Что такое полимерное связующее

Полимерное связующее

Полимерное связующее – используется при изготовлении неметаллической арматуры для объединения отдельных волокон в монолитный стержень; защищает арматуру от механических и химических воздействий, составляет примерно 20 % массы стержня.

[Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ им. А. А. Гвоздева, Москва, 2007 г. 110 стр.]

Рубрика термина: Полимеры

Полезное

Смотреть что такое «Полимерное связующее» в других словарях:

Связующее — Связующее – добавляемые к древесным частицам вещества или смесь различных веществ, обладающие способностью взаимосвязывать частицы древесно стружечной плиты. [ГОСТ 18110 72] Рубрика термина: ДСП Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Вяжущее (связующее) — – полимер. смола с отвердителем, а при необходимости – с пластификаторами. [СН525 80] Рубрика термина: Полимеры Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги, Автотехника … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

КРАСКИ И ПОКРЫТИЯ — Краски или, в более широком значении, покровные материалы это суспензии, которые после нанесения на поверхности превращаются в твердые защитные пленки (покрытия). Рисунки на стенах доисторических пещер доказывают, что краска одно из древнейших… … Энциклопедия Кольера

Полимеры — – вещества, молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого числа повторяющихся звеньев; молекулярная масса полимеров может изменяться от нескольких тысяч до многих миллионов. По происхождению полимеры делят на природные, или… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

ПЕНОПЛАСТЫ — (вспененные или ячеистые пластмассы, газонаполненные полимеры), композиц. материалы с каркасом (матрицей) из полимерных пленок, образующих стенки и ребра ячеек (пор), заполненных газом (преим. воздухом). Последние могут иметь сферич., эллиптич.,… … Химическая энциклопедия

C-4 (взрывчатое вещество) — У этого термина существуют и другие значения, см. С 4 (значения). Подготовка заряда C 4 C 4 (Composition C 4) распространённая в США разновидность пластичных взрывчатых веществ военного назначения. В русском языке название обычно… … Википедия

С-4 — Подготовка заряда C 4 C 4 (Composition C 4) распространённая в США разновидность пластичных взрывчатых веществ военного назначения. В русском языке название обычно используется в формах си четыре и си фор. В состав C 4 входят: гексоген около 91 % … Википедия

КОНСТРУКЦИОННЫЕ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ — Понятие конструкционных и строительных материалов охватывает множество различных материалов, применяемых для изготовления деталей конструкций, зданий, мостов, дорог, транспортных средств, а также бесчисленных других сооружений, машин и… … Энциклопедия Кольера

КСВ — – связующее – производится из кремнесодержащего природного сырья путём специальной переработки. КСВ связующее монолитный твёрдый материал, подлежащий дальнейшему измельчению для его использования. Применяют для изготовления КСВ бетонов, КСВ … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Композиционные материалы — представляют собой металлические и неметаллические матрицы (основы) с заданным распределением в них упрочнителей (волокон, дисперсных частиц и др.); при этом эффективно используются индивидуальные свойства составляющих композиции. По… … Большая советская энциклопедия

Источник

ГЛАВА I. ПОЛИМЕРНЫЕ СВЯЗУЮЩИЕ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЛИМЕРНЫХ СВЯЗУЮЩИХ

Полимерные связующие — это синтетические или природные органические вещества, способные самопроизвольно или под действием различных факторов (веществ-отвердителей, температуры и др.) переходить из жидкого состояния в твердое, и как в жидком состоянии, так и после отвердевания имеющих хорошую адгезию к другим материалам. Полимерные связующие в исходном состоянии могут быть высокомолекулярными веществами, веществами со средней молекулярной массой (в пределах 100. 1000) — так называемыми олигомерами или низкомолекулярными мономерными веществами. Однако все они в процессе отвердевания переходят в высокомолекулярные полимерные вещества.

Основной вид полимерных связующих — синтетические полимеры, получаемые из низкомолекулярных продуктов (мономеров) полимеризацией или поликонденсацией. Среди синтетических полимеров отдельную группу составляют каучуки и каучукоподобные полимеры, характеризующиеся очень большой деформативностью и высокозластичными свойствами, из-за чего их называют эластомерами.

Природные смолы и высокомолекулярные вещества применяют как в естественном состоянии, так и после химической модификации, придающей им необходимые свойства — модифицированные природные полимеры.

