Պլաստմասսա տեխնոլոգիան, տեսակները, արտադրության եւ օգտագործման

Պոլիմերային նյութեր - բարձր մոլեկուլային քիմիական միացություններ, որոնք կազմված բազմաթիվ malomolekulyarnyh monomers (միավոր), նույն կառուցվածքը. Հաճախ է պոլիմերներ օգտագործվում են արտադրության հետեւյալ monomer բաղադրիչների: էթիլեն, վինիլային քլորիդ, vinildenhlorid, Վինիլացետատի, պրոպիլեն, methylmethacrylate, tetrafluoroethylene, Ստիրոլի, urea, մելամինի, ֆորմալդեհիդ, ֆենոլ. Այս հոդվածում մենք կքննարկենք մանրամասնորեն, թե ինչ պոլիմերային նյութեր, ինչպես նաեւ դրանց քիմիական եւ ֆիզիկական հատկությունները, դասակարգումը եւ տեսակները:

տեսակներ պոլիմերների

Մի առանձնահատկությունն մոլեկուլների այս նյութի այն մեծ մոլեկուլային քաշը, որը համապատասխանում է հետեւյալ արժեքի: M> 5 * 103. Միացություններ ավելի ցածր մակարդակի այս պարամետրի (M = 500-5000), անդրադարձել է նաեւ oligomers: At ցածր մոլեկուլյար զանգվածով միացությունների պակաս, քան 500 հետեւյալ տեսակները պոլիմերային նյութերի սինթետիկ եւ բնական. Վերջինս սովորաբար կոչվում բնական կաուչուկ, ոչ սինքրոն փոխանցման կերպ, բուրդ, ասբեստի, բջջանյութ, եւ ք. Դ. Սակայն, հիմնական սինթետիկ պոլիմերներ զբաղեցնում տիեզերական բնույթ, որը ձեռք է գործընթացում քիմիական սինթեզի միացությունների ցածր մոլեկուլային մակարդակում. Կախված նրանից, թե որ մեթոդի արտադրական բարձր մոլեկուլային նյութեր, որոնք առանձնանում պոլիմերներ, որոնք կամ polycondensation, կամ ըստ ավելացման արձագանքը.

polymerization

Այս գործընթացը միավորում է ցածր մոլեկուլային զանգված բաղադրիչներից է բարձր մոլեկուլային քաշը տալ երկար շղթաներ: Քանակը պոլիմերման մակարդակից, այն է, որ մի շարք «mer» բառը մոլեկուլների կազմում. Առավել հաճախ, պոլիմերային նյութերը պարունակում են հազարավոր տասնյակ հազարավոր միավորների: Ի polymerization, հետեւյալ միացությունները, որոնք հաճախ օգտագործվում պոլիէթիլենային, պոլիպրոպիլենային, polyvinyl քլորիդ, պոլիտետրաֆլուրոէթիլային, Պոլիպրոպիլեն, polybutadiene, եւ ուրիշներին.

polycondensation

Այս գործընթացը մի քայլ պատասխանն է, որը բարդ կամ մի մեծ շարք նմանատիպ monomers, կամ մի զույգ առանձին խմբերի (A եւ B) է polycondensors (macromolecule) հետ միաժամանակ ձեւավորման այդ արտադրանքի ` մեթիլ սպիրտ, ածխածնի երկօքսիդի, քլորաջրածինը, ամոնիակի, ջրի եւ et al. Օգտագործելով ստացված polycondensation սիլիկոններ, polysulfones, պոլիկարբոնատներ, aminoplasts, phenolics, polyesters, պոլիամիդներից եւ այլ պոլիմերային նյութեր.

polyaddition

Սույն գործընթացի հասկանալ ձեւավորմանը Պոլիմերների բազմաթիվ լրացուցիչ ռեակցիաների Monomeric բաղադրիչների, որոնք պարունակում են ռեակտիվ հետ Ասոցացման սահմանը, monomers է unsaturated խմբերի (ակտիվ ցիկլեր կամ կրկնակի պարտատոմսերի): Ի տարբերություն polycondensation, polyaddition արձագանքը տեղի է ունենում առանց կատարման արտադրանքի. Առավել կարեւոր խնդիրն այս տեխնոլոգիան անհաւատներից բուժիչ էպոքսիդային խեժեր եւ պոլիուրեթաններ ընդունելություն:

