Поликонденсационные пространственные полимеры

Фенолоформальдегидные смолы (ФФС) получают поликонден­сацией фенола и формальдегида, сырьем для производства которых служат каменный уголь, нефть, природный газ. Фенолоформальдегидные смолы использу­ют для получения древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит, слоистых пластиков, оконных рам, архитектурных изделий, водостой­кой фанеры.

Мочевино-формальдегидные (карбамидные) смолы получают поликонденсацией мочевины и формальдегида. Используют для полу­чения аминопластов. Аминопласты являются эффективными термо­реактивными полимерами для изделий, получаемых горячим прес­сованием и служат дешевым материалом для производства ряда про­дуктов. Используются при изготовлении теплоизоляционных легких пластмасс, слоистых пластиков и клеев. Из аминопластов изготовля­ют цветные корпуса телефонных аппаратов, корпуса настольных ламп, облицовочную плитку т.д.

Полиэфирные смолы делятся на 3 группы:

- алкидные и глифталевые смолы – для них в качестве сырьевого материала используются глицерин и фталевые кислоты, смолы при­меняются в производстве лака;

- волокнообразующие полимеры используются для получения высокопрочного лавсанового волокна с прочностью на растяжение до 800 МПа;

- ненасыщенные полиэфиры легко перемешиваются с други­ми жидкими мономерами (например, стиролом) и твердеют в ес­тественных условиях, с порошковыми заполнителями применяют в производстве материалов для отделки самолетов, вагонов, ав­томашин и др.

В строительстве широко применяются стеклопластики, сантехни­ческие изделия, полученные на основе полиэфирных смол.

Эпоксидные смолы являются продуктами конденсации эпихлоргидридов и диоксидных фенол-пропанов. Эпоксидные смолы по цвету и вязкости похожи на мед. Выпускаются эпоксидные смолы марок ЭД-5, ЭД-6 и ЭД-14. При твердении эпоксидных смол в холодных условиях в качестве отвердителя используют фталевую кислоту, при комнатной температуре - полиэтиленполиамин (8-10 % от мас­сы смолы). Из эпоксидных смол изготовляют водостойкие клеи и пластобетоны.

Кремнийорганические соединения – высокомолекулярные соеди­нения, в составе которых содержится кремний, образующий силоксановые связи. Кремнийорганические соединения отличаются от орга­нических полимеров несгораемостью, термостойкостью, кислотостойкостью и водостойкостью. Некоторые виды кремнийорганических сое­динений являются водорастворимыми. Как гидрофобные вещества они используются для снижения водопоглощения, для поверхностной обработки материалов и изделий из цемента, гипса и др.

Из низкомолекулярных кремнийорганических полимеров получа­ются высокомолекулярные алкилхлорсиланы. Они легко перемешива­ются с синтетическими смолами и используются в качестве гермети­ческих материалов, не разрушаются даже при 400°С, применяются также в качестве связующего материала в производстве слоистых и волокнистых пластиков.

Фурановые смолы. Их получают из сельскохозяйственных отхо­дов - соломы, стеблей хлопчатника и т.п. К фурановым соединениям относятся фурфуролоацетоновый моно­мер-ФА, лигнинофурфурольные смолы, фурфуролоанилиновые поли­меры. Такие смолы имеют черный или коричневый цвет. Фурановые смолы с наполнителями применяют для прессования изделий сложно­го профиля (розетки, карнизы и др.).

Полиамидные полимеры получают из высокоосновных кислот и диамина методом поликонденсации. В строительных конструкциях используются как водозащитные пленки.

Полиуретаны образуются при взаимодействии многоатомных спиртов и изоцианатов. Линейные полиуретановые полимеры при 100°С не разрушаются. Применяются в виде влагостойких волокон, пленок, тонких плит, пенопластов, клеев, лаков.

Синтетические каучуки - материал, полученный на основе нена­сыщенных углеводородов методом полимеризации или сополимеризации. В качестве сырьевых материалов используются мономеры - изопрен, бутадиен (дивинил), хлоропрен, изобутилен и др. Синтетичес­кие каучуки применяют для склеивания линолеума, получения плиток и мастик для полов, добавляют в другие полимеры для придания им эластичных свойств.

Природные каучуки и резина. Природный каучук получают из млечного сока некоторых тропических растений. Он в чистом виде не используется. С помощью вулканизации получают высокоэлас­тичную и прочную резину. Резина является электроизоляционным, водо- и газонепроницаемым материалом. При вулканизации каучу­ка серой или другими вулканизирующими добавками образуются новые поперечные связи - происходит сшивка полимерных моле­кул каучука атомами серы, повышается прочность на растяжение. Недостатками каучука и резины являются низкая теплостойкость, набухание в маслах и бензине, потеря эластичности под влиянием азота и кислорода воздуха.

Добавки к полимерам

Порошковые наполнители снижают усадочную деформацию полимерных материалов. Наполнитель перемешивается вместе с полимерной композицией и, за счет образования каркаса, улучшает механические свойства пластмассы.

Наполнители могут быть органическими и минеральными.

Органические наполнители. К ним относится целлюлозная (дре­весная) мука, широко распространенная в производстве пластмассы. Древесную муку используют для создания фенопластовых изделий. Для получения электроизоляционных пластиков особое значение име­ют бумажные заполнители. При изготовлении прессованных изделий добавляется до 20 % бакелитовой муки.

Минеральные наполнители. К ним относятся асбестовая мука, тальк, каолин, молотая слюда, кварц и др. Используются также ас­бестовая бумага и волокно.

Отвердители - это вещества, ускоряющие процесс твердения полимерных смол. К отвердителям смол горячего и холодного отверж­дения относят кислоты, пероксиды, спирты, амины.

Красители применяют для придания пластмассам определенного цвета. Они должны быть стойкими во времени, не должны выцветать под действием света и т.д. В качестве красителей используют как органические (нигрозин, пигмент желтый, хризоидин), так и минеральные пигменты (охра, мумия, сурик, белила, окись хрома, ультрамарин и др.).