Plastteknologi, typer, produksjon og bruk

Polymermaterialer - en høy molekyl kjemiske forbindelser som består av tallrike malomolekulyarnyh monomerer (enheter) fra den samme struktur. Ofte er de polymerer som anvendes for fremstilling av følgende monomerkomponenter: etylen, vinylklorid, vinildenhlorid, vinylacetat, propylen, metylmetakrylat, tetrafluoretylen, styren, urea, melamin, formaldehyd, fenol. I denne artikkelen vil vi diskutere i detalj hva polymere materialer, samt deres kjemiske og fysiske egenskaper, klassifisering og typer.

typer av polymerer

En funksjon av molekyler av dette materialet er det stor molekylvekt, som svarer til den følgende verdi: M> 5 * 103. Forbindelser med et lavere nivå av denne parameteren (M = 500-5000), referert til som oligomerer. Ved de lavmolekylære forbindelser som er mindre enn 500. De følgende typer av polymere materialer: syntetisk og naturlig. Den sistnevnte vanligvis referert naturlig gummi, glimmer, ull, asbest, cellulose, og t. D. imidlertid de grunnleggende syntetiske polymerer oppta plass karakter som oppnås ved fremgangsmåten ifølge kjemisk syntese av forbindelser med lav molekylnivå. Avhengig av fremgangsmåten for fremstilling av høymolekylære materialer er kjennetegnet polymerer som er, eller ved polykondensasjon eller ved addisjonsreaksjon.

polymerisasjon

Denne prosessen er en sammenslutning av lavmolekylære bestanddeler i den høye molekylvekt til å gi lange kjeder. Mengden av polymeriseringen nivå - er antall "mer" i molekylene i blandingen. Oftest er de polymere materialer som inneholder fra flere tusen til flere titalls av tusener av enheter. Ved polymeriseringen, er de følgende forbindelser ofte brukt: polyetylen, polypropylen, polyvinylklorid, polytetrafluoretylen, polystyren, polybutadien, og andre.

polykondensasjon

Denne prosessen er en sprangrespons, som er en forbindelse eller et stort antall lignende monomerer, eller et par av adskilte grupper (A og B) i polycondensors (makromolekyl) med samtidig dannelse av disse biprodukter: metylalkohol, karbondioksyd, hydrogenklorid, ammoniakk, vann og et al. Ved hjelp av de oppnådde polykondensasjons silikoner, polysulfoner, polykarbonater, aminoplaster, fenolforbindelser, polyestere, polyamider og andre polymere materialer.

polyaddisjon

Under denne prosessen forstår dannelse av polymerer i flere addisjonsreaksjoner av monomere bestanddeler, som inneholder reaktiv assosiasjon grense, monomerene med umettede grupper (aktive sykluser eller dobbeltbinding). I motsetning til polykondensasjonen tar polyaddisjonsreaksjon sted uten utslipp av biprodukter. Den viktigste oppgaven for denne teknologien mener herding epoxy harpiks og polyuretan mottak.

klassifisering av polymerene

I massen, alle polymere materialer deles i uorganiske, organiske og metallorganiske. Den første av disse (silikat glass, glimmer, asbest, keramiske materialer, etc.) ikke inneholder atomært karbon. De er basert på aluminiumoksyd, magnesium, silisium og liknende. D. Organiske polymerer som utgjør den mest omfattende klasse, de inneholder karbon, hydrogen, nitrogen, svovel, oksygen og halogen. Organometalliske polymere materialer - er forbindelser som er sammensatt av store kjeder andre enn de som er nevnt, og silisiumatomer, aluminium, titan og andre elementer som kan kombineres med organiske radikaler. Naturen av slike kombinasjoner ikke forekomme. Det er utelukkende syntetiske polymerer. Typiske representanter for denne gruppen er forbindelsene på silikonbasis, som i hovedkjeden er bygget av oksygen og silisiumatomer.

For å oppnå polymerer med ønskede egenskaper blir ofte brukt i faget ikke er "rene" substans, og kombinasjoner derav med organiske eller uorganiske bestanddeler. Et godt eksempel er polymerbyggematerialer: metall-plast, glassfiber, polymeren betong.

