Plast teknik, typ, produktion och användning

Polymera material - en hög molekyl kemiska föreningar som består av talrika malomolekulyarnyh monomerer (enheter) av samma struktur. Ofta polymererna som används för framställning av följande monomerkomponenter: eten, vinylklorid, vinildenhlorid, vinylacetat, propen, metylmetakrylat, tetrafluoreten, styren, urea, melamin, formaldehyd, fenol. I denna artikel kommer vi att diskutera i detalj vad polymera material, liksom deras kemiska och fysikaliska egenskaper, klassificering och typer.

typer av polymerer

Ett särdrag hos molekylerna i detta material är den stora molekylvikt, vilket motsvarar följande värde: M> 5 * 103. Föreningar med en lägre nivå av denna parameter (M = 500-5000), hänvisad till som oligomerer. Vid de låga molekylvikt föreningar är mindre än 500. Följande typer av polymera material: syntetiska och naturliga. Den senare avses vanligtvis naturligt gummi, glimmer, ull, asbest, cellulosa, och t. D. De grundläggande syntetiska polymerer upptar mellanrumstecken som erhålles genom förfarandet enligt kemisk syntes av föreningar med låg molekylär nivå. Beroende på metoden för framställning av högmolekylära material, är framstående polymerer som är eller genom polykondensation, eller genom additionsreaktion.

polymerisation

Denna process är en sammanslutning av lågmolekylära komponenter i hög molekylvikt för att ge långa kedjor. Den mängd polymerisation nivån - är antalet "mer" i molekylerna i kompositionen. Oftast, de polymera material innehåller från tusentals till tiotusentals enheter. Genom polymerisation, är följande föreningar som ofta används: polyeten, polypropen, polyvinylklorid, polytetrafluoreten, polystyren, polybutadien, och andra.

polykondensation

Denna process är ett stegsvar, som är en förening eller ett stort antal liknande monomerer, eller ett par distinkta grupper (A och B) i polycondensors (makromolekyl) med samtidig bildning av dessa biprodukter: metylalkohol, koldioxid, väteklorid, ammoniak, vatten och et al. Med användning av de erhållna polykondensation silikoner, polysulfoner, polykarbonater, aminoplaster, fenoler, polyestrar, polyamider och andra polymera material.

polyaddition

Inom ramen för denna process förstå bildning av polymerer i multipla additionsreaktioner av monomera komponenter som innehåller reaktiv association gräns, monomererna av omättade grupper (aktiva cykler eller dubbelbindning). I motsats till polykondensationen sker polyadditionsreaktion plats utan utsläpp av biprodukter. Den viktigaste uppgiften för den här tekniken tror bota epoxihartser och polyuretaner mottagning.

klassificering av polymerer

I kompositionen är alla polymera material uppdelade i oorganiska, organiska och organometalliska. Den första av dessa (silikat glas, glimmer, asbest, keramik, etc.) Innehåller inte atomärt kol. De är grunden av aluminiumoxid, magnesium, kisel och liknande. D. Organiska polymerer innefattar den mest omfattande klassen, de innehåller kol, väte, kväve, svavel, syre och halogen. Organometalliska polymera material - är föreningar som är sammansatta av andra material än de som anges stora kedjor, och kiselatomer, aluminium, titan och andra element som kan kombineras med organiska radikaler. Den typ av sådana kombinationer förekommer inte. Det uteslutande syntetiska polymerer. Typiska representanter för denna grupp är föreningarna på silikonbasis, vilken huvudkedja är uppbyggd från syre- och kiselatomer.

Att erhålla polymerer med önskade egenskaper är ofta används inom tekniken är inte "rena" substansen, och kombinationer därav med organiska eller oorganiska komponenter. Ett bra exempel är de polymera byggmaterial: metall-plast, glasfiber, polymerbetong.

Strukturen av polymererna

Den egenheten av egenskaperna hos dessa material på grund av deras struktur, som, i sin tur, är uppdelad i följande typer: linjär-grenade, linjära, de rumsliga molekylgrupper med stora och mycket specifika geometriska strukturer och trappa. Låt oss kort undersöka var och en av dem.

