Файл: Полимерные материалы Полимерные материалы.ppt

Полимерные материалы (пластмассы, композиты, пластики) - это композиции определенного состава, получаемые из мономеров, олигомеров, полимеров с введением при их изготовлении либо в процессе формования изделия различных компонентов (ингредиентов) для целенаправленного придания свойств как материалу, так и изделию из него.

В полимерный материал могут входить одновременно или в различном сочетании: связующее (полимерная матрица), наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители, сшивающие агенты (отвердители), структурообразователи, порообразователи, смазки, антипирены, антистатики, антимикробные агенты и другие компоненты, придающие специфические свойства композиции в целом.

Применение

Широчайшее применение полимеров в строительстве, помимо таких положительных свойств, как антикоррозийность, эластичность, гибкость, технологичность, обусловлено в первую очередь возможностью создавать из них материалы с заданными разработчиками свойствами. Однако в данном реферате будут рассмотрены конкретные полимерные материалы (слоистые поластики), используемые в качестве строительных плит. Такими представителями являются: стеклотекстолит, древесные пластики и ориентирно-стружечные плиты.

Применение

В современном строительстве полимерные строительные материалы (их насчитывается свыше 100 наименований) находят все более широкое применение. Они повсеместно используются для: покрытия полов (линолеум, релин, поливинилхлоридные плитки и др.), внутренней отделки стен и потолков, гидроизоляции и герметизации зданий, изготовления тепло - и звукоизоляционных материалов (поропласты, пенопласты, сотопласты), кровельных и антикоррозионных материалов и покрытий, оконных блоков и дверей, конструкционно-отделочных и ограждающих элементов зданий, лаков, красок, эмалей, клеев, мастик (на полимерном связующем) и для многих других целей.

Применение

Классификация

Некоторые органические пластические материалы встречаются в природе, например асфальт, битум, шеллак, смола хвойных деревьев и копал (твердая ископаемая природная смола). Обычно такие природные органические формуемые вещества называют смолами.
Хотя модифицированные природные полимеры и находят промышленное применение, большинство используемых пластмасс являются синтетическими. Органическое вещество с небольшой молекулярной массой (мономер) сначала превращают в полимер, который затем прядут, отливают, прессуют или формуют в готовое изделие. Сырьем обычно являются простые, легко доступные побочные продукты угольной и нефтяной промышленности или производства удобрений.

Классификация

По отношению к нагреванию полимеры делятся на: термопластичные и термореактивные.
Наиболее широко в производстве применяют термопластичные полимеры: поливинилхлорид, полиэтилен, полистирол, полиметилметакрилат, поливинилацетат. Из термореактивных полимеров используют смолы холодного отверждения (полиэфирные, эпоксидные и фурановые), а также фенолформальдегидные и карбамидные.
Переработка термопластичных полимеров в изделия основана на их способности пластифицироваться при нагреве. Осуществляется разными способами. Некоторые способы используются и при переработке термореактивных полимеров: метод вакуум- и пневмоформования (получают санитарно-технические изделия), литье под давлением, горячее прессование (изготовление мелких изделий), каландрирование (получение рулонных материалов), экструдирование (получение длинномерных изделий, пленок).

Классификация

По назначению полимерные строительные материалы делятся на:
материалы и изделия для покрытия полов;
отделочные материалы и облицовочные изделия (для внутренней отделки стен, потолков и встроенной мебели), включая профильнопогонажные;
конструкционные материалы (для элементов строительных конструкций);
трубы и санитарно-технические изделия;
гидроизоляционные и герметизирующие материалы;
теплоизоляционные материалы;
мастики и клеи.

Химические свойства

С точки зрения химического поведения полимер похож на мономер (или мономеры), из которого (или которых) он получен. Углеводороды этилен H2C=CH2, пропилен H2C=CH-CH3 и стирол H2C=CH-C6H5 претерпевают присоединительную полимеризацию, образуя полиэтилен, полипропилен и полистирол со следующими структурами
Эти полимеры ведут себя как углеводороды. Они, например, растворимы в углеводородах, не смачиваются водой, не реагируют с кислотами и основаниями, горят, подобно углеводородам, могут хлорироваться, бромироваться и в случае полистирола нитроваться и сульфироваться.