В зависимости от отношения к нагреванию и потенциальной способности к укрупнению (сшивке) молекул различают термопластичные и термореактивные полимерные вещества.

Термопластичные вещества при нагревании переходят из твердого состояния в жидкое (плавятся), а при охлаждении вновь затвердевают, причем такие переходы могут повторяться много раз. Термопластичность объясняется линейным строением молекул, их химической инертностью и довольно слабым межмолекулярным взаимодействием.

По зтой же причине большинство термопластов способно растворяться в соответствующих растворителях. К термопластам относятся многие широко распространенные полимеры: полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол, модифицированная целлюлоза (метилцеллюлоза, нитроцеллюлоза) и природные смолы: канифоль, копал, битумы, дегти.

Термореактивными называют вещества, у которых переход из жидкого состояния в твердое происходит необратимо; при этом у них меняется молекулярная структура: линейные молекулы соединяются в пространственные сетки — гигантские макромолекулы. Такое

необратимое твердение происходит не только под действием нагревания

(именно отсюда пошел термин „термореактивность»), но и под дейст

вием отвердителей, ионизирующего излучения и других факторов.

Отвержденные термореактивные полимеры, как правило, более термо

стойки, чем термопластичные, и практически не растворяются, а только

набухают в растворителях

Термореактивные полимерные вещества, используемые в строительстве в качестве связующих, обычно представляют собой вязкие жидкости, называемые не совсем правильно „смолами». В химической технологии зги продукты частичной полимеризации (с молекулярной массой в пределах 100. 1000), имеющие линейное строение молекул и способные к дальнейшему укрупнению, получили название олигоме-ров. К термореактивным олигомерным связующим относятся, например, эпоксидные и полиэфирные смолы, олифы, каучуки в смеси с вулканизаторами и т. п.

В зависимости от агрегатного (физического) состояния полимерные связующие могут быть:

вязкими жидкостями: олигомерные (эпоксидные, полиэфирные и др.) и мономерные (фурфурольные, фурфуролацетоновые и др.)

водными дисперсиями полимеров (латексы синтетических каучу-ков, поливинилацетатная и полиакрилатная дисперсии и др.);

порошками и блочными продуктами (гранулы, листы, пленки): полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид, полиметилметакрилат.

Один и тот же полимер в зависимости от метода синтеза может иметь различное физическое состояние. Так, полистирол может быть в виде гранул, тонкозернистого порошка, раствора в органических растворителях и водной дисперсии.

Для получения полимерцементных материалов наиболее удобны водные дисперсии полимеров и водорастворимые порошкообразные полимерные продукты; для полимербетонов и полимеррастворов — жид-ковязкие олигомеры и мономеры, реже для этой цели применяют водные дисперсии полимеров.

Полимерные связующие существенно отличаются от минеральных вяжущих. Адгезия полимерных связующих к другим материалам (в частности, к заполнителям) значительно выше, чем минеральных вяжущих. Скорость и условия твердения полимерных связующих можно варьировать в широких пределах; в целом они твердеют значительно быстрее цементов. Прочность при сжатии, а особенно при растяжении и изгибе у полимерных связующих выше, чем у минеральных вяжущих. Но при использовании термопластичных полимеров необходимо помнить, что прочность их быстро снижается при повышении температуры. В целом у отвержденных полимерных связующих довольно низкая термостойкость, зависящая от состава и строения полимера и находящаяся в пределах 60. 250°С. Полимерные связующие в подавляющем большинстве водостойки и химически стойки: они хорошо противостоят действию кислот, щелочей, солевых растворов, растворителей.

Для каждого вида полимерных связующих существуют свои рациональные области применения, выбираемые с учетом всех его свойств.

Большая часть синтезируемых полимеров используется в производстве пластмасс, которые применяются в самых различных областях современной жизни. Для получения полимерных и полимерцементных бетонов, растворов и мастик используется пока небольшой объем полимерных продуктов, но промышленность уже выпускает для этих целей специальные марки полимеров и олигомерных продуктов.

Высокая стоимость полимерных связующих требует снижения полимероемкости, т. е. достижения требуемого результата при минимальном расходе полимера. Поэтому полимерные связующие применяют для получения тонких облицовочных изделий (плиток, пленок), защитных химически стойких’ покрытий, лицевых покрытий полов, отделочных слоев, приклеивающих материалов, гидроизоляционных покрытий.

