зависимости от вида материала и воздействующих факторов. Наиболее распространенной среди них является деструкция, подразумевающая формирование более низкомолекулярных веществ вследствие разрыва химической связи главной цепи. На основе причин деструкцию подразделяют на термическую, химическую, механическую, фотохимическую.

Источник: nicespb.ru

Полимерные материалы:применение, свойства, виды: распишем главное

К основным полимерным материалам относятся смолы и пластмассы. В зависимости от того, термопластичный это полимер или термореактивный, материал может либо размягчаться и затвердевать многократно, либо при однократном нагревании переходить в твердое состояние и навсегда утрачивать способность плавиться. Чаще всего используются такие современные полимерные материалы, как дисперсии, латексы и клеевые составы.

Основные физические свойства

Отличительной чертой этого материала является то, что в его химический состав входит вещество, обладающее высокомолекулярными цепочками, повторяющиеся с данной периодичностью. Благодаря этому самым распространенным стал каучук (резина), отличающийся своей эластичностью и повышенной стойкостью к истиранию. Он и другие виды не только обладают свойствами упругости, но и имеют иные важные качества:

• • Низкая теплопроводимость. Как пример: если поставить на открытый огонь кастрюлю, то сплав из железа нагреется, а ручки, выполненные из пластмассы, останутся холодными.
• • Высокий показатель температурного коэффициента линейного расширения, который составляет от 70 до 200 10-6 на один градус. Молекулярная структура обладает свойствами увеличивать линейные размеры в несколько раз больше, чем металл при одинаковой t.
• • Благодаря своей гибкости, в последнее время технологи разработали методику нанесения тонким слоем полимер на металлические части изделий для защиты их от коррозии.
• • Предел прочности уступает показателям железа. Для повышения добавляют специальные компоненты, за счет которых получаются новые разновидности материала.
• • При разработке и производстве товара учитывается низкий коэффициент температурного нагрева. Рекомендуемым порогом является менее 80 градуса. Иначе изменятся физические свойства, которые приведут к снижению прочности.
• • Быстро воспламеняется при пожаре, при этом выделяют токсичные вещества.
• • Из-за сниженного показателя коэффициента трения на поверхности не остаются дефекты (царапины, сколы).
• • Обладает электроизоляционными свойствами. Так как он не проводит ток, то все ручки инструментов покрываются пластмассой.
• • Не поддается деформации при длительной нагрузке, способен восстанавливать свою первоначальную форму.

Блок: 2/12 | Кол-во символов: 1798
Источник: https://mirpl.ru/blog/sklad-obzor/polimernye-materialy-chto-takoe-osnovnye-vidy-prim/

Полимерные материалы пластмассы и их свойства

Один из основных типов полимерных материалов – это пластмассы. Они представляют собой группу органических материалов, основу которых составляют синтетические или природные смолообразные высокомолекулярные вещества, способные при нагревании и давлении формоваться, устойчиво сохраняя приданную им форму.

Полимерные материалы пластмассы обладают хорошими теплоизоляционными и электроизоляционными качествами, коррозийной стойкостью и долговечностью. Средняя плотность пластмасс — 15-2200 кг/м3; предел прочности при сжатии — 120-160 МПа. Пластмассы наделены хорошими электро-теплоизоляционными свойствами, коррозийной стойкостью и долговечностью. Некоторые из них обладают прозрачностью и высокой клеящей способностью, а также имеют свойство образовывать тонкие пленки и защитные покрытия. Благодаря своим свойствам широкое применение эти полимерные материалы нашли в строительстве, главным образом в комбинации с вяжущими веществами, металлами и каменными материалами.

Пластмассы состоят из связующего вещества — полимера, наполнителя, пластификатора и ускорителя отверждения. При изготовлении цветных пластмасс также используются минеральные красители.

В качестве наполнителей при изготовлении этого типа полимерных материалов используются органические и минеральные порошки, асбестовые, древесные и стеклянные волокна, бумага, стеклянные и хлопчатобумажные ткани, древесный шпон, асбестовый картон и др. Наполнители не только снижают стоимость материала, но и улучшают отдельные свойства пластмасс: повышают твердость, прочность, стойкость к кислотам и теплостойкость.

Они должны быть химически инертными, малолетучими и нетоксичными. Пластификаторами при изготовлении пластмасс служат цинковая кислота, стеарат алюминия и иные, которые придают материалу большую пластичность. Катализаторы (ускорители) применяются в пластмассах для ускорения отверждения. Примером катализатора могут служить известь или уротропин, которые применяются для отверждения фенолоформальдегидного полимера.

Какие бывают полимеры – классификация

В современной промышленности насчитывается несколько десятков разновидностей. Разделение происходит по химическому составу, агрегатному состоянию и эксплуатационным качествам.

По происхождению

К ним относятся:

• • Синтетические. Являются самыми востребованными в производстве. Обладают исключительными особенностями из-за добавления и смешивания различных веществ.
• • Искусственные. Изделия из такого вида окружают нас в быту.
• • Природные (биополимеры).

По молекулярным соединениям

Различные химические свойства позволяют разделять на:

• • Органические, которые используют для основания пластмассовой продукции.
• • Комплексные, где одновременно применяются натуральные и синтетические вещества.
• • Неорганические.

Виды полимерных материалов по агрегатному состоянию

Характеристики вещества, подверженного различными температурами и давлением:

• • Эластичный. Гибкость позволяет использование при производстве строительного товара (поролон, силикон). Также большое применение находит для изготовления автомобильных покрышек.
• • Твердый. В этой форме пластмасса обладает повышенной прочностью и пластичностью. Область применения широка: оргтехника, пылесосы, холодильники, садовая мебель и другие предметы домашней утвари.
• • Жидкий. На такой основе изготавливаются лакокрасочные материалы, герметики, монтажная пена.

По структуре, на которую влияет макромолекула

Бывает: разветвленный, линейный, сетчатый, плоский, ленточный, гребнеобразный.

Типы полимеров по полярности

В этом случае на конструкцию влияют положительные и отрицательные заряды, которые определяют характер растворимости в различных средах:

• • полярный (гидрофильный);
• • неполярный (гидрофобный);
• • смешанный (амфильный).

Блок: 3/12 | Кол-во символов: 1723
Источник: https://mirpl.ru/blog/sklad-obzor/polimernye-materialy-chto-takoe-osnovnye-vidy-prim/

Поликонденсация

В отличие от предыдущей обработки, здесь происходит слияние частиц ступенчатым методом. При этом образуется высокомолекулярное соединение, где уничтожаются некоторые элементы, при этом выделяется (вода, хлор, водород).

