Полимерные материалы: технология, виды, производство и применение. Состав полимерный

технология, виды, производство и применение

Полимерные материалы - это химические высокомолекулярные соединения, которые состоят из многочисленных маломолекулярных мономеров (звеньев) одинакового строения. Зачастую для изготовления полимеров используют следующие мономерные компоненты: этилен, винилхлорид, винилденхлорид, винилацетат, пропилен, метилметакрилат, тетрафторэтилен, стирол, мочевину, меламин, формальдегид, фенол. В данной статье мы подробно рассмотрим, что такое полимерные материалы, каковы их химические и физические свойства, классификация и виды.

Виды полимеров

Особенностью молекул данного материала является большая молекулярная масса, которая соответствует следующему значению: М>5*103. Соединения с меньшим уровнем этого параметра (М=500-5000) принято называть олигомерами. У низкомолекулярных соединений масса меньше 500. Различают следующие виды полимерных материалов: синтетические и природные. К последним принято относить натуральный каучук, слюду, шерсть, асбест, целлюлозу и т. д. Однако основное место занимают полимеры синтетического характера, которые получают в результате процесса химического синтеза из соединений низкомолекулярного уровня. В зависимости от метода изготовления высокомолекулярных материалов, различают полимеры, которые созданы или путем поликонденсации, или с помощью реакции присоединения.

Полимеризация

Этот процесс представляет собой объединение низкомолекулярных компонентов в высокомолекулярные с получением длинных цепей. Величина уровня полимеризации – это количество «меров» в молекулах данного состава. Чаще всего полимерные материалы содержат от тысячи до десяти тысяч их единиц. Путем полимеризации получают следующие часто применяемые соединения: полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, политетрафторэтилен, полистирол, полибутадиен и др.

Поликонденсация

Данный процесс представляет собой ступенчатую реакцию, которая заключается в соединении или большого количества однотипных мономеров, или пары различных групп (А и Б) в поликонденсаторы (макромолекулы) с одновременным образованием следующих побочных продуктов: метилового спирта, диоксида углерода, хлороводорода, аммиака, воды и др. При помощи поликонденсации получают силиконы, полисульфоны, поликарбонаты, аминопласты, фенопласты, полиэстеры, полиамиды и другие полимерные материалы.

Полиприсоединение

Под данным процессом понимают образование полимеров в результате реакций множественного присоединения мономерных компонентов, которые содержат предельные реакционные объединения, к мономерам непредельных групп (активные циклы или двойные связи). В отличие от поликонденсации, реакция полиприсоединения протекает без выделений побочных продуктов. Важнейшим процессом данной технологии считают отверждение эпоксидных смол и получение полиуретанов.

Классификация полимеров

По составу все полимерные материалы делятся на неорганические, органические и элементоорганические. Первые из них (силикатное стекло, слюда, асбест, керамика и др.) не содержат атомарный углерод. Их основой являются оксиды алюминия, магния, кремния и т. д. Органические полимеры составляют наиболее обширный класс, они содержат атомы углерода, водорода, азота, серы, галогена и кислорода. Элементоорганические полимерные материалы – это соединения, которые в составе основных цепей имеют, кроме перечисленных, и атомы кремния, алюминия, титана и других элементов, способных сочетаться с органическими радикалами. В природе такие комбинации не возникают. Это исключительно синтетические полимеры. Характерными представителями этой группы являются соединения на кремнийорганической основе, главная цепь которых строится из атомов кислорода и кремния.

Для получения полимеров с необходимыми свойствами в технике зачастую используют не «чистые» вещества, а их сочетания с органическими или неорганическими компонентами. Хорошим примером служат полимерные строительные материалы: металлопласты, пластмассы, стеклопластики, полимербетоны.

Структура полимеров

Своеобразие свойств этих материалов обусловлено их структурой, которая, в свою очередь, делится на следующие виды: линейно-разветвленная, линейная, пространственная с большими молекулярными группами и весьма специфическими геометрическими строениями, а также лестничная. Рассмотрим вкратце каждую из них.

Полимерные материалы с линейно-разветвленной структурой, кроме основной цепи молекул, имеют боковые ответвления. К таким полимерам относятся полипропилен и полиизобутилен.

Материалы с линейной структурой имеют длинные зигзагообразные либо закрученные в спирали цепочки. Их макромолекулы прежде всего характеризуются повторениями участков в одной структурной группе звена либо химической единицы цепи. Полимеры с линейной структурой отличаются наличием весьма длинных макромолекул со значительным различием характера связей вдоль цепи и между ними. Имеются ввиду межмолекулярные и химические связи. Макромолекулы таких материалов весьма гибкие. И это свойство является основой полимерных цепей, которая приводит к качественно новым характеристикам: высокой эластичности, а также отсутствию хрупкости в затвердевшем состоянии.

А теперь узнаем, что такое полимерные материалы с пространственной структурой. Эти вещества образуют при объединении между собой макромолекул прочные химические связи в поперечном направлении. В результате получается сетчатая структура, у которой неоднородная либо пространственная основа сетки. Полимеры этого типа обладают большей теплостойкостью и жесткостью, чем линейные. Эти материалы являются основой многих конструкционных неметаллических веществ.

Молекулы полимерных материалов с лестничной структурой состоят из пары цепей, которые соединены химической связью. К ним относятся кремнийорганические полимеры, которые характеризуются повышенной жесткостью, термостойкостью, кроме того, они не взаимодействуют с органическими растворителями.

Фазовый состав полимеров

Данные материалы представляют собой системы, которые состоят из аморфных и кристаллических областей. Первая из них способствует снижению жесткости, делает полимер эластичным, то есть способным к большим деформациям обратимого характера. Кристаллическая фаза способствует увеличению их прочности, твердости, модуля упругости, а также других параметров, одновременно снижая молекулярную гибкость вещества. Отношение объема всех таких областей к общему объему называется степенью кристаллизации, где максимальный уровень (до 80%) имеют полипропилены, фторопласты, полиэтилены высокой плотности. Меньшим уровнем степени кристаллизации обладают поливинилхлориды, полиэтилены низкой плотности.

В зависимости от того, как ведут себя полимерные материалы при нагреве, их принято делить на термореактивные и термопластичные.

Термореактивные полимеры

Данные материалы первично имеют линейную структуру. При нагреве они размягчаются, однако в результате протекания в них химических реакций строение меняется на пространственное, и вещество превращается в твердое. В дальнейшем это качество сохраняется. На этом принципе построены полимерные композиционные материалы. Последующий их нагрев не размягчает вещество, а приводит только к его разложению. Готовая термореактивная смесь не растворяется и не плавится, поэтому недопустима ее повторная переработка. К этому виду материалов относятся эпоксидные кремнийорганические, феноло-формальдегидные и другие смолы.

Термопластичные полимеры

Данные материалы при нагреве сначала размягчаются и потом плавятся, а при последующем охлаждении затвердевают. Термопластичные полимеры при такой обработке не претерпевают химических изменений. Это делает данный процесс полностью обратимым. Вещества этого типа имеют линейно-разветвленную или линейную структуру макромолекул, между которыми действуют малые силы и совершенно нет химических связей. К ним относятся полиэтилены, полиамиды, полистиролы и др. Технология полимерных материалов термопластичного типа предусматривает их изготовление методом литья под давлением в водоохлажденных формах, прессования, экструзии, выдувания и другими способами.

Химические свойства

Полимеры могут перебывать в следующих состояниях: твердое, жидкое, аморфное, кристаллическое фазовое, а также высокоэластическое, вязкотекучее и стеклообразное деформационное. Широкое применение полимерных материалов обусловлено их высокой стойкостью к различным агрессивным средам, таким как концентрированные кислоты и щелочи. Они не подвержены воздействию электрохимической коррозии. Кроме того, с увеличением их молекулярной массы происходит снижение растворимости материала в органических растворителях. А полимеры, обладающие пространственной структурой, вообще не подвержены воздействию упомянутых жидкостей.

Физические свойства

Большинство полимеров являются диэлектриками, кроме того, они относятся к немагнитным материалам. Из всех используемых конструкционных веществ только они обладают наименьшей теплопроводностью и наибольшей теплоемкостью, а также тепловой усадкой (примерно в двадцать раз больше, чем у металла). Причиной потерь герметичности различными уплотнительными узлами при условиях низкой температуры является так называемое стеклование резины, а также резкое различие между коэффициентами расширения металлов и резин в застеклованном состоянии.