Источник

Полимерные вяжущие

Вследствие многообразных структурообразующих факторов разработано огромное число различных полимеров с разнообразнейшими свойствами, это дает возможность создавать материалы с заранее заданными свойствами.

Отличия органических вяжущих от минеральных носят как положительный, так и отрицательный характер. Поэтому каждый вид вяжущих имеет свои рациональные области применения, выбираемые с учетом всех его свойств. В последние годы широко используется модификация минеральных вяжущих органическими с целью получения композиционных материалов с принципиально новым набором свойств.

Органические вяжущие используются в строительстве для получения клеев, мастик, лакокрасочных материалов, полимерных и полимерцементных растворов и бетонов. Большая же часть синтетических полимеров используется при производстве пластмасс, в состав которых, как правило, входят наполнители и другие компоненты, снижающие стоимость и придающие пластмассам специальные свойства.

Многообразие структур полимерных связей позволяет создать огромное число различных полимеров с заранее заданными свойствами.

Свойства полимеров

Полимеры характеризуются следующими техническими свойствами:

Положительные свойства полимеров:

При получении многих полимерных материалов используются в качестве связующего фенолформальдегидные смолы, содержащие до 9% свободного фенола, до 11% свободного формальдегида и 1,5-2,0% метанола. В процессе производства и эксплуатации изделий значительная часть этих высокотоксичных веществ выделяется в воздух.

Пенополистирол при обычных условиях эксплуатации (и особенно при горении) выделяет высокотоксичный стирол.

Пенополиуретановые теплоизоляционные материалы при горении образуют множество летучих высокотоксичных соединений, включая синильную кислоту.

Структуры полимеров

Каждое полимерное тело характеризуется внутренней организацией, то есть тем, как взаимно расположены и взаимодействуют между собой составляющие его макромолекулы. То, как из макромолекул выстраивается полимерное тело, называется его надмолекулярной структурой.

Надмолекулярная структура полимеров

По составу основной цепи макромолекул полимеры разделяют на три группы:

По строению макромолекул полимеры разделяют на три группы:

Макромолекулы полимеров линейного строения вытянуты в виде цепей, связанных между собой слабыми силами межмолекулярного взаимодействия. Для разветвленных полимеров характерно наличие мономерных звеньев, ответвленных от основной цепи макромолекулы. Сетчатые (трехмерные) структуры полимеров характеризуются тем, что прочные химические связи между цепями («сшивка» отдельных линейных или разветвленных цепей полимера) приводят к образованию единого пространственного каркаса.

Это определяет физико-механические и химические свойства полимеров.

Термопласты

Полимеры плавятся при нагревании с изменением свойств и растворяются в соответствующем органическом растворителе, а при охлаждении вновь затвердевают.

Полимеры, способные многократно размягчаться при нагревании и затвердевать при охлаждении, называются термопластичными (термопласты).

Способность термопластов к значительным деформациям при нагревании без разрушения используется при изготовлении изделий и полуфабрикатов способами экструзии (непрерывного выдавливания), литья под давлением, деформирования (формования) заготовки, а также способом сварки.

Однако при повышении температуры свойства термопластов как конструкционного материала изменяются: снижается их способность сопротивляться действующим внешним силовым нагрузкам.

Следует учитывать особенности, свойственные всем полимерам с линейной структурой: сравнительно низкий модуль упругости, малая твердость, большой коэффициент теплового расширения.

Термопласты, наиболее применяемые для изготовления пластмассовых строительных изделий:

Средняя температура плавления различных полимеров

Реактопласты

Полимеры с макромолекулами трехмерного строения имеют повышенную устойчивость к термическим и механическим воздействиям, не растворяются в растворителях, а лишь набухают.

Полимеры, которые не могут обратимо размягчаться при повторном нагревании называют термореактивными полимерами (реактопласты).

Обычно реактопласты в чистом виде не применяются, а используются в качестве компонентов композитных материалов в сочетании со стеклянными, углеродными, полимерными и другими волокнами. Наиболее широко используемыми отверждающимися полимерными материалами являются эпоксидная и полиэфирная смолы.

