Muovien, tyypit, tuotanto ja käyttö

Polymeerimateriaaleja - suuren molekyylipainon kemiallisia yhdisteitä, jotka koostuvat lukuisista malomolekulyarnyh monomeerien (yksikköä) on sama rakenne. Usein käytetään polymeerejä valmistukseen seuraavien monomeerikomponenteista: eteeni, vinyylikloridi, vinildenhlorid, vinyyliasetaatti, propyleeni, metyylimetakrylaatti, tetrafluorieteeni, styreeni, urean, melamiinin, formaldehydin, fenoli. Tässä artikkelissa tulemme keskustelemaan yksityiskohtaisesti, mitä polymeerimateriaaleja, sekä niiden kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia, luokitus ja tyypit.

tyyppisiä polymeerejä

Ominaisuus molekyylien tämä materiaali on suuri molekyylipaino, joka vastaa seuraavan arvon: M> 5 * 103. Yhdisteet, joilla on alhaisempi tämän parametrin (M = 500-5000), jota kutsutaan oligomeerejä. Pienitaajuiselta molekyylipainon yhdisteitä on pienempi kuin 500. seuraavia polymeerimateriaaleja: synteettiset ja luonnon. Jälkimmäisessä viitataan yleensä luonnonkumia, kiille, villa, asbesti, selluloosa, ja t. D. Kuitenkin, perus synteettiset polymeerit vie tilaa merkki, joka on saatu menetelmällä kemiallisen synteesin yhdisteiden alhaisen molekyylipainon tasolla. Riippuen valmistusmenetelmä suuren molekyylipainon aineet, erotetaan polymeerit, jotka ovat tai polykondensaatiolla tai additioreaktiolla.

polymerointi

Tämä prosessi on yhdistys alhaisen molekyylipainon komponenttien korkean molekyylipainon, jolloin saatiin pitkiä ketjuja. Määrä polymeroinnin taso - on määrä "mer" on koostumuksen molekyyleistä. Useimmiten polymeerimateriaaleja sisältävät tuhansista kymmeniin tuhansia yksiköitä. Polymeroimalla seuraavat yhdisteet käytetään usein: polyeteeni, polypropeeni, polyvinyylikloridi, polytetrafluorietyleeni, polystyreeni, polybutadieeni, ja muut.

polykondensaatiossa

Tämä prosessi on askel vastaus, joka on yhdiste, tai suuri määrä vastaavia monomeerejä, tai pari erillistä ryhmää (A ja B) polycondensors (makromolekyyli) samanaikaisesti muodostumisen näiden sivutuotteiden: metyylialkoholi, hiilidioksidia, kloorivetyä, ammoniakista, vedestä ja et ai. käyttäen saatua polykondensaation silikonit, polysulfonit, polykarbonaatit, aminomuovit, fenolit, polyesterit, polyamidit ja muut polymeerimateriaalit.

polyadditiossa

Tämän prosessin ymmärtää polymeerien muodostumiseen useita additioreaktioita monomeerisen komponentteja, jotka sisältävät reaktiivisia yhdistys raja monomeerit tyydyttymättömien ryhmien (aktiivinen sykliä tai kaksoissidos). Toisin kuin polykondensaation, polyadditioreaktion tapahtuu ilman poisto sivutuotteita. Tärkein tehtävä tämän teknologian uskovat kuivatuksen epoksihartseja ja polyuretaanit vastaanoton.

luokittelu polymeerien

Koostumuksessa, kaikki polymeeri materiaalit jaetaan epäorgaanisten, orgaanisten ja organometallisten. Ensimmäisessä näistä (silikaattilasista, kiille, asbesti, keramiikka, jne.), Eivät sisällä atomi hiiltä. Ne ovat perusta aluminiumoksidi, magnesiumoksidi, pii ja vastaavat. D. Orgaaniset polymeerit käsittävät laajin luokka, ne sisältävät hiiltä, vetyä, typpeä, rikkiä, happea ja halogeeni. Organometallinen polymeerimateriaaleja - ovat yhdisteitä, jotka koostuvat pääketjuista muiden kuin lueteltujen, ja piiatomia, alumiinin, titaanin ja muita elementtejä, jotka voidaan yhdistää orgaanisten radikaalien. Luonne yhdistelmien ei esiinny. On täysin synteettisiä polymeerejä. Tyypillisiä tämän ryhmän edustajia ovat yhdisteet, silikoni perusteella, joka pääketju on rakennettu hapen ja piiatomia.

Jolloin saadaan polymeerejä, joilla on toivotut ominaisuudet on usein käytetään alalla ei ole "puhdas" aine, ja niiden yhdistelmät orgaanisten tai epäorgaanisten komponenttien. Hyvä esimerkki on polymeeri rakennusaineet: metalli-muovit, lasikuitu, polymeeri.

Rakenne polymeerien

Erikoisuus ominaisuuksia näiden materiaalien, koska niiden rakenne, joka, vuorostaan, on jaettu seuraaviin tyyppeihin: lineaarinen-haarautunut, lineaarinen, spatiaalinen molekyyli- ryhmien suuri ja hyvin erityisiä geometrisia rakenteita ja portaikko. Olkaamme lyhyesti tutkia jokainen niistä.

Polymeerimateriaalit, joiden lineaarinen haarautunut rakenne kuin selkäranka molekyyleillä on sivuhaaroja. Tällaisia polymeerejä ovat polypropeeni ja polyisobuteeni.

Materiaalit, joilla on lineaarinen rakenne on pitkä siksak tai kierretty helix-ketju. Niiden makromolekyylit pääasiassa tunnusomaista se, toistoja maa yhden rakenteellisen yksikön tai yksikköjen ryhmän kemiallisen ketjun. Polymeerejä, joilla on lineaarinen rakenne, tunnettu siitä, että läsnä on erittäin pitkä makromolekyylejä, joilla on huomattava ero luonteeltaan joukkovelkakirjojen ketjussa ja niiden välillä. Tarkoitamme molekyylien väliset ja kemiallisia sidoksia. Makromolekyylejä tällainen materiaali on erittäin joustava. Ja tämä ominaisuus on perusta polymeeriketjujen, joka johtaa laadullisesti uudet piirteet: korkea elastisuus, sekä puuttuminen haurauden kovetetussa tilassa.

Ja nyt me opimme, että tällaiset polymeerimateriaalit, joiden aluerakennetta. Nämä aineet muodostavat yhdistämällä toisiinsa makromolekyylien vahvoja kemiallisia sidoksia poikittaissuunnassa. Tuloksena on verkkorakenne, joka on epäyhtenäinen paikkatietojen grid puitteissa. Tämän tyyppiset polymeerit on suurempi lämmönkestävyys ja jäykkyys kuin lineaarinen. Nämä materiaalit ovat perusta monille ei-metallisten rakennusmateriaalien.

Molekyylit polymeerimateriaalien kanssa tikkaat rakenne, joka koostuu parin ketjuja, jotka on yhdistetty kemiallinen sidos. Näitä ovat silikonipolymeerit, joille on tunnusomaista lisääntynyt jäykkyys, lämmönkestävyys, lisäksi ne eivät ole vuorovaikutuksessa orgaanisten liuottimien kanssa.

Vaihe Polymeerien koostumusta

Nämä materiaalit ovat järjestelmiä, jotka koostuvat amorfisen ja kiteisen alueet. Ensimmäinen näistä auttaa vähentämään jäykkyyttä, tekee elastinen polymeeri, joka pystyy suuren muodonmuutokset palautuvia luonteeltaan. Kiteinen faasi myötävaikuttaa niiden lujuuden parantamiseksi, kovuus, kimmokerroin, ja muut parametrit, samalla kun minimoidaan molekulaarinen joustavuus molekyylin aine. Suhde tilavuuden kaikilla näillä alueilla kokonaistilavuus kutsutaan kiteisyysaste, jolloin enimmäismäärä (80%) ovat polypropeenit, fluoripolymeerit, suuren tiheyden polyeteenit. Alemman tason kiteisyysaste on polyvinyylikloridit, polyeteenejä, alhaisen tiheyden.

Riippuen käyttäytyminen polymeerimateriaalien kuumennettaessa, ne voidaan jakaa lämpökovettuvien ja lämpömuovautuvien.

lämpökovettuvat polymeerit

Näiden raaka-aineita on lineaarinen rakenne. Kun sitä kuumennetaan, ne pehmentävät, mutta rakenne muutokset spatiaalisen ja materiaali muunnetaan kiinteään seurauksena vuoto kemiallisissa reaktioissa. Tulevaisuudessa tämä laatu säilyy. Tätä periaatetta polymeeristen komposiittimateriaalit. Niiden myöhempi lämmitys ei pehmentää materiaalia, ja vain johtaa sen hajoamiseen. Valmis lämpökovettuvaa seos ei liukene tai sulattaa, joten sitä ei voida hyväksyä kierrätykseen. Tämän tyyppistä materiaalia ovat epoksi silikonit, fenoli-formaldehydi ja muut hartsit.

termoplastiset polymeerit

Nämä materiaalit kuumennettaessa, ensin pehmenee ja sitten sulaa ja jäähdytetään tämän jälkeen jähmettyy. Termoplastiset polymeerit, kun tällainen käsittely ei tapahdu kemiallisia muutoksia. Tämä tekee prosessista täysin peruutettavissa. Tämän tyyppisiä aineita ovat lineaarinen tai haarautunut lineaarinen rakenne makromolekyylejä, joiden joukossa on pieni voima, ja ei ole mitään kemiallisia sidoksia. Näihin kuuluvat polyeteeni, polyamidi, polystyreeni, ja muut. Tekniikka polymeerimateriaaleista, kuten termoplastista säädetään niiden valmistamiseksi ruiskuvalulla vesijäähdytys muotoja ekstruusiota, isku, ja muita menetelmiä.

kemialliset ominaisuudet

Polymeerit voivat ovat vaatineet seuraavissa olosuhteissa: kiinteä, nestemäinen, amorfinen, kiteinen faasi, ja erittäin joustava, viskoosia virtausta ja muodonmuutos lasi. Laajaa käyttöä polymeerimateriaalien johtuen niiden suuresta vastustuskyky eri syövyttäville aineille, kuten vahvoja happoja ja emäksiä. Ne eivät ole alttiita sähkökemiallisen korroosion. Lisäksi molekyylipainon kasvaessa materiaalin on vähentynyt liukoisuus orgaanisiin liuottimiin. Ja polymeerit, joilla on spatiaalinen rakenne, yleensä ei altistu fluidit.

fysikaaliset ominaisuudet

Useimmat polymeerit ovat eristeet, lisäksi, ne ovat ei-magneettisista aineista. Kaikkien käytettyjen rakennusaineiden vain niillä on alhaisin lämmönjohtavuus ja maksimi lämpökapasiteetti, ja terminen kutistuminen (noin kaksikymmentä kertaa suurempi kuin metalli). Syy menetys kireys eri tiivisteasennelmat alhaisissa lämpötiloissa on niin sanottu lasituksen kumia, sekä dramaattinen ero lämpölaajenemiskertoimien metallin ja kumin lasitettu tilassa.

mekaaniset ominaisuudet

Polymeerimateriaaleja on laaja valikoima mekaanisia ominaisuuksia, jotka ovat erittäin riippuvaisia niiden rakenteesta. Tämän lisäksi asetus, suuri vaikutus mekaanisiin ominaisuuksiin materiaali voi olla erilaisia ulkoisia tekijöitä. Näitä ovat :. lämpötila, taajuus, kesto, tai nopeus lastaus, sellainen jännitetyssä tilassa, paine, luonne ympäristön, lämpökäsittely, jne erikoisuus mekaaniset ominaisuudet polymeerimateriaalien on niiden suhteellisen korkea lujuus erittäin vähäisen jäykkyyden (verrattuna metallit).

Polymeerit voidaan jakaa kiinteä aine, joka vastaa kimmomoduuli E = 1,10 GPa (kuitu, kalvo, muovi), ja pehmeästä elastomeerimateriaalista, kimmomoduuli E = 1-10 MPa (kumi). Ja mekanismi tuhoaminen molemmat ovat erilaisia.

Polymeerimateriaaleja tunnettu voimakas anisotropia ominaisuuksia, sekä vähentäminen voimaa, viruminen kehittämiseen tarkoitetun pitkäaikainen loading. Samalla ne ovat melko hyvä kestävyys väsymys. Metalleihin verrattuna, ne ovat voimakas riippuvuus mekaanisten ominaisuuksien lämpötilasta. Yksi tärkeimmistä ominaisuuksista polymeerimateriaalien on muodonmuuttuvuus (sitkeys). Tämän parametrin monenlaisia lämpötila hyväksytty arvioimaan perus toiminnalliset ja tekniset ominaisuudet.

Polymeerimateriaaleja lattialle

Tarkastellaan nyt yhden suoritusmuodon soveltamiseen käytännössä polymeerien, paljastaa kaikki mahdolliset valikoima näitä materiaaleja. Nämä aineet ovat löytäneet laaja soveltaminen rakennus- ja korjaus- ja viimeistelytyöt, erityisesti lattioiden maalaukseen. Valtava suosio johtuu ominaisuudet kyseisten aineiden: ne kestävät hankausta, maloteploprovodny, on vain vähän veden imeytymistä, tarpeeksi vahva ja vankka, joilla on korkea ominaisuudet maalilla. Valmistus polymeerimateriaaleja voidaan jakaa kolmeen ryhmään: linoleumi (rulla), levyt tuotteet ja seokset, laite perän. Katsotaan nyt lyhyesti näyttää jokaisen heistä.

Linoleumin tuotetaan erilaisia täyteaineita ja polymeerejä. Niiden koostumus voi myös sisältää pehmitteitä, työstönapuaineita, ja pigmenttejä. Riippuen polymeerimateriaalin, erottaa polyesteri (Gliphtal), polyvinyylikloridi, kumi, kolloksilinovye ja muita päällysteitä. Lisäksi ne rakenteellisesti jaettu perusteettomia ja ääni-, eristävä perusta yksilamellisia ja monilamellisia, jossa on sileä, aaltopahvin ja pehmeä pinta ja yksi- ja monivärinen.

Laatoitus materiaalit tehdään perustuvat polymeerikomponentteja, on hyvin alhainen kulutuskestävyys, kemiallinen kestävyys ja kestävyys. Riippuen raaka-aineen tyyppi, tämän tyyppinen polymeerin tuotteet on jaettu kumaronopolivinilhloridnye kumaroni-, PVC, kumi, fenolitovye, bitumi laatat, sekä lastulevyn ja kuitulevyn.

Materiaalit pintavaluille ovat mukavin ja hygieeninen käyttää, ne ovat lujat. Nämä seokset voidaan jakaa polymeeri-, polymeeri ja polyvinyyliasetaatti.