Polymeriska material med linjär-grenad struktur än molekylerna ryggrads har sidogrenar. Sådana polymerer inkluderar polypropen och polyisobuten.

Material med en linjär struktur har en lång sicksack eller vriden till en spiral kedja. Deras makromolekyler kännetecknas främst av upprepningar av mark i en strukturenhet eller grupp av enheter av den kemiska kedjan. Polymerer med linjär struktur kännetecknas av närvaron av extremt långa makromolekyler med en väsentlig skillnad i naturen av bindningar längs kedjan och mellan dem. Vi menar inter och kemiska bindningar. Makromolekyler, material är mycket flexibel. Och denna egenskap är grunden av polymerkedjorna, vilket leder till kvalitativt nya egenskaper: hög elasticitet, såväl som frånvaro av sprödhet i härdat tillstånd.

Och nu lär vi oss att sådana polymera material med en rumslig struktur. Dessa substanser bildar genom att kombinera till varandra makromolekyler starka kemiska bindningar i den tvärgående riktningen. Resultatet är en nätstruktur, vilken har en ram rumslig rutnät olikformig. Polymerer av denna typ har en högre värmebeständighet och styvhet än linjär. Dessa material är grunden för många icke-metalliska konstruktionsmaterial.

Molekyler av polymermaterial med en stege struktur som består av ett par kedjor, vilka är förbundna medelst en kemisk bindning. Dessa innefattar silikonpolymerer som kännetecknas av ökad styvhet, värmebeständighet, dessutom, de inte interagerar med organiska lösningsmedel.

Fassammansättningen av polymererna

Dessa material är system som består av amorfa och kristallina områden. Den första av dessa bidrar till att minska styvheten, gör elastisk polymer som har förmåga att stora deformationer av en reversibel karaktär. Den kristallina fasen bidrar till att öka deras hållfasthet, hårdhet, elasticitetsmodul, och andra parametrar, och samtidigt minimera den molekylära flexibilitet substansen. Förhållandet av volymen av alla dessa områden till den totala volymen kallas graden av kristallisation, varvid den maximala nivån (80%) är polypropener, fluorpolymerer, högdensitetspolyetener. En lägre nivå av graden av kristallisering har polyvinylklorider, polyetener med låg densitet.

Beroende på beteendet hos polymera material vid upphettning, kan de delas in i värmehärdande och termoplast.

värmehärdande polymerer

Dessa primära material har en linjär struktur. Vid upphettning, de mjuknar, men strukturen förändringar i den rumsliga och materialet omvandlas till ett fast ämne som ett resultat av läckage i kemiska reaktioner. I framtiden är denna kvalitet upprätthålls. På denna princip polymera kompositmaterial. Deras efterföljande uppvärmning inte mjuka materialet och endast leder till dess nedbrytning. Klar värmehärdande blandning löses inte upp eller smälta, så det är oacceptabelt för återvinning. Genom denna typ av material inkluderar epoxi silikoner, fenol-formaldehyd och andra hartser.

termoplastiska polymerer

Dessa material vid upphettning, först mjuka upp och sedan smälta och efterföljande kylning stelnar. Termoplastiska polymerer när sådan behandling inte genomgår kemiska förändringar. Detta gör processen helt reversibel. Substanser av denna typ är linjära eller grenade linjära strukturen av makromolekyler, bland vilka det finns en liten kraft, och det finns absolut inga kemiska bindningar. Dessa inkluderar polyeten, polyamid, polystyren, och andra. Tekniken för polymera material såsom termoplast sörjer för deras tillverkning genom formsprutning i vattenkylnings former formning, strängsprutning, formblåsning, och andra metoder.

