Поліконденсаційні полімери (реактопласти) - будівельне матеріалознавство

Поліконденсаційні полімери (реактопласти) отримують в процесі реакції поліконденсації. Вона протікає зазвичай при нагріванні або під дією каталізаторів. Крім полімеру виділяються побічні низькомолекулярні продукти (вода, хлористий водень, спирти та ін.).

При реакції поліконденсації в залежності від складу вихідних продуктів можуть утворюватися як лінійні ланцюги макромолекул, які надають полімеру термопластичні властивості, так і ланцюги просторової будови - термореактивні полімери.

З полімерів, отриманих поликонденсацией, в будівництві найчастіше використовують фенолоформальдегідні, карбамідні, поліефірні, епоксидні, поліамідні і деякі інші полімери.

Фенолоформальдегідні полімери виходять шляхом поліконденсації фенолу з формальдегідом. Фенол СбШОН є безбарвні кристали голчастого типу з характерним сильним запахом. Він токсичний, вдихання його призводить до отруєння, а потрапляння на шкіру викликає опіки. Формальдегід - газ з різким задушливим запахом, 40% -ний розчин його у воді називають формаліном (СНгО).

Залежно від співвідношення вихідних продуктів поліконденсації, характеру каталізаторів отримують різні види фе-нолоформальдегідних полімерів. При надлишку фенолу і конденсації в кислому середовищі отримують новолачние (термопластичні) полімери з лінійною будовою молекул. При надлишку формальдегіду і конденсації в лужному середовищі утворюються резольні (термореактивні) полімери з сітчастим (тривимірним) будовою молі-КУЛ- В процесі поліконденсації резольних полімерів можна виділити три основні стадії: А - резоли, В - резістоли і С - Резиту.

Полімер в стадії А розчиняється в спирті, ацетоні та інших ° рганіческіх розчинниках і з більшою або меншою швидкістю в залежності від температури переходить в неплавкое і нерозчинний стан (процес затвердіння). Полімер в стадії В втрачає здатність плавитися при нагріванні, розчинятися в органічних розчинниках і тільки набухає. Кінцева стадія конденсації, стадія С, характерна неплавкі та не розчиняється полімеру.
Фенолоформальдегідні полімери в твердому стані характеризуються високою поверхневою твердістю і являють собою тендітні стеклообразниє маси. Одним з достоїнств феноло-формальдегідних полімерів є їх здатність добре поєднуватися з наповнювачами та давати матеріали міцніші, теплостійкі і менш крихкі, ніж самі полімери. Ці полімери відрізняються високою адгезією до деревини, бавовняних тканинах, папері. Фенолоформальдегідні полімери та матеріали на їх основі володіють виключно високою хімічною стійкістю. Вони використовуються для виробництва клеїв, деревостружкових, деревоволокнистих і шаруватих плит і пластиків, бумажносло-істих пластиків, водостійкою фанери, сотопластов, мінераловата-них і скловатних матів, спиртових лаків.

Кйрбамідние (мочевіноформальдегідние) полімери - продукти реакції поліконденсації сечовини та її похідних (тіомочеві-ни, меламіну) з формальдегідом.

Сечовина - карбамід [СО (NH2) 2j в чистому вигляді являє собою кристали без кольору і запаху, добре розчинні у воді і хлороформі; отримують нагріванням під тиском суміші аміаку і вуглекислого газу.

В результаті взаємодії сечовини з формальдегідом в процесі поліконденсації можуть бути отримані термопластичні і термореактивні полімери. У порівнянні з фенолоформальде-гіднимі полімерами вартість їх нижче. Вони светостойки, але разом з тим менш водостійкі, мають знижену хімічну стійкість і велику крихкість.

Мочевіноформальдегідние полімери застосовують для виготовлення оздоблювальних матеріалів - шаруватих пластікрв, а також деревостружкових плит і пінопластів. Вироби на основі цих полімерів відрізняються світлим тоном і добре забарвлюються в будь-який колір.

Меламіноформал'дегідние полімери - продукти поліконденсації меламіну і формальдегіду. Меламін - кристалічна речовина, розчинна у воді, амід цианурової кислоти.

Процес конденсації цих полімерів схожий з процесом конденсації сечовини з формальдегідом. Однак меламіноформаль-дегідние полімери внаслідок більшого числа зв'язків ( «зшивок») мають підвищену міцність, твердістю і теплостійкістю.

Звичайні продукти конденсації меламіну і формальдегіду мають обмежене застосування в будівництві та внаслідок розчинності в воді використовуються у вигляді водних розчинів.