Блок: 5/12 | Кол-во символов: 235
Источник: https://mirpl.ru/blog/sklad-obzor/polimernye-materialy-chto-takoe-osnovnye-vidy-prim/

Характеристики полимерных клеящих материалов

Полимерные клеящие материалы выпускают в виде жидкостей порошков и пленок.

Жидкие клеи бывают двух типов. Первый тип клеевых составов представляет собой растворенные в органическом летучем растворителе (спирте или ацетоне) каучуки, смолы или производные целлюлозы. После испарения растворителя образуется твердое клеевое соединение. Второй тип клеевых составов — это водные растворы специально приготовленных для клеев смол.

Такие растворы при правильном хранении не густеют в течение нескольких месяцев. Жидкие клеи содержат 40-70% твердого клеящего вещества.

Из жидких клеев самыми распространенными являются меламиноформальдегидные, фенолоформальдегидные, мочевиноформальдегидные, каучуковые, эпоксидные, поливинилацетатные, а также клеи с добавлением силиконов.

Клей КМЦ (натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы) используется при изготовлении мастик и растворов, применяемых при облицовке каменными материалами.

Карбинольный клей (винилацетилен карболен) — это вязкая прозрачная жидкость светло-оранжевого цвета, обладающая высокой клеящей способностью. Поэтому его называют универсальным. Он способен склеивать различные материалы, даже такие, как бетон, камень, металл, дерево. Затвердевший карбинольный клей устойчив к воздействию масел, кислот, щелочей, бензина, ацетона и воды.

В качестве катализаторов для ускорения твердения карбинольного клея используются концентрированная азотная кислота или перекись бензоила. Последняя представляет собой взрывоопасный порошок, поэтому его следует хранить, оберегая от огня.

Карбинольный клей выпускается на основе карбинольного сиропа (100 мас.ч) двух составов: в 1-й добавляется в качестве отвердителя перекись бензоила (1-3 мас.ч.), во 2-й – концентрированную азотную кислоту (1-2 мас.ч.).

Карбинольный клей хранят при температуре 20°С и в темноте, так как под влиянием света он теряет клеящую способность.

Эпоксидный клей представляет собой прозрачную вязкую жидкость светло-коричневого цвета, обладающую высокой клеящейся способностью. Он применяется для склеивания камня, бетона, керамической плитк. Затвердевший шов эпоксидного клея устойчив к воздействию кислот, щелочей, растворителей, воды, а также к большим механическим нагрузкам. Отвердителями эпоксидной смолы служат полиэтиленполиамин или гексаметилендиамин, пластификатором – дибутилфтолат.

Свойства

Это изготовление синтетического сырья путем многократного соединения мономерных звеньев в одну огромную молекулу без отделения других веществ. Производство происходит при помощи растворителей: «Пиридин», «Диметилсульфоксид», « Диметилформамид», в азотной среде при температуре от -20 до 110 градуса.

Блок: 6/12 | Кол-во символов: 319
Источник: https://mirpl.ru/blog/sklad-obzor/polimernye-materialy-chto-takoe-osnovnye-vidy-prim/

Сущность

Состав и основа полимерных материалов – это однотипные группы атомов, из которых синтезируется высокомолекулярное вещество. Обычно производство происходит из продуктов переработки нефти, угля и газа. Второй способ – из вторичного сырья (целлюлоза, лигнин).

Блок: 7/12 | Кол-во символов: 266
Источник: https://mirpl.ru/blog/sklad-obzor/polimernye-materialy-chto-takoe-osnovnye-vidy-prim/

Синтетические полимерные материалы и их применение

По способу производства синтетические полимерные материалы подразделяются на два класса: класс А — полимеры, получаемые цепной полимеризацией; класс Б — полимеры, получаемые поликонденсацией и ступенчатой полимеризацией.

Процесс полимеризации представляет собой соединение одинаковых и разных молекул. Побочных продуктов при полимеризации не образуется.

Процесс поликонденсации представляет собой соединение большого количества одинаковых и различных полиреактивных молекул низкомолекулярных веществ, в результате чего образуется высокомолекулярное вещество. При процессе поликонденсации выделяются вода, хлористый водород, аммиак и другие вещества.

Кремнийорганические смолы — это особая группа высокомолекулярных соединений. Особенность этих полимерных строительных материалов состоит в том, что они обладают свойствами как органических, так и неорганических веществ.

Физические и механические характеристики этих полимерных материалов практически не зависят от колебаний температуры по сравнению с обычными смолами, к тому же они обладают высокой гидрофобностью и теплостойкостью. Кремнийорганические смолы служат для получения различных изделий, стойких к действию повышенных температур (400-500°С).

Основная область применения этих синтетических полимерных материалов – изготовление бетонов и растворов для повышения их долговечности. Также их применяют в виде защитных покрытий на природных и искусственных каменных материалах (бетоне, известняке, травертине, мраморе и т. д.). Пропитка оказывает защитное действие в течение 6-10 лет, после чего ее следует возобновить.

Для поверхностей пропитки изделий из природного камня и других строительных конструкций применяют гидрофобизирующие кремнийорганические жидкости (ГКЖ), которые перед употреблением растворяют органическими растворителями, а также водную 50%-ную эмульсию (молочно-белого цвета), которую перед употреблением смешивают с водой в соотношении 1:10.

Поливинилацетатная дисперсия (ПВА) — это продукт полимеризации винилацетата в водной среде в присутствии инициатора и защитного коллоида. Это вязкая жидкость белого цвета, однородная, без криков и посторонних включений.

ПВА в зависимости от вязкости изготавливается трех марок: Н — низковязкая, С — средневязкая, В — высоковязкая. Она применяется при изготовлении полимерцементных растворов, мастик, паст, которые используются при облицовочных работах.

Латекс синтетический СКС-65ГП — продукт совместной полимеризации бутадиена со стиролом в соотношении 35:65 (по массе) в водной эмульсии с применением в качестве эмульгатора некаля и натриевого мыла синтетических жирных кислот. Латекс СКС-65ГП используется при изготовлении полимербетонов, эмульсионных красок, мастик и паст, применяемых при облицовочных работах. Также латекс используется при нанесении различных покрытий.

Физико-химические свойства этого полимерного строительного материала латекс СКС-65ГП:

Латекс синтетический СКС-ЗОШР — продукт совместной полимеризации бутадиена со стиролом в водной эмульсии, применяется в качестве связующего или клеящего материала при облицовочных работах.