Механические свойства

Полимерные материалы отличаются широким диапазоном механических характеристик, которые сильно зависят от их структуры. Кроме этого параметра, большое влияние на механические свойства вещества могут оказать различные внешние факторы. К ним относятся: температура, частота, длительность или скорость нагружения, вид напряженного состояния, давление, характер окружающей среды, термообработка и др. Особенностью механических свойств полимерных материалов является их относительно высокая прочность при весьма малой жесткости (по сравнению с металлами).

Полимеры принято делить на твердые, модуль упругости которых соответствует Е=1–10 ГПа (волокна, пленки, пластмассы), и мягкие высокоэластичные вещества, модуль упругости которых составляет Е=1–10 МПа (резины). Закономерности и механизм разрушения тех и других различны.

Для полимерных материалов характерны ярко выраженная анизотропия свойств, а также снижение прочности, развитие ползучести при условии длительного нагружения. Вмести с этим они обладают довольно высоким сопротивлением усталости. По сравнению с металлами, они отличаются более резкой зависимостью механических свойств от температуры. Одной из главных характеристик полимерных материалов является деформируемость (податливость). По этому параметру в широком температурном интервале принято оценивать их основные эксплуатационные и технологические свойства.

Полимерные материалы для пола

Теперь рассмотрим один из вариантов практического применения полимеров, раскрывающего всю возможную гамму этих материалов. Эти вещества нашли широкое применение в строительстве и ремонтно-отделочных работах, в частности в покрытии полов. Огромная популярность объясняется характеристиками рассматриваемых веществ: они устойчивы к стиранию, малотеплопроводны, имеют незначительное водопоглощение, достаточно прочны и тверды, обладают высокими лакокрасочными качествами. Производство полимерных материалов можно разделить условно на три группы: линолеумы (рулонные), плиточные изделия и смеси для устройства бесшовных полов. Теперь вкратце рассмотрим каждый из них.

Линолеумы изготавливают на основе разных типов наполнителей и полимеров. В их состав также могут входить пластификаторы, технологические добавки и пигменты. В зависимости от типа полимерного материала, различают полиэфирные (глифталевые), поливинилхлоридные, резиновые, коллоксилиновые и другие покрытия. Кроме того, по структуре они делятся на безосновные и со звуко-, теплоизолирующей основой, однослойные и многослойные, с гладкой, ворсистой и рифленой поверхностью, а также одно- и многоцветные.

Плиточные материалы, изготовленные на основе полимерных компонентов, обладают весьма малой истираемостью, химической стойкостью и долговечностью. В зависимости от типа сырья, этот вид полимерной продукции делят на кумаронополивинилхлоридные, кумароновые, поливинилхлоридные, резиновые, фенолитовые, битумные плитки, а также древесностружечные и древесноволокнистые плиты.

Материалы для бесшовных полов являются наиболее удобными и гигиеничными в эксплуатации, они обладают высокой прочностью. Эти смеси принято делить на полимерцемент, полимербетон и поливинилацетат.

fb.ru

Полимерный состав

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано как для ремонтно-изоляционных работ (РИР), так и для проведения изоляции водопритоков и зон поглощения в нагнетательных и добывающих скважинах. Полимерный состав содержит, мас.%: ацетоноформальдегидная смола 60-93, карбамидоформальдегидная смола 1,86-30, щелочной отвердитель 0,4-2, вода остальное, при соотношении ацетоноформальдегидной смолы к карбамидоформальдегидной смоле 1:0,02÷0,5. Технический результат - повышение эффективности и качества изоляции зон поглощения и РИР. 1 табл.

 

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано как для ремонтно-изоляционных работ (РИР), так и для проведения изоляции водопритоков и зон поглощения в нагнетательных и добывающих скважинах.

Известен полимерный тампонажный состав, включающий карбамидоформальдегидную смолу и алюмохлорид (А.с. №1763638, Е21В 33/138, БИ №35, 1992 г.).

Недостатками известного полимерного тампонажного состава являются: узкий диапазон отверждения (до 90 мин), низкие прочностные свойства и усадка образующегося камня. Входящая в состав карбамидоформальдегидная смола имеет короткий срок хранения (два месяца со дня изготовления, ГОСТ14231-88).

Известен полимерный тампонажный состав, включающий карбамидоформальдегидную смолу, ацетоноформальдегидную смолу и алюмохлорид (Пат РФ №2259469, Е21В 33/138, БИ №24, 2005 г.).

Известный состав содержит в качестве катализатора отверждения алюмохлорид, который обладает коррозионной активностью. Как показывает практика, применение полимерных тампонажных составов со щелочным катализатором отверждения предпочтительней.

Наиболее близким к предлагаемому составу является полимерный состав для изоляции водопритока и зон поглощения в скважине, содержащий ацетоноформальдегидную смолу, щелочной отвердитель, мочевину, воду (А.с №1040121, Е21В 33/138, БИ №33, 1983 г.).

Недостатками известного состава являются низкая прочность образующегося в пласте полимерного камня и влияние объема приготавливаемой композиции на стабильность ее эксплуатационных характеристик в связи с высокой экзотермичностью процесса отверждения состава. При малых объемах приготовленного полимерного состава (до 1 м3) сроки отверждения их более длительные и нестабильные, чем при больших объемах (более 1 м3). Кроме того, при приготовлении состава требуется нагрев ацетоноформальдегидной смолы до 50-60°С, что обуславливает ряд трудностей при приготовлении состава на промысле.

Технической задачей предложения является повышение эффективности и качества изоляции зон поглощения и ремонтно-изоляционных работ за счет исключения влияния объема приготавливаемой композиции на стабильность ее эксплуатационных характеристик и повышения прочностных характеристик полимерного тампонажного камня, а также расширение арсенала средств, применяемых для ремонтно-изоляционных работ (РИР), так и для проведения изоляции водопритоков и зон поглощения в нагнетательных и добывающих скважинах.

Задача решается известным полимерным составом, включающим ацетоноформальдегидную смолу, щелочной отвердитель и воду.

Новым является то, что полимерный состав дополнительно содержит карбамидоформальдегидную смолу, в соотношении ацетоноформальдегидной смолы к карбамидоформальдегидной смоле соответственно 1:0,02÷0,5 при следующем содержании компонентов, мас.%:

ацетоноформальдегидная смола	60-93;
карбамидоформальдегидная смола	1,86-30;
щелочной отвердитель	0,4-2;
вода	остальное

Анализ патентной и научно-технической литературы позволил сделать вывод об отсутствии технических решений, содержащих существенные признаки заявленного состава, выполняющих аналогичную задачу, поэтому можно сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».

Применяемая ацетоноформальдегидная смола марки АЦФ-75 представляет собой однородную жидкость от светлого до коричневого цвета по ТУ 2228-006-48090685-2002.

Карбамидоформальдегидная смола марки КФЖ представляет собой однородную белого цвета суспензию по ГОСТ 14231-88.

Щелочной отвердитель представляет собой водный раствор едкого натра или смесь раствора едкого натра и кальцинированной соды.

Полимерный состав готовят следующим образом.

Готовят смесь из ацетоноформальдегидной и карбамидоформальдегидной смол. Для этого к ацетоноформальдегидной смоле добавляют карбамидоформальдегидную смолу и перемешивают. Время перемешивания зависит от объема приготавливаемой смеси и составляет от 5 до 15 минут.

Затем при перемешивании добавляют щелочной отвердитель. Предлагаемый состав при соотношении ацетоноформальдегидной смолы к карбамидоформальдегидной смоле соответственно 1:0,02÷0,5 и щелочного отвердителя при следующем содержании компонентов, мас.%:

ацетоноформальдегидная смола	60-93;
карбамидоформальдегидная смола	1,86-30;
щелочной отвердитель	0,4-2;
вода	остальное

исключает влияние объема приготавливаемого состава на эксплуатационные характеристики, а также повышаются прочностные характеристики полимерного камня. Предлагаемый полимерный состав отличается простотой при приготовлении и позволяет расширить арсенал средств, применяемых для РИР, так и для проведения изоляции водопритоков и зон поглощения в нагнетательных и добывающих скважинах.

Используя то обстоятельство, что процесс отверждения ацетоноформальдегидной смолы сопровождается выделением тепла, замеряли температуру полимерного состава с интервалом в 5 минут.