Поліуретан - продукт взаємодії диизоцианатов і багатоатомних спиртів, т. Е. Речовин, в молекули яких входять дві ізоціанатні групи (0 = C = N) і дві або більше гідроксильні групи.

Поліуретани найчастіше бувають лінійними мікрокристалічними високополімеров. Однак при застосуванні речовин з поліреактівностью більше двох (трьохатомних спиртів або тріізоціа-натов) можуть бути отримані і термореактивні різновиди.

Поліуретани застосовують для виготовлення волокон, лакофарбових покриттів, гідроізоляційних плівок і клеїв. Великого значення набуває цей полімер для виробництва газонаповнених пластмас малої щільності (до 30 кг / м3), що володіють хорошими тепло- і звукоізоляційні властивості.

Поліефірні полімери - високомолекулярні сполуки, одержувані в результаті поліконденсації многоосновних кислот зі спиртами. Широке застосування отримали головним чином гліф-талеві полімери, синтезовані шляхом взаємодії гліцерину з ангідритом фталевої кислоти. Гліцерин - найпростіший трьохатомний спирт - СзН5 (ОН) з та фталевий ангідрид (СбШСО ^ О в результаті реакції поліконденсації утворюють гліфталевий полімер з тривимірними сітчастими молекулами.

У промисловості будівельних матеріалів гліфтальовиє полімери використовують при виготовленні лаків, емалей і грунтовок для внутрішньої обробки приміщень.

Поліефіри, отримані конденсацією малеїнового ангідриду і етиленгліколь, називають поліефірмалеінатамі. Поліефірма-леінатние полімери випускають марок ПН-1, ПН-2 та ін.

Поліефіри внаслідок відносної дешевизни, а також розвиненою сировинної бази для їх отримання мають широке застосування в якості міцних і теплостійких лакофарбових покриттів.

Однією з типових різновидів цих полімерів є поліепоксиду, одержуваний конденсацією епіхлоргідріна і діоксідіфенолпропана. Епоксидні полімери можуть бути отримані як в твердому, так і в Рідкому стані. Для затвердіння епоксидних полімерів (смол) Використовують два види отвердителей - каталітичного і «зшиває» дій. До затверджувачем каталітичного дії відносять діметіламінометілфенол, фтористий бор і ін. До затверджувача другого виду- поліаміни, полісульфіди і ін. При затвердінні епоксидних полімерів не виділяються побічні продукти реакції, що сприяє виготовленню виробів на цих полімерах.

Епоксидні полімери мають виключно високу адгезію майже до всіх матеріалів, в тому числі до металів, бетону, деревині, скловолокну, бавовняних тканинах. Вони добре поєднуються з багатьма полімерами і після затвердіння характеризуються високою хімічною стійкістю, а також відносно високою теплостійкістю - до 140-150 ° С.

Промисловість випускає наступні марки епоксидних полімерів: ЕД-8, ЕД-10, ЕД-14, ЕД-20 і ін.

При додаванні до епоксидним полімерам деяких наповнювачів і пластифікаторів отримують добре цементуючий матеріал для герметизації стиків і ремонту труб.

Поліамідні полімери - продукти реакції поліконденсації двоосновний кислот і діамін. За своєю будовою і способу отримання вони схожі з поліефіру. Поліамідні полімери являють собою тверді, високоплавкі речовини з микрокристаллической структурою і термореактивними властивостями. У будівництві вони знайшли застосування для виготовлення вологоізолюючий-щих плівок, використовуваних при виробництві бетонних робіт.

Ці полімери, одержувані з низькомолекулярних сполук-ал-кілхлорсіланов і ін. Відрізняються підвищеними жорсткістю і теплостійкість. У цьому сенсі вони як би володіють властивостями, притаманними як силікатним матеріалами (міцність, твердість, теплостійкість), так і органічним полімерів (еластичність, гідро-фобность, морозостійкість). Кремнійорганічні полімери залежно від будови вихідних мономерів можуть мати лінійне і просторова будова молекул. Низькомолекулярні різновиди кремнійорганічних полімерів у вигляді рідин ГКЖ-10, ГКЖ-11, ГКЖ-94 застосовують для приготування водовідштовхувальних фарб і додання бетонів та розчинів гідрофобних властивостей. Високомолекулярні кремнійорганічні полімери використовують: лінійні-в герметиках, так як є каучуками; хімічно «зшиті» - в пелюстках для склеювання волокон і в жаротривких емаль і лаках.

Схожі статті