Физико-химические свойства латекса СКС-ЗОШР:

Структура

Свойства и технические характеристики полимерного материала зависят от молекулярных соединений в цепи. По строению идет разделение на:

• • Линейное. Это соединения, где макромолекулы составляют длинные цепочки и имеют спиральную или зубчатую комбинацию. При этом они чрезвычайно гибкие. Такое качество дает высокую эластичность, и товар не крошится при застывшем состоянии.
• • Лестничное. Здесь макромолекулы создают пару длинных цепей, которые являются основой для создания изделий с высокой жесткостью и стойкостью к большим температурам. Помимо этих положительных качеств, есть главное достоинство – не вступают в химическую реакцию с растворителями из органики.
• • Пространственное. Мономолекулы связаны между собой поперечными мостиками и синтезируются при помощи мочевины и формальдегида. Итогом такой операции становится пространственная или неоднородная структура основы сетки. Из такого сырья создаются жесткие конструкционные продукты.
• • Линейно-разветвленное. Это когда от основной цепи идут ответвления, численность и размер которых различны. Такая структура наиболее прочная. Это свойство нашло применение в изготовлении полиэтилена, полистирола, поливинилхлорида.

Блок: 11/12 | Кол-во символов: 1187
Источник: https://mirpl.ru/blog/sklad-obzor/polimernye-materialy-chto-takoe-osnovnye-vidy-prim/

Кол-во блоков: 12 | Общее кол-во символов: 15894
Количество использованных доноров: 3
Информация по каждому донору:

Источник: intehstroy-spb.ru

Технология полимеров (Воробьев В. А., Андрианов Р. А.)

Полимерные материалы — это химические высокомолекулярные соединения, которые состоят из многочисленных маломолекулярных мономеров (звеньев) одинакового строения. Зачастую для изготовления полимеров используют следующие мономерные компоненты: этилен, винилхлорид, винилденхлорид, винилацетат, пропилен, метилметакрилат, тетрафторэтилен, стирол, мочевину, меламин, формальдегид, фенол. В данной статье мы подробно рассмотрим, что такое полимерные материалы, каковы их химические и физические свойства, классификация и виды.

Виды полимеров

Особенностью молекул данного материала является большая молекулярная масса, которая соответствует следующему значению: М>5*103. Соединения с меньшим уровнем этого параметра (М=500-5000) принято называть олигомерами. У низкомолекулярных соединений масса меньше 500. Различают следующие виды полимерных материалов: синтетические и природные.

К последним принято относить натуральный каучук, слюду, шерсть, асбест, целлюлозу и т. д. Однако основное место занимают полимеры синтетического характера, которые получают в результате процесса химического синтеза из соединений низкомолекулярного уровня. В зависимости от метода изготовления высокомолекулярных материалов, различают полимеры, которые созданы или путем поликонденсации, или с помощью реакции присоединения.

Производство полимерных материалов

Полимеры – высокомолекулярные, химические соединения, в которых мономеры соединены валентными связями. Термин «полимерия» ввел в употребление в 1833 году И.Берцелиус. Химия полимеров началась с момента, когда А.М.Бутлеров создал теорию химического строения. Далее химия полимеров развивалась в направлении создания искусственного каучука.

Разнообразие Все полимеры систематизируются в зависимости от их свойств и происхождения: неорганические и органические, кристаллические и аморфные. По происхождению: -биополимеры (природного происхождения: белки, нуклеиновые кислоты); -искусственные (созданные человеком из природных полимеров, целлулоид, нитроцеллюлоза); — синтетические (полиэтилен, полипропилен).

В промышленности используются искусственные и синтетические. По структуре: -линейные (расположение групп атомов представлено в виде цепи или последовательности циклов, вытянутых в линию, например каучук); -цепи с разветвлением (хорошо плавятся и растворяются, амилопектин); — трехмерная сетка или пространственные (сшитые полимеры, хуже плавятся и растворяются).

По разнообразию мономерных звеньев: -гомополимеры (мономерами являются одинаковые звенья: целлюлоза, поливинилхлорид); — сополимеры (состоят из разных мономерных звеньев). Сополимеры бывают двух видов. Сополимеры, у которых мономерные звенья достаточно длинные, их последовательность не прерывается, это блок-сополимеры.

К внутренним звеньям могут присоединяться цепи другого строения, их называют привитыми. Если главная цепь полимеров состоит из разнообразных атомов, их называют гетероцепные. Это могут быть атомы углерода, фосфора, азота, кремния. Гомоцепные соединения, у которых главная цепь построена только из атомов углерода. К гетероцепным относят полиэтилентерефталат, полиамиды, белки.

К гомоцепным – полиэтилен, полиметилметакрилат. Полимеры, состоящие из углеводородных групп и неорганических элементов, называют элементоорганическими. Неорганические полимеры образуют отдельную группу (пластическая сера, полифосфонитрилхлорид).

Производство полимерных материалов Синтетические полимеры производятся человеком из мономеров путем полимеризации или поликонденсации. По названию синтетического полимера, можно определить, какой природный мономер входит в состав. Этилен-полиэтилен, пропилен – полипропилен.

Полимеризация это процесс получения полимера, с помощью многоразового последовательного присоединения звеньев мономера к активно растущему центру полимера. Полимеризация бывает двух видов: радикальная и ионная. Радикальная полимеризация инспирируется свободными радикалами. Этот процесс происходит с чередованием нескольких этапов.

Первый этап – это образование активных центров полимеризации. Называется инициирование, происходит в результате разных видов воздействия: химического, радиоактивного, теплового. Далее идет этап роста цепи, то есть присоединение звеньев мономера к активному центру, следствием чего становиться получение новых радикалов. Следующий этап – передача цепи.

Активный центр переходит на другую молекулу. Затем образуется несколько активных центров и происходит разветвление цепи. Заключительный этап – обрыв цепи, когда активные центры погибают. При образовании малоактивных радикалов, которые не могут инспирировать реакцию может быть обрыв цепи. Такие радикалы называются ингибиторами.

Длина и молекулярная масса макромолекулы регулируется ингибиторами, инициаторами и другими веществами. Радикальная полимеризация применяется для получения полиэтилена, полистирола и других. Ионная полимеризация происходит в несколько этапов: — вначале образуются активные центры; — далее происходит рост цепи и её гибель.

Но в данном случае роль активных центров играют анионы и катионы. Различают, следовательно, анионную и катионную полимеризацию. В результате ионной полимеризации получают синтетический каучук, полиизобутилен и. другие. Полимеризацию проводят в эмульсии, массе, растворе, газовой фазе, суспензии. Полимеризация в эмульсии – это полимеризация мономера, измельченного в воде.