Strukturen av polymerene

Det særegne ved egenskapene for disse materialer på grunn av deres struktur som, i sin tur, er delt inn i følgende typer: lineær forgrenet lineær, de romlige molekylære gruppene med store og meget spesifikke geometriske strukturer og trapp. La oss kort undersøke hver av dem.

Polymermaterialer med lineær-forgrenet struktur enn ryggrad molekyler har sidegrener. Slike polymerer omfatter polypropylen og polyisobutylen.

Materialer med en lineær struktur har en lang sikksakk eller vridd til en skruelinje kjede. Deres makromolekyler karakteriseres først og fremst ved repetisjoner av land i en strukturell enhet eller gruppe av enheter av den kjemiske kjeden. Polymerer med lineær struktur kjennetegnes ved tilstedeværelse av ekstremt lange makromolekyler med en betydelig forskjell i beskaffenheten av bindinger i kjeden, og mellom dem. Vi mener inter og kjemiske bindinger. Makromolekyler slikt materiale er meget fleksibelt. Og denne egenskapen er basis av polymerkjedene, noe som fører til kvalitativt nye egenskaper: høy elastisitet, så vel som fravær av sprøhet i herdet tilstand.

Og nå får vi vite at slike polymermaterialer med en romlig struktur. Disse substanser dannes ved å kombinere til hverandre makromolekyler sterke kjemiske bindinger i tverretningen. Resultatet er en nettstruktur, som har en ikke-ensartet romlig gitter rammeverk. Polymerer av denne type har en høyere varmemotstandsevne og stivhet enn lineær. Disse materialer er grunnlaget for mange ikke-metalliske konstruksjonsmaterialer.

Molekyler av polymermaterialer med en stigestruktur sammensatt av et par av kjeder som er koblet sammen ved hjelp av en kjemisk binding. Disse omfatter silikonpolymerer som er karakterisert ved øket stivhet, varmemotstand, og dessuten trenger de ikke reagerer med organiske oppløsningsmidler.

Fasesammensetningen av polymerene

Disse materialene er systemer som består av amorfe og krystallinske områder. Den første av disse bidrar til å redusere stivheten, som gjør elastisk polymer som er i stand til store deformasjoner av en reversibel natur. Den krystallinske fase som bidrar til å øke deres styrke, hardhet, elastisitetsmodul, og andre parametere, mens den molekylære fleksibilitet substans minimaliseres. Forholdet mellom volumet av alle disse områdene til det totale volum er kalt graden av krystallisasjon, karakterisert ved at det maksimale nivået (80%) er polypropylener, fluorpolymerer, høydensitetspolyetylener. Et lavere nivå av graden av krystallisasjon har polyvinylklorider, polyetylener med lav tetthet.

Avhengig av virkemåten av polymere materialer ved oppvarming, kan de deles inn i herdeplast og termoplast.

termoherdende polymerer

Disse primære materialer har en lineær struktur. Når det blir oppvarmet, de myke, men strukturen forandringer i den romlige og materialet blir omdannet til et fast stoff som et resultat av lekkasje i kjemiske reaksjoner. I fremtiden er denne kvaliteten opprettholdes. På dette prinsippet polymere komposittmaterialer. Deres etterfølgende oppvarming ikke mykner stoffet, og fører bare til dens degradering. Klar termoherdende blanding ikke løser seg eller smelter, slik at det er uakseptabelt for resirkulering. Ved denne type materiale omfatter epoxy silikoner, fenol-formaldehyd og andre harpikser.

termoplastiske polymerer

Disse materialer ved oppvarming, først mykne og deretter smelting og påfølgende avkjøling stivner. Termoplastiske polymerer når en slik behandling ikke gjennomgår kjemiske forandringer. Dette gjør prosessen fullstendig reversibel. Stoffer av denne type er lineære eller forgrenede lineære struktur av makromolekyler, blant disse er det en liten kraft, og det er absolutt ingen kjemiske bindinger. Disse omfatter polyetylen, polyamid, polystyren, og andre. Teknologien for polymere materialer slik som termoplast gir for deres fremstilling ved hjelp av sprøytestøping i vann-kjøling former støping, ekstrudering, blåseforming, og andre metoder.

