Τεχνολογία πλαστικών, τα είδη, την παραγωγή και τη χρήση

Πολυμερικά υλικά - ένα υψηλού μοριακού χημικές ενώσεις που αποτελούνται από πολυάριθμα malomolekulyarnyh μονομερή (μονάδες) της ίδιας δομής. Συχνά τα πολυμερή που χρησιμοποιούνται για την παρασκευή των ακόλουθων μονομερών συστατικών: αιθυλένιο, χλωριούχο βινύλιο, vinildenhlorid, οξικό βινύλιο, προπυλένιο, μεθυλομεθακρυλικό, τετραφθοροαιθυλένιο, στυρόλιο, ουρία, μελαμίνη, φορμαλδεΰδη, φαινόλη. Σε αυτό το άρθρο θα συζητήσουμε λεπτομερώς τι πολυμερή υλικά, καθώς και χημικές και φυσικές ιδιότητες, ταξινόμηση και τύπους.

τύποι πολυμερών

Ένα χαρακτηριστικό των μορίων αυτού του υλικού είναι η μεγάλη μοριακού βάρους, το οποίο αντιστοιχεί στην ακόλουθη τιμή: M> 5 * 103. Ενώσεις με ένα χαμηλότερο επίπεδο αυτής της παραμέτρου (Μ = 500-5000), που αναφέρεται ως ολιγομερή. Στις ενώσεις χαμηλού μοριακού βάρους είναι μικρότερο από 500. Οι ακόλουθοι τύποι πολυμερικών υλικών: συνθετικά και φυσικά. Το τελευταίο αναφέρεται συνήθως φυσικό καουτσούκ, μίκα, μαλλί, αμίαντο, κυτταρίνη, και t. D. Ωστόσο, οι βασικές συνθετικά πολυμερή καταλαμβάνουν χώρο χαρακτήρων, το οποίο λαμβάνεται με τη διαδικασία της χημικής σύνθεσης των ενώσεων με χαμηλό μοριακό επίπεδο. Ανάλογα με τη μέθοδο κατασκευής μεγάλου μοριακού βάρους υλικά, διακρίνονται πολυμερή τα οποία είναι ή με πολυσυμπύκνωση ή με αντίδραση προσθήκης.

πολυμερισμός

Αυτή η διαδικασία είναι μια ένωση χαμηλού μοριακού βάρους συστατικών στο υψηλού μοριακού βάρους για να δώσει μακρές αλυσίδες. Η ποσότητα του επιπέδου πολυμερισμού - είναι ο αριθμός των «mer» στα μόρια της σύνθεσης. Τις περισσότερες φορές, τα πολυμερή υλικά περιέχουν από χιλιάδες σε δεκάδες χιλιάδες μονάδες. Με τον πολυμερισμό, οι ακόλουθες ενώσεις χρησιμοποιούνται συχνά: πολυαιθυλένιο, πολυπροπυλένιο, χλωριούχο πολυβινύλιο, πολυτετραφθοροαιθυλένιο, πολυστυρένιο, πολυβουταδιένιο, και άλλα.

πολυσυμπύκνωση

Αυτή η διαδικασία είναι μια απάντηση βήμα, η οποία είναι μια ένωση ή ένας μεγάλος αριθμός παρόμοιων μονομερών, ή ένα ζεύγος διακριτές ομάδες (Α και Β) σε polycondensors (μακρομόριο) με ταυτόχρονο σχηματισμό αυτών των υποπροϊόντων: μεθυλική αλκοόλη, διοξείδιο του άνθρακα, υδροχλώριο, αμμωνία, νερό και et al. χρησιμοποιώντας τους λαμβανόμενους σιλικόνες πολυσυμπύκνωσης, πολυσουλφόνες, πολυανθρακικά, αμινοπλάστες, φαινολικά, πολυεστέρες, πολυαμίδια και άλλα πολυμερή υλικά.

