Материал: m33170

В связи с тем, что полимерные смолы по-разному ведут себя при нагревании, их подразделяют на термопластичные, которые при нагревании размягчаются, а при охлаждении затвердевают, и термореактивные, которые не могут повторно расплавляться и затем снова затвердевать.

8.1.1.Полимеризационные полимеры (Класс А)

По л и э т и л е н. Исходным продуктом для производства

полиэтилена [− СН2 − СН2 − СН2 − СН2 −] является технический этилен [CH2 = CH2 ] – бесцветный газ со слабым эфирным запа-

хом. Удачное сочетание в полиэтилене химической стойкости, механической прочности, морозостойкости, низкой газопроницаемости и водопоглощения, его малая средняя плотность делают полиэтилен незаменимым материалом в строительном производстве. Полиэтилен широко применяют в производстве водопроводных, канализационных и газовых труб. Пленки из полиэтилена различной толщины используют для гидро-, паро- и газоизоляции различных строительных конструкций.

Полиэтилены изготовляют тремя методами: а) при высоком давлении (до 250 МПа);

б) при низком давлении (0,5 МПа) и температуре +60 °С с использованием в качестве катализатора органических солей тяжелых металлов;

в) при среднем давлении (3 – 4 МПа) и температуре 125– 150 °С с использованием в качестве катализатора окислов металлов.

Полиэтилен, получаемый при низких давлениях, отличается от синтезированного при высоком давлении большей плотностью, прочностью, жесткостью и повышенной теплостойкостью. Полиэтилен высокого давления – материал более мягкий и эластичный, слегка прозрачный.

Свойства полиэтилена сильно изменяются с изменением окружающей температуры. Температурный интервал эксплуатации строительных материалов, несущих нагрузку, находится в пределах от +60 до –70 °С.

П о л и п р о п и л е н получают полимеризацией пропилена СН3 – СН = СН2. Полимеризация пропилена продолжается 5–6

186

ч при температуре 65–70 °С и давлении 1–1,2 МПа в присутствии катализатора (смесь триэтилалюминия с треххлористым титаном). В результате полимеризации выпадает белый порошок – полипропилен, который промывают, отжимают и сушат.

Полипропилен – легкий материал, обладающий высокой теплостойкостью, жесткостью и прочностью. Без нагрузки его можно применять при температуре до 150 °С. По химической стойкости полипропилен аналогичен полиэтилену, но отличается значительно большей механической прочностью и плотностью, что позволяет применять его для изготовления труб диаметром 25–150 мм в качестве облицовочного материала антикоррозионного и декоративного назначения.

П о л и в и н и л х л о р и д получают полимеризацией винилхлорида СН2 = СНСl. Основным методом полимеризации винилхлорида является непрерывный водоэмульсионный метод в присутствии инициатора (перекиси водорода).

Поливинилхлорид можно применять при температуре до 160 °С. Изделия из него обладают высокой прочностью.

В производстве строительных материалов поливинилхлорид широко используют для изготовления линолеума, линкруста, гидро- и газоизоляционных пленок, пенопластов, плинтусов, поручней, водопроводных труб.

П о л и и з о б у т и л е н представляет собой каучукоподобный эластичный материал, получаемый полимеризацией изобутилена СН2 = С(СН3)2 при температуре 100 °С в присутствии катализаторов трехфтористого бора, треххлористого алюминия. Этот материал обладает хорошей водостойкостью против агрессивных сред – кислот, солей галоидов, щелочей.

В строительстве полиизобутилен применяют в виде гидроизоляционных пленок, прокладочных материалов для фундаментов, кровельных и герметизирующих материалов.

П о л и с т и р о л, получаемый полимеризацией стирола С6Н5 – СН = СН2, является одним из наиболее известных и полно изученных полимеризационных полимеров. Он обладает почти абсолютной водостойкостью, высокой химической стойкостью и прозрачностью.

187

Полистирол получают тремя методами: полимеризацией чистого мономера (блочный метод), полимеризацией в растворителе и водоэмульсионной полимеризацией.

Из полистирола изготовляют цветные плитки для облицовки стен санузлов, кухонь, больниц, пористые плиты для звуко- и теплоизоляции, краски и эмали. К недостаткам относят большую хрупкость.