При смешивании ацетоноформальдегидной и карбамидоформальдегидной смол образуется комплекс с межмолекулярными водородными связями, который затем отверждается в присутствии щелочного отвердителя. Вводимая карбамидоформальдегидная смола образует с ацетоноформальдегидной смолой промежуточный продукт за счет имеющихся реакционноспособных групп обеих смол. Температура разогрева ограничивается, и исключается зависимость объема приготавливаемого состава на его эксплуатационные характеристики.

Время отверждения полимерного состава определялось от момента смешивания компонентов до момента потери подвижности состава.

Прочностные характеристики отвержденных образцов определяли по ГОСТ 26798.1-96.

Ниже приведены примеры, подтверждающие возможность осуществления предложения в лабораторных условиях.

Пример 1.

Приготовили смесь смол в соотношении ацетоноформальдегидной смолы к карбамидоформальдегидной смоле соответственно 1:0,02 при следующем содержании компонентов, мас.%:

ацетоноформальдегидная смола	93;
карбамидоформальдегидная смола	1,86

К приготовленной смеси смол добавили едкий натр 1 мас.%, воду 4,14 мас.% и перемешали. Время отверждения составило 50 минут как при 200 мл, так и при 1000 мл приготовленного состава. Температура состава через 5 минут составила 23°С. Прочность на изгиб составила - 5,2 МПа, на сжатие - 13,59 МПа. Усадка не наблюдается.

Примеры 2-6 осуществляют аналогично примеру 1.

Соотношения компонентов в полимерном составе, эксплуатационные параметры состава и камня приведены в таблице.

Таблица
Содержание компонентов и эксплуатационные характеристики полимерного состава и образующегося камня.
№ п/п	Полимерный состав, мас%	Эксплуатационные характеристики
	Время полного отверждения при 35°С, Ч-мин	Темпера тура состава ч/з 5 мин	Предел прочности, через 30 сут, МПа	Усадка, %, ч/з 30 сут
Ацетоноформальдегидная смола	Карбамидоформальдегидная смола	Едкий натр	Вода	Мочевина	при изгибе	при сжатии
1	93,0	1,86	1,0	4,14		0-50 / 0-50	23,0	5,2	13,59	0
2	90,0	5,0	1,0	4,0		1-50/1-49	22,5	5,10	10,92	0
3	80,0	15,0	1,0	4,0		2-20 / 2-20	22,3	4,79	10,28	0
4	78,0	20,0	0,4	1,6		8-45 / 8-40	21,3	4,16	9,43	0
5	75,0	20,0	1,0	4,0		4-05 / 4-06	22,2	4,08	11,95	0
6	60,0	30,0	2,0	8,0		1-15/1-15	22,1	5,29	12,05	0
7	47,5	47,5	1,0	4,0		6-20/6-18	20,1	2,62	5,37	5
8	35,0	50,0	3,0	12,0		Отверждение произошло не в полном объеме	20,0	-	-	-
9	98,5	1,0	0,1	0,4		20,0	-	-	-
Состав по прототипу
10	55		0,3	43,7	1	9-10	31,0		0,30	0
11	67		3,0	29,0	1	1-00	39,0		1,63	0
12	80		0,3	13,7	6	0-30	57,0		8,20	0

Уменьшение массового содержания в полимерном составе ацетоноформальдегидной смолы ниже 60% и увеличение содержания карбамидоформальдегидной смолы больше 30% ведет к ухудшению прочностных характеристик полимерного камня, ухудшению эксплуатационных характеристик. Увеличение массового содержания ацетоноформальдегидной смолы более 93% ведет к отверждению состава не в полном объеме.

Из таблицы видно, что предлагаемый полимерный состав исключает влияние объема приготавливаемого состава на эксплуатационные характеристики, а также повышаются прочностные характеристики полимерного камня. Предлагаемый полимерный состав отличается простотой при приготовлении и позволяет расширить арсенал средств, применяемых для РИР, так и для проведения изоляции водопритоков и зон поглощения в нагнетательных и добывающих скважинах.

Полимерный состав, включающий ацетоноформальдегидную смолу, щелочной отвердитель и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит карбамидоформальдегидную смолу в соотношении ацетоноформальдегидной смолы к карбамидоформальдегидной смоле 1:0,02÷0,5 соответственно при следующем содержании компонентов, мас.%:

ацетоноформальдегидная смола	60,00-93,00
карбамидоформальдегидная смола	1,86-30,0
щелочной отвердитель	0,4-2,0
вода	остальное

www.findpatent.ru

Полимерные материалы:применение, свойства, виды

Развитие современных технологий привело к появлению материалов, которые обладают исключительными эксплуатационными качествами. Полимерные материалы могут обладать молекулярной массой от нескольких тысяч до нескольким миллионов. Основные качества подобных материалов определяют их большое распространение. С каждым годом на долю полимеров приходится все большее количество выпускаемой продукции. Именно поэтому рассмотрим их особенности подробнее.

Полимерные материалы

Свойства полимеров

Применение полимеров весьма обширно. Это связано с особыми качествами, которых обладает рассматриваемый материал. Сегодня полимерные материалы встречаются в самых различных областях, присутствуют практически в каждом доме. Процесс производства полимерных материалов постоянно совершенствуется, проводится изменение состава, за счет чего он приобретает новые эксплуатационные качества.

Физические свойства полимеров можно охарактеризовать следующим образом:

1. Низкий показатель коэффициента теплопроводности. Именно поэтому некоторые полимеры могут применяться в качестве изоляции при проведении некоторых работ.
2. Высокий показатель ТКЛР обуславливается относительно высокой подвижностью связей и постоянной сменой коэффициента деформации.
3. Несмотря на высокий показатель ТКЛР, полимерные материалы идеально подходят для напыления. В последнее время часто можно встретить ситуацию, когда полимер наносится на поверхность в виде тонкого слоя для придания металлу и другим материал антикоррозионных качеств. Современные технологии нанесения позволяют получать тонкую защитную пленку.
4. Удельная масса может варьироваться в достаточно большом диапазоне в зависимости от особенностей конкретного состава.
5. Довольно высокий предел прочности от части вызван повышенной пластичностью. Конечно, показатель существенно уступает тем, которые имеет металл или сплавы.
6. Прочность полимеров относительно невысокая. Для того чтобы повысить значение ударной вязкости проводится добавление в состав различных дополнительных компонентов, за счет чего получаются особые разновидности полимеров.
7. Стоит учитывать низкую рабочую температуру. Полимерные материалы плохо справляются с нагревом. Именно поэтому многие варианты исполнения могут работать при температуре не выше 80 градусов Цельсия. Если превысить рекомендуемый температурный порог, то есть вероятность, что сильный нагрев станет причиной повышения пластичности полимерного материала. Слишком высокая пластичность становится причиной снижения прочности и изменение других физических свойств.
8. Удельное сопротивление может варьироваться в достаточно большом диапазоне. Примером таких полимеров назовем ПВХ твердый, который имеет 1017 Ом×см.
9. Многие полимерные материалы имеют повышенную горючесть. Этот момент определяет то, что в некоторых отраслях промышленности использовать полимеры нельзя. Кроме этого химический состав определяет то, что при горении могут выделять токсичные вещества или едкий дым.
10. При применении особой технологии производства поверхность может иметь сниженный показатель коэффициента трения по стали. За счет этого покрытие служит намного дольше, и на нем не появляются дефекты.
11. Коэффициент линейного расширения составляет от 70 до 200 10-6 на градус Цельсия.

Напольное покрытие из вспененного полимерного материала

Рассматривая характеристики распространенных полимеров, не стоит забывать о нижеприведенных качествах:

1. Хорошие диэлектрические свойства позволяют использовать полимерный материал без опаски поражения электричеством. Именно поэтому полимеры довольно часто применяют при создании инструментов и оборудования, предназначенного для работы с электричеством.
2. Линейные полимеры способны восстанавливать свою первоначальную форму после длительного воздействия нагрузки. Примером можно назвать воздействие поперечной нагрузки, которая изгибает деталь, но после ее пропадания форма не сохраняется.
3. Важное качество всех полимеров – существенное изменение эксплуатационных качеств при введении небольшого количества примесей.
4. Сегодня полимерные материалы встречаются в самых различных агрегатных состояниях. Примером можно назвать клей, смазку, герметик, краски, некоторые твердые полимерные материалы. Большое распространение получили твердые пластмассы, которые используются при производстве самого различного оборудования. Как ранее было отмечено, вещество обладает высокой эластичностью, за счет чего был получен силикон, резина, поролон и другие подобные полимерные материалы.

