Полимерные строительные материалы

Лекция 11. ПОЛИМЕРНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

11.1. Общие сведения о полимерах и пластмассах

Полимеры (греч. «поли» - много, «мерос» - часть, доля) – высокомолекулярные соединения, состоящие из многих элементарных звеньев одинаковой структуры. Высокомолекулярные соединения обычно имеют молекулярную массу более 5000 ед., низкомолекулярные – менее 500 ед.

Пластические массы – композиции, состоящие из полимерного связующего, наполнителей, стабилизаторов, пластификаторов, отвердителей.

Положительные и отрицательные свойства.

Положительные свойства:	Отрицательные свойства:
- низкая плотность, - высокая прочность, - теплоизолирующая   способность, - стойкость к кислотам и    щелочам, - водонепроницаемость, - износостойкость, - легкость переработки.	- низкая теплостойкость, - температурное расширение, - ползучесть под нагрузкой, - горючесть, - токсичность, - старение.

Классификация полимеров.

1. По происхождению:

-  природные (каучук, целлюлоза);

-  искусственные (нитроцеллюлоза);

-  синтетические (полиэтилен, полистирол и др.).

2. По виду атомов основной цепи:

 

                - С –  С –  С -карбоцепные (С);

              -   С –  О –  С – гетероцепные (О, S, N);

 

              -  Si  – O  – Si – элементоорганические (Si, Ti, Al).

        3. По строению:

                                    - линейные (полиэтилен);

              

                                                 - разветвленные (поливинилхлорид);

 

           

- сетчатые (эпоксидные).    

        4. По отношению к нагреву:

-  термопластичные (полиэтилен, полистирол), способные размягчаться при нагревании;

-  термореактивные (эпоксидные, карбамидные), при повышении температуры не размягчаются, а деструктируют.

5. По способу синтеза:

-  полимеризационные (полиэтилен, полипропилен), при образовании которых не образуется побочных продуктов;

-  поликонденсационные (фенолоформальдегидные, эпоксидные, кремнийорганические), получаемые с выделением воды, хлористого водорода, аммиака и других низкомолекулярных соединений.

Разновидности синтетических полимеров.

Полимеризационные (полиэтилен, полипропилен, ПВХ, ПВА, ПММА, каучуки).

1)  Полиэтилен. Высокая химическая стойкость, низкая теплостойкость (80⁰), плохая адгезия к клеям (соединяются сваркой горячим воздухом), поедаются грызунами.

2)  Полипропилен. По свойствам сходен с полиэтиленом, но более теплостоек. Легко сваривается. Как и полиэтилен используется при изготовлении труб, пленок, погонажа, пенопластов.

3)  Полистирол. Пропускает до 90% солнечных лучей. Хрупок, растворим в органических растворителях. Применяется при изготовлении пенопластов и облицовочной плитки.

4)  Поливинилхлорид ПВХ. Не горюч, но при повышении температуры до 150-170⁰ начинает разлагаться с выделением ядовитого хлористого водорода. Из ПВХ изготавливают линолеум, плитки, пленки, погонаж, трубы.

5)  Поливинилацетат. Высокая адгезия, эластичность, светостойкость, бесцветность. Лаки, краски, клеи, полимербетон.

6)  Полиметилметакрилат ПММА. Органическое стекло, пропускает 99% света. Высокая прочность, легкость обработки. Остекление, краски, лаки.

7)  Синтетические каучуки. Изопреновые, бутадиеновые, бутадиен-стирольные и др. При обработке серой (140-150⁰) и давлении получается резина (наполнители – газовая сажа, мел, каолин). Клеи, полимерные добавки в мастики, растворы, бетоны.

Поликонденсационные (фенолоформальдегидные, карбамидные, фурановые, эпоксидные, кремнийорганические).

1)  Фенолоформальдегидные. Термопластичные (новолачные) и термореактивные (резольные). Применяются в качестве связующих в слоистых пластиках, пенопластах, минераловатных плитах, клеях.

2)  Карбамидные. Свойства и область применения сходны с фенолоформальдегидными. При эксплуатации выделяют формальдегид (канцерогенное вещество).

3)  Фурановые. Фурфуролацетоновые мономеры марок ФА и ФАМ. Катализатор отверждения бензолсульфокислота БСК. Теплостойкость 300-400⁰, кислотостойкость, усадка при твердении. Используются в производстве полимербетонов, защитных лаков и мастик.

4)  Эпоксидные. Отличаются высокой адгезией к бетону, металлу, древесине, прочностью, химической стойкостью. Клеи, связующие в стеклопластиках и полимербетоне.