technologia tworzyw sztucznych, typy, produkcja i wykorzystanie

Materiały polimerowe – wysoki molekularnej związków chemicznych, które składają się z kilku monomerów malomolekulyarnyh (jednostki) o takiej samej konstrukcji. Często stosuje się polimery do wytwarzania następujących monomerów: etylenu, chlorku winylu, octanu winylu, vinildenhlorid, propylenu, metakrylanu metylu, tetrafluoroetylenu, styren, mocznika, melaminy, formaldehydu i fenolu. W tym artykule omówimy szczegółowo jakie materiały polimerowe, jak również ich właściwości fizyczne i chemiczne, klasyfikacja i rodzaje.

rodzaje polimerów

Szczególną cechą tych cząsteczek tego materiału jest duża masa cząsteczkowa, która odpowiada następującej wartości: M> 5 * 103. Związki o niższym poziomie tego parametru (M = 500-5000), o którym mowa w oligomery. Na związki o małej masie cząsteczkowej jest mniejsza niż 500. Następujące typy polimerowego materiałów syntetycznych i naturalnych. To ostatnie zazwyczaj określane kauczuk naturalny, mikę, azbest, wełny, celulozy i t. D. Jednakże, podstawowe polimery syntetyczne zajmują znak spacji, który jest otrzymywany w procesie syntezy chemicznej związki o niskim poziomie molekularnym. W zależności od sposobu wytwarzania materiałów o wysokiej masie cząsteczkowej, są polimery, które mają wyróżniające lub polikondensacji, albo w wyniku reakcji addycji.

polimeryzacja

Proces ten jest związkiem składników o niskiej masie cząsteczkowej w wysokiej masie cząsteczkowej, otrzymując długich łańcuchów. Ilość poziomu polimeryzacji – to liczba „mer”, w cząsteczek kompozycji. Najczęściej materiały polimerowe zawierają od tysięcy do dziesiątków tysięcy jednostek. Przez polimeryzację, następujące związki są często stosowane: polietylen, polipropylen, polichlorek winylu, politetrafluoroetylen, polistyren, polibutadien i innych.

polikondensacji

Proces ten jest odpowiedzią etapem, który jest związkiem lub wiele podobnych monomerów lub parę odrębne grupy (A i B) w polycondensors (makrocząsteczki), z jednoczesnym tworzeniem tych produktów ubocznych: alkohol metylowy, dwutlenku węgla, chlorowodór, amoniaku, wody i i wsp. Stosując otrzymane silikony polikondensacji, polisulfony, poliwęglany, aminoplasty, fenolowe, poliestry, poliamidy i inne materiały polimerowe.

poliaddycji

W ramach tego procesu zrozumieć powstawanie polimerów w reakcji addycji różnych składników monomerycznych zawierających reaktywne granicę asocjacji, od monomerów nienasyconych grup (Active cykli lub wiązanie podwójne). W przeciwieństwie do polikondensacji poliaddycji odbywa się bez odprowadzania produktów ubocznych. Najważniejszym zadaniem tej technologii wierzą utwardzania żywic epoksydowych i odbiór poliuretanów.

klasyfikacji polimerów

W kompozycji, wszystkie materiały polimerowe są podzielone na nieorganicznych, organicznych i metaloorganicznych. Pierwszy z nich (krzemian szklane, mika, azbest, ceramiki, itp) nie zawierają węgiel atomowej. Są one na bazie tlenku glinu, magnezu, krzemu i tym podobne. D. polimery organiczne obejmują najszerszym klasę zawierają węgiel, wodór, azot, siarkę, tlen i halogen. Metaloorganiczne – materiały polimerowe są związki, które składają się z dużych sieci innych niż wymienione, i atomów krzemu, glinu, tytanu i innych elementów, które mogą być połączone z grupami organicznymi. Charakter takich kombinacji nie występują. Jest to jedynie polimery syntetyczne. Typowymi przedstawicielami tej grupy są związki na bazie silikonu, co łańcuch główny jest zbudowane z atomów tlenu i krzemu.

W celu uzyskania polimerów o żądanych właściwościach często wykorzystywane w tej dziedzinie, nie jest „czysta” substancja i ich kombinacje z substancji organicznych lub nieorganicznych. Dobrym przykładem jest polimerem materiałów budowlanych: tworzyw sztucznych, metali, włókna szklanego z betonu polimerowego.

Struktura polimerów

Osobliwością właściwości tych materiałów, ze względu na ich strukturę, która jest z kolei podzielony na następujące: liniowa rozgałęzionych, liniowych grup przestrzennych molekularnych o dużych i bardzo specyficznych struktur geometrycznych i schodów. Pokrótce zbadać każdy z nich.

