Materialele obținute pe baza de polimeri. Pe baza polimerilor obținuți din fibre, film, cauciuc, lacuri, adezivi, materiale plastice și materiale compozite (materiale compozite).
Fibers obținute prin ștanțare soluții sau topituri de polimeri prin găuri fine () la duzei de filare placa, urmată de solidificare. Pentru polimeri formatori din fibre includ poliamide, poliacrilonitril, și altele.
Pelicule polimerice preparate din topitură de polimer prin forțarea printr-o filieră cu fante sau prin acoperirea soluțiilor de polimer pe o bandă în mișcare sau prin calandrare „polimeri. Filmele sunt utilizate ca izolant și materiale de ambalare, baza de benzi magnetice, etc.
Lacuri - soluții de agenți formatori de film în solvenți organici. polimeri Alte lacuri conțin substanțe care măresc plasticitate (plastifiant), coloranți solubili, întăritori și altele. Acestea sunt utilizate pentru acoperiri de izolare electrică, precum și materialul de bază al vopselelor grund si emailuri.
Adezivi - o compoziție capabilă de a adera la diferite materiale datorită formării de legături puternice între suprafețele lor și stratul de adeziv. adezivi organici sintetici se bazează pe monomeri, oligomeri, polimeri sau amestecuri ale acestora. In compoziția cuprinde agenți de întărire, umpluturi, plastifianți, și altele.
Adezivi sunt împărțite în termoplaste, termorigide si cauciuc. adezivi din material termoplastic formează o legătură cu suprafața, ca rezultat al solidificării în timpul răcirii la temperatura camerei pentru a se obține temperatura sau evaporarea solventului. adezivi termorigide formează o legătură cu suprafața, ca rezultat al întăririi (reticulare), adezivi din cauciuc - ca rezultat al vulcanizării.
Deoarece rășina termorigidă adezivi de bază sunt fenol și uree-formaldehidă și rășini epoxidice, poliuretani, poliesteri și alți polimeri, adezivi termoplastici - poliacrilați, poliamide, acetali de polivinil, clorură de polivinil și alți polimeri. Rezistența stratului de adeziv, de exemplu, cleiuri fenol-formaldehidice (BF, BK) la 20 ° C la forfecare este cuprinsă în intervalul 15 până la 20 MPa, epoxi - până la 36 MPa.
Materiale plastice - un material care cuprinde un polimer, care este formarea produsului în stare plastică, iar în timpul funcționării sale - în corpul vitros. Toate materialele plastice sunt subdivizate în termorigide și termoplaste. La formarea termorigid durificare este o reacție ireversibilă, care constă în formarea unei structuri de rețea. Pentru termostabile sunt materiale pe bază de fenol-formaldehidă, uree-formaldehidă, epoxi și alte rășini. Termoplasticele sunt în măsură să se deplaseze în mod repetat într-o stare plastică prin încălzire și sticlă - cu răcire. Prin termoplaste sunt materiale pe bază de polietilenă, politetrafluoretilenă, polipropilenă, clorură de polivinil, polistiren, poliamide și alți polimeri.
Mai mult, polimerii din materialele plastice includ plastifianți, coloranți și materiale de umplutură. Plastifianți, cum ar fi dioctil ftalat, dibutil sebacat, de parafine clorurate, reduce temperatura de tranziție a sticlei și a îmbunătăți fluiditatea polimerului. Antioxidantii încetini degradarea polimerilor. Fillers îmbunătăți proprietățile fizico-mecanice ale polimerilor. Pulberile folosite ca materiale de umplutură (grafit, negru de fum, cretă, metal, etc.), hârtie, țesături. Un grup special de materiale plastice constituie materiale compozite.
Materiale compozite (materiale compozite) - este format dintr-o bază (organică, polimer, carbon, metal, ceramică) întărit cu un material de umplutură, sub formă de fibre de înaltă rezistență sau mustăți. Ca bază utilizate rășini sintetice (alchidice, fenoloformalde-gidnye, epoxi, etc.) și polimeri (poliamide, fluoropolimeri, siliconi și altele.).
Fibrele de armare și cristalele pot fi metalic, polimeric, anorganică (de exemplu, sticlă, carbură, nitrură boric). materiale de umplutură de ranforsare determină în mare măsură proprietățile mecanice, termice și electrice ale polimerilor. Multe materiale polimerice compozite pe rezistența nu a metalelor inferioare. Compozite pe bază de polimeri, armat cu fibre de sticlă (GRP), au o rezistență mecanică ridicată (rezistență la rupere de 1300-2500 MPa) și bune proprietăți electrice. Compozite pe bază de polimeri armate cu fibre de carbon (CFRP), combină rezistența ridicată și rezistență la vibrații, cu conductivitate termică ridicată și rezistență chimică. Boroplastiki (chituri - fibre de bor) au o rezistență ridicată, duritate și fluaj scăzută.
Compozite pe bază de polimeri utilizați ca izolație structurală, electrică și termică, protecția împotriva coroziunii, materiale antifrictiune în automobile, mașină, electrice, industria aerospațială, electronică, industria minieră, tehnologia spațială, inginerie chimică și construcții.
