Навигация:
Главная → Все категории → Строительное материаловедение

Поликонденсационные полимеры (реактопласты)


Поликонденсационные полимеры (реактопласты)

Поликонденсационные полимеры (реактопласты) получают в процессе реакции поликонденсации. Она протекает обычно при нагревании или под действием катализаторов. Кроме полимера выделяются побочные низкомолекулярные продукты (вода, хлористый водород, спирты и др.).

При реакции поликонденсации в зависимости от состава исходных продуктов могут образовываться как линейные цепи макромолекул, придающие полимеру термопластичные свойства, так и цепи пространственного строения — термореактивные полимеры.

Из полимеров, полученных поликонденсацией, в строительстве чаще всего используют фенолоформальдегидные, карбамидные, полиэфирные, эпоксидные, полиамидные и некоторые другие полимеры.

Фенолоформальдегидные полимеры получаются путем поликонденсации фенола с формальдегидом. Фенол СбШОН представляет собой бесцветные кристаллы игольчатого типа с характерным сильным запахом. Он токсичен, вдыхание его приводит к отравлению, а попадание на кожу вызывает ожоги. Формальдегид — газ с резким удушливым запахом, 40%-ный раствор его в воде называют формалином (СНгО).

В зависимости от соотношения исходных продуктов поликонденсации, характера катализаторов получают различные виды фе-нолоформальдегидных полимеров. При избытке фенола и конденсации в кислой среде получают новолачные (термопластичные) полимеры с линейным строением молекул. При избытке формальдегида и конденсации в щелочной среде образуются резольные (термореактивные) полимеры с сетчатым (трехмерным) строением моле-КУЛ- В процессе поликонденсации резольных полимеров можно выделить три основные стадии: А — резолы, В — резистолы и С — Резиты.

Полимер в стадии А растворяется в спирте, ацетоне и других °рганических растворителях и с большей или меньшей скоростью в зависимости от температуры переходит в неплавкое и нерастворимое состояние (процесс отверждения). Полимер в стадии В теряет способность плавиться при нагревании, растворяться в органических растворителях и только набухает. Конечная стадия конденсации, стадия С, характерна неплавкостью и нерастворимостью полимера.
Фенолоформальдегидные полимеры в твердом состоянии характеризуются высокой поверхностной твердостью и представляют собой хрупкие стеклообразные массы. Одним из достоинств феноло-формальдегидных полимеров является их способность хорошо совмещаться с наполнителями и давать материалы более прочные, теплостойкие и менее хрупкие, чем сами полимеры. Эти полимеры отличаются высокой адгезией к древесине, хлопчатобумажным тканям, бумаге. Фенолоформальдегидные полимеры и материалы на их основе обладают исключительно высокой химической стойкостью. Они используются для производства клеев, древесностружечных, древесноволокнистых и слоистых плит и пластиков, бумажносло-истых пластиков, водостойкой фанеры, сотопластов, минераловат-ных и стекловатных матов, спиртовых лаков.

Кйрбамидные (мочевиноформальдегидные) полимеры — продукты реакции поликонденсации мочевины и ее производных (тиомочеви-ны, меламина) с формальдегидом.

Мочевина — карбамид [СО—(NH2)2j в чистом виде представляет собой кристаллы без цвета и запаха, хорошо растворимые в воде и хлороформе; получают нагреванием под давлением смеси аммиака и углекислого газа.

В результате взаимодействия мочевины с формальдегидом в процессе поликонденсации могут быть получены термопластичные и термореактивные полимеры. По сравнению с фенолоформальде-гидными полимерами стоимость их ниже. Они светостойки, но вместе с тем менее водостойки, имеют пониженную химическую стойкость и большую хрупкость.

Мочевиноформальдегидные полимеры применяют для изготовления отделочных материалов — слоистых пластикрв, а также древесностружечных плит и пенопластов. Изделия на основе этих полимеров отличаются светлым тоном и хорошо окрашиваются в любой цвет.

Меламиноформалъдегидные полимеры — продукты поликонденсации меламина и формальдегида. Меламин — кристаллическое вещество, растворимое в воде, амид циануровой кислоты.

Процесс конденсации этих полимеров сходен с процессом конденсации мочевины с формальдегидом. Однако меламиноформаль-дегидные полимеры вследствие большего числа связей («сшивок») обладают повышенной прочностью, твердостью и теплостойкостью.

Обычные продукты конденсации меламина и формальдегида имеют ограниченное применение в строительстве и вследствие растворимости в воде используются в виде водных растворов.

Полиуретан — продукт взаимодействия диизоцианатов и многоатомных спиртов, т. е. веществ, в молекулы которых входят две изоцианатные группы (0=C=N) и две или более гидроксильные группы.

Полиуретаны чаще всего бывают линейными микрокристаллическими высокополимерами. Однако при применении веществ с полиреактивностью более двух (трехатомных спиртов или триизоциа-натов) могут быть получены и термореактивные разновидности.

Полиуретаны применяют для изготовления волокон, лакокрасочных покрытий, гидроизоляционных пленок и клеев. Большое значение приобретает этот полимер для производства газонаполненных пластмасс малой плотности (до 30 кг/м3), обладающих хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами.

Полиэфирные полимеры — высокомолекулярные соединения, получаемые в результате поликонденсации многоосновных кислот со спиртами. Широкое применение получили главным образом глиф-талевые полимеры, синтезируемые путем взаимодействия глицерина с ангидритом фталевой кислоты. Глицерин — простейший трехатомный спирт — СзН5(ОН)з и фталевый ангидрит (СбШСО^О в результате реакции поликонденсации образуют глифталевый полимер с трехмерными сетчатыми молекулами.

В промышленности строительных материалов глифталевые полимеры используют при изготовлении лаков, эмалей и грунтовок для внутренней отделки помещений.

Полиэфиры, полученные конденсацией малеинового ангидрида и этиленгликолей, называют полиэфирмалеинатами. Полиэфирма-леинатные полимеры выпускают марок ПН-1, ПН-2 и др.

Полиэфиры вследствие относительной дешевизны, а также развитой сырьевой базы для их получения имеют широкое применение в качестве прочных и теплостойких лакокрасочных покрытий.

Одной из типичных разновидностей этих полимеров является полиэпоксид, получаемый конденсацией эпихлоргидрина и диоксидифенолпропана. Эпоксидные полимеры могут быть получены как в твердом, так и в Жидком состоянии. Для отверждения эпоксидных полимеров (смол) Используют два вида отвердителей — каталитического и «сшивающего» действий. К отвердителям каталитического действия относят диметиламинометилфенол, фтористый бор и др., к отвердителям второго вида— полиамины, полисульфиды и др. При отверждении эпоксидных полимеров не выделяются побочные продукты реакции, что способствует изготовлению изделий на этих полимерах.

Эпоксидные полимеры обладают исключительно высокой адгезией почти ко всем материалам, в том числе к металлам, бетону, древесине, стекловолокну, хлопчатобумажным тканям. Они хорошо совмещаются со многими полимерами и после отверждения характеризуются высокой химической стойкостью, а также относительно высокой теплостойкостью — до 140—150°С.

Промышленность выпускает следующие марки эпоксидных полимеров: ЭД-8, ЭД-10, ЭД-14, ЭД-20 и др.

При добавлении к эпоксидным полимерам некоторых наполнителей и пластификаторов получают хорошо цементирующий материал для герметизации стыков и ремонта труб.

Полиамидные полимеры — продукты реакции поликонденсации двухосновных кислот и диаминов. По своему строению и способу получения они сходны с полиэфирами. Полиамидные полимеры представляют собой твердые, высокоплавкие вещества с микрокристаллической структурой и термореактивными свойствами. В строительстве они нашли применение для изготовления влагоизолирую-щих пленок, используемых при производстве бетонных работ.

Эти полимеры, получаемые из низкомолекулярных соединений— ал-килхлорсиланов и др., отличаются повышенными жесткостью и теплостойкостью. В этом смысле они как бы обладают свойствами, присущими как силикатным материалам (прочность, твердость, теплостойкость), так и органическим полимерам (эластичность, гидро-фобность, морозостойкость). Кремнийорганические полимеры в зависимости от строения исходных мономеров могут иметь линейное и пространственное строение молекул. Низкомолекулярные разновидности кремнийорганических полимеров в виде жидкостей ГКЖ-10, ГКЖ-11, ГКЖ-94 применяют для приготовления водоотталкивающих красок и придания бетонам и растворам гидрофобных свойств. Высокомолекулярные кремнийорганические полимеры используют: линейные—в герметиках, так как являются каучуками; химически «сшитые» — в пластиках для склеивания волокон и в жароупорных эмалях и лаках.



Похожие статьи:
Строительные термины и определения

Навигация:
Главная → Все категории → Строительное материаловедение

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум