Tecnologia dels plàstics, tipus, producció i ús

Els materials polimèrics - un alt compostos químics moleculars que consten de nombrosos monòmers malomolekulyarnyh (unitats) de la mateixa estructura. Sovint, els polímers s'utilitzen per a la fabricació dels següents components monòmers: etilè, clorur de vinil, vinildenhlorid, acetat de vinil, propilè, metacrilat de metil, tetrafluoroetileno, estiré, urea, melamina, formaldehid, fenol. En aquest article anem a discutir en detall quins materials polimèrics, així com les seves propietats químiques i físiques, classificació i tipus.

tipus de polímers

Una característica de les molècules d'aquest material és la gran pes molecular, que es correspon amb el valor següent: M> 5 * 103. Els compostos amb un nivell més baix d'aquest paràmetre (M = 500-5000), referits com oligòmers. En els compostos de baix pes molecular és inferior a 500. Els següents tipus de materials polimèrics: sintètics i naturals. Aquest últim normalment es coneix cautxú natural, mica, llana, amiant, cel·lulosa, i t. D. No obstant això, els polímers sintètics bàsics ocupen caràcter d'espai que s'obté pel procés de síntesi química de compostos de nivell molecular baix. Segons el mètode de fabricació de materials d'alt pes molecular, són polímers que són distingits o per policondensació, o per reacció d'addició.

polimerització

Aquest procés és una associació de components de baix pes molecular en l'alt pes molecular per donar llargues cadenes. La quantitat de nivell de polimerització - és el nombre de "mer" en les molècules de la composició. Molt sovint, els materials polimèrics contenen de milers a desenes de milers d'unitats. Per la polimerització, sovint s'utilitzen els següents compostos: polietilè, polipropilè, clorur de polivinil, politetrafluoroetilè, poliestirè, polibutadieno, i altres.

policondensació

Aquest procés és una resposta de pas, que és un compost o un gran nombre de monòmers similars, o un parell de grups diferents (A i B) en policondensadores (macromolècules) amb formació simultània d'aquests subproductes: alcohol metílic, diòxid de carboni, clorur d'hidrogen, amoníac, aigua i et al. Ús de les silicones de policondensació obtinguts, polisulfones, policarbonats, aminoplastos, resines fenòliques, polièsters, poliamides i altres materials polimèrics.

poliaddició

En virtut d'aquest procés d'entendre la formació de polímers en múltiples reaccions d'addició dels components monomèrics que contenen límit associació reactiva, els monòmers dels grups insaturats (cicles actius o un doble enllaç). En contrast amb la policondensació, reacció de poliaddició es porta a terme sense descàrrega dels subproductes. La tasca més important d'aquesta tecnologia creuen guarir resines epoxi i poliuretans recepció.

classificació dels polímers

En la composició, tots els materials de polímers es divideixen en inorgànics, orgànics i organometàl·lics. El primer d'aquests (vidre de silicat, mica, asbest, ceràmica, etc.) no contenen carboni atòmic. Són la base d'òxid d'alumini, magnesi, silici i similars. Polímers D. orgàniques comprenen la més àmplia classe, que contenen carboni, hidrogen, nitrogen, sofre, oxigen i halogen. materials polimèrics organometàl·lics - són compostos que es componen de grans cadenes diferents als esmentats, i àtoms de silici, alumini, titani i altres elements que poden combinar-se amb els radicals orgànics. La naturalesa d'aquestes combinacions no es produeixen. És polímers exclusivament sintètiques. Els representants típics d'aquest grup són els compostos sobre base de silicona, que la cadena principal està construïda a partir d'oxigen i silici àtoms.

Per obtenir polímers amb les propietats desitjades s'utilitza sovint en la tècnica no són substància "pur", i combinacions dels mateixos amb components orgànics o inorgànics. Un bon exemple és el material de construcció de polímer: metall-plàstic, fibra de vidre, formigó polímer.

L'estructura dels polímers

La peculiaritat de les propietats d'aquests materials a causa de la seva estructura que, al seu torn, es divideix en els següents tipus: lineal ramificat, lineal, els grups moleculars espacials amb estructures i escala geomètriques grans i molt específics. Examinem breument cada un d'ells.

Els materials polimèrics amb estructura ramificada lineal de les molècules de cadena principal tenen branques laterals. Tals polímers inclouen polipropilè i poliisobutilè.

Els materials amb una estructura lineal tenen una llarga ziga-zaga o trenat en una cadena d'hèlix. Les seves macromolècules caracteritza principalment per repeticions de la terra en una unitat estructural o grup d'unitats de la cadena química. Els polímers amb estructura lineal caracteritzen per la presència de macromolècules extremadament llargues amb una diferència substancial en la naturalesa dels enllaços al llarg de la cadena i entre ells. Ens referim als enllaços intermoleculars i químiques. Macromolècules tals material és molt flexible. I aquesta propietat és la base de les cadenes de polímer, el que condueix a qualitativament noves característiques: alta elasticitat, així com l'absència de fragilitat en l'estat curat.

I ara ens assabentem que aquests materials polimèrics amb una estructura espacial. Aquestes substàncies formen mitjançant la combinació de cada un altres macromolècules enllaços químics forts en la direcció transversal. El resultat és una estructura de xarxa, que té una estructura de reixeta espacial no uniforme. Els polímers d'aquest tipus tenen una major resistència a la calor i la rigidesa que lineal. Aquests materials són la base de molts materials de construcció no metàl·lics.

Les molècules dels materials de polímer amb una estructura d'escala composta d'un parell de cadenes, que estan connectats per un enllaç químic. Aquests inclouen polímers de silicona que es caracteritzen per una major rigidesa, resistència a la calor, per altra banda, que no interactuen amb dissolvents orgànics.

La composició de la fase dels polímers

Aquests materials són sistemes que consten de regions amorfes i cristal·lines. El primer d'ells ajuda a reduir la rigidesa, fa polímer elàstic que és capaç de grans deformacions de caràcter reversible. La fase cristal·lina contribueix a augmentar la seva resistència, duresa, mòdul elàstic, i altres paràmetres, alhora que minimitza la substància flexibilitat molecular. La relació del volum de totes aquestes àrees per al volum total s'anomena el grau de cristal·lització, en què el nivell màxim (80%) són polipropilens, fluoropolímeros, polietilens d'alta densitat. Un nivell més baix el grau de cristal·lització té clorurs de polivinil, polietilens de baixa densitat.

Depenent del comportament dels materials polimèrics per escalfament, que es poden dividir en termoendurible i termoplàstic.

polímers termostables

Aquests materials primaris tenen una estructura lineal. Quan s'escalfa, s'estoven, però els canvis en l'estructura en l'espacial i el material es converteix en un sòlid com a resultat de fuites en les reaccions químiques. En el futur, es manté aquesta qualitat. En aquest principi polimèrics materials compostos. La seva posterior escalfament no estova el material, i només condueix a la seva degradació. barreja termoendurible Ready no es dissol o fon, per la qual cosa és inacceptable per al reciclatge. Per aquest tipus de material incloure silicones epoxi, fenol-formaldehid i altres resines.

polímers termoplàstics

Aquests materials quan s'escalfa, primer s'estoven i després es fonen i posteriors es solidifica de refrigeració. Els polímers termoplàstics quan el tractament no es sotmeten a canvis químics. Això fa que el procés completament reversible. Substàncies d'aquest tipus són estructura lineal, lineal o ramificat de macromolècules, entre els quals hi ha una força petita, i no hi ha absolutament cap enllaços químics. Aquests inclouen polietilè, poliamida, poliestirè, i altres. La tecnologia de materials polimèrics com ara termoplàstic proporciona per a la seva fabricació mitjançant emmotllament per injecció en formes de modelo de refrigeració per aigua, extrusió, emmotllament per bufat, i altres mètodes.

propietats químiques

Els polímers poden han cridat a les següents condicions: sòlid, líquid, fase amorfa, cristal·lina, i molt elàstic, el flux viscós i vidre deformació. L'ús generalitzat de materials polimèrics per la seva alta resistència a diversos mitjans corrosius, com ara àcids concentrats i àlcalis. Ells no són susceptibles a la corrosió electroquímica. A més, amb l'augment de material de pes molecular és una disminució de la solubilitat en dissolvents orgànics. I polímers que tenen estructura espacial, generalment no exposat a aquests fluids.

propietats físiques

La majoria dels polímers són aïllants, a més, són materials no magnètics. De tots els materials estructurals utilitzats només ells tenen la conductivitat més baixa tèrmica i capacitat calorífica màxima i contracció tèrmica (al voltant de vint vegades més gran que la del metall). La raó de la pèrdua d'estanqueïtat dels diferents conjunts de segellat a baixes temperatures és el denominat cautxú de vitrificació, així com una diferència dramàtica entre els coeficients de dilatació del metall i de cautxú en l'estat vitrificat.

propietats mecàniques

Els materials polimèrics tenen una àmplia gamma de propietats mecàniques que depenen de la seva estructura altament. A banda d'aquest ajust, una gran influència en les propietats mecàniques del material pot tenir una varietat de factors externs. Aquests inclouen: la temperatura, la freqüència, durada i velocitat de càrrega, el tipus d'estat d'estrès, la pressió, la naturalesa del medi ambient, tractament tèrmic, i altres Una característica especial de les propietats mecàniques dels materials polimèrics és la seva resistència relativament alta a molt baixa rigidesa (en comparació amb els metalls) ..

Els polímers es poden dividir en sòlid, que es correspon amb el mòdul d'elasticitat E = 1,10 GPa (fibra, pel·lícula, plàstic), i el material elastomèric tou, el mòdul d'elasticitat és E = 1-10 MPa (de goma). I el mecanisme de la destrucció de tots dos són diferents.

Per als materials polimèrics que es caracteritzen per una anisotropia pronunciada de les propietats, així com reducció de la resistència, el desenvolupament de fluència proporcionat càrrega prolongada. Alhora, tenen una resistència bastant alta a la fatiga. En comparació amb els metalls, que són més forta dependència de les propietats mecàniques de la temperatura. Una de les principals característiques dels materials polimèrics és una deformabilitat (ductilitat). D'acord amb aquest paràmetre en una àmplia gamma de temperatures adoptades per avaluar les seves propietats operatives i tecnològiques bàsiques.

materials polimèrics per al pis

Ara, consideri una realització de l'aplicació pràctica de polímers, que descriu tot rang possible d'aquests materials. Aquestes substàncies han trobat una àmplia aplicació en la construcció i treballs de reparació i d'acabat, en particular en el revestiment de pisos. L'enorme popularitat es deu a les característiques de les substàncies en qüestió: que són resistents a l'abrasió, maloteploprovodny, tenen poca absorció d'aigua, prou fort i ferm, posseeixen altes qualitats de la pintura. Fabricació de materials polimèrics es pot dividir en tres grups: linòleum (rotllo), productes de làmines i regla d'estès dispositiu mescles. Vegem ara breument cadascuna d'elles.

Linoleum produït per diversos tipus de farcits i polímers. La seva composició també pot incloure plastificants, coadjuvants de processament, i pigments. Depenent del tipus de material de polímer, distingir polièster (Gliphtal), clorur de polivinil, cautxú, kolloksilinovye i altres recobriments. A més, estructuralment divideixen en sense base i amb aïlladors del so, aïllant fundació unilamel · lars i multilamel, amb superfície llisa, ondulada i llanós i d'una o diverses color.

materials de rajoles fetes sobre la base de components polimèrics, tenen molt baixa resistència a l'abrasió, resistència química i durabilitat. Depenent del tipus de matèria primera, aquest tipus de productes de polímers es divideixen en cumarona kumaronopolivinilhloridnye, PVC, cautxú, fenolitovye, rajoles de betum, així com taulers de partícules i taulers de fibres.

Els materials per a paviments són el més convenient i higiènic d'usar, tenen alta resistència. Aquestes mescles es poden dividir en amb polímers, formigó polímer i acetat de polivinil.