Полимерные материалы и изделия

изготовления полимерных изделий.
4. Основные свойства пластмасс.
5. Виды строительных материалов и

изделий из пластмасс.

- это материалы, которые в качестве необходимой составляющей содержат полимер

и обладают пластичностью на определенном этапе производства, которая теряется после отверждения полимера.
Кроме полимера пластмассы могут содержать: наполнитель, пластификатор, отвердитель, стабилизатор, краситель.
НАПОЛНИТЕЛИ могут быть органическими и неорганическими материалами. Это порошки, волокна, ткани, бумага, древесный шпон, стружка и т.д.
Наполнители сокращают расход дорогого полимера и обеспечивают определенные свойства пластмасс, например, повышают теплостойкость, прочность и т.д.
ПЛАСТИФИКАТОРЫ - вещества, повышающие эластичность полимера и уменьшающие его хрупкость.

отверждения полимеров и образования пространственной трехмерной структуры.
СТАБИЛИЗАТОРЫ

- антиоксиданты, вещества, предотвращающие процесс старения пластмасс под действием солнца, кислорода воздуха, тепла и т.п.
ПИГМЕНТЫ - красящие вещества, придающие различные цвета пластмассам.
АНТИПИРЕНЫ - вещества, повышающие стойкость пластмасс против возгорания.
ПОРООБРАЗОВАТЕЛИ - вещества, используемые для создания газонаполненных пластиков,
ПОЛИМЕРЫ - вещества, в композиционных пластмассах выполняющие роль связующего, если пластик состоит из одного полимера – являются основным материалом.

обладают рядом ценных свойств: низкая плотность полимера, высокие механические свойства

(прочность при сжатии и изгибе до 200 МПа и выше). Пластмассы стойки против действия кислот и щелочей, технологичны, водопоглощение плотных пластмасс стремится к 0.
Недостатки пластмасс: низкая теплостойкость (70-200С), высокий коэффициент линейного температурного расширения – (25…120)*10-6, высокая ползучесть, старение, горючесть многих пластмасс, токсичность.

которых представляют собой цепь или пространственную решетку из последовательно соединенных

одинаковых групп атомов, повторяющихся большое количество раз.
Молекулярная масса полимеров очень велика - от нескольких тысяч до миллионов кислородных единиц.

макромолекул которых состоят лишь из углерода, - полиэтилен

- ЭПОКСИДНЫЕ, ПОЛИЭФИРНЫЕ ГЕТЕРОЦЕПНЫЕ, в основной цепи которых появляются гетероатомы (S, O , N ).
б) По внутреннему строению полимеры делятся на
- ЛИНЕЙНЫЕ, состоящие из длинных нитевидных макромолекул, - поливинилхлорид
- ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ, между макромолекулами которых образуются прочные поперечные химические связи, - карбамид
Линейные полимеры термопластичны. При нагревании они обратимо размягчаются , а при охлаждении вновь отверждаются. Наиболее распространенные термопластичные полимеры: полиэтилен , полипропилен , поливинилхлорид , полиизобутилен.
Пространственные полимеры термореактивны. Отверждение их происходит при нагревании, поэтому отвержденный полимер при нагревании не переходит в пластическое состояние, а может только деструктировать. Наиболее распространенные термореактивные полимеры: карбамидные, фенолоформальдегидные, эпоксидные, полиэфирные и кремний-органические.

получения и характер поведения полимеров при нагреве. По способу получения

полимеры подразделяются на четыре класса:
А – полимеризационные;
Б – поликонденсационные;
В – модифицированные из природных полимеров;
Г – образовавшиеся в природных условиях и изготовленные путем деструктивной или простой перегонки ряда органических веществ (нефти, угля).
Полимеры классов А и Б являются основными в производстве пластмасс, класс В имеет ограниченное применение. Высокомолекулярные вещества класса Г (битумы, дегти) для производства отделочных материалов не используются.

зазоре между двумя вращающимися валками из
термопластичных композиций для получения

рулонных,
пленочных и листовых материалов. Каландр состоит из 2…4 полых валков с полированной поверхностью. Валки вращаются с одинаковой скоростью и нагреваются до необходимой температуры водой, подаваемой вовнутрь валков под давлением. При каландрировании композиция освобождается от воздуха, уплотняется и выходит в виде непрерывной ленты. Это один из основных методов формования термопластичных композиций (ПВХ – линолеум, релин, ПВХ и кумароновые плитки, полиэтиленовая и полиизобутиленовая пленки, полиизобутиленовые листы).