Materiały polimerowe o strukturze liniowej rozgałęzione niż cząsteczek szkieletowych oddziały ubocznych. Takie polimery obejmują polipropylen i poliizobutylen.

Materiały o strukturze liniowej długa zygzak lub skręcone w łańcuchu helisy. Ich makrocząsteczki charakteryzuje głównie powtórzeń ziemi w jednej jednostce konstrukcyjnej lub grupy jednostek w łańcuchu chemicznym. Polimery o budowie liniowej charakteryzuje obecność niezwykle długich makrocząsteczek o znacznej różnicy charakteru wiązań wzdłuż łańcucha i między nimi. Mamy na myśli wiązań międzycząsteczkowych i chemiczne. Macromolecules, taki materiał jest bardzo elastyczny. I właściwość ta jest podstawą łańcuchów polimerowych, co prowadzi do nowych jakościowo właściwości: wysoką elastyczność, a także przy braku kruchości w stanie utwardzonym.

A teraz dowiadujemy się, że takie materiały polimerowe o strukturze przestrzennej. Substancje te tworzą się przez połączenie ze sobą makromolekuły silnych wiązań chemicznych w kierunku poprzecznym. Wynik netto jest strukturą, która ma nierównomierną ramach siatki przestrzennej. Polimery tego typu mają większą odporność cieplną i sztywność, niż liniowa. Materiały te są podstawą wielu niemetalicznych materiałów budowlanych.

Cząsteczek materiałów polimerowych o strukturze drabiny złożonej z pary łańcuchów, które są połączone wiązaniem chemicznym. Są to polimery silikonowe, które charakteryzują się zwiększoną sztywność, odporność na ciepło, a ponadto, że nie oddziałują z rozpuszczalnikami organicznymi.

Skład fazy polimerów

Materiały te systemy, które składają się z obszarów amorficznych i krystalicznych. Pierwszy z nich przyczynia się do zmniejszenia sztywność sprawia, że elastyczny polimer, który jest zdolny do dużych odkształceń o charakterze odwracalnym. Faza krystaliczna przyczynia się do zwiększenia wytrzymałości, twardość, moduł sprężystości i innych parametrów, podczas gdy minimalizacja cząsteczkową substancję elastyczności. Stosunek objętości wszystkich tych obszarach do całkowitej objętości zwany stopień krystalizacji, przy czym maksymalny poziom (80%) to polipropylen, fluoropolimery, polietyleny o dużej gęstości. Niższy poziom stopnia krystalizacji muszą polichlorki winylu, polietylen o niskiej gęstości.

W zależności od zachowania się materiałów polimerowych trakcie ogrzewania, mogą być podzielone na termoutwardzalnych jaki i termoplastycznych.

polimery termoutwardzalne

Te materiały podstawowe mają strukturę liniową. Po podgrzaniu, miękną, lecz zmiany w strukturze przestrzennej, a materiał przekształcono w substancję stałą w wyniku przecieku w reakcjach chemicznych. W przyszłości, ta cecha jest zachowana. Na tej zasadzie polimerowych materiałów kompozytowych. Ich ogrzaniu nie zmiękczenia materiału, a prowadzi tylko do jego degradacji. Gotowa mieszanina termoutwardzalnego nie rozpuszcza się lub topi się, a więc jest niedopuszczalny do recyklingu. Przez tego rodzaju materiałów obejmują silikony epoksydowe, fenol-formaldehyd i inne żywice.

polimery termoplastyczne

Materiały te, gdy ogrzewa się najpierw, a następnie zmiękcza topi się i zestala się dalsze chłodzenie. Polimery termoplastyczne, gdy przetwarzanie nie ulegają zmianom chemicznym. To sprawia, że proces całkowicie odwracalny. Substancje tego rodzaju są liniowe lub rozgałęzione struktury liniowe makrocząsteczki, wśród których jest niewielka siła, a nie ma żadnego wiązania chemiczne. Obejmują one polietylen, poliamid, polistyren, oraz innych. Technologii polimerów, takich jak termoplastyczny przewiduje ich wytwarzania przez formowanie wtryskowe w wodzie chłodzenia formy, wytłaczanie, formowanie z rozdmuchiwaniem oraz innymi sposobami.

właściwości chemiczne

Polimery mogą być wywoływane w następujących warunkach: ciało stałe, ciecz, amorficznej i fazy krystalicznej, bardzo elastyczną, lepkiego płynięcia i odkształcenia szyby. Powszechne zastosowanie materiałów polimerycznych z uwagi na ich wysoką odporność na różnych agresywnych mediów, takich jak skondensowane kwasy i zasady. Nie są one podatne na korozję elektrochemiczną. Ponadto, wraz ze wzrostem masy cząsteczkowej materiału jest zmniejszenie rozpuszczalności w rozpuszczalnikach organicznych. Oraz polimery o strukturze przestrzennej, na ogół nie jest narażona na tych płynów.

właściwości fizyczne

Większość polimerów są izolatorami, a ponadto są one materiałów niemagnetycznych. Spośród wszystkich stosowanych materiałów konstrukcyjnych tylko mają najniższe przewodnictwo cieplne i maksymalnej pojemności cieplnej i skurczu termicznego (około dwudziestu razy większy niż metal). Przyczyną utraty szczelności poszczególnych zespołów uszczelniających przy niskich temperaturach, jest tak zwane gumy zeszklenia, jak również dramatycznie różnica między współczynnikami rozszerzalności metalu i gumy w stanie zeszklonym.

właściwości mechaniczne

Materiały polimerowe mają szeroką gamę właściwości mechanicznych, które są w dużym stopniu zależy od ich struktury. Oprócz tego ustawienia, wielki wpływ na właściwości mechaniczne materiału mogą mieć różne czynniki zewnętrzne. Należą :. temperatury, częstotliwości, czasu trwania lub stopnia załadowania, rodzaj stanie naprężonym, ciśnienia, rodzaju środowiska, obróbka cieplna itd Osobliwością właściwości mechanicznych materiałów polimerowych jest ich stosunkowo wysoką wytrzymałość przy bardzo małej sztywności (w stosunku do metalu).

Polimery te można podzielić na stałe, co odpowiada wartości modułu sprężystości E = 1,10 GPa (włókna, folie z tworzyw sztucznych) i miękkiego elastomeru, moduł sprężystości wynosi E = 1-10 MPa (guma). I mechanizm niszczenia zarówno są różne.

Do materiałów polimerowych charakteryzujących się wyraźną anizotropię właściwości, jak również zmniejszenia sił, rozwój pełzanie pod warunkiem długotrwałego obciążenia. Jednocześnie mają dość dużą odporność na zmęczenie. W porównaniu z metalami, są bardziej silną zależność właściwości mechanicznych temperatury. Jedną z najważniejszych właściwości materiałów polimerowych jest odkształcalność (plastyczność). Według tego parametru w szerokim zakresie temperatur, przyjętych w celu oceny ich podstawowe właściwości operacyjne i technologiczne.

Materiały polimerowe do podłogi

Teraz, rozważmy jeden przykład praktycznego zastosowania polimerów, ujawniając cały możliwy zakres tych materiałów. Substancje te znalazły szerokie zastosowanie w budownictwie i naprawy i prace wykończeniowe, w szczególności w powłoce piętrach. Ogromna popularność wynika z cech przedmiotowych substancji: są odporne na ścieranie, maloteploprovodny, mają niewielką nasiąkliwość, wystarczająco mocne i stabilne, posiadają wysokie walory farby. Wytwarzanie materiałów polimerowych mogą być podzielone na trzy grupy: linoleum (filmem), blachy i jastrychu urządzenie mieszaniny. Teraz pokrótce przyjrzeć się każdej z nich.

Linoleum wytwarzać różnymi rodzajami wypełniaczy i polimerów. Ich skład może również zawierać plastyfikatory, środki ułatwiające przetwarzanie i pigmenty. W zależności od rodzaju materiału polimerowego, poliestru (Gliphtal odróżnienia), chlorku winylu, gumy, kolloksilinovye i inne powłoki. Ponadto są strukturalnie podzielony nieuzasadnione i izolujące izolacyjne podstawą jednowarstwowe i wielowarstwowe, z gładkim, tektury i drapane powierzchni i jedna lub kilka kolorów.

Materiały płytki wykładzinowe wykonane w oparciu o składniki polimerowe mają bardzo małą odporność na ścieranie, odporność chemiczną i trwałość. W zależności od rodzaju surowców, ten rodzaj produktów polimerowych są podzielone na kumaronopolivinilhloridnye kumaron, PCW, kauczuku, fenolitovye, płytki bitumicznych, jak również płyt wiórowych i płyt pilśniowych.

Materiały do jastrychów są najbardziej wygodny i higieniczny w użyciu, mają dużą wytrzymałość. Mieszaniny te mogą być podzielone na betonie, polimerów, polimerów i octanu winylu.