Стоит учитывать тот момент, что химический состав полимерных материалов может существенно отличаться. В ГОСТ представлена процедура качественной оценки, которая основана на баллах.

Большое распространение полимерные материалы получили в промышленности, так как имеют повышенную стойкость к неорганическим реактивам. Именно поэтому они применяются при производстве баков для чистой воды или особо чистых реактивов.

Вся приведенная выше информация определяет то, что полимеры получили просто огромное распространение в самых различных отраслях. Однако не стоит забывать, что насчитывается несколько десятков основных типов полимерных материалов, все они обладают своими определенными качествами. Именно поэтому следует подробно рассмотреть классификацию полимерных материалов.

Классификация полимеров

Есть довольно большое количество показателей, по которым синтетические полимерные материалы могут классифицироваться. При этом классификация затрагивает и основные эксплуатационные качества. Именно поэтому рассмотрим разновидности полимерных материалов подробнее.

Классификация проводится по агрегатному состоянию:

1. Твердые. Практически все люди знакомы с полимерами, так как они используются при изготовлении корпусов бытовой техники и других предметов быты. Другое название этого материала – пластмасса. В твердой форме полимерный материал обладает достаточно высокой прочностью и пластичностью.
2. Эластичные материалы. Высокая эластичность структуры получила применение при производстве резины, поролона, силикона и других подобных материалов. Большая часть встречается в строительстве в качестве изоляции, что также связано с основными эксплуатационными качествами.
3. Жидкости. На основе полимеров производится достаточно большое количество самых различных жидких веществ, большая часть которых также применима в строительстве. Примером назовем краски, лаки, герметики и многое другое.

Жидкие полимеры — краски Эластичные полимеры — резиновое покрытие

Различные виды полимерных материалов обладают разными эксплуатационными качествами. Именно поэтому следует рассматривать их особенности. Есть в продаже полимеры, которые до соединения находятся в жидком состоянии, но после вступления в реакцию становятся твердыми.

Классификация полимеров по происхождению:

1. Искусственные вещества, характеризующиеся высокомолекулярной массой.
2. Биополимеры, которые еще называют природными.
3. Синтетические.

Большее распространение получили полимерные материалы синтетического происхождения, так как за счет смешивания самых различных веществ достигаются исключительные эксплуатационные качества. Искусственные полимеры сегодня встречаются практически в каждом доме.

Классификация синтетических материалов проводится также по особенностям молекулярной сетки:

1. Линейные.
2. Разветвленные.
3. Пространственные.

Варианты структуры полимеров

Классификация проводится и по природе гетероатома:

1. В главную цепь может входить атом кислорода. Подобное строение цепочки позволяет получить сложные и простые полиэфиры и перекиси.
2. ВМС, которые характеризуются наличием атома серы в основной цепочке. За счет подобного строения получают политиоэфиры.
3. Можно встретить и соединения, в главной цепочке которых есть атомы фосфора.
4. В главную цепочку могут входить и атомы кислорода и с азотом. Наиболее распространенным примером подобного строения можно назвать полиуретаны.
5. Полиамины и полиамиды – яркие представители полимерных материалов, которые в своей главной цепочке имеют атомы азота.

Кроме этого выделяют две большие группы полимерных материалов:

1. Карбоцепные – вариант, который имеет основную цепочку макромолекулы ВМС с одним атомом углерода.
2. Гетероцепные – структура, которая кроме атома углерода имеет и атомы других веществ.

Существует просто огромное количество разновидностей карбоцепных полимеров:

1. Высокомолекулярные соединения, которые называют тефлоном.
2. Полимерные спирты.
3. Структуры с насыщенными главными цепочками.
4. Цепочки с насыщенными основными связями, которые представлены полиэтиленом и полипропиленом. Отметим, что сегодня подобные разновидности полимеров получили просто огромное распространение, их применяют при производстве строительных материалов и других вещей.
5. ВМС, которые получаются на основе переработки спиртов.
6. Вещества, полученные при переработке карбоновой кислоты.
7. Вещества, полученные на основе нитрилов.
8. Материалы, которые были получены на основе ароматических углеводородов. Самым распространенным представителем этой группы является полистирол. Он получил широкое применение по причине высоких изоляционных качеств. Сегодня полистирол используют для изоляции жилых и нежилых помещений, транспортных средств и другой техники.

Полимеры

Вся приведенная выше информация определяет то, что существует просто огромное количество разновидностей полимерных материалов. Этот момент также определяет их широкое распространение, применение практически во всех отраслях промышленности и сферах деятельности человека.

Применение полимеров

Современная экономика и жизнь людей просто не может обойтись без полимерных материалов. Это связано с тем, что они обладают относительно невысокой стоимостью, при необходимости основные эксплуатационные качества могут изменяться под конкретные задачи.

Применение полимерных материалов

Рассматривая применение полимеров, следует уделить внимание нижеприведенным моментам:

1. Активное производство началось в начале 20 века. Изначально технология производства заключалась в переработке низкомолекулярного сырья и целлюлозы. В результате их переработки появились краски и пленки.
2. Современные полимеры повлияли на развитие всех отраслей промышленности. В момент развития кинематографа появление прозрачных пленок позволило снимать первые картины.
3. В современном мире рассматриваемые полимерные материалы применяется практически во всех отраслях промышленности. Примером можно назвать использование полимеров при производстве игрушек, оборудования, лекарственных средств, тканей, строительных материалов и многого другого. Кроме этого они становятся частью других материалов для изменения их основных эксплуатационных качеств, применяются при обработке натуральной кожи или резины. За счет применения пластика производители смогли снизить стоимость компьютеров и мобильных девайсов, сделать их легче и тоньше. Если сравнить металл и полимеры, то разница в стоимости может быть просто огромной.
4. Совершенствование технологии производства полимерных материалов привело к появлению более современных композитов, которые стали использовать в машиностроении и многих других отраслях промышленности.
5. Применение полимера связано и с космосом. Можно назвать примером создание как летальных аппаратов, так и различных спутников. Существенное снижение массы позволяет с меньшими затратами преодолеть земное притяжение. Кроме этого полимеры хорошо известны тем, что выдерживают воздействие окружающей среды, представленное перепадами температуры и влажности.

Изначально в качестве сырья при производстве полимеров использовали низкокачественные низкомолекулярные вещества. Именно поэтому у них было огромное количество недостатков. Однако совершенствование технологий производства привело к тому, что сегодня полимеры обладают высокой безопасностью при применении, не выделяют вредных веществ в окружающую среду. Поэтому они стали все чаще использоваться при изготовлении вещей, применяемых в быту.

В заключение отметим, что рассматриваемая область постоянно развивается, за счет чего стали появляться композитные материалы. Они обходятся намного дороже полимеров, но при этом обладают исключительными физическими, химическими и механическими качествами. В ближайшее время полимерные материалы будут все также активно применяться в самых различных областях, так как альтернативы для их замены пока не существует.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

 

stankiexpert.ru

Полимерные материалы для полов, характеристики, виды и фото.

На современном рынке строительных материалов относительно недавно появился новых тип напольного покрытия ― наливные полимерные материалы для полов. Особенностью покрытия является то, что его не укладывают, как традиционные виды материалов, а наливают. Внешне полимерный наливной пол напоминает обычный линолеум, хотя по своим характеристикам он превосходит практически любой вид линолеума.

Содержание:

1. Что такое полимерный жидкий пол?
2. Виды полимерных покрытий
3. Типы полов и сферы применения
4. Толщина напольного покрытия
5. Преимущества и недостатки полимерных полов
6. Преимущества
7. Недостатки
8. Компонентный состав
9. Рекомендации по эксплуатации
10. Заключение
11. Видео

Что такое полимерные строительные материалы для пола.

Полимерные полы укладываются на любой тип основания.

В качестве основы для наливного состава используются деревянные, бетонные и металлические перекрытия. Толщина слоя может варьироваться в пределах от 1 до 8 мм. Все зависит от типа помещения, динамической нагрузки на покрытие и влажности.

Полимерное покрытие пола применяется практически в любых типах закрытых помещений, в том числе, в торговых центрах, ресторанах и медучреждениях, где эстетическим показателям уделяется особое внимание.

