Teknologi Plast, typer, produktion og anvendelse

Polymere materialer - en høj molekylær kemiske forbindelser, der består af talrige malomolekulyarnyh monomerer (enheder) af den samme struktur. Ofte polymerer anvendes til fremstilling af følgende monomerbestanddele: ethylen, vinylchlorid, vinildenhlorid, vinylacetat, propylen, methylmethacrylat, tetrafluorethylen, styren, urea, melamin, formaldehyd, phenol. I denne artikel vil vi diskutere i detaljer, hvad polymere materialer, samt deres kemiske og fysiske egenskaber, klassificering og typer.

typer af polymerer

Et træk af molekylerne i dette materiale er den store molekylvægt, som svarer til den følgende værdi: M> 5 * 103. Forbindelser med et lavere niveau af denne parameter (M = 500-5000), benævnt oligomerer. Ved de lavmolekylære forbindelser er mindre end 500. De følgende typer af polymere materialer: syntetiske og naturlige. Sidstnævnte normalt omtales naturgummi, glimmer, uld, asbest, cellulose og t. D. De grundlæggende syntetiske polymerer optager plads karakter, som er opnået ved fremgangsmåden ifølge kemisk syntese af forbindelser med lav molekylære niveau. Afhængig af fremgangsmåden til fremstilling af højmolekylære materialer, udmærker polymerer, som er eller ved polykondensation eller ved additionsreaktion.

polymerisation

Denne proces er en sammenslutning af komponenter med lav molekylvægt i den høje molekylvægt, hvilket gav lange kæder. Mængden af polymerisation niveau - er antallet af "mer" i molekylerne i sammensætningen. Oftest de polymere materialer indeholder fra tusinder til titusinder af enheder. Ved polymerisation, er de følgende forbindelser ofte anvendt: polyethylen, polypropylen, polyvinylchlorid, polytetrafluorethylen, polystyren, polybutadien, og andre.

polykondensation

Denne proces er et skridt reaktion, som er en forbindelse eller et stort antal lignende monomerer, eller et par forskellige grupper (A og B) i polycondensors (makromolekyle) med samtidig dannelse af disse biprodukter: methylalkohol, carbondioxid, hydrogenchlorid, ammoniak, vand og et al. Under anvendelse af de opnåede polykondensationsprodukter siliconer, polysulfoner, polycarbonater, aminoplast, phenoler, polyestere, polyamider og andre polymere materialer.

polyaddition

Under denne proces forstå dannelsen af polymerer i multiple additionsreaktioner af monomere komponenter, der indeholder reaktive association grænse, monomererne med umættede grupper (aktive cyklusser eller dobbeltbinding). I modsætning til polykondensation, polyadditionsreaktion sker uden udledning af biprodukter. Den vigtigste opgave for denne teknologi tror kurere epoxyharpikser og polyurethaner modtagelse.

klassificering af polymerer

I sammensætning, er alle polymermaterialer opdelt i uorganisk, organisk og organometalliske. Den første af disse (silikatglas, glimmer, asbest, keramik, etc.) Ikke indeholder atomart carbon. De er grundlaget for aluminiumoxid, magnesium, silicium og lignende. D. Organiske polymerer omfatter de mest omfattende klasse, de indeholder carbon, hydrogen, nitrogen, svovl, oxygen og halogen. Organometalliske polymere materialer - er forbindelser, der er sammensat af andre end de store kæder, og siliciumatomer, aluminium, titanium og andre elementer, der kan kombineres med organiske grupper. Arten af sådanne kombinationer ikke forekomme. Det er udelukkende syntetiske polymerer. Typiske repræsentanter for denne gruppe er forbindelserne på silikone basis, hvilket hovedkæde er bygget af oxygen- og siliciumatomer.

Til opnåelse af polymerer med ønskede egenskaber ofte anvendes i teknikken, er ikke "rene" stof, og kombinationer deraf med organiske eller uorganiske komponenter. Et godt eksempel er de polymere byggematerialer: metal-plast, glasfiber, polymer beton.