Получают каучук, поливинилхлорид, полистирол и другие. Когда проводится полимеризация в массе, жидкий мономер находится в неразбавленном состоянии. Преимущество данного вида полимеризации в образовании достаточно чистого полимера. Суспензионная полимеризация, это когда мономер пребывает в виде капель в воде или в другой жидкости.

Суспензионной полимеризацией получают полимерные гранулы. При газовой полимеризации мономерное звено присутствует в газообразном состоянии, а полимер – в твердом или жидком. Применяется для получения пропилена.

Поликонденсация – это образование полимеров из многофункциональных соединений. В результате могут выделяться побочные продукты: спирт, вода и т. д. Поликонденсация бывает линейная и трехмерная. В линейной поликонденсации могут вступать один мономер, имеющий две функциональные группы и два мономера, имеющие много функциональных групп.

В трехмерной поликонденсации мономеры имеют более чем две функциональные группы, формируются сшитые полимеры трехмерной сетчатой структуры. Чтобы получить такие вещества к мономерам добавляют «сшивающие» функциональные группы. К линейным полимерам можно отнести полиамиды, полиуретаны, полиэфиры и т.д. К сетчатым относятся: алкидные смолы, меламиноальдегидные смолы.

Полимеры, применяемые в производстве, бывают простые и сложные, их ещё называют не наполненные и наполненные. К простым полимерам относят полиэтилен, органические стекла и т.д. Сложные полимеры имеют ряд добавок вследствие чего, они обладают необходимыми, заданными свойствами.

К основным компонентам относятся: -связующие вещества, роль которых связывать все компоненты смеси в единый монолит; -наполнители, которые совершенствуют физико-механические свойства, тем самым снижают расход связующего материала; -пластификаторы, придающие текучесть и пластичность; -отверждающие вещества и катализаторы, для сокращения времени на отвердение полимеров (состояние, в котором полимеры не изменяются); -стабилизаторы – вещества замедляющие процесс старения полимера. Производство полимерных материалов активно развивается. Сейчас полимеры заменяют многие дорогие цветные металлы. Их применение снижает массу изделий, трудоемкость продукции, увеличивает срок службы изделия.

Поликонденсация

Данный процесс представляет собой ступенчатую реакцию, которая заключается в соединении или большого количества однотипных мономеров, или пары различных групп (А и Б) в поликонденсаторы (макромолекулы) с одновременным образованием следующих побочных продуктов: метилового спирта, диоксида углерода, хлороводорода, аммиака, воды и др. При помощи поликонденсации получают силиконы, полисульфоны, поликарбонаты, аминопласты, фенопласты, полиэстеры, полиамиды и другие полимерные материалы.

Ассортимент продукции

Ассортимент продукции зависит от производительности технологической линии, усилия прессования и конфигурации пресс-форм:

1. Плитка. Прочностные характеристики полимерпесчаного композита позволяют производить изделия для мощения тротуаров, а также дорог с низкой транспортной нагрузкой. Наиболее популярные размеры плитки: 330 × 330, 500 × 500. Толщина в зависимости от расчетной нагрузки варьируется от 17 до 50 мм. Обычно производители полимерпесчаной плитки делают бордюры, ливневые желоба и другие элементы для мощения.
2. Черепица. Внешне материал практически не отличается от керамического аналога, но имеет значительно меньший вес. Масса одного элемента обычно составляет 2 — 2,5 кг, а нагрузка на стропильную систему в перерасчете на 1 м2 составляет 18 — 23 кг. Помимо рядовой, коньковой и ветровой черепицы, в ассортименте обычно имеются элементы для устройства отвода дождевой воды и задержания снега.
3. Канализационные колодцы. Заглубленные смотровые устройства для кабельной канализации и инженерных сетей, а также септики изготавливаются в виде сборных конструкций. Они состоят из дна, нескольких колец и люка. Пазогребневые соединения, при помощи которых элементы колодцев соединяются между собой, обеспечивают соосность установки, достаточную прочность для сопротивления давлению грунта и защиту от проникновения грунтовых вод. Кроме того, колодцы из полимерно-песчаного композита значительно легче бетонных аналогов, а потому проще в монтаже.
4. Элементы ограждений. Благодаря высокой подвижности полимерпесчаной смеси при всестороннем сжатии (во время прессования), из нее изготавливают детали для заборов, отличающиеся сложностью форм и высокими декоративными свойствами. В ассортименте большинства производителей есть садовые ограждения высотой 25 — 50 см, колпаки и парапеты для защиты кирпичной кладки, элементы заполнения, в том числе ажурные.

Из полимерпесчаной смеси также делают фасадные и цокольные панели, сайдинг и другие изделия.

Полиприсоединение

Под данным процессом понимают образование полимеров в результате реакций множественного присоединения мономерных компонентов, которые содержат предельные реакционные объединения, к мономерам непредельных групп (активные циклы или двойные связи). В отличие от поликонденсации, реакция полиприсоединения протекает без выделений побочных продуктов. Важнейшим процессом данной технологии считают отверждение эпоксидных смол и получение полиуретанов.

Изготовление пластиковых изделий

Существует несколько способов получения пластиковых деталей

Литье пластика под давлением

Используют для выпуска реакто— и термопластов. При таком способе материал в гранулированной форме идет в цилиндр машины, где происходит его прогревание и перемешивание оборачиваемым шнеком. Если используется не шнековая, а поршневая машина, то пластификация происходит прогревом. Разогрев термопластов ведется до 200−350˚С, реактопласты требуют 85−120˚С.

Готовый материал поступает в форму для литья, где охлаждается (термопласты до 25−125˚С, реактопласты — 155−195˚С). В форме бывшее сырье держат для уплотнения под давлением, что влияет на порог усадки, снижая его.

Интрузия

Позволяет на том же агрегате изготовить детали значительно большего размера и объема. При предыдущем процессе литье пластифицируется поворачивающимся червяком, а подается в форму при его поступательном перемещении. Интрузия предполагает использование сопла с имеющимся широким каналом для перетекания литья в форму до начала поступательного движения червяка. Общая продолжительность циклического процесса не становится больше, но метод показывает высокую производительность.

Литье прессованием

В этом случае камера загрузки находится отдельно от полости формирования. Прессованный материал помещается в камеру загрузки, где при действии тепла и сжатия происходит пластификация. Затем материал перетекает в рабочее отделение формы, где отвердевает. Метод прессованного литья используется в случае выпуска деталей с толстыми стенками, армированием, сложной формы. Недостатком способа является небольшой перерасход материала, так как часть его остается в загрузочном отделении.