Полиуретановые составы используют в различных сферах строительства:

• бытовое. жилые помещения: санузлы, кухни, коридоры, лоджии;
• «горячие цеха»;
• паркинги, торговые площади закрытого типа, магазины, автостоянки, рестораны, складские помещения;
• пищевая отрасль;
• промышленные морозильники.

Как показано на фото, для спортивных площадок чаще всего применяют составы на основе полиуретана, которые наносят минимум в два слоя. Толщина основного слоя при этом составляет минимум 10 мм, а финишного ― 3 мм.

Виды полимерных полов.

Декоративное наливное покрытие.

Наливной пол на полимерной основе, в зависимости от состава, может быть таких видов:

Метилметакрилатное наливное покрытие.

• Метилметакрилатный. Данный состав имеет целый ряд универсальных свойств. Смесь достаточно быстро застывает, при этом заливку можно делать даже в помещениях с низкой температурой. Поверхность получается очень прочной и надежной, поэтому полимерные наливные полы можно подвергать серьезным динамическим нагрузкам;

Эпоксидный наливной пол.

• Эпоксидный состав полимерных полов позволяет применять их в помещениях с высоким уровнем влажности. Также они обладают устойчивостью к химическому и механическому влиянию. Поэтому их нередко можно встретить в лабораториях и фармацевтических предприятиях;

Полиуретановые смеси для пола.

• Полиуретановые смеси. Свойства полимерных полов этого типа очень разнообразны. В отличие от других материалов, полиуретан имеет хорошую эластичность и прочность, поэтому покрытие не подвержено ударной деформации. Чаще всего его используют в жилых помещениях, где поверхности нередко подвергаются механическому влиянию;

Полиэфирные материалы.

• Полиэфирные материалы отличаются низкой стоимостью, что отражается и на характеристиках самого пола. Назвать долговечным этот вид покрытия нельзя из-за низкого уровня устойчивости к механическим повреждениям;

Цементно-акриловые смеси для пола

• Цементно-акриловые смеси. Полимерные заливные полы данного вида производятся на основе сухих строительных составов. Поверхность получается достаточно прочной, к тому же покрытие не боится значительных перепадов температур.

Наливной пол из полимерного покрытия имеет не только хорошие технические параметры, но и прекрасные эстетические характеристики. Благодаря этому, их применяют в частных жилищах, офисах, торговых павильонах, магазинах.

Типы наливных полов.

Каждая отдельная промышленная отрасль отличается своими специфическими условиями, в соответствии с которыми подходит тот или иной тип напольного покрытия. К основным разновидностям относятся:

• Декоративные. Обладают прекрасными эстетическими свойствами и широкой цветовой гаммой. Используются в выставочных залах, торговых павильонах, а также офисах. Они устойчивы к УФ излучениям, благодаря чему матовая или глянцевая поверхность не блекнет с течением времени;
• Противоскользящие. Применяются в области переработки продуктов питания, где поверхность часто подвергается влиянию жидкостей. Благодаря герметичности полов, удается избежать протекания. В жилых помещениях устанавливаются на кухнях и в санузлах;
• Гидроизоляционные. В местах сосредоточения водоотводящих желобов и сливов, это тип полимерного покрытия является самым оптимальным. Ведь он предотвращает попадание влаги под пол, вследствие чего под ним не развиваются колонии вредных микроорганизмов;
• Паропроницаемые. Незаменимы для частных домов и квартир, расположенных на первых этажах. Если у вас возникают сомнения в качестве гидроизоляции под металлическим или бетонным основанием, паропроницаемые составы подойдут для решения этой проблемы;
• Антистатические. Применяются в сфере электроники, где нежелательно накопление статического электричества, которое может повлиять на работу оборудования. Нередко они встречаются на взрывоопасных и электрохимических производствах.

Толщина напольного покрытия.

Устройство обычного полимерного пола.

Полимерное напольное покрытие также различается по толщине образуемого слоя, которая влияет на технические характеристики материалов:

• Высокопрочные. Толщина слоя в данном случае составит не меньше 6 мм. Этот вид полов способен выдержать любую нагрузку, благодаря высокой прочности поверхности;
• Средней прочности. Толщина слоя не превышает 2-3 мм. Несмотря на то что поверхность получается достаточно тонкой, полимерные жидкие полы обладают неплохой механической устойчивостью;
• Тонкие. Как правило, используются в квартирах, где уровень нагрузок небольшой. Толщина слоя в таких покрытиях не превышает 1,5 см;
• Обеспыливающие. Такая полимерная смесь для пола наносится очень тонким слоем на бетонную или металлическую основу. Их роль ― защита основания от пыли и загрязнений за счет антистатического свойства;
• Окрашивающие. Полимер наносят только для того, чтобы окрасить поверхность. Проще говоря, его используют в качестве краски для придания поверхности нужного оттенка.

Преимущества и недостатки.

Выяснив важные технические характеристики покрытий, стоит оценить их плюсы и минусы. И только потом следует сделать свой выбор в пользу того или иного типа пола.

Преимущества наливных полов.

Многочисленные отзывы потребителей, применявших полимерные составы, являются положительными. Хотя это и не удивительно, ведь они имеют очень важные преимущества, к которым относятся:

• Износостойкость. Поверхность практически не истирается со временем и не трескается. На пол можно даже воздействовать абразивными веществами и с ним ничего не случится;
• Химическая пассивность. Полимерные смеси для наливного пола не вступают в реакцию с химическими реактивами;
• Монолитность. Бесшовность поверхности делает ее герметичной. Это значительно упрощает процедуры по уходу за полом. Ведь он не пропускает воду и не является благоприятной средой для размножения бактерий;
• Антистатические свойства не позволяют пыли скапливаться на поверхности;
• Жароустойчивость. Достаточно высокая температура эксплуатации полимерных полов позволяет использовать покрытие в пожароопасных условиях. Дело в том, что составы изготавливают из специальных негорючих материалов. Поэтому их нередко применяют в нефтяной промышленности.

Недостатки полимерных наливных полов.

Как и любой другой тип покрытия, полимерный также имеет свои недостатки, которые нужно учесть при выборе пола:

• Небольшой выбор цветов;
• Со временем поверхность может пожелтеть, если за ней не ухаживать;
• Трудоемкий процесс заливки. При несоблюдении технологического процесса, могут возникать пузырьки на покрытии. В такой ситуации придется демонтировать пол, но это сделать весьма непросто.

На видео представлены материалы, благодаря которым вы сможете оценить все преимуществ и недостатки полиуретанового пола.

Материалы для полимерного пола могут быть одно-, двух- и трехкомпонентными. Самыми распространенными считаются двухкомпонентные смеси, состоящие из базового материала (Б) и отвердителя (Р).

Компоненты базы включают в свой состав полимерную смолу, различные пигменты, а также микронаполнители. Также, помимо базы и отвердителя, в состав смеси производители могут включать дополнительные добавки. Чаще всего это делают для улучшения характеристик покрытия или же увеличения срока хранения смесей.

Важно! Если вы намерены производить заливку самостоятельно, используйте однокомпонентные составы. Они достаточно удобны в работе, поскольку во время разведения компаунда исключается возможность совершения ошибки. Правда, после открытия упаковки, использовать смесь нужно очень быстро, иначе она засохнет.

Трехкомпонентные материалы применяются только профессионалами, ведь с ними достаточно трудно работать. При несоблюдении пропорций, поверхность через некоторое время начнет трескаться и пол придется менять.

Рекомендации.

Наливные полы требуют особой технологии монтажа

Если вы хотите, чтобы новенькое покрытие прослужило вам долго, обратите особое внимание на правила эксплуатации пола. В зависимости от типа состава, инструкция по эксплуатации полимерных полов может несколько отличаться. Но общие рекомендации все-таки есть:

• Температурный режим должен оставаться в пределах от -30 до + 45 градусов. При кратковременном воздействии допускается температура в 90 градусов;
• Не желательно проливать на покрытие химические вещества, с концентрацией щелочей и кислот, превышающих 30%;
• Транспортировка по полу увесистых объектов с острыми гранями категорически запрещена;
• Во время чистки поверхности не используйте режущие предметы.

Заключение.

