Tehnologija umetne mase, vrste, proizvodnja in uporaba

Polimerni materiali - visoko molekulsko kemičnih spojin, ki so sestavljeni iz številnih malomolekulyarnyh monomerov (enot) na enak način. Pogosto so polimeri uporabljajo za pripravo naslednjih monomernih komponent: etilena, vinil klorid, vinildenhlorid, vinilacetata, propilena, metilmetakrilat, tetrafluoroetilena, stirena, sečnine, melamin, formaldehid, fenol. V tem članku bomo razpravljali podrobno, kaj polimerni materiali, kot tudi njihove kemične in fizikalne lastnosti, razvrstitev in vrste.

Vrste polimerov

Značilnost molekul tega materiala je velika molekulske mase, ki ustreza naslednjim vrednostim: M>5 * 103. Spojine z nižjo stopnjo tega parametra (M = 500-5000), v nadaljnjem besedilu oligomere. Pri spojinah z nizko molekulsko maso manj kot 500. Te vrste polimernih materialov: sintetičnih in naravnih. Slednji običajno iz naravnega kavčuka, sljudo, volna, azbest, celuloza, t. D. Vendar pa se temeljna sintetične polimere zasedajo presledek, ki je pridobljen s postopkom kemijske sinteze spojin s nizko molekularnem nivoju. Odvisno od načina izdelave visoko molekulsko materialov, se odlikujejo polimeri, ki so ali s polikondenzacijo, ali z dodatkom reakcijo.

polimerizacija

Ta postopek je združenje nizko komponent molekulsko maso v visoko molekulsko maso, da smo dobili dolge verige. Količina stopnjo polimerizacije - je število "mer" v molekul sestavka. Najpogosteje so polimerni materiali vsebujejo od tisoč do deset tisoč enot. S polimerizacijo, se pogosto uporabljajo naslednje spojine: polietilen, polipropilen, polivinilklorid, politetrafluoroetilena, polistiren, polibutadien, in drugi.

polikondenzacijo

Ta postopek je odgovor korak, ki je spojina ali njena veliko število podobnih monomerov ali par ločenih skupin (A in B) v polikondenzorji (makromolekule) s hkratno tvorbo teh stranskih proizvodov: metil alkohol, ogljikov dioksid, vodikov klorid, amoniaka, vodo in druge. Z uporabo dobljenih s polikondenzacijo silikone, polisulfoni, polikarbonatov, aminoplasti, fenolov, poliestre, poliamide in drugih polimernih materialov.

adicijo

V skladu s tem postopkom razumeti tvorbo polimerov v več adicijske reakcije monomernih komponent, ki vsebujejo reaktivno pridruženem mejah monomerov nenasičenih skupin (aktivnih ciklov ali dvojno vez). V nasprotju s polikondenzacijo, poliadicijo reakcija poteka brez zaključka stranskih proizvodov. Najpomembnejša naloga te tehnologije verjamejo sušenje epoksidne smole in proizvodnjo poliuretanov.

Klasifikacija polimerov

V sestavku so vsi polimerni materiali razdeljen na anorganski, organski in metalorganske. Prvi od teh (Soda-apno steklo, mica, azbest, keramika, itd) ne vsebujejo atomske ogljika. So osnova aluminijevega oksida, magnezija, silicija in podobno. D. organskih polimerov obsegajo najširšo razred, ki vsebujejo ogljik, vodik, dušik, žveplo, kisik in halogen. Organokovinske polimerni materiali - so spojine, ki so sestavljeni iz, ki niso našteti glavne verige in silicijevih atomov, aluminija, titana in drugih elementov, ki jih lahko v kombinaciji z organskimi radikali. Narava teh kombinacij ne pride. To je samo sintetični polimeri. Tipični predstavniki te skupine so spojine na silikonski osnovi, ki je glavna veriga zgrajena iz kisika in silicijevih atomov.

Video: Plovila stekleno, to !!!

Da bi dobili polimere z želene lastnosti se pogosto uporabljajo v stroki niso "čisti" snov, in kombinacije le-teh z organskimi ali anorganskimi komponentami. Dober primer je polimer gradbenih materialov: kovina-plastika, steklenih vlaken, polimer betona.

Struktura polimerov

Posebnost lastnosti teh materialov zaradi njihove strukture, ki v zameno, je razdeljena v naslednje skupine: linearna, razvejana, ravnega, prostorskih molekulskih skupin z velikimi in zelo specifičnih geometrijskih struktur in stopnicami. Na kratko si oglejmo vsakega od njih.

Polimerni materiali s strukturo razvejan od ogrodja molekule imajo stranske veje. Takšni polimeri vključujejo polipropilena in izobutilen.

Materiali z linearno strukturo imajo dolgo cikcak ali zvije v spiralo verigo. Njihove makromolekule predvsem označen s ponovitvami zemlje v eni strukturni enote ali skupine enot kemijske verige. Polimeri z linearno strukturo označena s prisotnostjo ekstremno dolgih makromolekul z bistveno razliko v naravi vezi v verigi in med njimi. Mislimo intermolekularne in kemijske vezi. Makromolekule tak material je zelo fleksibilen. In ta lastnost je osnova polimernih verig, ki vodi v kakovostno novih značilnosti: visoka elastičnost, kot tudi odsotnost krhkosti v utrjenem stanju.

In zdaj pa smo izvedeli, da so takšne polimernih materialov s prostorsko strukturo. Te snovi se tvori s kombiniranjem med seboj makromolekul močnih kemijskih vezi v prečni smeri. Rezultat je neto strukturo, ki je ni enoten okvir za prostorski omrežja. Polimeri te vrste imajo večjo odpornost na vročino in togost kot linearno. Ti materiali so osnova za mnoge nekovinskih gradbenih materialov.

Molekule polimernih materialov s strukturo lestvice, sestavljene iz para verig, ki so povezani s kemijsko vezjo. To vključuje silikonski polimeri, ki so značilni povečana togost, odpornost na toploto, poleg tega, da ne komunicirajo z organskimi topili.

Fazno sestavo polimerov

Ti materiali so sistemi, ki so sestavljeni iz amorfne in kristalinične regije. Prvi od teh pomaga zmanjšati togost, naredi elastično polimer, ki je sposoben velikih deformacij reverzibilne narave. Kristalno fazo prispeva k povečanju trdnosti, trdota, elastični modul in druge parametre, ob hkratnem zmanjšanju snov molekulske prožnosti. Razmerje med volumnom vseh teh področij na celoten volumen imenujemo stopnjo kristalizacije, kjer sta mejna vrednost (80%) polipropilenov, fluoropolimerov, polietilenov z visoko gostoto. Nižja stopnja stopnja kristalizacije imajo polyvinylchlorides, polietilene nizke gostote.

Odvisno od obnašanja polimernih materialov ob segrevanju, jih lahko razdelimo na toploti strdljivi in ​​termoplastov.

varjeni polimeri

Ti primarni materiali imajo linearno strukturo. Pri segrevanju, se zmehča, vendar konstrukcija spremembe v prostorski in materiala pretvori v trden kot posledica puščanja v kemijskih reakcij. V prihodnosti, je to kvaliteta ohrani. Na to načelo polimera kompozitni materiali. Njihovo kasnejše segrevanje ne zmehča materiala in vodi le na njegovo razgradnjo. Pripravljen termoreaktiven zmes ne raztopi ali stopijo, zato je nesprejemljivo za recikliranje. S to vrsto materiala vključuje epoksidne silikone, fenol-formaldehid in druge smole.

termoplastični polimeri

Ti materiali Pri segrevanju najprej zmehča in nato taljenje in nadaljevalno ohlajanje strdi. Termoplastični polimeri, če takšna obdelava ne pride do kemične spremembe. Zaradi tega je postopek popolnoma reverzibilna. Snovi tega tipa so raven ali razvejen linearna struktura makromolekul, med katerimi je majhna sila, in ni nobenega kemijske vezi. Ti vključujejo polietilen, poliamid, polistiren in drugi. Tehnologije polimernih materialov, kot so termoplastični omogoča njihovo izdelavo s tlačnim litjem v hlajenja z vodo kalupov, ekstruzijo, pihanjem in drugimi metodami.

kemijske lastnosti

Polimeri so lahko imenovani pod naslednjimi pogoji: trdno, tekoče, amorfni, kristalni fazi, in visoko elastičen, viskozni tok in deformacije stekla. Široka uporaba polimernih materialov zaradi svoje visoke odpornosti na različne korozivnih medijih, kot so koncentrirane kisline in baze. Oni ne vpliva galvanska korozija. Poleg tega, s povečanjem teže materiala molekulsko je zmanjšanje topnosti v organskih topilih. In polimeri, ki imajo prostorsko strukturo, na splošno ni izpostavljena omenjeni tekočine.

fizikalne lastnosti

Večina polimeri izolatorji, poleg tega pa so nemagnetnih materialov. Od vseh uporabljenih konstrukcijskih materialov s samo imajo najnižjo toplotno prevodnost in maksimalno toplotno kapaciteto, in toplotno krčenje (približno dvajsetkrat večja od tiste iz kovine). Razlog za izgubo tiščanje različnih tesnilnih sklopov pri nizkih temperaturah je tako imenovani vitrifikacija gume, kot tudi ogromna razlika med koeficientov širjenja kovine in gume v steklasti stanju.

Video: brizgalnih plassmasy to !!!

mehanske lastnosti

Polimerni materiali imajo široko paleto mehanskih lastnosti, ki so močno odvisni od njihove strukture. Razen to nastavitev, lahko velik vpliv na mehanske lastnosti materiala imajo različne zunanje dejavnike. Ti vključujejo :. temperatura, frekvenca, trajanja ali manj nalaganja vrsto pod stresom stanje, tlak, narave okolja, toplotne obdelave itd posebnost mehanskih lastnosti polimernih materialov je njihova razmeroma visoka trdnost pri zelo nizki togosti (v primerjavi s kovinami).

Polimeri lahko razdelimo na trdno snov, ki ustreza modul elastičnosti E = 1,10 GPa (vlakna, folije, plastične) in mehke elastomerne materiala, pri čemer modul elastičnosti je E = 1-10 MPa (gume). In mehanizem za uničenje tako so različni.

Za polimernih materialov označen s poudarjenim anizotropijo lastnosti, kot tudi zmanjšanje moči, razvoj lezenje pod pogojem dolgotrajno nalagajo. Hkrati pa imajo precej visoko odpornost proti utrujenosti. V primerjavi s kovinami, so bolj močna odvisnost mehanskih lastnosti od temperature. Eden od glavnih značilnosti polimernih materialov je deformabilnost (duktilnost). Glede na ta parameter v širokem temperaturnem območju, sprejetih za oceno njihove osnovne operativne in tehnološke lastnosti.

Video: Tehnologija polimerov Plastikmetall

Polimerni materiali za tla

Sedaj menijo en izvedbeni primer praktične uporabe polimerov, razkrije vse možne razpon teh materialov. Te snovi so našli široko uporabo v gradbeništvu in popravila in zaključna dela, zlasti v prevleko nadstropij. Ogromno priljubljenost je zaradi značilnosti zadevnih snovi: so odporni proti obrabi, maloteploprovodny, imajo malo absorpcijo vode, dovolj močna in trdna, imajo visoke kvalitete barve. Proizvodnja polimernih materialov lahko razdelimo v tri skupine: linolej (roll), folije izdelki in estrih zmesi napravo. Sedaj nam kratko pogled na vsako od njih.

Linolej proizvajajo različne vrste polnil in polimerov. Njihova Sestavek lahko vključuje tudi mehčala, predelovalne pripomočke in pigmentov. Odvisno od vrste polimernega materiala, razlikovati poliestra (Gliphtal), polivinilklorid, gume, kolloksilinovye in drugih premazov. Poleg tega so strukturno razdeljena na neutemeljene in zvočno izolacijski temelj enolamelnega in multilamelarnih, z gladko, valovito in Runast površine in eno- in večbarvne.

Polaganje ploščic materiali, ki temeljijo na polimernih komponent, imajo zelo nizko odpornost proti obrabi, odpornost na kemikalije in trajnost. Odvisno od vrste surovine, se ta vrsta polimernih izdelkov razdeljen na kumaronopolivinilhloridnye kumaron, PVC, guma, fenolitovye, bitumen ploščice, kot tudi iverne plošče in vlaknena plošča.

Materiali za estrihe so najbolj priročno in higiensko uporabo, imajo veliko moč. Te zmesi lahko razdelimo na iz polimera, polimernega betona in polivinil acetata.