πολυπροσθήκης

Σύμφωνα με αυτή τη διαδικασία να κατανοήσουν το σχηματισμό των πολυμερών σε πολλαπλές αντιδράσεις προσθήκης μονομερή συστατικά τα οποία περιέχουν αντιδραστικές όριο σύνδεσης, τα μονομερή των ακόρεστων ομάδων (ενεργό κύκλους ή διπλό δεσμό). Σε αντίθεση με την πολυσυμπύκνωση, αντίδραση πολυπροσθήκης λαμβάνει χώρα χωρίς την απαλλαγή των υποπροϊόντων. Το σημαντικότερο έργο αυτής της τεχνολογίας πιστεύουν θεραπεία εποξικές ρητίνες και πολυουρεθάνες υποδοχής.

ταξινόμηση των πολυμερών

Στην σύνθεση, όλα τα υλικά πολυμερούς χωρίζονται σε ανόργανα, οργανικά και οργανομεταλλικών. Το πρώτο από αυτά (πυριτικό γυαλί, μαρμαρυγία, αμίαντο, κεραμικά, κλπ) Μην περιέχουν ατομικού άνθρακα. Αποτελούν τη βάση οξειδίου του αργιλίου, μαγνησίου, πυριτίου και τα παρόμοια. Δ Οργανικά πολυμερή περιλαμβάνουν την πιο εκτεταμένη τάξη, που περιέχουν άνθρακα, υδρογόνο, άζωτο, θείο, οξυγόνο και αλογόνο. Οργανομεταλλική πολυμερή υλικά - είναι ενώσεις που αποτελούνται από μεγάλες αλυσίδες πέραν εκείνων που απαριθμούνται, και ατόμων πυριτίου, αργιλίου, τιτανίου και άλλα στοιχεία που μπορεί να συνδυαστεί με οργανικές ρίζες. Η φύση τέτοιων συνδυασμών δεν συμβαίνουν. Είναι αποκλειστικά συνθετικά πολυμερή. Τυπικοί αντιπρόσωποι της ομάδας αυτής είναι οι ενώσεις με βάση σιλικόνης, η οποία κύρια αλυσίδα είναι χτισμένο από άτομα οξυγόνου και πυριτίου.

Για να αποκτηθούν πολυμερή με επιθυμητές ιδιότητες χρησιμοποιείται συχνά στην τέχνη δεν είναι «καθαρή» ουσία, και συνδυασμούς αυτών με οργανικά ή ανόργανα συστατικά. Ένα καλό παράδειγμα είναι το πολυμερές δομικά υλικά: μέταλλο-πλαστικό, fiberglass, πολυμερές σκυρόδεμα.

Η δομή των πολυμερών

Η ιδιαιτερότητα των ιδιοτήτων των υλικών αυτών λόγω της δομής τους, η οποία, με τη σειρά του, διαιρείται σε τους ακόλουθους τύπους: γραμμική-διακλαδισμένα, γραμμικά, τις χωρικές μοριακές ομάδες με μεγάλες και πολύ συγκεκριμένες γεωμετρικές δομές και σκάλα. Ας εξετάσουμε εν συντομία κάθε μία από αυτές.

Τα πολυμερή υλικά με γραμμική-διακλαδισμένη δομή από τα μόρια ραχοκοκαλιάς έχουν πλευρικές διακλαδώσεις. Τέτοια πολυμερή περιλαμβάνουν πολυπροπυλένιο και πολυϊσοβουτυλένιο.

Υλικά με μία γραμμική δομή έχουν μια μακρά ζιγκ-ζαγκ ή συστρέφεται σε μια αλυσίδα έλικα. μακρομόρια τους χαρακτηρίζεται κυρίως από επαναλήψεις της γης σε μια δομική μονάδα ή ομάδα μονάδων της χημικής αλυσίδας. Πολυμερή με γραμμική δομή που χαρακτηρίζεται από την παρουσία εξαιρετικά μακρών μακρομορίων με σημαντική διαφορά στη φύση των ομολόγων κατά μήκος της αλυσίδας και μεταξύ τους. Εννοούμε διαμοριακών και χημικούς δεσμούς. Μακρομόρια τέτοιο υλικό είναι πολύ ευέλικτο. Και αυτή η ιδιοκτησία είναι η βάση των αλυσίδων του πολυμερούς, η οποία οδηγεί σε ποιοτικά νέα χαρακτηριστικά: υψηλή ελαστικότητα, καθώς και την απουσία της ευθραυστότητα στην θεραπευτεί κατάσταση.