Термореактивные вяжущие поступают на строительство часто в виде вязких жидкостей, называемых не совсем правильно «смолами». В химической технологии такие продукты частичной полимеризации (с молекулярной массой менее 1000), имеющие линейное строение молекул и способные к дальнейшему укрупнению, называют олигомерами.

Реактопласты в виде отверждающихся полимерных материалов:

Свойства многих полимеров неразрывно связаны с величиной молекулярной массы и межмолекулярных сил, которые слабее обычных валентных связей. При увеличении молекулярной массы полимера суммарный эффект межмолекулярных сил становится ощутимым, поскольку их источником является каждый атом. В этой связи возрастающая роль межмолекулярных сил при повышении молекулярной массы качественно отличает полимеры от низкомолекулярных соединений.

Высокомолекулярные соединения характеризуются не только структурой молекул, но и молекулярной массой. Полимеры обычно имеют молекулярную массу свыше 5000 единиц.

Высокомолекулярные соединения молекулярной массой менее 5000 единиц называют олигомерами.

По мере увеличения молекулярной массы полимера растворимость его в органических растворителях снижается, несколько снижается эластичность, однако прочность значительно возрастает.

Для производства полимеров основным сырьем служат мономеры, т.е. вещества, способные соединяться друг с другом, образуя полимеры.

Мономеры получают путем переработки природных и нефтяных газов, каменного угля, аммиака, углекислоты и других подобных веществ.

Методы получения полимеров

В зависимости от метода получения полимеры подразделяются на:

Получают в процессе полимеризации мономеров вследствие раскрытия кратных связей (или раскрытия цикла) и соединения элементарных звеньев мономера в длинные цепи. Поскольку при реакции полимеризации атомы и их группировки не отщепляются, побочные продукты не образуются, химический состав мономера и полимера одинаков.

Получают в процессе реакции поликонденсации двух или нескольких низкомолекулярных веществ. При этой реакции наряду с основным продуктом поликонденсации образуются побочные соединения (вода, спирты и другие), а химический состав полимера отличается от химического состава исходных продуктов поликонденсации.

Получают из природных высокомолекулярных веществ (целлюлоза, казеин) путем их химической модификации для изменения их первоначальных свойств в заданном направлении. Из ацетилцеллюлозы вырабатывают прочные и водостойкие лаки для окрашивания древесины и металла.

Полимеризационные полимеры (термопласты)

К полимеризационным полимерам (термопластам) относятся:

Полиэтилен получают полимеризацией газа этилена, который является попутным продуктом переработки нефтепродуктов. В структурной формуле полиэтилена в качестве радикала выступает водород.

В зависимости от параметров полимеризации и применяемых катализаторов получают полиэтилен разных типов, существенно отличающийся по своим свойствам.

В зависимости от технологии производства различают полиэтилен высокого, низкого и среднего давления.

Каждый из этих видов полиэтилена характеризуется своим комплексом свойств, которые определяют области применения.

Полиэтилен применяется для производства труб, пленок, теплоизоляционных газонаполненных материалов, тары и сантехнического оборудования.

Полипропилен получают полимеризацией мономера газа пропилена в присутствии металлоорганических катализаторов. Полипропилен представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, то есть в натуральном виде полупрозрачен, но может легко окрашиваться добавлением соответствующих пигментов и красок.

По свойствам полипропилен сходен с полиэтиленом низкого давления.

По сравнению с полиэтиленом ПП более хрупкий при отрицательных температурах. Для повышения температурного диапазона применения и ударной прочности полипропилен модифицируют различными добавками, а также используют сополимеры, например, блок-сополимер этилена с пропиленом, статистический сополимер (рандом сополимер).

Недостатками поливинилхлорида является:

Из поливинилхлорида изготовляют гидроизоляционные и отделочные материалы, плинтуса, поручни, оконные и дверные переплеты, линолеум и др. Широко применяют для производства труб, используемых в системах водоснабжения, канализации и технологических трубопроводов.

Водостоек, хорошо сопротивляется действию концентрированных кислот (кроме азотной и ледяной уксусной кислот), противостоит растворам щелочей (с концентрацией до 40%).

Применяют для изготовления гидроизоляционных пленок, облицовочных плиток, теплоизоляционных материалов, водопроводных труб и др.

Поликонденсационные полимеры (реактопласты)

Наиболее значимыми являются:

Получают путем поликонденсации фенола с формальдегидом.