Заливка

Процесс применяется для выпуска деталей из компаундов или в случае применения изоляции и герметизации компаундами запчастей радио и электронной отрасли. Компаунды — композиции из полимеров, пластификаторов, отвердителей, наполнителей и других добавок. Они являются воскообразными твердыми составами, которые перед применением нагревают до получения жидкого состояния.

Отвердевание происходит при температуре 25—185˚С, процесс занимает по времени около 2−17 часов. Иногда в емкость для раствора насыпают таблетированный материал, затем форму нагревают и сырье расплавляется, чтобы ускорить процедуру используют метод давления.

Метод намотки

Используют для изготовления пластиковых тел вращения, при этом исходным сырьем служит жидкотекучие и стеклянные полимеры. Изготавливают колпаки, трубчатые полости, цилиндрические оболочки. Процесс происходит на намоточных станках с применением оправок, на них наматывают обработанные полимером нити. Намотка осуществляется сухим или мокрым способом.

В первом случае применяют предварительно пропитанную армирующую нить, а во втором случае пропитка происходит перед применением нити. Сухой метод признан более производительным и качественным, в результате используются разнообразные пропитки и связующие, но мокрый метод позволяет выполнять детали сложной фигуры и формы.

Классификация полимеров

По составу все полимерные материалы делятся на неорганические, органические и элементоорганические. Первые из них (силикатное стекло, слюда, асбест, керамика и др.) не содержат атомарный углерод.

Их основой являются оксиды алюминия, магния, кремния и т. д. Органические полимеры составляют наиболее обширный класс, они содержат атомы углерода, водорода, азота, серы, галогена и кислорода. Элементоорганические полимерные материалы – это соединения, которые в составе основных цепей имеют, кроме перечисленных, и атомы кремния, алюминия, титана и других элементов, способных сочетаться с органическими радикалами. В природе такие комбинации не возникают. Это исключительно синтетические полимеры. Характерными представителями этой группы являются соединения на кремнийорганической основе, главная цепь которых строится из атомов кислорода и кремния.

Для получения полимеров с необходимыми свойствами в технике зачастую используют не «чистые» вещества, а их сочетания с органическими или неорганическими компонентами. Хорошим примером служат полимерные строительные материалы: металлопласты, пластмассы, стеклопластики, полимербетоны.

Описание книги Технология полимеров Воробьев В. А., Андрианов Р. А.

В учебнике освещаются вопросы технологии полимеров, дается описание промышленных способов производства полимеров, свойств и области применения их в промышленности полимерных строительных материалов.
Второе издание (первое вышло в 1971 году) дополнено описанием технологии и свойств новых видов полимеров. Большое внимание уделено вопросам охраны труда.

Предназначается для студентов ВУЗов специальности «Производство строительных изделий и конструкций».

Авторы:	Воробьев В. А., Андрианов Р. А.
Издательство:	Химия
Издано:	Москва, 1990
Код УДК	66.0
Скачать бесплатно (прямая ссылка)	PDF

Структура полимеров

Своеобразие свойств этих материалов обусловлено их структурой, которая, в свою очередь, делится на следующие виды: линейно-разветвленная, линейная, пространственная с большими молекулярными группами и весьма специфическими геометрическими строениями, а также лестничная. Рассмотрим вкратце каждую из них.

Полимерные материалы с линейно-разветвленной структурой, кроме основной цепи молекул, имеют боковые ответвления. К таким полимерам относятся полипропилен и полиизобутилен.

Материалы с линейной структурой имеют длинные зигзагообразные либо закрученные в спирали цепочки. Их макромолекулы прежде всего характеризуются повторениями участков в одной структурной группе звена либо химической единицы цепи.

Полимеры с линейной структурой отличаются наличием весьма длинных макромолекул со значительным различием характера связей вдоль цепи и между ними. Имеются ввиду межмолекулярные и химические связи. Макромолекулы таких материалов весьма гибкие. И это свойство является основой полимерных цепей, которая приводит к качественно новым характеристикам: высокой эластичности, а также отсутствию хрупкости в затвердевшем состоянии.

А теперь узнаем, что такое полимерные материалы с пространственной структурой. Эти вещества образуют при объединении между собой макромолекул прочные химические связи в поперечном направлении. В результате получается сетчатая структура, у которой неоднородная либо пространственная основа сетки. Полимеры этого типа обладают большей теплостойкостью и жесткостью, чем линейные. Эти материалы являются основой многих конструкционных неметаллических веществ.

Молекулы полимерных материалов с лестничной структурой состоят из пары цепей, которые соединены химической связью. К ним относятся кремнийорганические полимеры, которые характеризуются повышенной жесткостью, термостойкостью, кроме того, они не взаимодействуют с органическими растворителями.

Производство изделий из пластмасс

Основными операционными процессами переработки пластмасс и полимеров в процессе производства являются:

• подготовка материала к технологическому производству;
• выбор необходимого количества исходного сырья;
• таблетирование массы и предварительное разогревание (в некоторых случаях);
• формование заданного изделия;
• окончательная отделка механическим или станочным способом.

Горячий метод формования

Главным для производства является получение качественной продукции при высокой производительности. Говоря о качестве изделия, упоминают о структурных молекулярных показателях:

• аморфные полимеры характеризуются ориентацией;
• кристаллизующиеся полимеры отличаются множеством надмолекулярных образований на всех этапах агрегации, поэтому используют способ заданной кристаллизации.

Надкристаллическая структура кристаллизующихся полимеров многообразна, поэтому материалы с одинаковыми свойствами при обработке в различных условиях дают изменяющиеся свойства деталей. Стабильность определенного набора свойств решается с помощью точного выбора и исполнения требуемых режимов обработки полимеров.

Предварительная сушка полимеров

Технологические карты процесса и качество полученной продукции определяются влажностью и температурой пластика. На подготовительном этапе делается сушка или увлажнение для приведения показателей в требуемую норму. Водяные молекулы обладают свойством полярности и быстро вступают в связи с полярными полимерами, из-за этого поглощается влага из окружающей среды. Увеличение полярности способствует усиленному поглощению, и наоборот. Некоторые полимеры изначально негигроскопичны, что не дает возможности на подготовительном процессе насытить их влагой.