Полимерные жидкие полы теперь пользуются значительным успехом не только у западных проектировщиков, но и у отечественных застройщиков и потребителей. Если вам необходима поверхность, которая будет отличаться высоким уровнем износостойкости, составы на полимерной основе вам точно подойдут.

В большинство смесей производители добавляют кварцевый песок, который существенно улучшает сцепление состава с основным слоем. Это отражается на сроке службы самого покрытия. Главное, при выборе необходимой смеси, обратить внимание на сертификаты, которые должны отвечать всем требованиям ГОСТа. Это будет гарантировать качество продукта.Видео.

По материалам: centro-pol.ru

moydomovoy.com

Составы полимерных покрытий - свойства и технология

Полимерные покрытия в настоящее время являются достаточно популярным лакокрасочным материалом. В лакокрасочной промышленности они появились сравнительно давно. Однако, настоящим прорывов в данной области было создание порошковых полимеров, которые отличаются своим необычайным качеством покрытия и долговечностью. Данные покрытия, в сравнении с остальными синтетическими полимерами, являются более молодыми на рынке лакокрасочной продукции.

На сегодняшний день порошковые полимерные покрытия в силу своих уникальных свойств применяются практически в каждой сфере человеческой деятельности. Особенно популярными они являются при окрашивании различных металлических поверхностей, в том числе металлочерепицы, лодок, а также автомобилей. Такая популярность обусловлена высокими защитными свойствами полимерного покрытия, которым покрытия обязаны своими составляющими компонентами. Практически все составы полимерных покрытий содержат в себе основное связующее вещество, которое состоит из основы и отвердителя.

Свойства полимерного покрытия

1. Высокие адгезионные свойства. Полимерные покрытия имеют свои особенности во время их нанесения, в связи с которыми они не просто покрывают поверхность, а проникают в нее, т.е. связываются с поверхностью, особенно с металлической, на молекулярном уровне;
2. Устойчивость к деформации. Данное свойство свидетельствует о том, что во время повреждения металлического изделия, краска с поверхности не обсыпается, не лущится, а полностью остается на поверхности. Благодаря данной характеристике покрытия активно используются в автомобилестроении, ведь при сильном ударе во время ДТП, краска полностью покрывает кузов, что позволяет осуществлять его рихтовку без перекрашивания;
3. Устойчивость к воздействию влажной среды. Это свойство позволяет использовать полимерное покрытие для окрашивания поверхностей, которые поддаются негативному воздействию воды – крыши домов, металлические изделия, постоянно находящиеся под открытым небом, а также лодки, которые большую часть проводят в воде. Даже при постоянном воздействии влаги на покрытие, оно не теряет своих качеств, благодаря чему является отличной антикоррозионной защитой.
4. Устойчивость к воздействию ультрафиолета. Как известно, практически все существующие на сегодняшний день краски со временем портятся под постоянным воздействием солнечных лучей. Они выгорают, начинают лущиться и т.д., чего нельзя сказать о полимерных покрытиях, которые способны постоянно находиться на открытом солнце, при этом, совершенно не меняя свои качества;
5. Устойчивость к воздействию на краску высокими температурами. В связи с тем, что окрашивание предметов данным типом краски осуществляется именно при высоких температурах, то впоследствии, краска не поддается воздействию высоких температур, в том числе и открытого огня, что дает возможность наносить ее на те предметы, которые имеют непосредственный контакт с открытым огнем. К таким предметам относятся мангалы, печные котлы и др.
6. Устойчивость к воздействию агрессивной щелочной среде, а также к любым химикатам, в том числе и растворителям. Данную краску невозможно повредить, используя растворители или любые другие химические вещества. Таким образом, можно специально поместить окрашенный предмет в агрессивную химическую среду и убедиться в том, что на качестве покрытия это никак не отразиться. При чем, вне зависимости от того какое количество времени краска будет находиться под агрессивным воздействием.

Все перечисленные свойства являются также и преимуществами данной краски, которые показывают, что качество полимерного покрытия чрезвычайно высоко. Оно является уникальным материалом, практически вечным, который способен надежно защитить на протяжении всего срока эксплуатации окрашенное изделие от высоких температур, коррозии и многого другого.

Однако, не смотря на то, что порошковые покрытия кажутся, на первый взгляд, идеальными, они также имеют и свои определенные недостатки, к которым относятся:

• высокая стоимость покрытия. Конечно же, не всегда есть крупная сумма сразу, особенно, если лакокрасочного материала требуется большое количество. Однако, при учете, что покраска будет произведена раз и навсегда, что избавляет от периодического перекрашивания предметов, то высокая цена представляется и не такой высокой. Тем более, что купается полимерное покрытие уже в первые несколько лет эксплуатации изделия.
• проблематичное удаление покрытия. В связи с тем, что покрытие не поддается воздействию различных химикатов, а, кроме этого, проникает в окрашиваемый материал, то просто так стереть или соскрести данный лакокрасочный материал просто невозможно. В настоящее время не придуманы еще специальные смывки для подобных покрытий. Таким образом, если просто надоел цвет и есть желание его поменять, поскольку другие причины замены покрытия отсутствуют, то придется краску удалять механическим путем. А данное занятие занимает много времени и требует наличие специальных механических инструментов.
• отсутствие возможности самостоятельного нанесения покрытия. Поскольку полимерные краски наносятся под воздействием высоких температур, то это предполагает наличие специального оборудования, которое есть только у специалистов, занимающихся соответствующей  окраской. Таким образом, пытаться нанести самостоятельно краску на поверхность не стоит, так как материал будет израсходован впустую, желаемый результат не будет получен, в результате чего, будут только выброшенные деньги на ветер.
• полимерные покрытия подходят только для металлических поверхностей. В связи с тем, что полимеры наносятся методом магнитной индукции, ими можно покрывать только те материалы, которые являются хорошими проводниками.

Полимерные покрытия. Технология нанесения

Как уже неоднократно говорилось, главной сложностью окрашивания металлических изделий является наличие необходимого оборудования, одним из которых является краскопульт. Его особенность заключается в том, что он не только выступает пульверизатором, но и заряжает порошок электричеством. Таким образом, бак краскопульта подключается к положительному заряду, тогда, как изделие, на которое наносится краска, имеет отрицательный заряд. Это обеспечивает появление магнитной индукции при столкновении краски с поверхностью. Данная магнитная индукция чем-то схожа с той, которая возникает при замыкании электрода в дуговой сварке. Именно благодаря этому и происходит соединение молекул краски и окрашиваемой поверхности.

Весь процесс окрашивания разделяется на этапы, качество выполнения каждого из которых зависит от аккуратности и мастерства маляра. Если же появляются какие-то, даже незначительные, отступления от технологии, то можно полностью испортить изделие, а также свести на нет все положительные свойства полимерного покрытия.

Первый этап – это процесс нанесения полимерного покрытия. Он заключается в том, что происходит в специальной герметично закрытой камере, которая изолирована от попадания внутрь какой-либо пыли и других частиц. К камере предъявляются особые требования, одним из которых является хорошее освещение. Изделие при окрашивании должно быть установлено таким образом, чтобы мастер мог без труда иметь доступ к любой его части, с любой стороны. Обычно, для этого, изделие подвешивается на специальные крюки, после чего к нему подключается минусовой кабель, именуемый «массой». После этого происходит нанесение покрытия. Процесс занимает очень большой промежуток времени, поскольку мастер старается максимальным образом закрыть все части изделия. Сложность данного процесса состоит в том, что краска должна быть нанесена за один подход и одним слоем, иначе покрытие будет нанесено неравномерно.

После того, как краска полностью покрыла изделие, начинается второй этап – полимеризация. Данный этап избавляет краску от необходимости высыхания, а также наделяет покрытия всеми теми уникальными свойствами, о которых было сказано ранее. Полимеризацией называется процесс медленного прогрева изделия в специальной камере, максимальная температура внутри которой может достигать 2000С. Обычно полимеризация занимает около 60 минут. Однако, температура и время в процессе полимеризации могут отличаться в зависимости от слоя. Например, для затвердевания грунтового слоя требуется меньше времени и более низкие температуры, чем для затвердевания лака.

Кроме этого, важным также является скорость, с которой печь набирает температуру. На этот факт обращается особое внимание, поскольку во время прогрева краска начинает растекаться по изделию, заполняя все труднодоступные места. И для равномерного ее распределения необходимо, чтобы процесс происходил медленно.