Эти полимеры хорошо совмещаются с наполнителями:

При этом получаются пластики более прочные и менее хрупкие, чем сами полимеры.

Фенолформальдегидные полимеры широко применяют в качестве связующего при изготовлении:

Макромолекулы кремнийорганических полимеров состоят из чередующихся атомов кремния и кислорода, а углерод входит лишь в состав групп, обрамляющих главную цепь СН₃.

Наличие силоксановой связи придает свойства, присущие силикатным материалам:

Добавочные вещества, пластификаторы

Введение этих пластификаторов позволяет улучшить условия переработки полимерных композиций, снизить их хрупкость.

Такие добавки способствуют длительному сохранению свойств пластмасс в процессе их эксплуатации.

Это сшивающие и вулканизующие агенты. Обеспечивают процесс отверждения полимеров, т.е. способствуют формированию их пространственной структуры.

Используют для получения окрашенных пластмасс.

Повышают стойкость пластмасс против возгорания.

Используют для создания газонаполненных (ячеистых) пластмасс.

Источник

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЛИМЕРНЫХ СВЯЗУЮЩИХ

Основной вид полимерных связующих — синтетические полимеры, получаемые из низкомолекулярных продуктов (мономеров) полимери­зацией или поликонденсацией. Среди синтетических полимеров отдель­ную группу составляют каучуки и каучукоподобные полимеры, характе­ризующиеся очень большой деформативностью и высокозластичными свойствами, из-за чего их называют эластомерами.

Природные смолы и высокомолекулярные вещества применяют как в естественном состоянии, так и после химической модификации, придающей им необходимые свойства — модифицированные природные полимеры.

В зависимости от отношения к нагреванию и потенциальной спо­собности к укрупнению (сшивке) молекул различают термопластич­ные и термореактивные полимерные вещества.

Термопластичные вещества при нагревании переходят из твердого состояния в жидкое (плавятся), а при охлаждении вновь затвердевают, причем такие переходы могут повторяться много раз. Термопластич­ность объясняется линейным строением молекул, их химической инерт­ностью и довольно слабым межмолекулярным взаимодействием. По этой же причине большинство термопластов способно растворяться в соответствующих растворителях. К термопластам относятся многие широко распространенные полимеры: полиэтилен, поливинил хлорид, полистирол, модифицированная целлюлоза (метилцеллюлоза, нитро­целлюлоза) и природные смолы: канифоль, копал, битумы, дегти.

В зависимости от агрегатного (физического) состояния полимер­ные связующие могут быть:

Вязкими жидкостями: олигомерные (эпоксидные, полиэфирные и др.) и мономерные (фурфурольные, фурфуролацетоновые и др.) связующие;

Порошками и блочными продуктами (гранулы, листы, пленки): полиэтилен, полистирол, поливинил хлорид, полиметилметакрилат.

Один и тот же полимер в зависимости от метода синтеза может иметь различное физическое состояние. Так, полистирол может быть в виде гранул, тонкозернистого порошка, раствора в органических растворителях и водной дисперсии.

Полимерные связующие существенно отличаются от минеральных вяжущих. Адгезия полимерных связующих к другим материалам (в частности, к заполнителям) значительно выше, чем минеральных вя­жущих. Скорость и условия твердения полимерных связующих можно варьировать в широких пределах; в целом они твердеют значительно быстрее цементов. Прочность при сжатии, а особенно при растяжении и изгибе у полимерных связующих выше, чем у минеральных вяжу­щих. Но при использовании термопластичных полимеров необходимо помнить, что прочность их быстро снижается при повышении темпера­туры. В целом у отвержденных полимерных связующих довольно низ­кая термостойкость, зависящая от состава и строения полимера и нахо­дящаяся в пределах 60. 250°С. Полимерные связующие в подавляю­щем большинстве водостойки и химически стойки: они хорошо противо­стоят действию кислот, щелочей, солевых растворов, растворителей.

Для каждого вида полимерных связующих существуют свои рацио­нальные области применения, выбираемые с учетом всех его свойств.

Большая часть синтезируемых полимеров используется в произ­водстве пластмасс, которые применяются в самых различных областях современной жизни. Для получения полимерных и полимерцементных бетонов, растворов и мастик используется пока небольшой объем по­лимерных продуктов, но промышленность уже выпускает для этих целей специальные марки полимеров и олигомерных продуктов.

Источник