Вся електронна бібліотека >>>

Зміст книги >>>

 

Книги з будівництва та ремонту

Майстрові на всі руки


Побут. Господарство. Будівництво. Техніка

 

Відомості про полімерних матеріалах

 

 

Універсальних полімерних матеріалів не існує, так що для різних цілей використовують синтетичні матеріали, які вимагають відповідної обробки.

Оскільки розробка нових синтетичних матеріалів йде повним ходом, останнім часом на перший план вийшла екологічна проблема, так як комплексні індустріальні способи виготовлення пластмас не мають відповідності в природі. Як утилізувати або повторно використовувати ці матеріали, поки в значній мірі не ясно.

До більшості синтетичних матеріалів при їх виробництві додають високотоксичні наповнювачі (наприклад, кадмій і ртуть), у тому числі і нові синтетичні отрути, які знаходяться в багатьох пластифікаторах. Їх сліди вже виявлені в організмах всіх хребетних тварин, причому встановлено, що вони можуть викликати генетичні зміни. Незважаючи на це, пластифікатори продовжують використовувати при виробленні пластмас.

З іншого боку, великі

проблеми виникають при уні

чтожении синтетичних мате

ріалів. Рослинні і міні

ральные матеріали природа

може повернути до первісної

чальное стан, залишивши тим

самим в природному кругово

роті (наприклад, в процесі дпі

ения). Більшість синтети

чних матеріалів при сжига

нді виділяють отруйні гази, а

при похованні в землі не

гниють і отруюють грунтові

води. До тих пір поки не буде

розроблена технологія, забезпе

печивающая екологічно

чистий ліквідацію відходів,

пластмаси повинні вико

тися в замкнутому циклі

виробництва і споживання.

У багатьох випадках можна вер

нуться до натуральних матеріалів

лам, наприклад до природних

фарбників, штукатурним

складам без синтетичних добавок, до деревини, металу та т. п.

Нижче буде сказано про найважливіші, наявних у продажу синтетичних матеріалах, а також про їх товарних різновиди та властивості. У цій главі не будуть розбиратися детально хімічні реакції при виготовленні пластмас - основну увагу буде приділено порад по обробці синтетичних матеріалів і їх властивостями.

Термопласти (пластомеры)

Термопласти розм'якшуються при нагріванні і тверднуть при охолодженні. Вони складаються з довгих молекул. При нагріванні з'єднання молекул послаблюється через їх коливань; пластмаса стає еластичною, а при подальшому нагріванні - пластичною і в'язко-текучого. При охолодженні процес йде у зворотному напрямку. При надмірно високій температурі термопласти розкладаються. У твердому стані термопласти можна обробляти ріжучими інструментами. У пластичному стані можливе гнуття, витягування і видування. У розм'якшеному стані термопласти можна вальцевать і штампувати, в рідкому стані - відливати під тиском або вспінювати.

 


 

Поливинилхлориды (ПВХ). ПВХ зберігають твердість при температурі до 80°С; при подальшому нагріванні вони стають еластичними, а при температурі 160°С - пластичними і м'якими. При нормальній температурі ПВХ стійкий до дії кислот і розчинників. Він допускає механічну обробку, а в нагрітому стані легко формується. Цей матеріал добре зварюється і склеюється. Його використовують для виготовлення труб, посудин, облицювальних плиток, тари, електроізоляційних виробів, а також в якості облицювання деревних плит і меблів.

М'який ПВХ одержують при додаванні пластифікаторів. До температури -20°С він залишається еластичним, як гума, але зберігає міцність тільки до температури 40°С. На відміну від твердого ПВХ м'який матеріал не володіє стійкістю до дії кислот і розчинників. Плівки, килимові покриття, ізоляція електрокабелів, штепсельні роз'єми, обкладки, сходові поручні, плінтуси, завіси (зміцнені тканиною), шкірозамінники, скатертини, а також не в останню чергу багато пакувальні матеріали - все це виготовляється з різних ПВХ з різними температурами розм'якшення. Якщо ПВХ нагрівати вище цієї «точки», виділяються отруйні парь хлорноватої і соляної кислот. Тому при виконанні зварювання слід дотримуватися обережності. В у разі загоряння, наприклад електричних установок або автомобіля, слід уникати вдихання диму, ПВХ не повинен стикатися з продуктами харчування. Майже кожен різновид ПВХ містить пластифікатори, які взаємодіють з органічними кислотами, і певні з'єднання невеликих кількостях проникають у продукти. Цього невеликої кількості досить не тільки для того, чтобь: зіпсувати смак продуктів, але і щоб пошкодити здорові людини. Внутрішнє облицювання холодильника - хороший приклад для ілюстрації цього твердження: органічні кислоти «вимивають» з ПВХ пластифікатори за кілька років. Матеріал облицювання стає крихким і при навантаженні ламається. Дверцята холодильника найчастіше стає першою жертвою. Ущільнення дверцят стає жорстким і втрачає здатність виконувати свої герметизуючі функції. З метою збільшення терміну служби холодильника можна лише порадити не класти в нього продукти без надійної упаковки.

Полівінілацетат (ПВА) - це вживаний поряд з ПВХ білий синтетичний матеріал, але трохи більш еластичний. У воді він утворює дрібнозернисту дисперсію і додавання пластифікатора стає клеєм (так званий білий клей).

Полістирол - це прозора як скло, пластмаса, міцна, але тендітна, витримує нагрівання до 70°Пн. Він може бути пофарбований в будь-який колір, є стійким до дії кислот, лугів, солей і спиртів, схильний до дії розчинників, його легко обробляти, склеювати, зварювати і вспінювати. Спінені матеріали на основі полістиролу, наприклад стиропор, слід приклеювати спеціальними складами. В пластиці ABC - особливо міцному і ударостійкому синтетичному матеріалі - поряд з акрил-нітрилом і бутадієном міститься також полістирол. З полістиролу виготовляють предмети повсякденного вжитку широкої номенклатури. Зубні щітки, столові прилади, упаковки, футляри на окуляри, деталі меблів начебто висувних ящиків, невеликі предмети меблів, меблева оббивка, корпусу звуковідтворювальної апаратури виготовляють з ударостійких сортів полістиролу. Спінений полістирол (стиропор) застосовують для зовнішньої і внутрішньої теплоізоляції, пакування крихких предметів і звукоізоляції (плити для гасіння шуму кроків при монолітних перекриттях).

Поліетилен високого давши

лення м'якше, ніж поліетилен

низького тиску. У чистому

вигляді це молочно-білий пла

стік. Його поверхня нага

нает віск. При температурі до

-50°С поліетилен зберігає

еластичність. Його температура

плавлення - близько 115°С.

Поліетилен добре опір злому

ок дії кислот, луго

чий і солей, а також багатьох

розчинників. Він обрабаты

ється різальним інструментом,

а в нагрітому стані добре

формується. Поліетилен добре

зварюється. Для склеювання

поліетилену використовують спе

спеціальні клеї. З твердого

поліетилену роблять оббивку,

напрямні елементи,

судини начебто каністр і чанів, а також тарілки. Водопровідні труби для питної води виготовляють як з твердого, так і з м'якого поліетилену. Останній є сировиною для виробництва різноманітних плівок, пароізоляції, футлярів для лиж. Поширені побутові пакети також в основному зроблені з поліетилену. Він грає дуже важливу роль в упаковці продуктів харчування, так як на відміну від інших синтетичних матеріалів не дає підстави сумніватися у своїй нешкідливості.

Акрилове скло більше відоме під своїми комерційними назвами - плексиглас або оргскло. Акрилове скло вдвічі легше звичайного скла - це прозорий, твердий, дуже ударо - і светоустой-чивый синтетичний матеріал, на поверхні якого, проте, легко зробити подряпини. Його обробляють ріжучими інструментами, що склеюють, полірують і при температурі близько 130°С формують у пластичному стані. Плексиглас не зварюють і застосовують замість звичайного скла, коли потрібно, щоб було скління небитким. Багатошарове вітрове скло автомобілів мають середній шар з акрилового скла. З плексигласу виготовляють акваріуми, скління для дверей, стільниці, корпусу звуковідтворювальної апаратури.

Поліамід більше відомий під назвою перлон, нейлон та ультрамид. Це зносостійкий і в'язкий синтетичний матеріал, имеющией колір від молочно-білого до жовтого. Він допускає обробку ріжучим' інструментом, склеювання і зварювання. Поліамід застосовують для сильно навантажених деталей, меблевих оббивок, шестерень, що обертаються безшумно і не вимагають мастила, і т. п. Ремені для клиноременных передач та шини упрочняют поліамідними волокнами.

Полікарбонат в чистому вигляді є прозорим як скло, міцним і еластичним синтетичним матеріалом з дуже високою ударною міцністю, яку можна додатково підвищити з допомогою

скловолокна. Він противос

варто кислот, спиртів, бензи

ну, олив і мастил. До сожу

ленію, під дією лугів

полікарбонат руйнується. Він

трудновоспламеним, легко

піддається механічній обра

додатко вої, склеювання і зварювання.

Полікарбонат застосовують

повсюдно там, де виникають винятково високі напруги, наприклад в корпусах свердлильних машин і вентиляторів, меблевих облицюваннях, світлофорах, вуличних ліхтарях. Його використовують для прозорих перегородок при склінні телефонних будок, спортивних споруд, сходових огорож. Цей матеріал також знаходить застосування при виготовлення куленепробивних стекол банківських стійок.

Поліізобутилен - це не дуже еластичний матеріал, знаходить застосування для ущільнюючих прокладок і в конструкціях покрівлі. Він добре склеюється і зварюється.

Реактопласти

Після затвердіння реактопла

сти вже не розм'якшуються і не

плавляться при подальшому

нагріванні. Макромолекули

реактопластів переплетені в

просторову решітку,

зв'язку молекул якої можна

ліквідувати лише шляхом

руйнування самих молекул.

Вихідні продукти для вироб

ництва цих матеріалів знахо

дяться, як правило, в рідкому

стані. Їх властивості можна

змінювати, додаючи до рідких

складовим мінеральну

або деревне борошно, текстиль

ві волокна. Реактопласти

можна обробляти різальним

інструментом, склеювати і

вспінювати, але не можна звари

вати і формувати в нагрітому

стані. Правда, процес

затвердіння може бути прер

ван, і в такому стані форму

реактопластовых виробів

можна змінювати без застосування механічного інструменту.

Фенопласт -- це нерозчинна неплавкая смола (фе-нольная смола). Вона має колір від жовтого до темнокоричнево-го, і трудновоспламенима при дуже великому нагріванні починає коптити і коксоваться. Не до кінця затверділу смолу застосовують як феноль-ний або резорцин клей. Він є сировиною для отримання пресованих матеріалів. Фанера, просочена феноль-ної смолою, дозволяє отримувати міцні фігурні вироби. З паперу чи матерії, просоченою цієї смолою, отримують текстоліт, шаруваті пластики і ламінати. При додаванні до фенольної смоли поро-просвітників отримують жорсткий фенопласт. Плити з фенопласта, мають хороші теплоізоляційні властивості, можна дізнатися за їх темною червоно-коричневою забарвленням. Фенопласт часто знаходить застосування в електроприладах в якості ізоляційного матеріалу. Друковані плати також часто роблять з цього матеріалу.

Мочевин - формальдегідна смола - це безбарвний прозорий матеріал, який можна пофарбувати в будь-який колір; він міцний, але тендітний. Затвердіння досягається за допомогою введення затверджувачів або в процесі нагріву. У предкон-денсатном стані смола знаходить застосування в якості клею для дерев'яних деталей. На основі сечовино-формальдегідної смоли виготовляють нерозчинні, зносостійкі і світлостійкі лаки. Цю смолу застосовують при виробництві ДСП, по спіненому стані її використовують як термоізоляційний матеріал. Шаруваті пластики на основі сечовино-формальдегідних смол також використовують в електроприладах і друкованих платах як ізоляційний матеріал.

Меламінова смола має ті ж властивості, що мочевин-формальдегідна смола, але вона більш прозора. Її також використовують в якості сполучного матеріалу при виробництві ДСП, шаруватих матеріалів на основі деревини, які склеюють крейди-миновыми смолами. З неї виготовляють предмети домашнього вжитку, наприклад столовий посуд і т. п.

Ненасыщенная поліефірна смола, в протилежність полікарбонату, відноситься до реактопластам. Отримують її змішанням двох речовин - ненасиченого поліефіру і стиролу, які тверднуть дуже повільно, внаслідок чого в суміш додають прискорювачі твердіння. У чистому вигляді ця смола - прозорий як скло матеріал різного забарвлення, який добре полірується.

Поліефірна смола застосовується як лак при поверхневій обробці. При посиленні скловолокном вона преобре-тане особливо високу міцність і може бути використана для виготовлення балконних огорож, покрівель, ємностей (для силосування та очищення стічних вод), кузовів та корпусів шлюпок. На її основі випускають клеї для з'єднання металевих деталей.

Епоксидна смола в чистому вигляді - це медово-жовтий речовина, отруйна в рідкому стані, оскільки вона виділяє пари, дратівливо діють на шкіру. Затверділа смола не має запаху, зовсім несмачна, і неядовита, не схильна до дії хімічних речовин і розчинників. За своїми властивостями епоксидна смола порівнянна з поліефірної. Її зчеплення з металевими поверхнями виключно сильне. Епоксидна смола служить сировиною для невыгорающих лаків, універсальних клеїв, її можна посилений скловолокном.

Поліуретанові смоли

дозволяють створити синтетичес

такі матеріали різної

структури в залежності від

щільності. Мова йде про жорстких

еластичних матеріалах,

надійно протистоять дії розчинників, кислот, солей та лугів. Твердий поліуретан застосовують як лак для автомобілів, він є основою для двох - і трехкомпо-нентных клеїв. В еластичному варіанті поліуретан застосовують як термостійкий ущільнювач. Спінений поліуретан (пінополіуретан, ППУ) - найвідоміший з цієї групи синтетичних матеріалів. Він використовується для теплоізоляції будівель, холодильників, при установці віконних і дверних блоків. Теплоізоляцію деталей складної форми типу кузовів також виконують шляхом заливання ППУ.

Тефлон застосовують для виготовлення підшипників ковзання і ковзних прокладок, так як він не розм'якшується подібно до термопластів. Він має не зовсім типовими для реактопластів властивостями: не склеюється, не зварюється і випаровується при температурі 260°С.

 

Еластомери

Тут мова піде про еластичних синтетичних матеріалах, які на відміну від інших зберігають еластичність при зміні температури в дуже широкому діапазоні. Так само, як реактопласти, вони складаються з макромолекул, які з'єднані на решітки з більш великими осередками. Вузли з'єднання макромолекул не розпадаються при деформаціях матеріалу, а сума всіх молекулярних сил після зняття навантажень діє в напрямку відновлення первісної структури. Вулканізація еластомеру призводить до того, що його макромолекули з'єднуються в так звану вулканизационную ґрати, що має хімічні поперечні зв'язки.

Бутадієн-стирольний каучук по своїй молекулярній будовою схожий з природним і так само вулканізується в присутності сірки. З точки зору термо - і зносостійкості бутадієн-стирольний каучук перевершує натуральний. Його різновид - пербунан - особливо масло - і смазостоек і тому є найважливішим ущільнювачем. Синтетичні каучуки характерні своїм довго невыветривающимся запахом.

Бутилкаучук вулканізується і застосовується у вигляді м'якої пористої гуми, наприклад джгутів для закладення швів стінових. Він також входить в склад герметизуючих мастик.

Хлоропреновий каучук (не-опрен) використовують для приготування клеїв і герметизуючих мастик. З нього роблять компенсатори і ущільнюючі прокладки для стиків.

Полисульфидный каучук продають в одно - і двухкомпо-нентном вигляді під назвою «тіокол». Його застосовують для герметизації стиків, ширина яких може коливатися під дією температурних деформацій (наприклад, стиків панельних будинків, примикань віконних і дверних блоків до стін, сталевих вітражів).

Поліуретанові еластомери - це зносостійкі довговічні синтетичні матеріали, які в залежності від величини пір служать головним чином для оббивки меблів або набивання матраців. Вони легко ріжуться і склеюються.

Силікони - прозорі синтетичні матеріали, які мають у своїй молекулярній структурі замість вуглецю кремній. Поряд з силіконовим маслом і силіконовій смолою добре відомий силіконовий (кремнійорганічний) каучук. Всі силіконові матеріали виключно водостійкі, термостійкі, маслостойкие і володіють хорошою адгезією. Силікони застосовують як герметизуючі мастики для закладення зовнішніх і внутрішніх стиків, схильних до деформацій. Рукава силіконові використовують як термостійкі оболонки кабелів. Крім того, застосовують як силікони захисних покриттів.

 

 «Майстрові на всі руки» Наступна сторінка >>>

 

Дивіться також:

 

  Домашньому майстрові Благоустрій квартири Будинок своїми руками Будівництво будинки Корисні поради Довідник домашнього майстра Покрівлі. Покрівельні роботи Кам'яні роботи Столярно-теслярські роботи Ремонт садибного будинку Будівництво та обладнання індивідуального будинки Енциклопедія побуту Наш будинок Матеріали майбутнього - силікати, полімери, метал...