8.1.2.Поликонденсационные полимеры (Класс Б)

Фе н о л о а л ь д е г и д н ы е п о л и м е р ы получают в результате реакции поликонденсации фенолов и альдегидов (формальдегид, фурфурол, лигнин) и от вида альдегидов полимер по-

лучает соответствующее наименование: фенолоформальдегидный, фенолофурфурольный, фенололигниновый.

В зависимости от исходного фенольного сырья, характера альдегидного компонента, количественного их соотношения, характера катализатора образуются два типа продуктов поликонденсации: термореактивные и термопластичные полимеры.

Поликонденсацию исходных продуктов проводят в вакуумварочном котле под разряжением.

Фенолоформальдегидные полимеры в строительной технике применяют для производства клеев, древесноволокнистых и древесностружечных плит, древесноволокнистых и бумажноволокнистых пластиков, водостойкой фанеры, сотопластов и т.д.

К а р б а м и д н ы е п о л и м е р ы получают путем амидоформальдегидной поликонденсации: мочевиноформальдегидные и меламиноформальдегидные.

В результате взаимодействия мочевины с формальдегидом получают как термопластичные, так и термореактивные полимеры.

Карбамидные полимеры применяют для получения пластмасс, лаков, клеев, пористых материалов, древесностружечных плит. Из термореактивных карбамидных полимеров изготовляют пенопласты.

Э п о к с и д н ы е п о л и м е р ы (п о л и э п о к с и д ы) образуются при поликонденсации эпихлоргидрина с фенолами.

Полиэпоксиды являются синтетическими полимерами, обладающими ценными свойствами: они легки, прочны, обладают

188

высокой адгезией к металлам, малой усадкой при отверждении, стойкостью к действию многих химических реагентов и хорошо сочетаются с другими полимерами. При введении в этот полимер отвердителя (двухосновные кислоты, двухатомные спирты) он переходит в нерастворимое и неплавкое состояние. Применяют полимеры этого вида в качестве связующего для монолитных полов, полимербетонов и строительных клеев.

8.2. Пластические массы, их состав и классификация

Пластмассы представляют собой сложные вещества, состоящие из связующего и наполнителей с добавлением в зависимости от условий производства пластификаторов, стабилизаторов, красителей, порообразователей и других материалов. На рис. 43 показан состав неоднородных пластмасс.

Состав неоднородных пластмасс

Основным видом связующего вещества в пластмассах являются искусственные п о л и м е р ы (синтетические смолы). Эти вещества придают пластическим массам на определенной стадии их переработки свойства пластичности, т.е. способность

189

принимать требуемую форму и сохранять ее после снятия давления.

П л а с т и ф и к а т о р ы вводят в пластмассу для придания ей большей пластичности, повышения тепло- и морозоустойчивости. Чаще всего в качестве пластификаторов применяют хлорпарафин, диоктилфталат и т.д. Эти вещества должны растворять связующее, быть химически инертными и малолетучими.

Н а п о л н и т е л я м и служат материалы органического и неорганического происхождения, которые придают пластмассам требуемые физико-механические и другие свойства, значительно снижают их стоимость. В качестве органических наполнителей используют опилки, стружки, бумагу, картон, отходы текстильной промышленности и т.д., а в качестве минеральных – асбест, слюду, стеклоткань и т.д.

Добавление с т а б и л и з а т о р о в делает устойчивыми свойства пластмасс и изделий из них на длительный период и препятствует разложению как в процессе обработки, так и в эксплуатационных условиях: при воздействии атмосферных факторов, тепла, света и т.д.

К р а с и т е л и (пигменты), придающие пластмассам определенный цвет, должны обладать следующими качествами: ярким тоном, не изменяться с течением времени, а также не выцветать под действием света, что особенно важно для отделочных строительных материалов. В качестве красителей пластмасс применяют как органические (нигрозин, хризоидин и др.), так и минеральные пигменты (охру, мумию, сурик, ультрамарин, белила и др.).

Кроме того, в состав пластмасс входят к а т а л и з а т о р ы, которые ускоряют химические процессы их твердения.

Для производства пористых пластмасс вводят специальные вещества – п о р о о б р а з о в а т е л и, обеспечивающие создание в материале пор.

Пластмассы обладают следующими положительными

свойствами:

–высокой прочностью, составляющей для большинства пластмасс 50–100 МПа;

–небольшой плотностью - от 20 (пенопластов) до 2000 кг/м3 (для стеклопластиков);

190