Strukturen af polymererne

Det særlige ved egenskaberne af disse materialer på grund af deres struktur, som på sin side er opdelt i følgende typer: lineær-forgrenede, lineære, de rumlige molekylære grupper med store og meget specifikke geometriske strukturer og trappe. Lad os kort gennemgå hver af dem.

Polymere materialer med lineær-forgrenede struktur end skelet-molekyler har sidegrene. Sådanne polymerer indbefatter polypropylen og polyisobutylen.

Materialer med en lineær struktur har en lang zigzag eller snoet til en spiral kæde. Deres makromolekyler primært karakteriseret ved gentagelser af jord i en strukturel enhed eller gruppe af enheder af den kemiske kæde. Polymerer med lineær struktur kendetegnet ved tilstedeværelsen af ekstremt lange makromolekyler med en væsentlig forskel i arten af bindinger i kæden og mellem dem. Vi mener intermolekylære og kemiske bindinger. Makromolekyler sådant materiale er meget fleksibelt. Og denne egenskab er grundlaget for polymerkæderne, hvilket fører til nye kvalitative egenskaber: høj elasticitet, samt fraværet af skørhed i hærdet tilstand.

Og nu lærer vi at sådanne polymere materialer med en rumlig struktur. Disse stoffer danner ved at kombinere til hinanden makromolekyler stærke kemiske bindinger i den tværgående retning. Resultatet er en netstruktur, som har en ikke-ensartet rumlig gitter rammer. Polymerer af denne type har en højere varmebestandighed og stivhed end lineær. Disse materialer er grundlaget for mange ikke-metalliske byggematerialer.

Molekyler af polymermaterialer med en stige struktur bestående af et par kæder, som er forbundet med en kemisk binding. Disse indbefatter siliconepolymerer, der er kendetegnet ved forøget stivhed, varmebestandighed desuden de ikke interagerer med organiske opløsningsmidler.

Sammensætningen af polymererne fase

Disse materialer er systemer, der består af amorfe og krystallinske områder. Den første af disse hjælper til at reducere stivheden, gør elastisk polymer, som er i stand til store deformationer af en reversibel natur. Den krystallinske fase bidrager til at øge deres styrke, hårdhed, elasticitetsmodul, og andre parametre, og samtidig minimere den molekylære fleksibilitet stof. Forholdet mellem volumenet af alle disse områder til det totale volumen kaldes graden af krystallisation, hvor den maksimale niveau (80%) er polypropylener, fluorpolymerer, højdensitetspolyethylener. En lavere niveau graden af krystallisering har polyvinylchlorider, polyethylen med lav massefylde.

Afhængigt af adfærden af polymere materialer ved opvarmning, kan de opdeles i termohærdende og termoplastiske.

termohærdende polymerer

Disse primære materialer har en lineær struktur. Ved opvarmning, de blødgøre, men strukturen ændringer i den rumlige og materialet er omdannet til et fast stof som et resultat af lækage i kemiske reaktioner. I fremtiden opretholdes denne kvalitet. På dette princip polymere kompositmaterialer. Deres efterfølgende opvarmning ikke blødgøre materialet, og kun fører til dens nedbrydning. Klar termohærdende blanding opløses ikke eller smelte, så det er uacceptabelt til genanvendelse. Ved denne type materiale indbefatter epoxy siliconer, phenol-formaldehyd-og andre harpikser.

termoplastiske polymerer

Disse materialer, når de opvarmes, først blødgøres og derefter smelte og efterfølgende afkøling størkner. Termoplastiske polymerer, når en sådan behandling ikke undergår kemiske ændringer. Dette gør processen fuldstændig reversibel. Stoffer af denne type er lineære eller forgrenede lineær struktur af makromolekyler, blandt hvilke der er en lille styrke, og der er absolut ingen kemiske bindinger. Disse indbefatter polyethylen, polyamid, polystyren og andre. Teknologien af polymere materialer, såsom termoplastiske tilvejebringer fremstilling ved sprøjtestøbning i vandkøling former støbning, ekstrudering, blæsestøbning, og andre metoder.