kjemiske egenskaper

Polymerene kan ha kalles i de følgende forhold: fast, flytende, amorf, krystallinsk fase, og svært elastisk, viskøs strømning og deformasjon glass. Den utstrakte bruken av polymere materialer på grunn av deres høye motstand mot forskjellige korroderende medier, slik som konsentrerte syrer og alkalier. De er ikke utsatt for elektrokjemisk korrosjon. Videre, med økende molekylvekt materiale er en reduksjon av løselighet i organiske løsningsmidler. Og polymerer med romlig struktur, vanligvis ikke utsatt for nevnte fluider.

fysiske egenskaper

De fleste polymerer er isolatorer, i tillegg er de ikke-magnetiske materialer. Av alle de brukte konstruksjonsmaterialer bare de har den laveste termiske ledningsevne og maksimal varmekapasitet og termisk krymping (omtrent tyve ganger større enn for metall). Årsaken til tap av tetthet av forskjellige tetningsanordninger ved lave temperaturer er den såkalte forglassing gummi, samt en dramatisk forskjell mellom koeffisientene for utvidelse av metall og gummi i forglasset tilstand.

mekaniske egenskaper

Polymere materialer som har et bredt spekter av mekaniske egenskaper som er svært avhengig av deres struktur. Bortsett fra denne innstillingen, kan en stor innflytelse på de mekaniske egenskaper av materialet har en rekke eksterne faktorer. Disse inkluderer :. temperatur, varighet, eller hastigheten av lasting, typen av spent tilstand, trykk, egenskap til omgivelsen, varmebehandling, etc. Det særegne ved de mekaniske egenskaper for polymere materialer er deres forholdsvis høy styrke ved meget lav stivhet (sammenlignet med metaller).

Polymerene kan deles inn i fast materiale, som svarer til elastisitetsmodulen E = 1,10 GPa (fiber, film, plast), og soft elastomert materiale, er elastisitetsmodul E = 1-10 MPa (gummi). Og mekanismen for ødeleggelsen av begge er forskjellige.

For polymere materialer kjennetegnes ved en utpreget anisotropi av egenskapene, så vel som reduksjon av styrke, kryping utvikling forutsatt langvarig belastning. Samtidig har de en ganske høy motstand mot tretthet. I sammenligning med metaller, er de mer sterk avhengighet av mekaniske egenskaper på temperaturen. En av de viktigste egenskapene til polymermaterialer er en deformerbarhet (duktilitet). I henhold til denne parameteren i et stort temperaturområde er valgt for å evaluere deres grunnleggende operasjonelle og teknologiske egenskaper.

Polymere materialer til gulv

Nå vurdere en utførelsesform av den praktiske anvendelsen av polymerer, som beskriver alle mulige utvalg av disse materialene. Disse stoffene har funnet bred anvendelse i bygging og reparasjon og etterbehandling arbeid, særlig i belegget etasjer. Den store popularitet skyldes egenskapene til de aktuelle stoffene: de er motstandsdyktige mot slitasje, maloteploprovodny, har liten vannabsorpsjon, sterk nok og fast, har høye kvaliteter av maling. Fremstilling av polymere materialer kan deles inn i tre grupper: Linoleum (roll), plateprodukter og blandinger innretning avrettingsmasse. Nå la oss kort se på hver av dem.

Linoleum fremstilt ved forskjellige typer av fyllstoffer og polymerer. Sammensetningen kan også omfatte myknere, bearbeidelseshjelpemidler og pigmenter. Avhengig av typen av polymermateriale, skille polyester (Gliphtal), polyvinylklorid, gummi, kolloksilinovye og andre belegg. Videre må de strukturelt oppdelt i grunnløse og med lyd-, isolerende fundament unilamellære og multilamellære, med glatt, riflet og fluffy overflate og en- og flerfarge.

Flis- materialer fremstilt på basis av polymere komponenter, har meget lav slitestyrke, kjemisk motstandsevne og holdbarhet. Avhengig av typen av råmateriale, er denne type av polymer-produkter deles i kumaronopolivinilhloridnye kumaronharpikser, PVC, gummi, fenolitovye, bitumen fliser, så vel som sponplater og fiberplater.

Materialer for påstøp som er mest praktisk og hygienisk å bruke, de har høy styrke. Disse blandingene kan deles inn i polymer-, polymerbetong og polyvinylacetat.