Увеличение влажности материала на подготовительной стадии уменьшает его текучесть, избыток влаги снижает взаимодействие молекул и влияет на уровень гидролитической деструкции. Насыщение влагой уменьшает прочность, показатель удлинения при разрыве, сопротивление диэлектрическому проникновению. На поверхности детали после производства появляются белесые и серебристые разводы, волны, вздутия, пузыри, пустые поры, отслоения, трещины. Иногда такие дефекты проявляются только при прессовании.

Низкая влажность ведет к структурированию, которое является одним из видов деструкции, при этом снижается текучесть полимера. Изменение влажности может происходить не только в процессе производства, но и при эксплуатации. При этом разрушение детали повторяется в указанных параметрах. Сушка полимерных материалов используется для уменьшения влажности. Для материалов, склонных к термоокислительной деструкции применяется сушка в вакууме, это позволяет увеличить температуру и уменьшить время сушки.

В процессе сушки применяют типы сушилок:

• барабанные;
• ленточные аппараты-конвейеры;
• турбинные камеры;
• вакуум-сушилки.

Чтобы уменьшить влажностные показатели порошкообразных и гранулированных термопластов используют бункер с системой подогрева. Иногда летучие вещества и влагу убирают в процессе расплава, при этом во время пластификации снимают давление на определенном шнековом участке. Как следствие, происходит расширение нагретых газов, которые удаляются с помощью вакуумного отсоса.

Подготовка материалов к переработке

Сушку полимеров заканчивают непосредственно перед обработкой, при этом рекомендуется оставить показатели, которые ниже требуемых. Если требуется некоторое время хранения перед производством, то высушенному материалу организуют тщательные сухие условия. Если гигроскопичность полимеров низкая, то такие материалы не сушат, а только подогревают перед технологическим процессом. Слишком низкая влажность требует повышения показателя выдерживанием экземпляра в воздухе с высокой влажностью или опрыскивания ацетоном, спиртом, водой.

Таблетирование материалов

Формование в условиях сжимания пластмасс порошкообразного типа называется таблетированием для производства определенной формы таблеток с заданными параметрами плотности и размеров. В результате процедуры лучше дозируется сырьевая масса, из материала удаляется большая часть воздуха, что ведет к повышению теплопроводности.

Для процесса применяют таблеточные машины:

• гидравлические с выполнением 5−35 циклов за минуту;
• эксцентриковые — 16−40 циклов;
• ротационные — 65−605 циклов.

Предварительный разогрев материалов

Процедура делается только для реактопластичных заготовок (волокнитов и порошков). Прогрев осуществляется в генераторах, производящих токи с высокой частотой. Иногда используют контактные нагреватели непосредственно перед помещением материала в прессовальную форму для ускорения прессования. Нагрев высокочастотными токами снижает предел прессовальной нагрузки, что продлевает время службы пресса, увеличивает производительность, снижает затраты на выпуск изделий из пластмассы.

Пластмассы относят к диэлектрикам и полупроводникам, они нагреваются в ТВЧ из-за поляризации зарядов элементарного порядка. Малое число свободных зарядов в диэлектрике ведет к появлению тока проводимости. Происходит смещение электрополя с некоторым запаздыванием по частоте из-за трения молекул. Количество тепла на выходе пропорционально частоте поля.

Фазовый состав полимеров

Данные материалы представляют собой системы, которые состоят из аморфных и кристаллических областей. Первая из них способствует снижению жесткости, делает полимер эластичным, то есть способным к большим деформациям обратимого характера. Кристаллическая фаза способствует увеличению их прочности, твердости, модуля упругости, а также других параметров, одновременно снижая молекулярную гибкость вещества. Отношение объема всех таких областей к общему объему называется степенью кристаллизации, где максимальный уровень (до 80%) имеют полипропилены, фторопласты, полиэтилены высокой плотности. Меньшим уровнем степени кристаллизации обладают поливинилхлориды, полиэтилены низкой плотности.

В зависимости от того, как ведут себя полимерные материалы при нагреве, их принято делить на термореактивные и термопластичные.

Компоненты полимерпесчаной смеси

Одно из преимуществ полимерно-песчаных смесей – простота состава. Стандартной рецептуры не существует, каждый производитель разрабатывает ее на заводе самостоятельно, исходя из доступности компонентов.

Полимерпесчаный
композит состоит из:

1. Наполнителя. Чистый просеянный песок с крупностью фракции до 3 мм считается одним из лучших материалов. Он не должен содержать глины и пылевидных включений, которые снижают прочностные свойства готовых изделий. Негативным фактором, влияющим на качество смеси, считается повышенная влажность наполнителя: испарение во время подготовки смеси и формования готовых изделий приводят к образованию пустот. Возможно использование других минеральных наполнителей: гранитного отсева, кварцита, базальта, стекла, фарфора, боя керамического кирпича.
2. Пигмента. Технология производства полимерпесчаных изделий предполагает сквозное окрашивание, поэтому пигменты вводят в смесь. Возможно использование любых минеральных и органических красителей. Наиболее популярные: окись хрома, двуокись титана, железный сурик, кобальт синий. Основные критерии выбора: доступность, цена и устойчивость к ультрафиолету.
3. Связующего. Большинство мягких и жестких термопластичных полимеров подходят для производства полимерно-песчаных композиций. Чаще всего применяют полиэтилен высокого и низкого давления, полипропилен, ПЭТ, АБС-пластик. В качестве связующего может использоваться смесь нескольких пластиков. При этом необходимо следить, чтобы они имели приблизительно одинаковые температуры размягчения. Исходя из этого требования, необходимо избегать попадания в сырьевую смесь поликарбонатов, тетрафторэтилена (тефлона), других тугоплавких полимеров. Источниками полимерного связующего чаще всего выступают отходы производства (брак, обрезки, литники) и потребления (ТБО, использованная упаковка). В зависимости от комплектации, технологической линии могут использоваться неподготовленные, дробленые пластики или гранула. Большинство производителей отдают предпочтение вторичному грануляту, поскольку он дешевле.
4. Пластификаторов. Для увеличения подвижности смеси и облегчения процесса формования в смесь вводят дибутилфталат, трикрезилфосфат и им подобные вещества.
5. Армирования. Синтетические, органические и минеральные волокнистые материалы могут быть добавлены для увеличения прочности на растяжение и изгиб. Для армирования чаще всего используют асбест, хлопковые очесы, стеклянное и ацетатное волокно.

Среди нежелательных веществ, которые могут попасть в смесь, опытные производители отмечают машинные масла и алюминиевую фольгу.

Соотношение компонентов определяется путем изготовления и тестирования опытных образцов.