ЭКСТРУЗИЯ - продавливание формовочной массы
через мундштук экструдера - насадку,
соответствующую профилю изделия.
Применяются шнековые экструзионные машины,
в которые полимер подается в виде порошка или
гранулята. В экструдере полимер нагревается
до вязкотекучего состояния и выдавливается через мундштук.
Этим методом изготавливают трубы, погонажные изделия, плитки, пленки и т.д.

ЛИТЬЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ осуществляют при получении
изделий из вязкотекучих термопластичных композиций
методом инжекции. Порция расплавленной массы,
полученной в литьевых машинах, под давлением
впрыскивается в форму, где охлаждается и быстро затвердевает.
Этим способом получают детали для соединения труб, сифоны, облицовочные плитки.

вакуумном термоформовании изделия получают из листовых термопластичных заготовок, которые в

пластическом состоянии под влиянием вакуума принимают конфигурацию формы.
Этим методом получают крупногабаритные тонкостенные изделия сложного профиля - ванны, раковины, смывные бачки.
При пневмоформовании размягченные заготовки превращают в изделия с помощью сжатого воздуха.





ПРЕССОВАНИЕ осуществляют в обогреваемых гидравлических прессах при переработке смесей на основе термореактивных полимеров.
Прессованием получают древесно-волокнистые и древесно-стружечные плиты, слоистые пластики.

раза меньше, чем у каменных материалов.
ПОРИСТОСТЬ пластмасс

регулируется в широких пределах от 0 до 95..98 %.
ВОДОПОГЛОЩЕНИЕ пластмасс не более 1 %.
ВОДОСТОЙКОСТЬ пластмасс высокая.
ТЕПЛОСТОЙКОСТЬ большинства пластмасс невысокая и составляет 100...200 С, но у фторопластов и кремнийорганических полимеров она достигает 300...500 С.
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ пластмасс низкая ( λ = 0,23...0,7Вт/м С), у пено- и поропластов она близка к теплопроводности воздуха.
КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ в 5...10 раз выше, чем у других материалов.

пластмасс примерно в 10 раз ниже, чем у бетона и

стали, поэтому им характерна высокая ползучесть и деформативность.

пластмасс стойки к неорганическим кислотам и щелочам, но в органических

растворителях, близких по природе полимеру, могут растворяться.

СТАРЕНИЕ - изменение структуры и состава полимера под действием света, кислорода воздуха, нагревания, при этом появляется хрупкость, исчезает эластичность, в конечном итоге наступает полное разрушение.

ВЫДЕЛЕНИЕ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ происходит в результате присутствия в полимерах продуктов их деструкции, появляющихся из-за нарушения технологических режимов производства полимеров, а так же из-за вводимых в пластмассу низкомолекулярных продуктов (пластификаторы, стабилизаторы и др.) В жидком виде все полимеры токсичны.

ГОРЮЧЕСТЬ ПЛАСТМАСС связана с горючестью полимеров как органических веществ. Добавляя в пластмассы антипирены снижают их горючесть.

ОКРАШИВАЕМОСТЬ полимеров в различные цвета производится путем введения красителей в его расплав или раствор.

По сравнению с другими строительными материалами пластмассы дороги и дефицитны,

что объясняется недостаточным объемом производства полимеров и их относительно высокой стоимостью. Поэтому основным технико-экономическим требованием к строительным пластмассам является минимальная полимероёмкость, т.е. минимальный расход полимера на единицу готовой продукции.

Классификация полимерных материалов и изделий.

1. Конструкционно-отделочные материалы.
2. Отделочные материалы.
3. Материалы для пола.
4. Теплоизоляционные материалы.
5. Гидроизоляционные и герметизирующие материалы.
6. Трубы и сантехнические изделия.
7. Применение полимеров в бетонах.
8. Клеи на основе полимеров.

качестве наполнителя стеклоткань или стекловолокно, в качестве связующего - полиэфиры,

фенолформальдегидные или эпоксидные смолы, отверждающиеся при нагревании в трехмерные структуры. Благодаря высокому армирующему эффекту заполнителя эти пластики обладают повышенной прочностью.
Применение: декоративная наружная облицовка, устройство кровель, для изготовления ванн, раковин, труб, химических аппаратов.









ДСП - древесно-стружечные плиты, содержащие в качестве наполнителя древесные стружки, а в качестве связующего - термореактивные полимеры. ДСП могут быть облицованы декоративными пленками, плитками или офанерованы.
Применение: каркасные и щитовые стены и перегородки, в мебельной промышленности.

связующего - фенолформальдегидные смолы. Это более прочный и более водостойкий

материал, чем ДСП применение аналогичное. И тот и другой материал несколько токсичны.

слоев крафт-бумаги на фенолформальдегидном связующем и 1...3 слоев кроющей декоративной

бумаги на карбамидном связующем. Он обладает высокой поверхностной твердостью и термостойкостью порядка 120 С. Применение: мебель для кухонь, облицовка столярных изделий.





ЦВЕТНЫЕ ДЕКОРАТИВНЫЕ ПЛИТЫ И ЛИСТЫ из полистирола с пониженной горючестью. Они имитируют деревянную облицовку из ценных пород дерева, часто с резьбой, например, декоративные панели " Полиформ".
ПОЛИСТИРОЛЬНЫЕ ПЛИТКИ - водо- и паронепроницаемы, химически стойкие, но горючи. Применять их нельзя для облицовки эвакуационных выходов, стен, к которым примыкают отопительные и нагревательные приборы, в детских учреждениях.
ФЕНОЛИТОВЫЕ ПЛИТКИ состоят из порошкообразного наполнителя (каолин, тальк, древесная мука, слюда) на формальдегидном связующем; применяются для облицовки стен помещений с химической агрессией. Декоративные пленочные материалы.

рисунок или тиснение с лицевой стороны и часто с изнанки

слой "неумирающего" клея, прикрытый специальной легкоснимающейся бумагой.

Пленки на основе:

ИЗОПЛЕН - на бумажную основу нанесена поливинилхлоридная паста с последующим тиснением;
ВЛАГОСТОЙКИЕ МОЮЩИЕСЯ ОБОИ - обычные обои, с лица покрытые тонким слоем поливинилацетатной эмульсии;
ЛИНКРУСТ - на бумажную основу нанесена паста глифталиевого полимера с последующим рифлением. Его можно окрашивать масляной или синтетической краской.
Применяются декоративные пленочные материалы для внутренней отделки помещений.

Например: поручни из поливинилхлоридной пластифицированной композиции привозят в

бухтах. Для укрепления на металлических перилах поручни разогревают при 50...70 С в воде до размягчения и садят на перила. После остывания поручень плотно охватывает металл.
Применение полимерных погонажных изделий позволяет экономить большое количество древесины.

рулонные основные и безосновные, плиточные и мастичные. Способны служить 25

лет и более

Рулонные материалы:

ЛИНОЛЕУМ может быть безосновный и с основой (ткань, войлок, пористый полимер).Наиболее распространенный - поливинилхлоридный линолеум. К основанию пола линолеум крепится с помощью специальных приклеивающих мастик; применяется в сухих помещениях;
РЕЛИН - резиновый линолеум, у которого лицевой слой выполнен из цветной резины на синтетических каучуках, а нижний -из девулканизированной резины с добавкой битума; применяется в помещениях с повышенной влажностью.

различного цвета, что позволяет выполнять мозаичные полы. Изготавливают их чаще

всего на поливинилхлоридном полимере с наполнителями, пластификаторами и пигментами.








Мастичные полы - это монолитные половые покрытия на основе полимеров. Мастики имеют консистенцию сметаны и содержат жидкий полимер, наполнители и пигменты. Наносят их на сплошное сухое основание пола слоем 0,5...1 см, после твердения в течение 1...2 суток образуется сплошное бесшовное покрытие пола.
Применяют мастичные полы в условиях сильных агрессивных воздействий (химическая, пищевая, животноводческая промышленность) или интенсивного износа.
Полы из полимерных материалов износостойки, бесшумны, красивы, гигиеничны, технологичны, но горючи и достаточно дороги.