kemiska egenskaper

Polymererna kan ha kallas i de följande villkor: fast, flytande, amorf, kristallin fas, och mycket elastisk, visköst flöde och deformation glas. Den utbredda användningen av polymera material på grund av deras höga motståndskraft mot olika korrosiva medier, såsom koncentrerade syror och alkalier. De är inte mottagliga för elektrokemisk korrosion. Dessutom, med ökande molekylvikt är en minskning av löslighet i organiska lösningsmedel. Och polymerer med rumslig struktur, i allmänhet inte utsätts för nämnda vätskor.

fysikaliska egenskaper

De flesta polymerer är isolatorer, dessutom de är icke-magnetiska material. Av alla de använda konstruktionsmaterial de har endast den lägsta värmeledningsförmågan och maximal värmekapacitet och termisk krympning (omkring tjugo gånger större än den för metall). Orsaken till förlust av täthet av olika tätningsaggregat vid låga temperaturer är det så kallade förglasning gummi, samt en dramatisk skillnad mellan utvidgningskoefficienterna för metall och gummi i förglasad tillstånd.

mekaniska egenskaper

Polymera material har ett brett spektrum av mekaniska egenskaper, som är mycket beroende av deras struktur. Bortsett från den här inställningen kan en stor inverkan på de mekaniska egenskaperna hos materialet har en mängd externa faktorer. Dessa inkluderar :. Temperatur, frekvens, varaktighet, eller hastigheten för lastning, den typ av spänt tillstånd, tryck, typ av miljö, värmebehandling, etc. Den egenheten att de mekaniska egenskaperna hos polymera material är deras relativt hög hållfasthet vid mycket låg styvhet (jämfört med metaller).

Polymererna kan delas in i fast material, vilket motsvarar elasticitetsmodulen E = 1,10 GPa (fiber, film, plast), och mjukt elastomeriskt material, är elasticitetsmodulen E = 1-10 MPa (gummi). Och mekanismen för förstörelsen av båda är olika.

För polymera material kännetecknade av en uttalad anisotropi av egenskaperna, såväl som minskning av hållfastheten, kryp utveckling tillgänglig långvarig belastning. Samtidigt som de har en ganska hög motståndskraft mot utmattning. I jämförelse med metaller, de är mer starkt beroende av mekaniska egenskaper på temperaturen. En av de viktigaste egenskaperna hos polymera material är en deformerbarhet (duktilitet). Enligt denna parameter i ett brett temperaturintervall som antagits för att utvärdera sina grundläggande operativa och teknologiska egenskaper.

Polymera material för golv

Betrakta nu en utföringsform av den praktiska tillämpningen av polymerer, som beskriver alla möjliga utbud av dessa material. Dessa ämnen har funnit bred användning inom bygg- och reparations- och efterarbete, särskilt i beläggningen våningar. Den enorma popularitet beror på egenskaperna hos ämnena i fråga: de är resistenta mot nötning, maloteploprovodny, har lite vatten absorption, tillräckligt stark och fast, har höga kvaliteter av färg. Tillverkning av polymera material kan delas in i tre grupper: linoleum (rulle), produkter ark och blandningar anordningen avdragare. Låt oss nu i korthet titta på var och en av dem.

Linoleum produceras av olika typer av fyllmedel och polymerer. Deras sammansättning kan också innefatta mjukningsmedel, bearbetningshjälpmedel och pigment. Beroende på typen av polymermaterial, skilja polyester (Gliphtal), polyvinylklorid, gummi, kolloksilinovye och andra beläggningar. Dessutom är de strukturellt uppdelad i grundlösa och med ljud-, isolerande underlag unilamellär och multilamellär, med blank, korrugerad och luddigt yta och enkel- och flerfärgade.

Kakel material tillverkade baserat på polymera komponenter, har mycket låg nötningsbeständighet, kemisk beständighet och hållbarhet. Beroende på vilken typ av råmaterial, är denna typ av polymera produkter indelade i kumaronopolivinilhloridnye kumaron, PVC, gummi, fenolitovye, bitumen kakel, samt spånskivor och fiberskivor.

Material för spackel är det mest bekväma och hygienisk att använda, de har hög hållfasthet. Dessa blandningar kan delas in i Polymer-, polymerbetong och polyvinylacetat.