Третий этап нанесения полимерного покрытия является завершающим и заключается в остывании окрашенного предмета. Таким образом, после окончания полимеризации, следует охладить печь до 1000С, однако для этого не применяются никакие принуждающие технологии – печь остывает самостоятельно. В противном случае на поверхности покрытия могут появиться трещины. Остывание печи может занять несколько часов. В это время запрещается ее открывать, чтобы не запустить резко холодный воздух внутрь печи и не нанести непоправимый ущерб покрытию.

После остывания печи изделие из нее извлекается и вновь помещается в покрасочную камеру для нанесения следующего слоя. Окрашивание происходит в три слоя, которые состоят из грунта, краски и лака. Последний слой можно и не наносить, поскольку он играет сугубо декоративную роль, поскольку придает краске определенный блеск и глубину, в связи с чем используется автолюбителями. Двух слоев вполне достаточно для того, чтобы изделие было защищено в полной мере.

Таким образом, полимерное покрытие является очень дорогостоящим, но, в то же время, надежным, которое отлично защищает металлические изделия от разного рода повреждений.

lkmprom.ru

Полимерные материалы и пластмассы. Состав и строение полимеров

Полимерными материалами или полимерами называются высокомолекулярные химические соединения, состоящие из многочисленных маломолекулярных звеньев (мономеров) одинакового строения. Чаще всего для получения полимеров применяют следующие мономеры: этилен, винилхлорид, винилацетат, винилденхлорид, тетрафторэтилен, пропилен, метилметакрилат, стирол, мочевину, фенол, меламин, формальдегид.

Особенностью молекул полимеров является их большая молекулярная масса (М > 5•103). Соединения с меньшей молекулярной массой (М = 500 – 5000) называются олигомерами, у низкомолекулярных соединений М

Различают природные и синтетические полимеры. К полимерам, встречающимся в природе, относятся натуральный каучук, целлюлоза, слюда, асбест, шерсть и т. д. Однако ведущее место занимают синтетические полимеры, получаемые в процессе химического синтеза из низкомолекулярных соединений.

В зависимости от способа образования высокомолекулярных синтетических соединений различают полимеры, получаемые либо в процессе поликонденсации, либо в результате реакции присоединения.

Полимеризация – это процесс соединения низкомолекулярных соединений в высокомолекулярные с образованием длинных цепей. Величиной степени полимеризации является количество меров в молекуле полимера. В большинстве полимеров их количество составляет от 1000 до 10000 единиц. В результате полимеризации получают такие часто применяемые полимеры, как полиэтилен, полипропилен, полистирол, поливинилхлорид, политетрафторэтилен, полибутадиен и др.

Поликонденсация – это ступенчатая реакция, заключающаяся в соединении большого количества одинаковых мономеров или двух различных групп (А и В) мономеров в макромолекулы (поликонденсаты) с одновременным образованием побочных продуктов (вода, аммиак, хлороводород, диоксид углерода, метиловый спирт и др.).

С помощью реакции поликонденсации получают полиамиды, полиэстеры, фенопласты, аминопласты, поликарбонаты, полисульфоны, силиконы и другие полимеры.

Полиприсоединение – процесс образования полимера в результате реакции множественного присоединения мономеров, содержащих предельные реакционные группы, к мономерам, содержащим непредельные группы (двойные связи или активные циклы). В отличие от поликонденсации полиприсоединение протекает без выделения побочных продуктов.

К важнейшим реакциям полиприсоединения относятся получение поли-уретанов и процесс отверждения эпоксидных смол.

По составу все полимеры делятся на органические, элементоорганические и неорганические. Органические полимеры, составляющие наиболее обширную группу соединений, состоят из атомов углерода, водорода, кислорода, азота, серы и галогенов. Элементоорганические соединения содержат в составе основной цепи, кроме перечисленных, атомы кремния, титана, алюминия и других элементов, сочетающихся с органическими радикалами. В природе таких соединений нет. Это чисто синтетические полимеры. Их характерными представителями являются кремнийорганические соединения, основная цепь которых построена из атомов кремния и кислорода. Неорганические полимеры (силикатное стекло, керамика, слюда, асбест и др.) не содержат атомов углерода. Основой их являются оксиды кремния, алюминия, магния и др.

Для получения материалов с заданными свойствами в технике часто используют не сами полимеры, а их сочетания с другими материалами как органического, так и неорганического происхождения (металлопласты, пластмассы, полимербетоны, стеклопластики и др.).

Своеобразие свойств полимеров обусловлено их структурой. Различают следующие типы полимерных структур: линейную, линейно-разветвленную, лестничную и пространственную с громоздкими молекулярными группами и специфическими геометрическими построениями (рисунок 15.1).

Рисунок 15.1 – Различные типы структур полимеров: а – линейная; б – линейно-разветвленная; в – лестничная; г – пространственная сетчатая

Полимеры с линейной структурой представляют собой длинные зигзагообразные или закрученные в спираль цепочки (рисунок 15.1, а). Их макромолекулы характеризуются повторениями вдоль цепи одной и той же структурной группы – звена или химической единицы цепи. Для полимеров с линейной структурой существенно наличие достаточно длинных макромолекул с резким различием характера связи вдоль цепи и между цепями (химические и межмолекулярные связи). Для макромолекул полимеров с линейной структурой характерна высокая гибкость. Гибкость – основное свойство полимерных цепей, приводящее к качественно новым свойствам: высокой эластичности и отсутствию хрупкости в твердом состоянии. Полимеры с линейно-разветвленной структурой помимо основной цепи имеют боковые ответвления (рисунок 15.1, б). К типичным полимерам с линейной структурой относится полиэтилен, с линейно-разветвленной – полиизобутилен и полипропилен.

Молекула полимера с лестничной структурой (рисунок 15.1, в) состоит из двух цепей, соединенных химическими связями. Полимеры с лестничной структурой, к которым относятся, например, кремнийорганические полимеры, характеризуются повышенной термостойкостью, жесткостью, они нерастворимы в органических растворителях.

Полимеры с пространственной структурой (рисунок 15.1, г) образуют при соединении макромолекул между собой в поперечном направлении прочные химические связи. В результате такого соединения макромолекул образуется сетчатая структура с различной густотой сетки или пространственная сетчатая структура. Полимеры с пространственной структурой обладают большей жесткостью и теплостойкостью, чем полимеры с линейной структурой. Полимеры с пространственной структурой являются основой конструкционных неметаллических материалов.

По фазовому составу полимеры представляют собой системы, состоящие из кристаллических и аморфных областей.

Кристаллическая фаза полимеров способствует повышению их твердости, прочности, модуля упругости и других механических характеристик, одновременно снижая гибкость молекул. Аморфная фаза уменьшает жесткость, делает полимер более эластичным, т. е. способным к большим обратимым деформациям. Отношение объема всех кристаллических областей к общему объему называют степенью кристалличности. Высокую степень кристалличности (60 – 80 %) имеют фторопласты, полипропилен, полиэтилен высокой плотности. Меньшей степенью кристалличности обладают поливинилхлорид, полиэтилен низкой плотности.

В зависимости от того, как ведут себя полимеры при нагреве, они делятся на термопластичные и термореактивные.

Термопластичные полимеры при нагреве размягчаются и плавятся, а при охлаждении затвердевают. При этом материал не претерпевает химических превращений, что делает процесс плавления-затвердевания полностью обратимым. Термопластичные полимеры имеют линейную или линейно-разветвленную структуру макромолекул. Между молекулами действуют слабые силы и нет химических связей. К термопластам относятся полиэтилен, полистирол, полиамиды и др. Изделия из термопластичных полимеров изготавливают литьем под давлением в водоохлаждаемые формы, прессованием, экструзией, выдуванием и другими способами.

Термореактивные полимеры сначала имеют линейную структуру и при нагреве размягчаются, затем в результате протекания химических реакций приобретают пространственную структуру и превращаются в твердое вещество, сохраняя и в дальнейшем высокую твердость. Последующий нагрев не размягчает их и может привести только к их разложению. Готовый термореактивный полимер не плавится и не растворяется, поэтому в отличие от термопластичного не может подвергаться повторной переработке. К термореактивным полимерам относятся феноло-формальдегидная, кремнийорганическая, эпоксидная и другие смолы.

uas.su

что это такое? Производство полимеров

Удивительно, насколько разнообразны окружающие нас предметы и материалы, из которых они изготовлены. Раньше, примерно в XV-XVI веках, основными материалами были металлы и дерево, чуть позже стекло, почти во все времена фарфор и фаянс. А вот сегодняшний век - это время полимеров, о которых и пойдет речь дальше.