Και τώρα μαθαίνουμε ότι τέτοια πολυμερή υλικά με χωρική δομή. Αυτές οι ουσίες σχηματίζουν δια συνδυασμού με κάθε άλλα μακρομόρια ισχυρών χημικών δεσμών κατά την εγκάρσια διεύθυνση. Το αποτέλεσμα είναι μια καθαρή δομή, η οποία έχει ένα μη-ομοιόμορφο πλαίσιο χωρική πλέγμα. Πολυμερή αυτού του τύπου έχουν μία υψηλότερη αντοχή στη θερμότητα και ακαμψία από γραμμική. Τα υλικά αυτά είναι η βάση για πολλές μη μεταλλικά υλικά κατασκευής.

Μόρια των πολυμερών υλικών με μια δομή σκάλα αποτελείται από ένα ζεύγος αλυσίδων που είναι συνδεδεμένα με ένα χημικό δεσμό. Αυτά περιλαμβάνουν πολυμερή σιλικόνης τα οποία χαρακτηρίζονται από αυξημένη ακαμψία, αντοχή στη θερμότητα, επιπλέον, δεν αλληλεπιδρούν με οργανικούς διαλύτες.

Η σύνθεση φάσης των πολυμερών

Αυτά τα υλικά είναι συστήματα τα οποία αποτελούνται από άμορφες και κρυσταλλικές περιοχές. Το πρώτο από αυτά βοηθά στη μείωση της ακαμψίας, κάνει ελαστικό πολυμερές το οποίο είναι ικανό μεγάλες παραμορφώσεις του ενός αναστρέψιμου χαρακτήρα. Η κρυσταλλική φάση συμβάλλει στην αύξηση της αντοχής τους, σκληρότητα, μέτρο ελαστικότητας, και άλλες παραμέτρους, ελαχιστοποιώντας ταυτόχρονα την ουσία μοριακή ευελιξία. Η αναλογία του όγκου όλων αυτών των περιοχών προς τον συνολικό όγκο ονομάζεται ο βαθμός της κρυσταλλοποίησης, όπου το ανώτατο επίπεδο (80%) είναι πολυπροπυλένια, φθοροπολυμερή, πολυαιθυλένια υψηλής πυκνότητας. Ένα χαμηλότερο επίπεδο ο βαθμός κρυσταλλοποίησης έχουν πολυβινυλοχλωρίδια, πολυαιθυλένια χαμηλής πυκνότητας.

Ανάλογα με την συμπεριφορά των πολυμερών υλικών κατά τη θέρμανση, μπορούν να χωριστούν σε θερμοσκληρυνόμενα και θερμοπλαστικά.

θερμοσκληρυνόμενα πολυμερή

Αυτά τα πρωτογενή υλικά έχουν γραμμική δομή. Όταν θερμαίνεται, να μαλακώσουν, αλλά οι αλλαγές δομή στη χωρική και το υλικό μετατρέπεται σε ένα στερεό, ως αποτέλεσμα της διαρροής στις χημικές αντιδράσεις. Στο μέλλον, αυτή η ποιότητα διατηρείται. Σε αυτή την αρχή πολυμερικά σύνθετα υλικά. επακόλουθη θέρμανση τους δεν μαλακώσει το υλικό, και οδηγεί μόνο σε υποβάθμιση της. Έτοιμο θερμοσκληρυνόμενο μίγμα δεν διαλύει ή να λειώσουν, γι 'αυτό είναι απαράδεκτο για ανακύκλωση. Με αυτόν τον τύπο υλικού περιλαμβάνουν εποξυ σιλικόνες, φαινόλη-φορμαλδεΰδη και άλλες ρητίνες.