Redoksity. Polimerii utilizate pe scară largă cu proprietăți redox - redoksity (grupe redox sau redoksionity).
Utilizarea polimerilor. In prezent, larg utilizat un număr mare de polimeri diferiți. Proprietățile fizice și chimice ale unor termoplaste sunt prezentate în Tabelul. 14.2 și 14.3.
Polipropilenă [-CH (CH3) -CH2] n - termoplastic cristalin, obținut prin polimerizarea stereospecifică. Are o rezistență termică mai mare (până la 120-140 ° C) decât polietilena. Are rezistență mecanică ridicată (vezi. Tabelul. 14.2), rezistența la îndoire repetată și abraziune, elastic. Folosit pentru producerea de tevi, filme, rezervoare de stocare, și altele.
- termoplastic care poate fi obținut prin polimerizarea radicalică a stirenului.
Polimerul este rezistent la acțiunea agenților oxidanți, dar este instabilă la acțiunea acizilor puternici, este solubil în solvenți aromatici (vezi. Tabelul. 14.3).
Tabelul 14.2. Proprietăți fizice ale unor polimeri
Unele soluții complexe
Polistirenul are o rezistență mecanică ridicată și proprietăți dielectrice (vezi. Tabelul. 14.2) și utilizat ca izolație electrică de înaltă calitate și materiale de finisaj structural și decorativ în aparate de instrumentație, electrice, de radio, acasă. Flexibil elastic polistiren extract obținut în stare fierbinte este aplicată teci de cabluri și fire. spume pe bază de polistiren sunt de asemenea produse.
clorură de vinil [-CH2-CHCl-] n - termoplastic, produsă prin polimerizarea clorurii de vinil, rezistent la acizi, baze și agenți oxidanți (vezi Tabelul 14.3 ..). Solubil în ciclohexanonă, tetrahidrofuran, este limitată - în benzen și acetonă. Impermeabila, rezistente mecanic (vezi. Tabelul. 14.2). Proprietățile dielectrice inferioare celor din polietilenă. Este folosit ca un material izolator, care pot fi îmbinate prin sudură. Din aceasta sunt realizate din Shellac, haine de ploaie, tevi, etc .. Subiecte.
Politetrafluoretilena (PTFE) [- CF2-CF2-] n - termoplastic care poate fi obținut prin polimerizare cu radical liber tetraftore-Tilenau. Ea are o rezistență chimică excelentă la acizi, baze și oxidanți. Minunat izolator. Ea are o foarte largă intervale de temperatură de funcționare (-270-260 ° C). La 400 ° C se descompune cu eliberare de fluor nu sunt umectate cu apă. Poliacetal este utilizat ca un material structural stabil chimic în industria chimică. Ca cel mai bun izolator aplicabil în situațiile în care o combinație de proprietăți electrice necesare rezistență chimică. În plus, este utilizat pentru aplicarea anti-fricțiune, hidrofobe, și acoperiri de protecție, tigai de acoperire.
¾ CH2 ¾ C ¾
O = C¾OCH3 n
- termoplastic care poate fi obținut prin polimerizarea metacrilat de metil. Mechanically puternic (a se vedea. Tabelul. 14.2), rezistent la acizi, atmosferostoek. Dizolvat în dicloretan, hidrocarburi aromatice, cetone, esteri. Incolor și transparent optic. Folosit în inginerie electrică ca material de construcție și ca bază pentru adezivi.
Poliamide - termoplaste care conțin în principal grupul lanț amido -NHCO-, de exemplu, poli-e-nylon [NH- (CH2) 5-CO-] n, polyhexamethyleneadipamide (nylon) [-NH- (CH2) 5-NH-CO- (CH2) 4-CO-] n, polidodekanamid [-NH- (CH2) 11-CO-] n et al. Ele sunt preparate ca policondensare și polimerizare. Polimer Densitate 1.0¸1,3 g / cm3. Caracterizat de înaltă rezistență, rezistență la uzură, proprietăți dielectrice. Rezistent la uleiuri, benzina, acizi diluați și baze concentrate. Acestea sunt utilizate pentru producerea de fibre, folii de izolare, produse structurale, electrice și antifrictiune.
Poliuretani - termoplaste care conțin în catena o grupare -NH (CO) O-, și eter, carbamat, etc. obținut prin reacția izotsiantov (compuși care conțin una sau mai multe NCO-gpypp) cu polialcooli, de exemplu glicerol și glicoli .. Rezistent la acizi minerali diluați și alcaline, uleiuri și hidrocarburi alifatice.