kemiske egenskaber

Polymererne kan have kaldt i følgende betingelser: fast, flydende, amorf, krystallinsk fase, og meget elastisk, viskos flydning og deformation glas. Den udbredte anvendelse af polymere materialer på grund af deres høje modstandsdygtighed over for forskellige korroderende medier, såsom koncentrerede syrer og baser. De er ikke modtagelige for elektrokemisk korrosion. Desuden vil der med stigende molekylvægt materiale er et fald på opløselighed i organiske opløsningsmidler. Og polymerer med rumlig struktur, generelt ikke er udsat for nævnte væsker.

fysiske egenskaber

De fleste polymerer er isolatorer, derudover er de ikke-magnetiske materialer. Af alle anvendte konstruktionsmaterialer kun de har den laveste varmeledningsevne og maksimal varmekapacitet, og termisk svind (ca. tyve gange større end af metal). Årsagen til tabet af tætheden af forskellige tætningskonstruktioner ved lave temperaturer er det såkaldte forglasning gummi, samt en dramatisk forskel mellem ekspansionskoefficienter af metal og gummi i forglasset tilstand.

mekaniske egenskaber

Polymere materialer har en bred vifte af mekaniske egenskaber, der er stærkt afhængige af deres struktur. Bortset fra denne indstilling, kan en stor indflydelse på de mekaniske egenskaber af materialet har en række eksterne faktorer. Disse omfatter :. Temperatur, hyppighed, varighed, eller de laste-, den slags stresset tilstand, tryk, natur af miljøet, varmebehandling, etc. Det særlige ved de mekaniske egenskaber af polymere materialer er deres relativt høj styrke ved meget lav stivhed (i forhold til metaller).

Polymererne kan opdeles i faststof, hvilket svarer til elasticitetsmodulet E = 1,10 GPa (fiber, film, plast), og blødt elastomert materiale, elasticitetsmodulet er E = 1-10 MPa (gummi). Og mekanisme af ødelæggelsen af begge er forskellige.

For polymere materialer er karakteriseret ved en udtalt anisotropi af de egenskaber, samt reduktion af styrke, krybning udvikling billede langvarig belastning. Samtidig har de en temmelig høj modstandsdygtighed over for træthed. I sammenligning med metaller, er de mere stærke afhængighed af mekaniske egenskaber på temperaturen. Et af de vigtigste karakteristika ved polymere materialer er en deformerbarhed (duktilitet). Ifølge denne parameter i en bred vifte af temperaturer, der er vedtaget for at evaluere deres grundlæggende operationelle og teknologiske egenskaber.

Polymere materialer til gulvet

Betragt nu en udførelsesform for den praktiske anvendelse af polymerer, der beskriver alle mulige udvalg af disse materialer. Disse stoffer har fundet bred anvendelse i fremstilling og reparation og afsluttende arbejde, især i belægning af gulve. De enorme popularitet skyldes de særlige kendetegn ved de pågældende stoffer: de er modstandsdygtige over for slid, maloteploprovodny, har lidt vand absorption, stærk nok og fast, besidder høje kvaliteter af maling. Fremstilling af polymere materialer kan inddeles i tre grupper: linoleum (roll), bundplader og blandinger enhed afretningslag. Lad os kort se på hver af dem.

Linoleum produceres af forskellige typer af fyldstoffer og polymerer. Deres sammensætning kan også omfatte blødgørere, tekniske hjælpestoffer, og pigmenter. Afhængigt af typen af polymer materiale, skelne polyester (Gliphtal), polyvinylchlorid, gummi, kolloksilinovye og andre belægninger. Desuden har de strukturelt opdelt i grundløse og med lyd-, isolerende fundament unilamellære og multilamellære, med blank, bølgede og bløde overflade og enkelt- og multi-farve.

Flisebelægning materialer fremstillet baseret på polymere komponenter, har meget lav slidstyrke, kemisk resistens og holdbarhed. Afhængigt af typen af råmateriale, er denne type af polymere produkter opdelt i kumaronopolivinilhloridnye coumaron, PVC, gummi, fenolitovye, bitumen fliser, samt spånplader og fiberplader.

Materialer til afretningslag er den mest bekvemme og hygiejnisk at bruge, de har stor styrke. Disse blandinger kan opdeles i polymer-, polymerbeton og polyvinylacetat.