В состав смеси входят:

• 23 – 38% полимерного материала;
• 60 – 75 % наполнителя;
• до 2 % пигментов и прочих добавок.

Термореактивные полимеры

Данные материалы первично имеют линейную структуру. При нагреве они размягчаются, однако в результате протекания в них химических реакций строение меняется на пространственное, и вещество превращается в твердое. В дальнейшем это качество сохраняется. На этом принципе построены полимерные композиционные материалы.

Последующий их нагрев не размягчает вещество, а приводит только к его разложению. Готовая термореактивная смесь не растворяется и не плавится, поэтому недопустима ее повторная переработка. К этому виду материалов относятся эпоксидные кремнийорганические, феноло-формальдегидные и другие смолы.

Технология подготовки композита и производства изделий

Производство полимерпесчаной продукции включает в себя такие стадии:

1. Дробление и агломерация пластика. Этот этап можно пропустить, если использовать готовый вторичный гранулят.
2. Смешивание. Все сырьевые компоненты загружают в миксер и перемешивают.
3. Нагрев. Смесь песка и пластика нагревают до температуры 90-500 °C до получения пастообразной массы с однородной структурой.
4. Экструзия. Готовая к применению смесь выдавливается через отверстие в пресс-форму. Ее количество контролируется весами.
5. Прессование. Гидравлический пресс с настраиваемым усилием сжимает порцию композита и формирует готовое изделие.
6. Застывание в форме. Охлаждение бывает естественным или принудительным (водяным), в зависимости от конструкции пресс-форм.

После затвердевания изделия извлекают из форм и укладывают на горизонтальную поверхность, где они лежат до 24 часов, после чего отправляют на склад готовой продукции.

Термопластичные полимеры

Данные материалы при нагреве сначала размягчаются и потом плавятся, а при последующем охлаждении затвердевают. Термопластичные полимеры при такой обработке не претерпевают химических изменений. Это делает данный процесс полностью обратимым.

Вещества этого типа имеют линейно-разветвленную или линейную структуру макромолекул, между которыми действуют малые силы и совершенно нет химических связей. К ним относятся полиэтилены, полиамиды, полистиролы и др. Технология полимерных материалов термопластичного типа предусматривает их изготовление методом литья под давлением в водоохлажденных формах, прессования, экструзии, выдувания и другими способами.

Особенности применения различных полимеров

Для литья пластика под давлением используются разные компоненты, отличающиеся физическими параметрами.

Полиэтилен низкой плотности

ПЭНП характеризуется быстрым расплавлением. После охлаждения кристаллизируется и меняет твердость. Требуется соблюдать определенное давление и обеспечить максимально равномерный нагрев пресс-формы. Поэтому для охлаждения, вход воды обеспечивается возле литниковых сопел, а отвод в дальней точке. Заполнение охлаждающей жидкостью выполняется быстро с хорошей вентиляцией формы.

Полиэтилен высокой плотности

ПЭВП по сравнению с полиэтиленом НП отличается лучшей кристаллизацией и меньшей степенью текучести в расплавленном виде. Литье пластмассы этого типа широко практикуется для получения изделий с тонкими стенками, но при этом обеспечивается достаточная жесткость конструкции.

Полипропилен

ПП отличается кристалличностью, не превышающей 60%. Процесс выполняется при пониженном давлении и достаточно высокой температуре пластикации, которая в зависимости от марки материала может достигать 280 ºС. Давление расплава формируется на уровне 140,0 МПа. Вязкость полученной массы регулируется скоростью сдвига и незначительно зависит от температурного режима.

Полистирол

ПС представляет собой материал, который в результате применения технологии литья под давлением отличается легкой текучестью в расплавленном виде. Позволяет изготавливать изделия, которые характеризуются жесткостью конструкции и тонкими стенками. Полимер чувствительный к перегреву.

Полистирол ударопрочный

УПС – полимер, отличающийся несколько большей вязкостью, чем обычный полистирол и дает при охлаждении большую усадку. Применяется для тонкостенных деталей с повышенной устойчивостью против механического воздействия.

Акрилонитрил-бутадион-стирольный пластик

АБС-пластик характеризуется большой вязкостью в расплавленном состоянии, отличается трудной переработкой и требует повышенного давления. Применяется для изготовления деталей с тонкими стенками, но в отличие от, например, полистирола, АБС-пластик имеет высокую жесткость и устойчивость к ударам.

Полиметилметакрилат

ПММА позволяет получать изделия разной формы и конфигурации. Отличается низкой термической стабильностью и чувствительностью к перегреву с потерей физических параметров. Требует дополнительной сушки. В процессе обработки нужен точный температурный контроль. Особенность материала в образовании пузырей при инжектировании в холодную пресс-форму, поэтому в ней минимизируется количество плавных переходов.

Поливинилхлорид

Для литья под давлением широко применяется ПВХ, характеризующийся легкостью обработки. Материал чувствителен к соблюдению температурного режима и теряет свойства при перегреве. При нахождении в расплавленном состоянии отличается нестабильностью и автокаталитической деструкцией, проявляющейся в разном цветовом оттенке. Диапазон цвета может меняться от слоновой кости до вишневого оттенка. Для получения всех свойств полимера требуется осуществлять процесс пластикации за минимальное время.

Полиамид

ПА представляет собой кристаллический термопласт, отличающийся гигроскопичностью и хорошей текучестью массы. При нахождении в расплавленном состоянии объем увеличивается на 15%. По причине низкой термической стабильности процесс литья пластмасс этого типа выполняется за минимальное время. В расплаве возможно образование пузырей.

Материал требует дополнительного времени для тщательной просушки. Процесс пластикации обеспечивается при давлении 100 МПа. При наполнении литьевых форм допускается ориентация частиц.

Поликарбонат

ПК является теплостойким полимером. Характеризуется высокой термостабильностью и повышенной вязкостью в расплавленном состоянии, зависящей от температурного режима. Пресс-форма нагревается до температуры 100 ºС. По причине повышенной гигроскопичности материала, для нормального литья под давлением требуется предварительный прогрев в цилиндре литьевой машины и тщательная сушка.

Полиэтилентерефталат, полибутилентерефталат и полиоксиметилен

ПЭТФ, ПБТФ и ПОМ классифицируются как полимеры, отличающиеся высокой термической стабильностью. Процесс литья пластмасс этого типа предусматривает дополнительную сушку, выполняемую до снижения влаги на уровень 0,01%. В расплавленном состоянии имеют вязкость средней степени, которая снижается при уменьшении температуры. Для получения тонкостенных изделий используется раздув с использованием воздуха.