Este produs sub formă de poliuretan (spuma) elastomer sunt incluși în compozițiile lacuri, adezivi, materiale de etanșare. Folosit pentru izolarea termică și ca filtre și materiale de ambalare pentru pantofi de fabricație, piele artificială, produse din cauciuc. polimerii poliesteri având formula generală HO [-R-O-] nH sau [-OC-R-COO-R'-O-] n. Sunt preparate fie prin polimerizarea oxizilor ciclici, cum ar fi oxidul de etilenă, lactone (esteri ai hidroxi acizi) sau prin policondensarea glicoli, și diesteri ai altor compuși. Poliesterii alifatici sunt rezistente la alcalii, aromatice - de asemenea, la acțiunea soluțiilor de acizi minerali și sărurile lor.
Folosit în producția de fibre, lacuri, emailuri, filme, coagulanți și agenți de flotație, componente ale fluidelor hidraulice etc.
cauciucuri sintetice (elastomeri) sunt preparați prin polimerizarea stereospecifică sau emulsie. Când întărire transformată în cauciuc, care se caracterizează prin elasticitate ridicată. Industria produce număr mare de diferite cauciucuri sintetice (SC), dintre care proprietățile depind de tipul de monomeri. Multe cauciucuri preparate prin co-polimerizarea doi sau mai mulți monomeri. Distinge SC general și scop special. Spre uz general IC includ butadienă [-CH2-CH = CH-CH2] n-butadienă și [-CH2-CH = CH-CH2] n - [- CH2-CH (C6H5) -] n. Cauciuc pe baza acestora sunt utilizate în produsele de atribuire de masă (anvelope teaca protectoare de cabluri și fire, benzi, etc.). Dintre aceste cauciucuri preparate, de asemenea, ebonită, utilizate pe scară largă în domeniul ingineriei electrice. Cauciucurile obținute din Regatul Unit pentru scopuri speciale, elasticitate caracterizate prin anumite proprietăți speciale, cum ar fi benzina și rezistență la ulei (SC butadien [-CH2-CH = CH-CH2] n - [- CH2-CH (CN) -] n), benzo -, ulei și rezistență la căldură, incombustibilitatea (cloropren SC [-CH2-C (CI) = CH-CH2] n), rezistența la abraziune (. poliuretan, etc.), căldură, lumină, rezistență la ozon (butil) [-C ( CH3) 2-CH2] n - [- CH2C (CH3) = CH-CH2] m.
Cele mai utilizate sunt stiren-butadienă (40%), butadienă (13%), izopren (7%), cloroprenic (5%) și cauciucurile butii (5%). Ponderea majoră a cauciucului (60-70%) este utilizat pentru producerea anvelopelor, aproximativ 4% - pentru fabricarea încălțămintei.
Polimerii organosiliconice (siliconi) atomi de siliciu -soderzhat în legături elementare macromoleculele, de exemplu:
O mare contribuție la dezvoltarea polimerilor pe bază de silicon făcut om de știință român K.A.Andrianov. O trăsătură caracteristică a acestor polimeri este ridicat de căldură și rezistența la frig, elasticitate. Siliconi nu sunt rezistente la alcalii și solubili în mulți solvenți aromatici și alifatici (vezi. Tabelul. 14.3). Polimerii organosiliconice utilizate pentru acoperiri, adezivi, materiale plastice și cauciuc. cauciuc siliconic [-Si (R2) -O-] n, cum ar fi dimetilsiloxan și vinii metil forțe oksanovy au o densitate de 0,96-0,98 g / cm3, o temperatură de tranziție vitroasă de 130 ° C. Solubil în hidrocarburi, galogenouglevodorodah, eteri. Vulcanizat cu peroxizi organici. Cauciucurile poate fi operat la o temperatură de la -90 până la + 300 ° C, au o rezistenta la intemperii, proprietăți izolante electrice (r = 1015-1016 ohmi × cm). Folosit pentru produsele care lucrează în condiții de diferențele de temperatură mari, cum ar fi acoperiri spațiale de protecție etc.
rășină fenolică și amino-formaldehidă este preparată prin policondensare formaldehidei cu fenol sau cu amine (vezi. §14.2). Acest termorigide polimerii în care un rezultat al formării de reticulări formate structuri spațiale reticulară, care nu pot fi transformate într-o structură liniară, adică, procesul este ireversibil. Ele sunt folosite ca bază pentru adezivi, acoperiri, rășini schimbătoare de ioni, și materiale plastice.
Materiale plastice pe bază de rășini fenolformaldehidice sunt numite fenoli, rășini ureo-formaldehidice -aminoplastov. Excipienți fenoplaste și aminoplast servește ca hârtie sau carton (hârtie), pânză (PCB), lemn, cuarț și făină de mică și altele. Fenoplaste rezistente la apă, acizi soluții de săruri și baze, solvenți organici, neinflamabil, weatherability și sunt izolatoare electrice bune. Utilizat la fabricarea plăcilor de circuite imprimate, carcase de produse electrice și electronice, dejucate dielectricilor. rășini aminoplaste sunt caracterizate prin dielectrică ridicată și proprietăți fizico-mecanice, sunt stabile la razele de lumină și UV, neinflamabil, rezistent la acizi și baze slabe și mulți solvenți. Acestea pot fi vopsite în orice culoare. Folosit pentru fabricarea de produse electrice (contor de caz