θερμοπλαστικά πολυμερή

Αυτά τα υλικά όταν θερμαίνεται, πρώτα μαλακώνουν και στη συνέχεια λιώσει και μετέπειτα στερεοποιείται ψύξη. Θερμοπλαστικά πολυμερή όταν τέτοια επεξεργασία δεν υφίστανται χημικές μεταβολές. Αυτό καθιστά τη διαδικασία εντελώς αναστρέψιμη. Ουσίες αυτού του τύπου είναι γραμμική ή διακλαδισμένη γραμμική δομή των μακρομορίων, μεταξύ των οποίων υπάρχουν μια μικρή δύναμη, και δεν υπάρχει καμία απολύτως χημικούς δεσμούς. Αυτά περιλαμβάνουν το πολυαιθυλένιο, πολυαμίδιο, πολυστυρένιο, και άλλα. Η τεχνολογία των πολυμερών υλικών όπως θερμοπλαστικά προβλέπει για την παρασκευή τους με χύτευση έγχυσης σε νερό-ψύξης μορφές χύτευση, εξώθηση, χύτευση με εμφύσηση, και άλλες μεθόδους.

χημικές ιδιότητες

Τα πολυμερή μπορεί να έχουν καλέσει στις ακόλουθες συνθήκες: στερεά, υγρή, άμορφη, κρυσταλλική φάση, και εξαιρετικά ελαστική, ιξώδης ροή και γυαλί παραμόρφωση. Η ευρεία χρήση των πολυμερών υλικών λόγω της υψηλής αντοχής τους σε διάφορες διαβρωτικά μέσα, όπως συμπυκνωμένα οξέα και αλκάλια. Δεν είναι ευαίσθητα στην ηλεκτροχημική διάβρωση. Επιπλέον, με την αύξηση του μοριακού βάρους υλικό είναι μια μείωση της διαλυτότητας σε οργανικούς διαλύτες. Και πολυμερή που έχουν χωρική δομή, γενικά δεν εκτίθενται στο εν λόγω ρευστά.

φυσικές ιδιότητες

Τα περισσότερα πολυμερή είναι μονωτές, επιπλέον, είναι μη-μαγνητικά υλικά. Όλων των χρησιμοποιούμενων δομικών υλικών μόνο αυτοί έχουν τη χαμηλότερη θερμική αγωγιμότητα και τη μέγιστη θερμοχωρητικότητα, και θερμική συρρίκνωση (περίπου είκοσι φορές μεγαλύτερη από εκείνη του μετάλλου). Ο λόγος για την απώλεια σφιξίματος των διαφόρων συγκροτημάτων σφραγίσεως σε χαμηλές θερμοκρασίες είναι η λεγόμενη καουτσούκ υαλοποίηση, καθώς και μια δραματική διαφορά μεταξύ των συντελεστών διαστολής του μετάλλου και ελαστικού σε υαλοποιημένη κατάσταση.

μηχανικές ιδιότητες

Πολυμερικά υλικά έχουν ένα ευρύ φάσμα των μηχανικών ιδιοτήτων που εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό τη δομή τους. Εκτός από αυτή τη ρύθμιση, μια μεγάλη επίδραση στις μηχανικές ιδιότητες του υλικού μπορεί να έχει μια ποικιλία από εξωτερικούς παράγοντες. Αυτές περιλαμβάνουν :. Θερμοκρασία, συχνότητα, διάρκεια, ή τον ρυθμό της φόρτωσης, το είδος της τόνισε κατάσταση, πίεση, φύση του περιβάλλοντος, η θερμική κατεργασία, κλπ Η ιδιαιτερότητα των μηχανικών ιδιοτήτων των πολυμερών υλικών είναι σχετικά υψηλή αντοχή τους σε πολύ χαμηλή ακαμψία (σε σύγκριση με τα μέταλλα).

Τα πολυμερή μπορούν να χωριστούν σε στερεό, το οποίο αντιστοιχεί στο μέτρο ελαστικότητας Ε = 1,10 GPa (ίνες, φιλμ, πλαστικό), και μαλακό ελαστομερές υλικό, το μέτρο ελαστικότητας είναι E = 1-10 MPa (καουτσούκ). Και ο μηχανισμός της καταστροφής και των δύο είναι διαφορετικά.

Για πολυμερή υλικά που χαρακτηρίζονται από μια έντονη ανισοτροπία των ιδιοτήτων, καθώς και μείωση της αντοχής, της ανάπτυξης ερπυσμού παρέχεται παρατεταμένη φόρτωσης. Την ίδια στιγμή έχουν μια αρκετά υψηλή αντοχή στην κόπωση. Σε σύγκριση με τα μέταλλα, είναι πιο ισχυρή εξάρτηση των μηχανικών ιδιοτήτων από τη θερμοκρασία. Ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά των πολυμερών υλικών είναι ένα παραμορφωσιμότητα (ολκιμότητα). Σύμφωνα με αυτήν την παράμετρο σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών που εγκρίθηκε για την αξιολόγηση βασικές λειτουργικές και τεχνολογικές τους ιδιότητες.

Πολυμερικά υλικά για το πάτωμα

Τώρα, εξετάστε μία πραγματοποίηση της πρακτικής εφαρμογής των πολυμερών, που αποκαλύπτουν όλες δυνατό φάσμα αυτών των υλικών. Οι ουσίες αυτές έχουν βρει ευρεία εφαρμογή στην κατασκευή και την επισκευή και φινίρισμα εργασίας, ιδίως στην επικάλυψη των δαπέδων. Η τεράστια δημοτικότητα οφείλεται στα χαρακτηριστικά των εν λόγω ουσιών: είναι ανθεκτικά στην τριβή, maloteploprovodny, έχουν μικρή απορρόφηση του νερού, αρκετά ισχυρή και σταθερή, διαθέτουν υψηλή ποιότητα του χρώματος. Παραγωγή πολυμερών υλικών μπορούν να χωριστούν σε τρεις ομάδες: λινέλαιο (roll), υπό μορφή φύλλων προϊόντων και διάστρωσης συσκευή μίγματα. Τώρα, ας δούμε εν συντομία σε καθένα από αυτά.

Λινέλαιο που παράγεται από διάφορους τύπους πληρωτικών και πολυμερών. Η σύνθεσή τους μπορούν επίσης να περιλαμβάνουν πλαστικοποιητές, βοηθητικά επεξεργασίας, και χρωστικές ουσίες. Ανάλογα με τον τύπο του πολυμερούς υλικού, διακρίνει πολυεστέρα (Gliphtal), χλωριούχο πολυβινύλιο, καουτσούκ, kolloksilinovye και άλλες επικαλύψεις. Επιπλέον, δομικά χωρίζεται σε αβάσιμες και με ήχους, μονωτικό θεμέλια μονοελασματικών και πολυελασματικών, με λεία, κυματοειδή και χνουδωτές επιφάνεια και μονο- και πολυ-χρωμάτων.

Πλακάκια υλικά που κατασκευάζονται με βάση πολυμερή συστατικά, έχουν πολύ χαμηλή αντοχή στην τριβή, χημική αντοχή και ανθεκτικότητα. Ανάλογα με τον τύπο της πρώτης ύλης, αυτό το είδος πολυμερών προϊόντων χωρίζονται σε kumaronopolivinilhloridnye κουμαρόνης, PVC, καουτσούκ, fenolitovye, κεραμίδια ασφάλτου, καθώς και μοριοσανίδες και ινοσανίδες.

Υλικά για κονιάματα είναι το πιο βολικό και υγιεινής στη χρήση, έχουν υψηλή αντοχή. Αυτά τα μίγματα μπορούν να χωριστούν σε πολυμερισμένου, πολυμερές σκυρόδεμα και οξικό πολυβινύλιο.