Tehnologia maselor plastice, tipuri, de producție și de utilizare

Materiale polimerice - compuși chimici mari moleculare care constau din numeroși monomeri malomolekulyarnyh (unități) ale aceleiași structuri. Adesea, polimerii sunt utilizați pentru fabricarea următoarelor componente de monomeri: etilena, clorura de vinil, vinildenhlorid, acetat de vinil, propilenă, metilmetacrilat, tetrafluoretilenă, stiren, uree, melamină, formaldehidă, fenol. In acest articol vom discuta în detaliu ce materiale polimerice, precum și chimice și proprietățile lor fizice, clasificare și tipuri.

tipuri de polimeri

O caracteristică a moleculelor acestui material este mare greutatea moleculară, care corespunde valorii următoare: M> 5 * 103. Compușii cu un nivel mai scăzut al acestui parametru (M = 500-5000), denumit oligomeri. La compușii cu greutate moleculară scăzută este mai mică de 500. Următoarele tipuri de materiale polimerice: sintetice și naturale. Acestea din urmă, de obicei, denumit cauciuc natural, mică, lână, azbest, celuloză și t. D. Cu toate acestea, polimerii sintetici de bază ocupă caracterul spațiu care este obținut prin procedeul de sinteză chimică a compușilor cu nivel molecular scăzut. În funcție de metoda de fabricare a materialelor cu masa moleculară înaltă, sunt polimeri disting care sunt sau prin policondensare sau prin reacție de adiție.

polimerizare

Acest proces este o asociere a componentelor cu greutate moleculară mică în greutate moleculară mare pentru a da lanturi lungi. Cantitatea de nivel de polimerizare - este numărul de „mer“ în moleculele compoziției. Cel mai adesea, materialele polimerice conțin de la mii la zeci de mii de unități. Prin polimerizare, următorii compuși sunt adesea utilizați: polietilenă, polipropilenă, clorură de polivinil, politetrafluoretilenă, polistiren, polibutadiena și altele.

policondensare

Acest proces este un răspuns pas, care este un compus sau un număr mare de monomeri similari, sau o pereche de grupuri distincte (A și B) în polycondensors (macromoleculă) cu formarea simultană a acestor produse secundare : alcool metilic, dioxid de carbon, acid clorhidric, amoniac, apă și et al. Folosind siliconii policondensare obținute, Polisulfon, policarbonați, aminoplaste, Fenolii, poliesteri, poliamide și alte materiale polimerice.

poliadiție

În cadrul acestui proces să înțeleagă formarea polimerilor în reacțiile de adiție multiple ale componentelor monomerice care conțin o limită de asociere reactivă, monomerii grupări nesaturate (cicluri active sau cu dublă legătură). Spre deosebire de policondensare, reacția poliadiție are loc fără descărcare de produse secundare. Cea mai importantă sarcină a acestei tehnologii cred întărire rășini epoxidice și poliuretani recepție.

Clasificarea polimerilor

In compoziția, toate materialele polimerice sunt împărțite în anorganice, organice și organometalice. Primul dintre aceste (sticlă de silicat, mică, azbest, ceramică etc.) Nu conțin carbon atomic. Ele sunt baza de oxid de aluminiu, magneziu, siliciu și altele asemănătoare. Polimerii organici D. cuprind clasa cea mai extinsă, ele conțin carbon, hidrogen, azot, sulf, oxigen și halogen. Materiale polimerice organometalici - sunt compuși care sunt compuse din lanțuri majore, altele decât cele enumerate, și atomii de siliciu, aluminiu, titan și alte elemente care pot fi combinate cu radicali organici. Natura unor astfel de combinații nu apar. Este polimeri sintetici exclusiv. reprezentanții tipici ai acestui grup sunt compuși pe bază de silicon, care a lanțului principal este construit din atomi de oxigen și siliciu.

Pentru a obține polimeri cu proprietăți dorite este adesea utilizate în domeniu nu sunt substanțe „pure“, și combinații ale acestora cu componente organice sau anorganice. Un bun exemplu este materialele de construcție de polimeri din metal-plastic, fibră de sticlă, polimer beton.

