Материаловедение: Конспект лекций (Темы 1.1-2.4. Общие свойства материалов. Материалы и изделия на основе древесины), страница 29

4.  Свойства битумов и дегтей.

5.  Мастики, эмульсии, пасты – их состав и назначение.

6.  Модифицированные кровельные материалы на основе битума.

Тема 2.2. Материалы на основе полимеров. Пластмассы

1. Компоненты пластмасс. Виды полимеров.

Пластмассы используются (в строительстве) для отделки, тепло- гидроизоляции зданий и других специальных целей, а также в быту.

Пластмассы получают на основе полимера – это основной компонент пластмасс, а также компонентами пластмасс являются:

- наполнители;

- пластификаторы;

- красители;           

- отвердители (ди-и полиамины, дицианидамин, фталиевый, малеиновый ангидрид и т.д.)

Полимеры – вещества, молекулы которых представляют собой цепь или пространственную решетку последовательно соединенных групп атомов, повторяющихся большое количество раз. Отличаются высокой молекулярной массой, встречаются природные (крахмал, белок, целлюлоза), но в основном синтетические. Исходные вещества, из которых синтезируют полимер – мономеры. Синтетические полимеры получают 2-мя способами: полимеризацией и поликонденсацией.

Полимеризацией (полиэтилен - [ - СН2 – СН2 - ]n)

(поливинилхлорид [ - СН2 – СHl - ]n)

(полистирол [ - СН2 – СНС2Н5 - ]n)

Полимеризация происходит под воздействием температуры, заключается в разрыве двойных связей между углеводородными группами и образовании полимерной цепи (линейной макромолекулы).

Поликонденсацией (фенолформальдегидные, эпоксидные, полиэфирные полимеры).

Поликонденсация сопровождается разложением исходных веществ, выделением свободных радикалов и образованием молекулы  пространственной структуры, процесс поликонденсации происходит с участием специальных веществ - отвердителей и катализаторов.

По строению полимерной цепи пластмассы бывают карбоцепные (цепь из одних атомов углерода) и гетероцепные (есть еще N2, O2 и др.)

По отношению к нагреванию полимеры делятся на термореактивные (реактопласты) и термопластичные (термопласты). Термореактивными являются поликонденсационные полимеры, они обычно не растворяются ни в каких растворителях. Термопластичные - способны размягчаться и отвердевать при попеременном нагревании и охлаждении.

Рассмотрим наиболее применяемые полимеры.

Полиэтилен – получается из продуктов высокотемпературной переработке нефти и последующей полимеризации этилена СН2 = СН2, прозрачен ρ = 0,95 г/см3, температура размягчения 80 – 90 ºС, температура плавления 120 ºС. Rр=12-32 МПа, Wm=0,03% Устойчив к кислотным, щелочам и органическим растворителям. Из него изготавливают пленку, трубы для холодного водоснабжения, сантехнические изделия.

Полипропилен – более прочный, жесткий, температура размягчения  170 ºС.

Полиизобутилен – той же группы, что и полиэтилен, но более эластичен ε=1000-2000%, по внешнему виду и свойствам напоминает каучук, морозостойкий, хорошая адгезия (прилипаемость) к бетону. Используют для изготовления герметизирующих пленок, прокладок, мастик, герметизации стыков панелей.

Поливинилхлорид (СH2-CHCl-) – получают сополимеризацией дихлорэтана и ацетилена; из него получают линолеум, трубы, плинтуса, искусственную кожу, пленки и др.

Полистирол (этилен+бензол) (С6H5CH=CH2-) – ρ = 1,06 г/см3прочный Rсж=60-100 МПа, Rр=35-60 МПа, но хрупкий, хорошо перерабатывается. Используют для получения теплоизоляционных пенопластов и облицовочных плиток.

Поливинилацетат – этилен + остатки уксусной кислоты [ - СН2 – СНСООСН3], невысокая водостойкость, хорошие адгезионные свойства.  Используется для получения клеев, мастик, шпатлевок, водоэмульсионных красок.

Полиметилметакрилат он же – «плексиглас», он же – «оргстекло»- гетероцепный полимер. Rсж=120-140 МПа, химически не стоек, пропускает ультрафиолетовое излучение - светопропускание составляет 73%, тогда как обычное стекло всего - 0,5%. Используется при остеклении окон, теплиц, витрин.

Фенолформальдегидные – применяют для минераловатных изделий, водостойких клеев и лаков для деревянных конструкций. Получают поликонденсацией фенола и формальдегида в кислой или щелочной среде.