Физические свойства

Физические свойства полимера, напротив, зависят не только от характера мономера, но в большей степени от среднего количества мономерных звеньев в цепи и от того, как цепи расположены в конечной макромолекуле.
Все синтетические и используемые в промышленности природные полимеры содержат цепи с различным числом мономерных единиц. Это число называют степенью полимеризации (СП) и обычно пользуются его средним значением, поскольку цепи не одинаковы по длине. Средняя длина цепи и СП может быть определена экспериментально несколькими методами (например, осмометриейизмерением осмотического давления различных растворов; вискозиметрией измерением вязкости; оптическими методами измерением светорассеяния различными растворами; ультрацентрифугированием, при котором вещества разделяются по их плотности).

Характеристики

Специфические свойства полимерных материалов определяют необходимость строгой регламентации, содержащейся в соответствующих ГОСТ и ТУ на материалы и изделия.

Полимерные материалы и изделия должны удовлетворять ряду требований:
- иметь ровную по цвету и фактуре поверхность;
- не изменять окраску под воздействием света, воздуха, воды, моющих и дезинфицирующих средств;
- иметь правильную и стабильную геометрическую форму и размеры;
- должны обладать прочным сцеплением с основанием;
- должны удовлетворять определенным требованиям по ряду физико-механических свойств (износостойкости, ограниченной деформативности под нагрузкой и др.) и санитарно-гигиеническим требованиям.

Изготовление полимеров - довольно сложный процесс, для выполнения которого следует учитывать многие технические моменты работы с данными материалами. Различают несколько разновидностей технологий изготовления материалов на полимерной основе:
вальцево-каландровый метод;
применение трехкомпонентной технологии;
использование экструзии термопластиковых изделий;
метод литья полимеров крупной, средней и маленькой формы;
формирование полистирольных веществ;
изготовление плит из пенополистирола;
выдувной метод;
изготовление изделий на основе ППУ.

Самыми популярными методами производства изделий из полимерных материалов являются выдув и термоформировка. Для выполнения первого метода главными исходными материалами выступает полиэтилен и полипропиленовые составы. Среди основных характеристик полиэтилена отметим быструю усадку, стойкость к температурной нестабильности. С помощью выдува формируются изделия объемной формы.
С помощью термической формировки удается сделать пластиковую посуду. В таком случае, процедура изготовления изделий состоит из трех этапов. Вначале определяют количество пластика, далее он помещается в предварительно подготовленную форму, далее производится его расплавливание. Пластмасса устанавливается под прессом, далее она закрывается. В формирующей станции изделия доводится до нужной формы, на следующем этапе производится его охлаждение и затвердение. Далее изделие извлекают из формы и выбрасывают в специальный резервуар.
Использование современного оборудования для изготовления пластмассовых изделий, позволяет получить вещество, отличающееся прочностью, длительностью эксплуатации.

Организация производства

Сейчас в строительстве используют традиционные материалы, например бетон и сталь, для которых характерна низкая стоимость компонентов, и низкие возможности обработки. Использование полимерных материалов в строительстве дало:
Сокращение итоговых расходов
Повышение производительности
Снижение веса
Устойчивость к коррозии
Простота установки и обработки
Простота технического обслуживания
Изоляционные свойства

Организация производства

При всем разнообразии особенностей для полимерных строительных материалов характерен и ряд свойств, определяющих условия рационального применения их в строительстве. Низкая прочность и относительно высокие прочностные показатели дают возможность создать директивный 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 хим. реагентам.
Они не требуют дополнительной защиты поверхности и могут быть окрашены в разные цвета. Многие пластические массы непроницаемы для воды, что обусловило их широкое применение для гидроизоляции зданий и сооружений, устройства кровель, трубопроводов. Низкая истираемость позволяет их широко применять для покрытия полов.

Заключение

В настоящее время в мире производится более 100 млн. т. полимеров, значительная часть их используется в строительстве. Например в СIIIА и Германии более 25% полимеров идет на изготовление строительных и отделочных материалов. В последнее десятилетие резко возрос выпуск таких важнейших полимеров, как полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид и полистирол. Полимеры все чаще используют как важнейшую составную часть композиционных материалов, Например, полимербетонов, полимерцементных бетонов и т.д. Спектр применения полимеров в строительстве весьма широк. Они повсеместно используются для: покрытия полов (линолеум, релин, поливинилхлоридные плитки и др.), внутренней отделки стен и потолков, гидроизоляции и герметизации зданий, изготовления тепло -- и звукоизоляционных материалов (поропласты, пенопласты, сотопласты), кровельных и антикоррозионных материалов и покрытий, оконных блоков и дверей, конструкционно-отделочных и ограждающих элементов зданий, лаков, красок, эмалей, клеев, мастик (на полимерном связующем) и для многих других целей.