Structura polimerilor

Particularitatea proprietăților acestor materiale datorită structurii lor, care, la rândul său, este împărțit în următoarele tipuri: liniar ramificat, liniar, spațiale grupările moleculare cu structuri și scara geometrice mari și foarte specifice. Să ne examinăm pe scurt fiecare dintre ele.

Materiale polimerice cu structură ramificată liniară decât moleculele de coloana vertebrală au ramuri laterale. Astfel de polimeri includ polipropilenă și poliizobutilenă.

Materialele cu o structură liniară au un zigzag lung sau răsucite într-un lanț de spirală. Macromoleculele lor caracterizate în primul rând de repetiții de teren într-o singură unitate structurală sau grup de unități ale lanțului chimic. Polimeri cu structură liniară caracterizată prin prezența macromoleculelor extrem de lungi, cu o diferență substanțială în natura legăturilor de-a lungul lanțului și între ele. Ne referim la legături intermoleculare și chimice. Macromoleculele astfel de material este foarte flexibil. Și această proprietate este baza lanțurilor polimerice, ceea ce duce la calitativ noi caracteristici: elasticitate ridicată, precum și absența fragilității în stare întărită.

Și acum învățăm că astfel de materiale polimerice cu o structură spațială. Aceste substanțe formează prin combinarea la fiecare alte macromolecule legături chimice puternice în direcția transversală. Rezultatul este o structură netă, care are un non-uniform cadru rețea spațială. Polimeri de acest tip au o rezistență termică mai mare și rigiditate decât liniară. Aceste materiale sunt baza pentru multe materiale de construcții nemetalice.

Molecule de materiale polimerice cu o structură ladder compus dintr-o pereche de lanțuri, care sunt conectate printr-o legătură chimică. Acestea includ polimeri siliconici care sunt caracterizate prin rigiditate crescută, rezistență la căldură, în plus, ele nu interacționează cu solvenți organici.

Compoziția de fază a polimerilor

Aceste materiale sunt sisteme care constau din regiunile amorfe și cristaline. Prima dintre acestea ajută la reducerea rigidității, face polimer elastic, care este capabil să deformări mari cu caracter reversibil. Faza cristalină contribuie la creșterea rezistenței lor, duritatea, modulul de elasticitate, și alți parametri, minimizând în același timp substanța de flexibilitate moleculară. Raportul dintre volumul tuturor acestor zone cu volumul total este numit gradul de cristalizare, în care nivelul maxim (80%) sunt polipropilcnc fluoropolimeri, polietilene de înaltă densitate. Un nivel mai redus gradul de cristalizare au, clorură de polivinil polietilene de joasă densitate.

În funcție de comportarea materialelor polimerice la încălzire pot fi împărțite în termoreactive și termoplastic.

polimeri termorigizi

Aceste materiale primare au o structură liniară. Când este încălzit, se înmoaie, dar schimbările în structura spațială și materialul este transformat într-un solid, ca urmare a scurgerilor în reacții chimice. În viitor, această calitate este menținută. Pe acest principiu polimerice materiale compozite. încălzirea ulterioară a acestora nu se înmoaie materialul, și conduce doar la degradarea acesteia. amestec termoreactiv Ready nu se dizolvă sau se topesc, deci este inacceptabil pentru reciclare. Prin acest tip de material includ siliconi epoxidice, fenol-formaldehidă și alte rășini.

polimeri termoplastici

Aceste materiale atunci când sunt încălzite, mai întâi se înmoaie și apoi se topesc și se solidifică răcire ulterioară. polimeri termoplastici atunci când o astfel de prelucrare nu suferă modificări chimice. Acest lucru face ca procesul complet reversibil. Substanțele de acest tip sunt structuri lineare lineare sau ramificate de macromolecule, printre care există o forță mică, și nu există absolut nici legături chimice. Acestea includ polietilena, poliamida, polistiren și altele. Tehnologia materialelor polimerice termoplastice, cum ar fi prevede producerea lor prin turnare prin injecție în răcire cu apă de turnare forme, extrudare, turnare prin suflare, și alte metode.

chimice

Polimerii pot fi numite în următoarele condiții: solid, lichid, faza amorfă, cristalină și foarte elastic, curgerea vâscoasă și sticla de deformare. Utilizarea pe scară largă a materialelor polimerice datorită rezistenței lor ridicate la diferite medii corozive, cum ar fi acizii și bazele. Ele nu sunt sensibile la coroziune electrochimica. Mai mult, odată cu creșterea greutății moleculare de material este o scădere a solubilității în solvenți organici. Și polimeri având structură spațială, în general, nu sunt expuse la spus fluide.

proprietățile fizice

Majoritatea polimerilor sunt izolatoare, în plus, acestea sunt materiale nemagnetice. Dintre toate materialele structurale utilizate numai că au cea mai mică conductivitatea termică și capacitatea maximă de căldură, și contracția termică (aproximativ douăzeci de ori mai mare decât cea din metal). Motivul pentru pierderea de etanșeitate a diferitelor ansambluri de etanșare la temperaturi joase este așa-numita cauciuc vitrificare, precum și o diferență dramatică între coeficienții de dilatare din metal și cauciuc în stare vitrificate.

proprietăți mecanice

Materialele polimerice au o gamă largă de proprietăți mecanice care sunt foarte dependente de structura lor. În afară de această setare, o mare influență asupra proprietăților mecanice ale materialului poate avea o varietate de factori externi. Acestea includ :. Temperatura, frecventa, durata, sau rata de încărcare, tipul de stat a subliniat, presiune, natura mediului, tratament termic etc. Particularitatea proprietăților mecanice ale materialelor polimerice este puterea lor relativ mare la rigiditate foarte scăzută (în comparație cu metalele).

Polimerii pot fi împărțite în solide, care corespunde cu modulul de elasticitate E = 1,10 GPa (fibre, folie, plastic), și materialul elastomer moale, modulul de elasticitate E = 1-10 MPa (cauciuc). Și mecanismul de distrugere a ambele sunt diferite.

Pentru materiale polimerice caracterizate printr-o anizotropie pronunțată a proprietăților, precum și reducerea rezistenței, dezvoltarea fluaj cu condiția de încărcare prelungită. În același timp, ele au o rezistență destul de mare la oboseală. În comparație cu metalele, ele sunt dependență mai puternică a proprietăților mecanice asupra temperaturii. Una dintre principalele caracteristici ale materialelor polimerice este o deformabilitate (ductilitate). Conform acestui parametru într-o gamă largă de temperaturi adoptate pentru a evalua proprietățile lor operaționale și tehnologice de bază.

Materiale polimerice pentru podea

Acum, ia în considerare un exemplu de realizare a aplicării practice a polimerilor, prezentând toate gama posibilă a acestor materiale. Aceste substanțe au găsit aplicarea pe scară largă în construcția și repararea și lucrările de finisaj, în special în acoperirea pardoselilor. Popularitatea uriașă se datorează caracteristicilor substanțelor în cauză: acestea sunt rezistente la abraziune, maloteploprovodny, au puțină absorbție de apă, suficient de puternic și ferm, posedă calități înalte de vopsea. Fabricarea materialelor polimerice pot fi împărțite în trei grupe: linoleum (role), produse din tablă și șapă dispozitiv amestecuri. Acum, să ne uităm pe scurt la fiecare dintre ele.

Linoleum produs de diferite tipuri de umpluturi și polimeri. Compoziția lor pot include, de asemenea, plastifianți, auxiliari tehnologici, și pigmenți. În funcție de tipul de material polimeric, distinge poliester (Gliphtal), clorură de polivinil, cauciuc, kolloksilinovye și alte acoperiri. Mai mult, au împărțit structural în neintemeiat și cu izol izolante fundație unilamelari și multilamelari, cu suprafața netedă, ondulat și lânos și cu unul sau mai multe culori.

Materiale de placare realizate pe baza componentelor polimerice, au o rezistență la abraziune foarte scăzută, rezistență chimică și durabilitate. În funcție de tipul de materie primă, acest tip de produse polimerice sunt împărțite în cumaronă kumaronopolivinilhloridnye, PVC, cauciuc, fenolitovye, dale de bitum, precum și plăci aglomerate și fibrolemnoase.

Materiale pentru sape sunt cel mai convenabil și igienic de utilizat, acestea au rezistență ridicată. Aceste amestecuri pot fi împărțite în polimeri, beton polimer și acetat de polivinil.