Характеристика и строительные свойства конструкционных пластмасс

Полимеры – основа пластмасс – это высокомолекулярные соединения, молекулы которых состоят из многих элементарных звеньев одинаковой структуры.

Полмеры разнообразны по своим свойствам, составу и методам получения, имеют большую молекулярную массу. Технические свойства полимеров зависят от природы и строения исходных мономеров. Получают полимеры из исходных низкомолекулярных органических веществ (мономеров) молекулы которых благодаря своим связям способны соединятся между собой с образованием многократно увеличенной массы.

Название полимера происходит от названия мономера, из которого он получен. (Полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол). Иногда название зависит от вида реакционных химических групп соединяющих молекулы мономеров (полиамиды, полиэфиры).

Пластическими массами называются материалы, которые в качестве основного компонента содержат синтетический полимер.

В основе технологического синтеза высокомолекулярных соединений лежат два основных метода получения полимеров – полимеризация и поликонденсация.

Полимеризация – это процесс соединения большого молекул мономера одного и того же вещества в одну большую макромолекулу. Процесс протекает при определенной температура и давлении без выделения каких-либо низкомолекулярных веществ, химический состав полимера соответствует химическому составу исходного мономера.

Поликонденсация. Химический процесс получения высокомолекулярных соединений сопровождающихся выделением побочных продуктов (воды, спирта и т.д.).

Для получения материалов со специальными свойствами в качестве исходного продукта берут несколько различных по составу мономеров. Такой процесс называется сополимеризацией, а готовый продукт сополимером. Сополимеры обладают новыми свойствами, отличающимися от свойств исходных мономеров.

Таким образом, можно получать пластмассы с заранее заданными свойствами. В зависимости от поведения связующего (смолы) при нагревании пластмассы делятся на 2 группы: термопластические и термореактивные.

Термопластические (термопласты) полученные на основе поливинилхлорида, полиэтилена, полистирола, полиуретана, полиамидных и акриловых и других термопластических смол, которые при нагревании размягчаются и становятся пластичными, а при охлаждении снова отвердевают.

К термореактивным пластмассам (реактопластам) относятся материалы на основе фенол формальдегидных, полиэфирных, эпоксидных, кармамидных и др. термореактивных смол, которые, будучи отформованы в процессе изготовления, переходят в неплавкое, нерастворимое состояние.

Пластмассы могут быть неоднородными, состоящими из главного компонента – связывающего вещества (смолы) и технологических добавок: пластификаторов, наполнителей, стабилизаторов антистатиков, красителей инициаторов, порообразователейи др. добавок и однородными, к которым относятся например полиэтилен, полиметилкрилат и др.

Связывающие вещества (смолы). для конструкций и изделий строительного назначения применяют полиэфирные, фенолоформальдегидные, эпоксидные, мочевино– и меламиноформальдегидные и кремнийорганические смолы.

Полиэфирные смолы – термореактивные обладают весьма ценными свойствами: небольшая вязкость, способность к отверждению при повышенной и комнатной температуре без выделения летучих продуктов, высокими механическими показателями в отвержденном состоянии и высокой стойкостью к воздействию воды, кислот, бензина, масел и др. веществ. Их применяют главным образом в качестве связующего при изготовлении стеклопластиков, а также как основу для клеев, лаков, пластобетонов, шпаклевок. В строительстве применяют полиэфирные смолы мерок ПН – 1, ПН – 2, ПН – 3, ПН – 4, ПН – 1с, ПН – 6 и др.

ПН – 1, ПН – 2 применяются там, где требуется высокая стойкость, специальные оптические свойства.

ПН – 3, ПН – 4 обладают повышенной теплостойкостью – 150 – 170°, применяют в качестве связующих для стеклопластиков, эксплуатируемых при повышенной температуре.

Фенолоформальдегидные смолы представляют собой продукт конденсации фенола и формальдегида в присутствии катализаторов.

В них сочетаются такие необходимые свойства для стеклопластиков, как термостойкость, высокая механическая прочность и сравнительно хорошая адгезия к стеклянному волокну, к целлюлозосодержащим материалам (древесине, бумаге) и используются при производстве древесных и бумажных пластиков, фанеры и клееной древесины.

При нагревании эти смолы быстро отверждаются и переходят в твердое, неплавкое состояние. Отвержденные смолы имеют высокие физико-механические и диэлектрические свойства, не растворяются в продуктах нефтепереработки и органических растворителях и стойки к действию слабокислых сред.

Эпоксидные смолы

После введения отвердителя эпоксидные смолы становятся неплавкими, нерастворимыми продуктами и обладают ценными технологическими и физико-механическими свойствами. Изделия из них – бензо, масло и водостойкие.

Эти смолы используют как связующие при изготовлении стеклопластиков и прессовочных композиций, для изготовления технологической оснастки, в качестве клеев, герметиков, коррозие- и водостойких покрытий обладающих хорошей атмосферо- и светостойкостью.

Мочевино- и меламиноформальдегидные смолы.

Получают конденсацией мочевины с формальдегидом. Эти смолы растворимы в воде, но не растворяются в обычных органических растворителях. На основе этих смол получают пористый материал – мипору, имеющий высокие теплоизоляционные показатели и малую плотность.

Кремнийорганические смолы

В строительстве используют в качестве лаков, эмалей, красок, а также для придания гидрофобных (водоотталкивающих) свойств поверхности пористых материалов (тканям, бумаге).

Наполнители уменьшают расход связующего. (Это – стекловолокно стеклоткани, асбестовое волокно, деревянная стружка, опилки, тальк).

Пластификаторы снижают хрупкость пластмасс, увеличивают гибкость, эластичность, и относительное удлинение, повышают морозостойкость материала.

Стабилизаторы способствуют сохранению физико-механических свойств снижают скорость разложения материалов под влиянием атмосферных условий, повышенной t°, света.

Антистатики уменьшают электризацию полимерных материалов в процессе их переработки и эксплуатации изделий из них.