դասակարգումը պոլիմերների

Ի կազմի բոլոր պոլիմերային նյութերը բաժանվում են անօրգանական, օրգանական եւ մետաղաօրգանական: Դրանցից առաջինը (սիլիկատային ապակե, փայլարը, ասբեստ, խեցեղեն եւ այլն) Չեն պարունակում ատոմային ածխածին: Նրանք հիմք են հանդիսանում ալյումինի օքսիդի, մագնեզիում, սիլիցիումի եւ այլն: D. Օրգանական պոլիմերներ կազմում են առավել ընդարձակ դաս, որ դրանք պարունակում են ածխածնի, ջրածին, ազոտի, ծծմբի, թթվածին եւ halogen. Մետաղաօրգանական պոլիմերային նյութեր, են միացություններ, որոնք կազմված խոշոր շղթաներով բացի այլ նշված, եւ սիլիցիումային ատոմների, ալյումինե, titanium եւ այլ տարրեր, որոնք կարող են զուգորդվում օրգանական արմատականների: Բնությունն նման համադրությունը չեն ունենում: Դա բացառապես սինթետիկ պոլիմերներ: Տիպիկ ներկայացուցիչներ Այս խմբի են միացություններ վերաբերյալ սիլիկոնով, որը հիմնական ցանցը կառուցված է թթվածնի եւ Սիլիկոնային ատոմների.

Ստանալու պոլիմերներ հետ ցանկալի հատկություններով հաճախ օգտագործվում է արվեստում չեն «մաքուր» նյութ, եւ դրանց համակցությունները հետ օրգանական կամ անօրգանական բաղադրիչների. Լավ օրինակ է պոլիմերային շինարարական նյութերը, մետաղապլաստե պլաստմասսայե, FIBERGLASS, պոլիմերային բետոնե:

Կառուցվածքը պոլիմերների

Առանձնահատկությունն այն հատկությունների այդ նյութերի շնորհիվ իրենց կառուցվածքով, որը, իր հերթին, բաժանվում են հետեւյալ տեսակների `գծային-branched, գծային, տարածական մոլեկուլային խմբերի հետ մեծ եւ շատ կոնկրետ երկրաչափական կառույցների եւ սանդուղք. Եկեք հակիրճ քննենք նրանցից յուրաքանչյուրը.

Պոլիմերային նյութեր գծային-ճյուղավորված կառուցվածքի, քան համակարգաստեղծ մոլեկուլների ունեն կողմնակի մասնաճյուղեր: Նման պոլիմերներ ներառում են պոլիպրոպիլեն եւ polyisobutylene.

Նյութեր գծային կառուցվածքի երկար ԶԻԳԶԱԳ-կամ ՈՒրիշ մեջ խխունջ շղթայի. Նրանց մակրոմոլեկուլների հիմնականում բնութագրվում է կրկնողություններից հողի մեկ կառուցվածքային միավորի կամ խմբի ստորաբաժանումների քիմիական շղթայի. Պոլիմերներ գծային կառուցվածքի բնութագրվում է ներկայության չափազանց երկար մակրոմոլեկուլների հետ էական տարբերության բնույթից պարտատոմսերի երկայնքով շղթա եւ նրանց միջեւ: Մենք նկատի ունենք միջմոլեկուլային եւ քիմիական պարտատոմսերը: Մակրոմոլեկուլների նման նյութական է շատ ճկուն. Եւ այս գույքը հիմքն է, որ պոլիմերային շղթաներով, որը հանգեցնում է որակապես նոր բնութագրերից բարձր էլաստիկություն, ինչպես նաեւ բացակայության brittleness է բուժել պետության:

Եվ հիմա մենք սովորում ենք, որ նման պոլիմերային նյութերի տարածական կառուցվածքով: Այդ նյութերը ձեւավորել է համատեղելով միմյանց հետ մակրոմոլեկուլների ուժեղ քիմիական պարտատոմսերի լայնակի ուղղությամբ: Արդյունքն ակնառու է, ցանցային կառույց, որն ունի ոչ միասնական տարածական Ցանց շրջանակ: Պոլիմերներ այս տեսակի ունեն ավելի բարձր ջերմային դիմադրության եւ կոշտության, քան գծային. Այս նյութերը կարող են հիմք ծառայել ոչ-մետաղական շինարարական նյութերի.

Մոլեկուլները պոլիմերային նյութերի հետ սանդուղք կառուցվածքի կազմված մի զույգ շղթաներով, որոնք կապված են քիմիական պարտատոմսի. Դրանք ներառում են սիլիկոնե պոլիմերներ, որոնք բնութագրվում են աճել կոշտություն, ջերմային դիմադրության, ընդ որում, նրանք չեն փոխազդում հետ օրգանական լուծիչներ:

Փուլը կազմը պոլիմերների

Այս նյութերը համակարգեր են, որոնք կազմված ամորֆ եւ բյուրեղային շրջաններում: Դրանցից առաջինը օգնում է նվազեցնել stiffness, ստիպում էլաստիկ պոլիմեր, որը ի վիճակի է մեծ դեֆորմացիաների մի հետադարձելի բնության. Բյուրեղային փուլը նպաստում է մեծացնել իրենց ուժը, կարծրություն, առաձգական modulus եւ այլ պարամետրերի, իսկ նվազագույնի հասցնելով մոլեկուլային ճկունություն նյութ: Որ ծավալների հարաբերակցությունը այդ բոլոր ոլորտներում, ինչպես նաեւ ընդհանուր ծավալի կոչվում աստիճանը բյուրեղացման, որի առավելագույն մակարդակը (80%) են պոլիպրոպիլեններ, fluoropolymers, բարձր խտության polyethylenes: Ավելի ցածր մակարդակը աստիճանը բյուրեղացման ունեն polyvinylchlorides, polyethylenes ցածր խտության:

Կախված վարքագծի վրա պոլիմերային նյութերի վրա ջեռուցման, նրանք կարող են բաժանել thermosetting եւ thermoplastic.

thermosetting պոլիմերներ

Այս առաջնային նյութերը պետք է գծային կառուցվածք: Երբ ջեռուցվում, նրանք մեղմել, սակայն կառուցվածքը փոփոխությունները տարածական ու նյութական փոխակերպվել ամուր հետեւանքով արտահոսքի մեջ քիմիական ռեակցիաների: Ապագայում, այս հատկությունը պահպանվում է: Այս սկզբունքով պոլիմերային կոմպոզիցիոն նյութերի. Նրանց հաջորդող ջեռուցման չի մեղմել նյութը, եւ միայն հանգեցնում է դրա դեգրադացիայի: Պատրաստ thermosetting խառնուրդ չի արձակում կամ հալեցնում, այնպես որ դա անընդունելի է վերամշակման համար: Այս տեսակի նյութի ներառում է epoxy սիլիկոններ, ֆենոլ-formaldehyde եւ այլ խեժեր.

thermoplastic պոլիմերներ

Այս նյութերը երբ Ղեկի, առաջին մեղմել եւ ապա հալվել եւ դրան հաջորդող հովացման ամրապնդում: Thermoplastic պոլիմերներ երբ նման վերամշակման չեն ենթարկվում քիմիական փոփոխություններ: Սա ստիպում է գործընթացը լիովին շրջելի. Նյութերը այս տիպի են գծային կամ ճյուղավորված գծային կառուցվածքը մակրոմոլեկուլների, որոնց թվում կան մի փոքր ուժ, եւ չկա բացարձակապես ոչ մի քիմիական պարտատոմսերը: Դրանք ներառում են պոլիէթիլենային, պոլիամիդ, Պոլիպրոպիլեն, եւ այլն: տեխնոլոգիա պոլիմերային նյութերի, ինչպիսիք են thermoplastic ապահովում դրանց արտադրության են ներարկման համաձուլվածքներ ի ջրային սառեցման ձեւերը համաձուլվածքներ, մամլման, հարված համաձուլվածքներ, եւ այլ մեթոդների:

քիմիական հատկությունները

Պոլիմերների գուցե կոչվում է հետեւյալ պայմաններով `պինդ, հեղուկ, ամորֆ, բյուրեղային փուլ, եւ բարձր առաձգական, մածուցիկ հոսքի եւ աղավաղում ապակու. Համատարած օգտագործումը պոլիմերային նյութերի շնորհիվ իրենց բարձր դիմադրության տարբեր քայքայիչ լրատվամիջոցների, ինչպիսիք են կենտրոնացված թթուների եւ alkalis. Նրանք չեն ենթակա են Էլեկտրաքիմիական կոռոզիայից. Բացի այդ, աճող մոլեկուլային քաշը նյութը նվազում լուծելիություն օրգանական լուծիչների. Եւ պոլիմերներ, որոնք ունեն տարածական կառուցվածքը, ընդհանուր առմամբ, չի ենթարկվում ասել է հեղուկների.

ֆիզիկական հատկությունները

Շատ պոլիմերներ են մեկուսիչներ, ի լրումն, նրանք ոչ մագնիսական նյութեր. Բոլոր օգտագործված կառուցվածքային նյութերի միայն իրենք ունեն ամենացածր ջերմային ջերմահաղորդություն եւ առավելագույն ջերմային հզորությունը, եւ ջերմային պակասում (մոտ քսան անգամ ավելի մեծ է, քան մետաղի): Պատճառն այն է, որ կորստի tightness տարբեր կնքման հավաքների ցածր ջերմաստիճանների, այսպես կոչված, Vitrification ռետինե, ինչպես նաեւ դրամատիկ տարբերությունն գործակիցների ընդլայնման մետաղի եւ կաուչուկի ապակեպատ պետության:

մեխանիկական հատկությունները

Պոլիմերային նյութեր ունեն լայն շրջանակ մեխանիկական հատկությունների, որոնք մեծապես կախված են իրենց կառուցվածքով: Բացի այս ընդլայնված, մեծ ազդեցություն է մեխանիկական հատկությունների նյութի կարող է ունենալ մի շարք արտաքին գործոններով. Դրանք ներառում են :. ջերմաստիճանը, հաճախականությունը, տեւողությունը, կամ փոխարժեքը բեռնման, որ նման ընդգծել է պետության, ճնշումը, բնույթը շրջակա միջավայրի, ջերմային բուժում եւ այլն առանձնահատկությունն մեխանիկական հատկությունների պոլիմերային նյութերի, որն իրենց համեմատաբար բարձր ուժ է շատ ցածր stiffness (համեմատ մետաղների):

Պոլիմերների կարելի է բաժանել պինդ, որը համապատասխանում է մոդուլի առաձգականության E = 1.10 ԳՊա (օպտիկամանրաթելային, ֆիլմը, պլաստիկ) եւ փափուկ elastomeric նյութի, առաձգականության մոդուլը E = 1-10 ՄՊա (ռետինե): Եւ մեխանիզմը ոչնչացման, այնպես էլ տարբեր են:

Համար պոլիմերային նյութերից բնորոշ է վառ անիզոտրոպիայի հատկությունների, ինչպես նաեւ նվազեցման ուժ, սողալ զարգացման պայմանով երկարատեւ բեռնում: Միեւնույն ժամանակ, նրանք ունեն բավականին բարձր դիմադրողականություն է հոգնածության. Հետ համեմատած մետաղների, նրանք ավելի ուժեղ կախվածությունը մեխանիկական հատկությունների վրա ջերմաստիճանի. Մեկը հիմնական բնութագրերի պոլիմերային նյութերի մի deformability (առաձգականություն): Ըստ այս պարամետրի մի շարք ջերմաստիճանների ընդունված է գնահատել իրենց հիմնական գործառնական եւ տեխնոլոգիական հատկությունները:

Պոլիմերային նյութեր հատակին

Այժմ, համարում մեկ մարմնավորում է գործնական կիրառման պոլիմերների, բացահայտելով բոլոր հնարավոր շրջանակ, այդ նյութերի. Այս նյութերը գտել լայն կիրառություն շինարարության եւ վերանորոգման եւ Հարդարման Աշխատանքներ, մասնավորապես, պատվածքի հարկերում: Հսկայական ժողովրդականությունը պայմանավորված է բնութագրերի նյութերի հարցին: նրանք դիմացկուն է քայքայում, maloteploprovodny, պետք է շատ քիչ ջրի կլանումը, բավականաչափ ուժեղ է եւ ամուր, տիրապետում բարձր որակներ ներկի. Արտադրություն պոլիմերային նյութերից կարելի է բաժանել երեք խմբի `Լինոլեում (Roll), արտահաշվեկշռային ապրանքները եւ խառնուրդներ սարքի Սվաղային: Այժմ եկեք հակիրճ նայում նրանցից յուրաքանչյուրը.

Լինոլեում արտադրվում է տարբեր տեսակի fillers եւ պոլիմերների. Նրանց կազմը կարող է նաեւ ներառել plasticizers, մշակման ՁԻԱՀ-ի եւ պիգմենտներ: `Կախված տեսակից պոլիմերային նյութի, տարբերակել պոլիեսթեր (Gliphtal), պոլիվինիլքլորիդային, կաուչուկ, kolloksilinovye եւ այլ ծածկույթներ. Ավելին, նրանք կառուցվածքային բաժանվում են անհիմն եւ sound-, ջերմամեկուսիչ հիմքը unilamellar եւ multilamellar հետ հարթ, ծալքավոր եւ գանգուր մակերեսի եւ միայնակ եւ բազմաբնակարան գունավոր.

Շինարարություն նյութերը հիման վրա պոլիմերային բաղադրիչների, շատ ցածր քայքայում դիմադրության, քիմիական դիմադրության ու երկարակեցություն. Կախված տեսակից հումքի, այս տիպի պոլիմերային արտադրանք բաժանվում են kumaronopolivinilhloridnye coumarone, PVC, ռետինե, fenolitovye, բիտումային սալիկների, ինչպես նաեւ մասնիկների խորհրդի եւ fiberboard:

Նյութեր screeds են առավել հարմար եւ հիգիենիկ է օգտագործել, նրանք ունեն բարձր ուժ. Այս խառնուրդներ կարող է բաժանել Polymer-, պոլիմերային բետոնի եւ polyvinyl acetate: