Plasty technológie, druhy, výroba a využitie

Polymérne materiály, - vysoká chemické zlúčeniny molekulárnej ktoré sa skladajú z mnohých malomolekulyarnyh monomérov (jednotiek) s rovnakou štruktúrou. Často sa používajú polyméry na výrobu týchto monomérnych zložiek: etylén, vinylchlorid, vinildenhlorid, vinylacetátu, propylén, METYLMETAKRYLÁT tetrafluóretylén, styrén, močoviny, melamínu, formaldehyd, fenol. V tomto článku sa budeme diskutovať podrobnejšie, čo polymérne materiály, rovnako ako ich chemické a fyzikálne vlastnosti, rozdelenie a typy.

typy polymérov

Znakom molekúl tohto materiálu je veľké molekulovej hmotnosti, čo zodpovedá nasledujúce hodnoty: M> 5 * 103. Zlúčeniny s nižšou úrovňou tohto parametra (M = 500 až 5.000), označované ako oligoméry. U zlúčenín s nízkou molekulovou hmotnosťou je nižšia ako 500. Nasledujúce typy polymérnych materiálov: syntetických a prírodných. Tá zvyčajne označuje prírodný kaučuk, sľuda, vlnu, azbest, celulózu, a t. D. Avšak, základné syntetické polyméry zaberajú medzeru, ktorá sa získa podľa spôsobu chemickej syntézy zlúčenín s nízkou molekulárnej úrovni. V závislosti na spôsobe výroby vysokomolekulárne materiály, sú významní polyméry, ktoré sú alebo polykondenzáciou alebo adičnej reakcii.

polymerizácie

Tento proces je združenie nízkomolekulárnych zložiek vo vysokej molekulovej hmotnosti, čím sa získa dlhých reťazcov. Množstvo úrovne polymerizácie - je počet "Meru" v molekulách kompozície. Najčastejšie, polymérne materiály obsahujú od tisícov až desaťtisícov jednotiek. Polymerizáciou, nasledujúce zlúčeniny sa často používajú: polyetylén, polypropylén, polyvinylchlorid, polystyrén, polytetrafluorethylen, polybutadién, a ďalšie.

polykondenzácie

Tento proces je krok reakcie, čo je zlúčenina alebo veľký počet podobných monomérov, alebo dvojica odlišných skupín (A a B) v kondenzátory (makromolekúl) za súčasného vzniku týchto vedľajších produktov: metylalkoholu, oxid uhličitý, chlorovodík, amoniak, vodu a a kol. Pomocou získaných polykondenzačné silikóny, polysulfóny, polykarbonáty, aminoplasty, fenolové živice, polyestery, polyamidy a ďalšie polymérne materiály.

Polykondenzácia

V rámci tohto procesu pochopiť tvorbu polymérov vo viac adičných reakcií monomérnych zložiek, ktoré obsahujú reaktívne medzu asociácie, monoméry nenasýtených skupín (aktívny cykly alebo dvojitú väzbu). Na rozdiel od polykondenzácie, polyadičné reakcia prebieha bez vypúšťania vedľajších produktov. Najdôležitejšou úlohou tejto technológie verí vytvrdzovania epoxidových živíc a polyuretánov príjem.

klasifikácia polymérov

V kompozícii, všetky polymérne materiály sa delia na anorganické, organické a organokovové. Prvá z týchto (silikátové sklo, sľuda, azbest, keramiky, atď) neobsahujú atómový uhlík. Sú základom oxidu hliníka, horčíka, kremíka a podobne. D. Organické polyméry obsahujú najrozsiahlejšie triedu, ktoré obsahujú uhlík, vodík, dusík, síru, kyslík a halogén. Organokovové polymérne materiály - sú zlúčeniny, ktoré sú zložené z iných ako uvedených hlavných reťazcov, a atómov kremíka, hliníka, titánu a ďalších prvkov, ktoré môžu byť v kombinácii s organickými radikálmi. Povaha takýchto kombinácií nevyskytujú. Je iba syntetické polyméry. Typickými zástupcami tejto skupiny sú zlúčeniny na báze silikónu, ktorý hlavný reťazec je zostavený z atómov kyslíka a kremíka.

Pre získanie polymérov s požadovanými vlastnosťami sa často používajú v stave techniky, nie sú "čisté" substancie, a ich kombinácie s organickými alebo anorganickými zložkami. Dobrým príkladom je polymér stavebných materiálov: kovové plasty, sklenené vlákno, polymérne betón.

štruktúra polymérov

Zvláštnosťou vlastností týchto materiálov vzhľadom k ich štruktúre, ktorá, podľa poradia, je rozdelená do nasledujúcich skupín: lineárny rozvetvené, lineárne, priestorové molekulárnymi skupinami s veľkým a veľmi konkrétnych geometrických štruktúr a schodisko. Poďme sa krátko preskúmať každú z nich.

Polymérne materiály s lineárnou rozvetvené štruktúry, ako sú molekuly hlavného reťazca majú bočné vetvy. Takéto polyméry zahŕňajú polypropylén a Polyizobutylén.

Materiály s lineárnou štruktúrou majú dlhú cikcak alebo stočené do skrutkovice reťazca. Ich makromolekuly predovšetkým vyznačuje opakovanie pôdy v jednej štruktúrnej jednotky alebo skupiny jednotiek chemického reťazca. Polyméry s lineárnou štruktúrou charakterizovaná prítomnosťou extrémne dlhých makromolekúl s podstatným rozdielom v povahe väzieb v reťazci a medzi nimi. Máme na mysli intermolekulární a chemické väzby. Makromolekuly, ako materiál je veľmi flexibilný. A táto vlastnosť je základom polymérnych reťazcov, čo vedie ku kvalitatívne nové vlastnosti: vysokú pružnosť, rovnako ako neprítomnosť krehkosti vo vytvrdenom stave.

A teraz sme sa dozvedeli, že tieto polymérne materiály s priestorovou štruktúrou. Tieto látky tvoria spojením k sebe makromolekuly silných chemických väzieb v priečnom smere. Výsledkom je čistý konštrukcia, ktorý má nerovnomerný rámec priestorové mriežky. Polyméry tohto typu majú vyššiu tepelnú odolnosť a tuhosť než lineárne. Tieto materiály sú základom pre mnoho nekovových stavebných materiálov.

Molekuly polymérnych materiálov so štruktúrou rebríka zložené z páru reťazcov, ktoré sú spojené prostredníctvom chemickej väzby. Tieto zahŕňajú silikónové polyméry, ktoré sa vyznačujú zvýšenou tuhosťou, odolnosti proti teplu, okrem toho, že nie sú v interakcii s organickými rozpúšťadlami.

Fázové zloženie polymérov

Tieto materiály sú systémy, ktoré sa skladajú z amorfných a kryštalických oblastí. Prvý z nich prispieva k zníženiu tuhosti, je pružný polymér, ktorý je schopný veľkých deformácií reverzibilné povahy. Kryštalická fáza prispieva k zvýšeniu ich pevnosť, tvrdosť, modul pružnosti a ďalšie parametre, pri minimalizácii látka molekulárnej flexibilitu. Pomer objemu všetkých týchto oblastí na celkový objem sa nazýva stupeň kryštalizácie, pričom hladina maximálnu (80%) sú polypropylény, fluórované polyméry, polyetylénu s vysokou hustotou. Nižší stupeň je stupeň kryštalizácie má polyvinylchloridy, Polyetylén s nízkou hustotou.

V závislosti od správania polymérnych materiálov po zahriatí, ktoré môžu byť rozdelené do termosety a termoplasty.

termosetové polyméry

Tieto primárne materiály majú lineárnu štruktúru. Pri zahriatí, zmäknú, ale zmeny štruktúry v priestorovej a materiálu sa prevedie na pevné látky v dôsledku netesností v chemických reakciách. V budúcnosti táto kvalita je zachovaná. Na tomto princípe polymérnych kompozitných materiálov. Ich následná kúrenie nemäkne materiál, a vedie iba k jeho degradácii. Pripravený teplom tvrditeľný zmesi nerozpúšťa alebo taveniny, takže je neprijateľné pre recykláciu. Pri tomto type materiálu obsahujú epoxidové silikóny, fenol-formaldehyd a ďalšie živice.

termoplastické polyméry

Tieto materiály pri zahrievaní, najprv zmäkčiť a taviť a následnom ochladení stuhne. Termoplastické polyméry, keď toto spracovanie nie sú podrobené chemickým zmenám. To je proces úplne reverzibilné. Látky tohto typu sú lineárne alebo rozvetvené lineárne štruktúra makromolekúl, medzi ktoré patrí malá sila, a tam je absolútne žiadne chemické väzby. Tie zahŕňajú polyetylén, polyamid, polystyrén, a ďalšie. Technológia polymérnych materiálov, ako je napríklad termoplastický poskytuje na ich výrobu vstrekovaním vo vode chladenie formy lisovanie, vytláčanie, vyfukovanie, a ďalšími metódami.

chemické vlastnosti

Tieto polyméry môžu mať tzv za nasledovných podmienok: pevné, kvapalné, amorfné, kryštalické fázy, a vysoko elastické, viskózne elastické deformácii skla. Rozšírené používanie polymérnych materiálov vzhľadom k ich vysokej odolnosti voči rôznym agresívnym látkam, ako sú napríklad koncentrovanej kyseliny a lúhy. Oni nie sú citlivé na elektrochemickej korózie. Okrem toho, so zvyšujúcou sa molekulovou hmotnosťou materiálu je zníženie rozpustnosti v organických rozpúšťadlách. A polyméry, ktoré majú priestorovú štruktúru, zvyčajne nie sú vystavené uvedenej tekutiny.

fyzikálne vlastnosti

Väčšina polymérov sú izolátory, okrem toho, že sú nemagnetické materiály. Zo všetkých použitých konštrukčných materiálov len majú najnižšiu tepelnú vodivosť a maximálnu tepelnú kapacitu a tepelnú zmrašťovanie (asi dvadsaťkrát väčší, než je kov). Dôvodom straty tesnosti rôznych tesniacich zostáv pri nízkych teplotách, je tzv vitrifikácie guma, rovnako ako dramatický rozdiel medzi koeficientmi rozťažnosti kovu a kaučuku v keramickým stave.

mechanické vlastnosti

Polymérne materiály majú široké spektrum mechanických vlastností, ktoré sú vysoko závislé na ich štruktúre. Nezávisle na tomto nastavení, veľký vplyv na mechanické vlastnosti materiálu môžu mať celý rad externých faktorov. Medzi ne patria:. Teplota, frekvencia, doba trvania, alebo rýchlosť nakládky, druh namáhané stave, tlak, povaha prostredie, tepelné spracovanie, atď zvláštnosť mechanických vlastností polymérnych materiálov je ich relatívne vysoká pevnosť pri veľmi nízkej tuhosti (v porovnaní s kovmi).

Tieto polyméry môžu byť rozdelené do pevnej látky, čo zodpovedá modulu pružnosti E = 1,10 GPa (vlákno, film, plast), a mäkkého elastomerního materiálu, modul pružnosti je E = 1-10 MPa (guma). A mechanizmus zničenie obaja sú odlišné.

Pre polymérne materiály, ktoré sa vyznačujú výraznou anizotropia vlastností, rovnako ako zníženie pevnosti, vývoj tečení za predpokladu, predĺženú zaťaženie. Zároveň majú pomerne vysokú odolnosť voči únave. V porovnaní s kovmi, ktoré sú viac silná závislosť mechanických vlastností na teplote. Jednou z hlavných vlastností polymérnych materiálov je deformovateľnosť (ťažnosť). Podľa tohto parametra v širokom rozmedzí teplôt prijatých na vyhodnotenie ich základné prevádzkové a technologické vlastnosti.

Polymérne materiály na podlahu

Teraz, za jedno vyhotovenie praktickej aplikácii polymérov, popisujúci všetky možné rad týchto materiálov. Tieto látky našli široké uplatnenie pri výstavbe a opravách a dokončovacích prác, najmä v nátere podláh. Obrovská popularita je vzhľadom k vlastnostiam danej látky: sú odolné proti oderu, maloteploprovodny, majú malú nasiakavosť, dostatočne silná a pevná, majú vysokú kvalitu laku. Výroba polymérnych materiálov môžu byť rozdelené do troch skupín: linolea (valcov), plechové a poterové zmesi zariadení. Teraz poďme stručne pozrieť na každú z nich.

Linoleum produkované rôznymi typmi plnív a polymérov. Ich prostriedok môže tiež obsahovať zmäkčovadlá, pomocné prostriedky pre spracovanie, a pigmenty. V závislosti od druhu polymérového materiálu, rozlíšiť polyester (Gliphtal), polyvinylchlorid, guma, kolloksilinovye a iné povlaky. Okrem toho konštrukčne rozdelená na nepodložený a zvukovú, izolačné základom unilamelární a multilamelární, s hladkým, vlnité a vlnený povrchu a jedno- a multi-farby.

Obkladové materiály vyrobené na báze polymérnych zložiek, majú veľmi nízku odolnosť proti oteru, chemickú odolnosť a trvanlivosť. V závislosti od druhu suroviny, tento typ polymérnych produktov sú rozdelené do kumaronopolivinilhloridnye kumarón, PVC, kaučuku, fenolitovye, asfaltových dlaždíc, rovnako ako trieskové dosky a vláknité dosky.

Materiály pre potery sú veľmi pohodlné a hygienické použitie, majú vysokú pevnosť. Tieto zmesi môžu byť rozdelené do polymérom, polymerbetónu a polyvinylacetát.