Понятие о полимерах

Полимер. Что это такое? Ответить можно с разных точек зрения. С одной стороны, это современный материал, используемый для изготовления множества бытовых и технических предметов.

С другой стороны, можно сказать, это специально синтезированное синтетическое вещество, получаемое с заранее заданными свойствами для использования в широкой специализации.

Каждое из этих определений верное, только первое с точки зрения бытовой, а второе - с точки зрения химической. Еще одним химическим определением является следующее. Полимеры - это макромолекулярные соединения, в основе которых лежат короткие участки цепи молекулы - мономеры. Они многократно повторяются, формируя макроцепь полимера. Мономерами могут быть как органические, так и неорганические соединения.

Поэтому вопрос: "полимер - что это такое?" - требует развернутого ответа и рассмотрения по всем свойствам и областям применения этих веществ.

Виды полимеров

Существует множество классификаций полимеров по различным признакам (химической природе, термостойкости, строению цепи и так далее). В ниже приведенной таблице коротко рассмотрим основные виды полимеров.

Классификация полимеров

Принцип	Виды	Определение	Примеры
По происхождению (возникновению)	Природные (натуральные)	Те, что встречаются в естественных условиях, в природе. Созданы природой.	ДНК, РНК, белки, крахмал, янтарь, шелк, целлюлоза, каучук натуральный
	Синтетические	Получены в лабораторных условиях человеком, не имеют отношения к природе.	ПВХ, полиэтилен, фенолформальдегидные смолы, полипропилен, полиуретан и другие
	Искусственные	Созданы человеком в лабораторных условиях, но на основе природных полимеров.	Целлулоид, ацетатцеллюлоза, нитроцеллюлоза
С точки зрения химической природы	Органической природы	Большая часть всех известных полимеров. В основе мономер органического вещества (состоит из атомов С, возможно включение атомов N, S, O, P и других).	Все синтетические полимеры
	Неорганической природы	Основу составляют такие элементы, как Si, Ge, O, P, S, H и другие. Свойства полимеров: не бывают эластичными, не образуют макроцепей.	Полисиланы, полидихлорфосфазен, полигерманы, поликремниевые кислоты
	Элементоорганической природы	Смесь органических и неорганических полимеров. Главная цепь - неорганика, боковые - органика.	Полисилоксаны, поликарбоксилаты, полиорганоциклофосфазены.
Различие главной цепочки	Гомоцепные	Главная цепь представлена либо углеродом, либо кремнием.	Полисиланы, полистирол, полиэтилен и другие.
	Гетероцепные	Основной остов из разных атомов.	Полимеры примеры - полиамиды, белки, этиленгликоль.

Также различают полимеры линейного, сетчатого и разветвленного строения. Основа полимеров позволяет быть им термопластичными или термореактивными. Также они имеют различия по способности к деформации при обычных условиях.

Физические свойства полимерных материалов

Основные два агрегатных состояния, характерные для полимеров, это:

• аморфное;
• кристаллическое.

Каждое характеризуется своим набором свойств и имеет важное практическое значение. Например, если полимер существует в аморфном состоянии, значит, он может быть и вязкотекущей жидкостью, и стеклоподобным веществом и высокоэластичным соединением (каучуки). Это находит широкое применение в химических отраслях промышленности, строительстве, технике, производстве промышленных товаров.

Кристаллическое состояние полимеры имеют достаточно условное. На самом деле данное состояние перемежается с аморфными участками цепи, и в целом вся молекула получается очень удобной для получения эластичных, но в тоже время высокопрочных и твердых волокон.

Температуры плавления для полимеров различны. Многие аморфные плавятся при комнатной температуре, а некоторые синтетические кристаллические выдерживают довольно высокие температуры (оргстекло, стекловолокно, полиуретан, полипропилен).

Окрашиваться полимеры могут в самые разные цвета, без ограничений. Благодаря своей структуре они способны поглощать краску и приобретать самые яркие и необычные оттенки.

Химические свойства полимеров

Химические свойства полимеров отличаются от таковых у низкомолекулярных веществ. Это объясняется размером молекулы, наличием различных функциональных группировок в ее составе, общим запасом энергии активации.

В целом можно выделить несколько основных типов реакций, характерных для полимеров:

1. Реакции, которые будут определяться функциональной группой. То есть если в состав полимера входит группа ОН, характерная для спиртов, значит, и реакции, в которые они будут вступать, будут идентичны таковым у спиртов (дегидратация, окисление, восстановление, дегидрирование и так далее).
2. Взаимодействие с НМС (низкомолекулярными соединениями).
3. Реакции полимеров между собой с образованием сшитых сетей макромолекул (сетчатые полимеры, разветвленные).
4. Реакции между функциональными группировками в пределах одной макромолекулы полимера.
5. Распад макромолекулы на мономеры (деструкция цепи).

Все перечисленные реакции имеют в практике большое значение для получения полимеров с заранее заданными и удобными человеку свойствами. Химия полимеров позволяет создавать термоустойчивые, кислотно и щелочеупорные материалы, обладающие при этом достаточной эластичностью и стабильностью.

Применение полимеров в быту

Применение этих соединений повсеместно. Мало можно вспомнить областей промышленности, народного хозяйства, науки и техники, в которых не нужен был бы полимер. Что это такое - полимерное хозяйство и повсеместное применение, и чем оно исчерпывается?

1. Химическая промышленность (производство пластмасс, дубильных веществ, синтез важнейших органических соединений).
2. Машиностроение, авиастроение, нефтеперерабатывающие предприятия.
3. Медицина и фармакология.
4. Получение красителей и взрывчатых веществ, пестицидов и гербицидов, инсектицидов сельского хозяйства.
5. Строительная промышленность (легирование сталей, конструкции звуко- и теплоизоляции, строительные материалы).
6. Изготовление игрушек, посуды, труб, окон, предметов быта и домашней утвари.

Химия полимеров позволяет получать все новые и новые, совершенно универсальные по свойствам материалы, равных которым нет ни среди металлов, ни среди дерева или стекла.

Примеры изделий из полимерных материалов

Прежде чем называть конкретные изделия из полимеров (их невозможно перечислить все, слишком большое их многообразие), для начала нужно разобраться, что дает полимер. Материал, который получают из ВМС, и будет основой для будущих изделий.

Основными материалами, изготовленными из полимеров, являются:

• пластмассы;
• полипропилены;
• полиуретаны;
• полистиролы;
• полиакрилаты;
• фенолформальдегидные смолы;
• эпоксидные смолы;
• капроны;
• вискозы;
• нейлоны;
• полиэфирные волокна;
• клеи;
• пленки;
• дубильные вещества и прочие.

Это только небольшой список из того многообразия, что предлагает современная химия. Ну а здесь уже становится понятным, какие предметы и изделия изготавливаются из полимеров - практически любые предметы быта, медицины и прочих областей (пластиковые окна, трубы, посуда, инструменты, мебель, игрушки, пленки и прочее).

Полимеры в различных отраслях науки и техники

Мы уже затрагивали вопрос о том, в каких областях применяются полимеры. Примеры, показывающие их значение в науке и технике, можно привести следующие:

• применение резины;
• антистатические покрытия;
• электромагнитные экраны;
• корпусы практически всей бытовой техники;
• транзисторы;
• светодиоды и так далее.

Нет никаких ограничений фантазии по применению полимерных материалов в современном мире.

Производство полимеров

Полимер. Что это такое? Это практически все, что нас окружает. Где же они производятся?

1. Нефтехимическая (нефтеперерабатывающая) промышленность.
2. Специальные заводы по производству полимерных материалов и изделий из них.

Это основные базы, на основе которых получают (синтезируют) полимерные материалы.

fb.ru

---

• 
  Состав бетона м200 на 1 м3 в ведрах
• 
  Молоко цементное состав
• 
  Противогрибковый состав для бетона
• 
  Упрочняющий состав для бетонного пола
• 
  Состав гидрофобизирующий
• 
  Состав торкрет бетон
• 
  Бетон м200 состав
• 
  Ремонтные составы для железобетонных конструкций
• 
  Состав для стяжки бетона
• 
  Состав бетона м200 пропорции
• 
  Состав пропорции газобетона