РАЗДЕЛ 5. ТЕМА 1. Полимеры и материалы из пластмасс

Полимерными называются материалы, в состав которых в качестве основного компонента входят высокомолекулярные органические вещества – полимеры. Благодаря своей способности формоваться полимерные материалы называются также пластическими массами. Пластмассы, применяемые в строительстве, представляют собой обычно сложные композиции, состоящие из полимерного связующего, наполнителей, отвердителей, пластификаторов, стабилизаторов и других добавок.

Компоненты пластмасс

Полимеры. Полимеры – это высокомолекулярные соединения, молекулы которых состоят из многократно повторяющихся структурных звеньев. Они бывают природными (натуральный каучук, целлюлоза и др.) и искусственными, получаемыми из различного сырья методами полимеризации или поликонденсации.

Полимеризация – процесс соединения молекул низкомолекулярного вещества (мономера) без выделения побочных продуктов. Ускоряют процесс полимеризации повышением температуры, воздействием света и введением специальных добавок – катализаторов.

Поликонденсация – процесс соединения молекул низкомолекулярного вещества (мономера) с выделением низкомолекулярных продуктов.

Полимеры подразделяются на термопластичные, способные многократно размягчаться при нагревании и отвердевать при охлаждении, и термореактивные, не способные к повторному размягчению. В строительстве чаще всего используют следующие полимеры.

- Поливинилхлорид [-CH-CHCl-]_n, высокопрочный полимер, труднорастворимый в органических растворителях, имеющий большую ударную вязкость. Применяется для изготовления пленок, труб, блоков, электротехнических материалов, натяжных потолков, виниловых обоев, оконных и дверных рам и др.

- Полиуретан – продукт взаимодействия диизоцианатов и многоатомных спиртов. Используется для изготовления волокон, лакокрасочных материалов, гидроизоляционных пленок, клеев, полимербетонов и др.

- Полистирол [-CH₂-CHС₆Н₅]_n – твердый, хрупкий и водостойкий полимер. Прменяется для изготовления пенопласта, плиток и панелей.

- Полиэтилен [-CH₂-CH₂-]_n – морозостойкий полимер с малой водо- и газопроницаемостью. Используется для изготовления труб, пенопластов и др.

- Фенолформальдегидные смолы – получают из фенола и формальдегида, обладают высокой химической стойкостью. Применяют при изготовлении древесно-стружечных (ДСП) и древесно-волокнистых (ДВП) плит.

-Алкидные смолы - применяются для изготовления плиток, линолеума, красок и др.

- Эпоксидные смолы – обладают высокой химической стойкостью. Применяются при изготовлении линолеумов, лаков, красок, бетонополимеров и полимербетонов и др.

- Полиэфирные смолы – продукт поликонденсации многоосновных кислот и спиртов. Используют для производства лаков и красок, полимербетонов и др.

- Кремнийорганический смолы – высокомолекулярные соединения, молекулы которых состоят из чередующихся атомов кремния и кислорода, а углерод входит в состав групп, обрамляющих главную цепь. Их используют для производства гидрофобных жидкостей (ГКЖ), применяемых для гидрофобизации строительных конструкций, а также красок.

Наполнители. Они снижают расход полимера, удешевляют пластмассы и улучшают их физико-механические свойства. Наполнители подразделяются на органические и неорганические; порошкообразные (мел, тальк, опилки и др.), волокнистые (древесные, стеклянные, асбестовые и др. волокна), слоистые (ткани, бумага, картон, древесный шпон и др.).

Пластификаторы. Их применяют для улучшения формовочных свойств пластмасс и уменьшения их хрупкости. В основном это высококипящие органические жидкости.

Стабилизаторы. Это добавки, способствующие сохранению структуры и свойств пластмасс во времени. Как правило, это оксиды металлов.

Отвердители. Их вводят для сокращения времени отверждения пластмасс.

Свойства пластмасс.

Для пластмасс характерна низкая плотность при относительно высоких прочностных показателях, что дает возможность создавать конструкции из пластмасс. Пластмассы – плохие проводники тепла и электричества, поэтому они являются хорошими теплоизоляционными материалами и диэлектриками. В большинстве случаев полимерные материалы устойчивы к кислотам, щелочам и другим химическим веществам. Они не требуют дополнительной защиты поверхности и могут быть окрашены в различные цвета. Многие пластмассы непроницаемы для воды, что обусловило их применение для гидроизоляции. Ряд пластмасс, не содержащих наполнителей и пигментов, обладают высокой прозрачностью и используются для остекления оранжерей, теплиц, лечебных учреждений и др.

При применении полимерных материалов необходимо учитывать их недостатки, к которым относятся низкая теплостойкость, способность воспламеняться и гореть или разлагаться с выделением ядовитых веществ под действием высокой температуры. Некоторые пластмассы обладают способностью выделять в окружающую среду вредные вещества под действием различных факторов: солнечного света, повышенной температуры, кислорода воздуха и др.