Химические свойства

Полимеры могут перебывать в следующих состояниях: твердое, жидкое, аморфное, кристаллическое фазовое, а также высокоэластическое, вязкотекучее и стеклообразное деформационное. Широкое применение полимерных материалов обусловлено их высокой стойкостью к различным агрессивным средам, таким как концентрированные кислоты и щелочи. Они не подвержены воздействию электрохимической коррозии. Кроме того, с увеличением их молекулярной массы происходит снижение растворимости материала в органических растворителях. А полимеры, обладающие пространственной структурой, вообще не подвержены воздействию упомянутых жидкостей.

Виды пластмасс и сырье

Пластик – это синтетический полимер, способный сохранять заданную при производстве форму, обладающий долговечностью, устойчивостью к агрессивным средам и имеющий широкий спектр применения.

• листовые – оргстекло, винипласт на основе смол;
• слоистые – текстолит, стеклотекстолит, гетинакс, имеющие в составе бумагу или ткань;
• литьевые – пластики, состоящие только из смол;
• волокнистые – асбестоволокно, стекловолокно, хлопчатобумажное волокно;
• пресс-порошки, пластики на основе порошковых наполнителей.

В зависимости от области применения, пластик может быть теплоизоляционный, конструкционный, химически стойкий и пресс-порошковый.

Наиболее популярное сырье при производстве пластиковых изделий – полимерные гранулы, которые удобны в логистике, дешевы и применимы практически во всех технологических процессах.

Основные виды сырья:

• термореактивное, из которого производят самые прочные и устойчивые к температурным воздействиям изделия;
• термопластичное, благодаря своим свойствам изменяет вязкость под действием высоких и низких температур, чаще других применяется в производстве пластмассовых изделий;
• синтетические полимеры, для изготовления тепло- и звукоизоляционного пенопласта.

Помимо основного сырья в производстве изделий из пластмасс применяют красители и иные добавки.

Стоимость первичных гранул для производства пластиковых изделий начинается от 100 рублей за кг, применение вторичных гранул обойдется от 25 руб/кг.

Физические свойства

Большинство полимеров являются диэлектриками, кроме того, они относятся к немагнитным материалам. Из всех используемых конструкционных веществ только они обладают наименьшей теплопроводностью и наибольшей теплоемкостью, а также тепловой усадкой (примерно в двадцать раз больше, чем у металла). Причиной потерь герметичности различными уплотнительными узлами при условиях низкой температуры является так называемое стеклование резины, а также резкое различие между коэффициентами расширения металлов и резин в застеклованном состоянии.

Механические свойства

Полимерные материалы отличаются широким диапазоном механических характеристик, которые сильно зависят от их структуры. Кроме этого параметра, большое влияние на механические свойства вещества могут оказать различные внешние факторы. К ним относятся: температура, частота, длительность или скорость нагружения, вид напряженного состояния, давление, характер окружающей среды, термообработка и др. Особенностью механических свойств полимерных материалов является их относительно высокая прочность при весьма малой жесткости (по сравнению с металлами).

Полимеры принято делить на твердые, модуль упругости которых соответствует Е=1–10 ГПа (волокна, пленки, пластмассы), и мягкие высокоэластичные вещества, модуль упругости которых составляет Е=1–10 МПа (резины). Закономерности и механизм разрушения тех и других различны.

Для полимерных материалов характерны ярко выраженная анизотропия свойств, а также снижение прочности, развитие ползучести при условии длительного нагружения. Вмести с этим они обладают довольно высоким сопротивлением усталости. По сравнению с металлами, они отличаются более резкой зависимостью механических свойств от температуры. Одной из главных характеристик полимерных материалов является деформируемость (податливость). По этому параметру в широком температурном интервале принято оценивать их основные эксплуатационные и технологические свойства.

Технология производства

В зависимости от ассортимента выпускаемых изделий применяют различные способы изготовления.

• вакуумное формирование изделий с помощью высокого давления;
• компрессионная, требующая склейки деталей;
• прессование;
• выдувание;
• экструзионная с применением матриц;
• 3-D печать.

Этапы производства пластиковых изделий зависят от выбора технологии. Однако основные характерны для любого метода.

Этапы производства изделий из пластмасс:

1. Подбор и смешивание компонентов.
2. Введение в состав газовых смесей при производстве пенопласта и полистиролов.
3. Изготовление матричной формы из алюминия, смол или стеклопластика.
4. Формование. Нагрев заготовки до состояния пластичности и придания ей формы с использованием матриц.
5. Доработка. Удаление частей, не входящих в готовое изделие, высверливание необходимых отверстий, сборка.

Применение 3-D печати оправдано при небольших масштабах производства или изготовлении штучных изделий на заказ.

Полимерные материалы для пола

Теперь рассмотрим один из вариантов практического применения полимеров, раскрывающего всю возможную гамму этих материалов. Эти вещества нашли широкое применение в строительстве и ремонтно-отделочных работах, в частности в покрытии полов. Огромная популярность объясняется характеристиками рассматриваемых веществ: они устойчивы к стиранию, малотеплопроводны, имеют незначительное водопоглощение, достаточно прочны и тверды, обладают высокими лакокрасочными качествами. Производство полимерных материалов можно разделить условно на три группы: линолеумы (рулонные), плиточные изделия и смеси для устройства бесшовных полов. Теперь вкратце рассмотрим каждый из них.

Линолеумы изготавливают на основе разных типов наполнителей и полимеров. В их состав также могут входить пластификаторы, технологические добавки и пигменты. В зависимости от типа полимерного материала, различают полиэфирные (глифталевые), поливинилхлоридные, резиновые, коллоксилиновые и другие покрытия. Кроме того, по структуре они делятся на безосновные и со звуко-, теплоизолирующей основой, однослойные и многослойные, с гладкой, ворсистой и рифленой поверхностью, а также одно- и многоцветные.

Плиточные материалы, изготовленные на основе полимерных компонентов, обладают весьма малой истираемостью, химической стойкостью и долговечностью. В зависимости от типа сырья, этот вид полимерной продукции делят на кумаронополивинилхлоридные, кумароновые, поливинилхлоридные, резиновые, фенолитовые, битумные плитки, а также древесностружечные и древесноволокнистые плиты.

Материалы для бесшовных полов являются наиболее удобными и гигиеничными в эксплуатации, они обладают высокой прочностью. Эти смеси принято делить на полимерцемент, полимербетон и поливинилацетат.

Источник: sakhkor.ru