Полимерные материалы и изделия. (Лекция 16)

Август 10, 2022

Главная
Химия
Полимерные материалы и изделия. (Лекция 16)

Содержание

2. Т Е М А 7. 1. Составляющие пластмасс. ПЛАСТМАССЫ - это материалы, которые в качестве необходимой
3. ОТВЕРДИТЕЛИ - вещества, ускоряющие процесс отверждения полимеров и образования пространственной трехмерной структуры. СТАБИЛИЗАТОРЫ - антиоксиданты, вещества,
4. Пластмассы – это один из наиболее перспективных классов стройматериалов. Они обладают рядом ценных свойств: низкая плотность
5. 2. Общая характеристика полимеров. ПОЛИМЕРЫ - вещества, молекулы которых представляют собой цепь или пространственную решетку из
6. а) По строению основной цепи полимеры делятся на - КАРБОЦЕПНЫЕ, цепи макромолекул которых состоят лишь из
7. Основными классификационными признаками полимеров с точки зрения технолога являются способ получения и характер поведения полимеров при
8. 3. Способы изготовления полимерных изделий. КАЛАНДРИРОВАНИЕ - способ формования изделий в зазоре между двумя вращающимися валками
9. ТЕРМОФОРМОВАНИЕ производят вакуумным и пневматическим методами. При вакуумном термоформовании изделия получают из листовых термопластичных заготовок, которые
10. 4. Основные свойства пластмасс. Физические свойства ИСТИННАЯ ПЛОТНОСТЬ пластмасс обычно в 1,5...2 раза меньше, чем у
11. Механические свойства. ПРОЧНОСТЬ пластмасс определяется связующим полимером и заполнителем. МОДУЛЬ УПРУГОСТИ пластмасс примерно в 10 раз
12. Химические и физико-химические свойства. ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ - большинство пластмасс стойки к неорганическим кислотам и щелочам, но
13. 5. Виды строительных материалов и изделий из пластмасс. По сравнению с другими строительными материалами пластмассы дороги
14. Конструкционно-отделочные материалы. СТЕКЛОПЛАСТИКИ - листовые материалы, содержащие в качестве наполнителя стеклоткань или стекловолокно, в качестве связующего
15. ДРЕВЕСНОСЛОИСТЫЙ ПЛАСТИК содержит в качестве наполнителя древесный шпон, в качестве связующего - фенолформальдегидные смолы. Это более
16. Отделочные материалы. БУМАЖНО-СЛОИСТЫЙ ПЛАСТИК состоит из 15...20 слоев крафт-бумаги на фенолформальдегидном связующем и 1...3 слоев кроющей
17. БЕЗОСНОВНЫЕ тонкие полимерные пленки, окрашенные по всей толщине, имеющие рисунок или тиснение с лицевой стороны и
18. ПОГОНАЖНЫЕ ИЗДЕЛИЯ - плинтусы, рейки, поручни для лестниц и т.д. Например: поручни из поливинилхлоридной пластифицированной композиции
19. Материалы для пола. Материалы для пола могут быть рулонные основные и безосновные, плиточные и мастичные. Способны
21. Скачать презентацию

Слайд 2

Т Е М А 7.
1. Составляющие пластмасс.
ПЛАСТМАССЫ - это материалы,

которые в качестве необходимой составляющей содержат полимер и обладают пластичностью на определенном этапе производства, которая теряется после отверждения полимера.
Кроме полимера пластмассы могут содержать: наполнитель, пластификатор, отвердитель, стабилизатор, краситель.
НАПОЛНИТЕЛИ могут быть органическими и неорганическими материалами. Это порошки, волокна, ткани, бумага, древесный шпон, стружка и т.д.
Наполнители сокращают расход дорогого полимера и обеспечивают определенные свойства пластмасс, например, повышают теплостойкость, прочность и т.д.
ПЛАСТИФИКАТОРЫ - вещества, повышающие эластичность полимера и уменьшающие его хрупкость.

Слайд 3

ОТВЕРДИТЕЛИ - вещества, ускоряющие процесс отверждения полимеров и образования пространственной

трехмерной структуры.
СТАБИЛИЗАТОРЫ - антиоксиданты, вещества, предотвращающие процесс старения пластмасс под действием солнца, кислорода воздуха, тепла и т.п.
ПИГМЕНТЫ - красящие вещества, придающие различные цвета пластмассам.
АНТИПИРЕНЫ - вещества, повышающие стойкость пластмасс против возгорания.
ПОРООБРАЗОВАТЕЛИ - вещества, используемые для создания газонаполненных пластиков,
ПОЛИМЕРЫ - вещества, в композиционных пластмассах выполняющие роль связующего, если пластик состоит из одного полимера – являются основным материалом.

Слайд 4

Пластмассы – это один из наиболее перспективных классов стройматериалов. Они обладают

рядом ценных свойств: низкая плотность полимера, высокие механические свойства (прочность при сжатии и изгибе до 200 МПа и выше). Пластмассы стойки против действия кислот и щелочей, технологичны, водопоглощение плотных пластмасс стремится к 0.
Недостатки пластмасс: низкая теплостойкость (70-200°С), высокий коэффициент линейного температурного расширения – (25…120)*10-6, высокая ползучесть, старение, горючесть многих пластмасс, токсичность.

Слайд 5

2. Общая характеристика полимеров.
ПОЛИМЕРЫ - вещества, молекулы которых представляют собой

цепь или пространственную решетку из последовательно соединенных одинаковых групп атомов, повторяющихся большое количество раз.
Молекулярная масса полимеров очень велика - от нескольких тысяч до миллионов кислородных единиц.

Слайд 6

а) По строению основной цепи полимеры делятся на
- КАРБОЦЕПНЫЕ, цепи макромолекул

которых состоят лишь из углерода, - полиэтилен
- ЭПОКСИДНЫЕ, ПОЛИЭФИРНЫЕ ГЕТЕРОЦЕПНЫЕ, в основной цепи которых появляются гетероатомы (S, O , N ).
б) По внутреннему строению полимеры делятся на
- ЛИНЕЙНЫЕ, состоящие из длинных нитевидных макромолекул, - поливинилхлорид
- ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ, между макромолекулами которых образуются прочные поперечные химические связи, - карбамид
Линейные полимеры термопластичны. При нагревании они обратимо размягчаются , а при охлаждении вновь отверждаются. Наиболее распространенные термопластичные полимеры: полиэтилен , полипропилен , поливинилхлорид , полиизобутилен.
Пространственные полимеры термореактивны. Отверждение их происходит при нагревании, поэтому отвержденный полимер при нагревании не переходит в пластическое состояние, а может только деструктировать. Наиболее распространенные термореактивные полимеры: карбамидные, фенолоформальдегидные, эпоксидные, полиэфирные и кремний-органические.

Слайд 7

Основными классификационными признаками полимеров с точки зрения технолога являются способ получения

и характер поведения полимеров при нагреве. По способу получения полимеры подразделяются на четыре класса:
А – полимеризационные;
Б – поликонденсационные;
В – модифицированные из природных полимеров;
Г – образовавшиеся в природных условиях и изготовленные путем деструктивной или простой перегонки ряда органических веществ (нефти, угля).
Полимеры классов А и Б являются основными в производстве пластмасс, класс В имеет ограниченное применение. Высокомолекулярные вещества класса Г (битумы, дегти) для производства отделочных материалов не используются.

Слайд 8

3. Способы изготовления полимерных изделий.
КАЛАНДРИРОВАНИЕ - способ формования изделий
в зазоре

между двумя вращающимися валками из
термопластичных композиций для получения рулонных,
пленочных и листовых материалов. Каландр состоит из 2…4 полых валков с полированной поверхностью. Валки вращаются с одинаковой скоростью и нагреваются до необходимой температуры водой, подаваемой вовнутрь валков под давлением. При каландрировании композиция освобождается от воздуха, уплотняется и выходит в виде непрерывной ленты. Это один из основных методов формования термопластичных композиций (ПВХ – линолеум, релин, ПВХ и кумароновые плитки, полиэтиленовая и полиизобутиленовая пленки, полиизобутиленовые листы).
ЭКСТРУЗИЯ - продавливание формовочной массы
через мундштук экструдера - насадку,
соответствующую профилю изделия.
Применяются шнековые экструзионные машины,
в которые полимер подается в виде порошка или
гранулята. В экструдере полимер нагревается
до вязкотекучего состояния и выдавливается через мундштук.
Этим методом изготавливают трубы, погонажные изделия, плитки, пленки и т.д.
ЛИТЬЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ осуществляют при получении
изделий из вязкотекучих термопластичных композиций
методом инжекции. Порция расплавленной массы,
полученной в литьевых машинах, под давлением
впрыскивается в форму, где охлаждается и быстро затвердевает.
Этим способом получают детали для соединения труб, сифоны, облицовочные плитки.

Слайд 9

ТЕРМОФОРМОВАНИЕ производят вакуумным и пневматическим методами.
При вакуумном термоформовании изделия

получают из листовых термопластичных заготовок, которые в пластическом состоянии под влиянием вакуума принимают конфигурацию формы.
Этим методом получают крупногабаритные тонкостенные изделия сложного профиля - ванны, раковины, смывные бачки.
При пневмоформовании размягченные заготовки превращают в изделия с помощью сжатого воздуха.
ПРЕССОВАНИЕ осуществляют в обогреваемых гидравлических прессах при переработке смесей на основе термореактивных полимеров.
Прессованием получают древесно-волокнистые и древесно-стружечные плиты, слоистые пластики.

Слайд 10

4. Основные свойства пластмасс.
Физические свойства
ИСТИННАЯ ПЛОТНОСТЬ пластмасс обычно в 1,5...2 раза

меньше, чем у каменных материалов.
ПОРИСТОСТЬ пластмасс регулируется в широких пределах от 0 до 95..98 %.
ВОДОПОГЛОЩЕНИЕ пластмасс не более 1 %.
ВОДОСТОЙКОСТЬ пластмасс высокая.
ТЕПЛОСТОЙКОСТЬ большинства пластмасс невысокая и составляет 100...200 С, но у фторопластов и кремнийорганических полимеров она достигает 300...500 С.
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ пластмасс низкая ( λ = 0,23...0,7Вт/м С), у пено- и поропластов она близка к теплопроводности воздуха.
КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ в 5...10 раз выше, чем у других материалов.

Слайд 11

Механические свойства.
ПРОЧНОСТЬ пластмасс определяется связующим полимером и заполнителем.
МОДУЛЬ УПРУГОСТИ пластмасс

примерно в 10 раз ниже, чем у бетона и стали, поэтому им характерна высокая ползучесть и деформативность.

Слайд 12

Химические и физико-химические свойства.
ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ - большинство пластмасс стойки к неорганическим

кислотам и щелочам, но в органических растворителях, близких по природе полимеру, могут растворяться.
СТАРЕНИЕ - изменение структуры и состава полимера под действием света, кислорода воздуха, нагревания, при этом появляется хрупкость, исчезает эластичность, в конечном итоге наступает полное разрушение.
ВЫДЕЛЕНИЕ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ происходит в результате присутствия в полимерах продуктов их деструкции, появляющихся из-за нарушения технологических режимов производства полимеров, а так же из-за вводимых в пластмассу низкомолекулярных продуктов (пластификаторы, стабилизаторы и др.) В жидком виде все полимеры токсичны.
ГОРЮЧЕСТЬ ПЛАСТМАСС связана с горючестью полимеров как органических веществ. Добавляя в пластмассы антипирены снижают их горючесть.
ОКРАШИВАЕМОСТЬ полимеров в различные цвета производится путем введения красителей в его расплав или раствор.

Слайд 13

5. Виды строительных материалов и изделий из пластмасс.
По сравнению с

другими строительными материалами пластмассы дороги и дефицитны, что объясняется недостаточным объемом производства полимеров и их относительно высокой стоимостью. Поэтому основным технико-экономическим требованием к строительным пластмассам является минимальная полимероёмкость, т.е. минимальный расход полимера на единицу готовой продукции.
Классификация полимерных материалов и изделий.
1. Конструкционно-отделочные материалы.
2. Отделочные материалы.
3. Материалы для пола.
4. Теплоизоляционные материалы.
5. Гидроизоляционные и герметизирующие материалы.
6. Трубы и сантехнические изделия.
7. Применение полимеров в бетонах.
8. Клеи на основе полимеров.

Слайд 14

Конструкционно-отделочные материалы.
СТЕКЛОПЛАСТИКИ - листовые материалы, содержащие в качестве наполнителя стеклоткань

или стекловолокно, в качестве связующего - полиэфиры, фенолформальдегидные или эпоксидные смолы, отверждающиеся при нагревании в трехмерные структуры. Благодаря высокому армирующему эффекту заполнителя эти пластики обладают повышенной прочностью.
Применение: декоративная наружная облицовка, устройство кровель, для изготовления ванн, раковин, труб, химических аппаратов.
ДСП - древесно-стружечные плиты, содержащие в качестве наполнителя древесные стружки, а в качестве связующего - термореактивные полимеры. ДСП могут быть облицованы декоративными пленками, плитками или офанерованы.
Применение: каркасные и щитовые стены и перегородки, в мебельной промышленности.

Слайд 15

ДРЕВЕСНОСЛОИСТЫЙ ПЛАСТИК содержит в качестве наполнителя древесный шпон, в качестве связующего

- фенолформальдегидные смолы. Это более прочный и более водостойкий материал, чем ДСП применение аналогичное. И тот и другой материал несколько токсичны.

Слайд 16

Отделочные материалы.
БУМАЖНО-СЛОИСТЫЙ ПЛАСТИК состоит из 15...20 слоев крафт-бумаги на фенолформальдегидном связующем

и 1...3 слоев кроющей декоративной бумаги на карбамидном связующем. Он обладает высокой поверхностной твердостью и термостойкостью порядка 120 С. Применение: мебель для кухонь, облицовка столярных изделий.
ЦВЕТНЫЕ ДЕКОРАТИВНЫЕ ПЛИТЫ И ЛИСТЫ из полистирола с пониженной горючестью. Они имитируют деревянную облицовку из ценных пород дерева, часто с резьбой, например, декоративные панели " Полиформ".
ПОЛИСТИРОЛЬНЫЕ ПЛИТКИ - водо- и паронепроницаемы, химически стойкие, но горючи. Применять их нельзя для облицовки эвакуационных выходов, стен, к которым примыкают отопительные и нагревательные приборы, в детских учреждениях.
ФЕНОЛИТОВЫЕ ПЛИТКИ состоят из порошкообразного наполнителя (каолин, тальк, древесная мука, слюда) на формальдегидном связующем; применяются для облицовки стен помещений с химической агрессией. Декоративные пленочные материалы.

Слайд 17

БЕЗОСНОВНЫЕ тонкие полимерные пленки, окрашенные по всей толщине, имеющие рисунок

или тиснение с лицевой стороны и часто с изнанки слой "неумирающего" клея, прикрытый специальной легкоснимающейся бумагой.
Пленки на основе:
ИЗОПЛЕН - на бумажную основу нанесена поливинилхлоридная паста с последующим тиснением;
ВЛАГОСТОЙКИЕ МОЮЩИЕСЯ ОБОИ - обычные обои, с лица покрытые тонким слоем поливинилацетатной эмульсии;
ЛИНКРУСТ - на бумажную основу нанесена паста глифталиевого полимера с последующим рифлением. Его можно окрашивать масляной или синтетической краской.
Применяются декоративные пленочные материалы для внутренней отделки помещений.

Слайд 18

ПОГОНАЖНЫЕ ИЗДЕЛИЯ - плинтусы, рейки, поручни для лестниц и т.д.
Например:

поручни из поливинилхлоридной пластифицированной композиции привозят в бухтах. Для укрепления на металлических перилах поручни разогревают при 50...70 С в воде до размягчения и садят на перила. После остывания поручень плотно охватывает металл.
Применение полимерных погонажных изделий позволяет экономить большое количество древесины.

Слайд 19

Материалы для пола.
Материалы для пола могут быть рулонные основные и

безосновные, плиточные и мастичные. Способны служить 25 лет и более
Рулонные материалы:
ЛИНОЛЕУМ может быть безосновный и с основой (ткань, войлок, пористый полимер).Наиболее распространенный - поливинилхлоридный линолеум. К основанию пола линолеум крепится с помощью специальных приклеивающих мастик; применяется в сухих помещениях;
РЕЛИН - резиновый линолеум, у которого лицевой слой выполнен из цветной резины на синтетических каучуках, а нижний -из девулканизированной резины с добавкой битума; применяется в помещениях с повышенной влажностью.

Полимерные материалы и изделия. (Лекция 16)

Содержание

Т Е М А 7.1. Составляющие пластмасс. ПЛАСТМАССЫ - это материалы,

ОТВЕРДИТЕЛИ - вещества, ускоряющие процесс отверждения полимеров и образования пространственной

Пластмассы – это один из наиболее перспективных классов стройматериалов. Они обладают

2. Общая характеристика полимеров. ПОЛИМЕРЫ - вещества, молекулы которых представляют собой

а) По строению основной цепи полимеры делятся на- КАРБОЦЕПНЫЕ, цепи макромолекул

Основными классификационными признаками полимеров с точки зрения технолога являются способ получения

3. Способы изготовления полимерных изделий.КАЛАНДРИРОВАНИЕ - способ формования изделий в зазоре

ТЕРМОФОРМОВАНИЕ производят вакуумным и пневматическим методами. При вакуумном термоформовании изделия

4. Основные свойства пластмасс.Физические свойстваИСТИННАЯ ПЛОТНОСТЬ пластмасс обычно в 1,5...2 раза

Механические свойства.ПРОЧНОСТЬ пластмасс определяется связующим полимером и заполнителем. МОДУЛЬ УПРУГОСТИ пластмасс

Химические и физико-химические свойства.ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ - большинство пластмасс стойки к неорганическим

5. Виды строительных материалов и изделий из пластмасс. По сравнению с

Конструкционно-отделочные материалы. СТЕКЛОПЛАСТИКИ - листовые материалы, содержащие в качестве наполнителя стеклоткань