Электронное строение атома. Расположение структурных элементов в таблице Менделеева
 Скачать 0.65 Mb.
|
|
88. Компоненты лакокрасочных материалов, их основные свойства. Классификация по пленкообразователям. Лакокрасочным материалом называют композицию, которая, будучи равномерно нанесена на поверхность окрашиваемого изделия, в результате сложных физических и химических превращений формируется в сплошное полимерное покрытие с определенными свойствами (защитными, декоративными, специальными). Общим свойством всех лакокрасочных покрытий является изоляция поверхности от внешних воздействий, придание ей определенных вида, цвета и фактуры. Это достигается за счет получения твердой пленки на основе органических (и неорганических, например жидкого стекла) веществ. При этом толщина пленки может составлять несколько десятков или сотен микрометров. Следовательно, главным компонентом любого лакокрасочного материала, определяющим свойства получаемого покрытия, является пленкообразующее вещество. К природным пленкообразующим относятся растительные масла, подвергнутые специальной обработке, смолы естественного происхождения (янтарь, канифоль, копалы и др.), битумы и асфальты, белковые вещества (казеин, костный клей), специально обработянная целлюлоза. Группа синтетических пленкообразующих веществ, используемых в производстве лакокрасочных материалов, гораздо шире и разнообразнее. Это алкидные, эпоксидные, карбамидо- и меламиноформальдегидные, фенолоформальдегидные, перхлорвиниловые и другие смолы. Основная часть пленкообразующих веществ используется для получения лакокрасочных покрытий, кроме того, их применяют для пропитки пористых поверхностей (дерева, картона, бумаги) и других целей. В композиции часто вводят пигменты (неорганические и органические) и наполнители для придания определенных свойств покрытию. Неорганические пигменты - природные или синтетические твердые окрашенные вещества, нерастворимые в воде, растворителях, пленкообразователях. При введении их в тонкодисперсном виде в пленкообразующие вещества образуются цветные покрытия. Органические пигменты - синтетические красящие вещества, при введении которых в пленкообразующие получают лакокрасочные материалы ярких оттенков. Наполнители - твердые дисперсные неорганические вещества, нерастворимые в растворителях и пленкообразователях и не обладающие красящей способностью. Используются для придания покрытию требуемого комплекса свойств. Одним из необходимых компонентов лакокрасочных материалов, используемых в быту, являются растворители и разбавители. Растворители - это органические летучие жидкости, применяемые для перевода пленкообразователей в состояние, пригодное к нанесению на окрашиваемую поверхность, и для регулирования вязкости лакокрасочного материала. Разбавители не обладают растворяющей способностью, однако в сочетании с растворителями способны регулировать вязкостные свойства систем в значительных пределах. В некоторых материалах в качестве растворителя и разбавителя используют воду. Кроме основных компонентов пленкообразующего, пигмента, растворителя (разбавителя) в лакокрасочных композициях часто применяются различные целевые добавки: сиккативы, отвердители, ускорители. Сиккативами называют соединения металлов (в основном свинца, марганца, кобальта, кальция, железа) с органическими кислотами. Сиккативы применяют для ускорения высыхания лакокрасочных материалов, т.е. для сокращения продолжительности пленкообразования. Отвердитель - химическое вещество, добавляемое к некоторым полимерным материалам (а также лакокрасочным материалам на их основе) для получения неплавкого нерастворимого продукта. Отвердители, как правило, вводят в материал непосредственно перед его употреблением. Ускоритель - химическое соединение, вводимое для повышения скорости отверждения некоторых материалов. 89. Получение и применение полимерных бетонов Бетонополимер представляет собой бетон, пропитанный после затвердевания мономерами или жидкими олигоме-рами, которые после соответствующей обработки переходят в твердые полимеры, заполняющие поры бетона. В результате этого более чем в 2 раза повышаются прочность бетона (/?сж = 80…120 МПа) и его морозостойкость. Бето-нополимеры практически водонепроницаемы. Для получения бетонополимера используют главным образом стирол и метилметакрилат, полимеризующиеся в бетоне соответственно в полистирол и полиметилметакрилат. Существенный недостаток бетонополимера — значительное усложнение технологии бетона: затвердевшее бетонное изделие перед пропиткой необходимо высушить, пропитывают его под вакуумом. Кроме того, работа с мономерами требует тщательного соблюдения техники безопасности. Полимербетон — разновидность бетона, в котором вместо минерального вяжущего использованы термореактивные полимеры: эпоксидные, полиэфирные, фенолофор^ мальдегидные. Полимербетон получают, смешивая полимерное связующее и заполнители. Связующее состоит из жидкого олигомера, отвердителя и тонкомолотого минерального наполнителя, который уменьшает расход полимера и улучшает свойства полимербетона. Твердеют поли-мербетоны при нормальной температуре в течение 12.,.24 ч, а при нагревании — еще быстрее. лавное свойство полимербетона — высокая химическая стойкость как в кислых, так и в щелочных средах. Кроме того, полимербетоны обладают высокой прочностью, плотностью, износостойкостью и отличной адгезией к другим материалам. Наряду с этим полимербетоны характеризуются повышенной деформативностью и невысокой термостойкостью. Хотя стоимость полимербетона намного выше стоимости обычных бетонов, его применение экономически оправдано для получения защитных покрытий и целых конструкций, работающих в условиях химической агрессии (химические и пищевые заводы), и для ремонта каменных и бетонных конструкций (например, восстановление поверхности, заделка трещин и т. п.). Полимербетоны применяют для устройства монолитных бесшовных полов, отделочных и защитных покрытий строительных конструкций, ремонта и омоноличивания бетонных элементов, изготовления полимербетонных элементов и пр. Но, как было отмечено выше, применять полимербетоны особенно целесообразно для изготовления химически- и морозостойких конструкций. В связи с этим наибольшее распространение полимербетоны получили для защитных покрытий строительных конструкций и технологических установок химических предприятий, а также для устройства бесшовных полов. Такие полы и покрытия нетрудоемки в изготовлении; они легко поддаются ремонту и восстановлению. Из полимербетонов изготовляют элементы наружной облицовки гидротехнических сооружений, работающих в особо тяжелых условиях — абразивный износ, постоянное действие воды, частое замораживание и т. п. Теплоизоляционные и акустические материалы 90) Классификация ТИМ по структуре и внешнему виду Классификация теплоизоляционных материалов и изделий производится по следующим признакам: -структуре, -форме, -виду основного исходного сырья, -плотности, -жесткости (относительной деформации сжатия), -теплопроводности и возгораемости. В зависимости от структуры теплоизоляционные материалы делят на: -волокнистые (минераловатные, стекловолокнистые и др.), -зернистые (перлитовые, вермикулитовые, совелитовые известково-кремнеземистые и др.), -ячеистые (изделия из ячеистых бетонов, пеностекло, пенопласты). По форме и внешнему виду теплоизоляционные материалы бывают: -штучные (плиты, блоки, кирпич, цилиндры, полуцилиндры, сегменты), -рулонные (маты, полосы, матрацы), -шнуровые (шнуры, жгуты), -сыпучие и рыхлые (вата минеральная, стеклянная, вспученные перлит и вермикулит). По виду сырья различают теплоизоляционные материалы неорганические и органические. В зависимости от плотности теплоизоляционные материалы делят на марки: -особо легкие (ОЛ) с марками Д 15, 25, 35, 75 и 100; -легкие (Л) — Д 125, 150, 175, 200, 250, 300 и 350; -тяжелые (Т) — Д 400, 450, 500 и 600. Зависимости от жесткости (относительной деформации сжатия) под удельной нагрузкой теплоизоляционные материалы бывают пяти видов: мягкие (М), полужесткие (П), жесткие (Ж), повышенной жесткости (ПЖ) и твердые (Т). Для мягких материалов сжимаемость должна быть не более 30%, полужестких — 6...30% и жестких — до 6%. Величина относительного сжатия для изделий повышенной жесткости и твердых должна быть не более 10% при удельной нагрузке соответственно 0,04 и 0,1 МПа. В зависимости от теплопроводности важной характеристики теплоизоляционные материалы делят на три класса: низкой теплопроводности — класс А, средней теплопроводности — класс и повышенной теплопроводности — класс В. 91) Значение ТИМ в строительстве От качества теплоизоляции здания зависит количество энергии, необходимое для его обогрева в холодное время года. Раньше роль теплоизоляционных материалов выполняли стройматериалы, являющиеся одновременно несущими конструкциями здания – дерево, кирпич, бетон. При росте стоимости энергоносителей роль теплоизоляции стала возрастать, так как постепенно стало очевидно, что невозможно увеличивать теплоизоляцию здания исключительно за счет увеличения толщины стройматериалов. Качественная теплоизоляция домов должна иметь низкий коэффициент теплопроводности и влагопоглощения, не гореть, обладать достаточной прочностью. Чаще всего, в качестве теплоизоляционных материалов используются плиты из пенопласта, плиты из минерального волока, а также все более популярные в последнее время полимерные теплоизоляционные материалы. Современные теплоизоляционные материалы служат для теплоизоляции коттеджей, бань, саун, промышленных зданий и сооружений, а также для теплоизоляции труб. При выборе теплоизоляционных материалов следует учитывать, что на долговечность и стабильность теплофизических и физико-механических свойств теплоизоляционных материалов, входящих в конструкцию ограждения, оказывают существенное влияние многие эксплуатационные факторы. Это, в первую очередь, знакопеременный (зима-лето) температурно-влажностный режим "работы" конструкции и возможность капиллярного и диффузионного увлажнения теплоизоляционного материала, а также воздействие ветровых, снеговых нагрузок, механические нагрузки от хождения людей, перемещения транспорта и механизмов по поверхности кровли производственных зданий. Эксплуатация теплоизоляционных материалов происходит в жестких условиях и предполагает особенно тщательный отбор для каждого отдельного проекта. Определяющую роль в обеспечение эффективности теплоизоляционной системы играет коэффициент теплопроводности материала. Можно выделить несколько наиболее популярных видов теплоизоляционных материалов в России. Изделия из стеклянной ваты. Стекловолокно - разновидность минерального волокна. Оно является полуфабрикатом при производстве теплоизоляционных изделий. Сырьем для изготовления стекловолокна служит шихта, состоящая из смешанных в определенной пропорции кварцевого песка, известняка (доломита) и соды (сульфата натрия). Стекловолокнистые изделия имеют большую, чем минеральная вата виброустойчивость. Однако среди недостатков этого материала следует отметить гидрофильность и наличие неэкологически чистых добавок. А также отсутствие пожароустойчивости (уже через 20-30 мин пожара, стекловата плавится). Изделия из пенополистирола. В строительстве используется пенополистирол двух типов - плиты пенополистирольные и экструдированный пенополистирол. Плиты пенополистирольные получаются вспучиванием и свариванием гранул полистирола между собой при нагревании водой или паром с температурой 80 - 100°С. Для плоской кровли применяют плиты пенополистирольные с плотностью не менее 35 кг/м3. При применении пенополистирола в качестве основания под рулонные или мастичные кровли необходимо устройство стяжек толщиной не менее 50 мм. Прочность экструдированного пенополистирола превосходит прочность всех широко применяемых теплоизоляционных материалов, поэтому он особенно часто используется при устройстве эксплуатируемых кровель. Это материал с практически нулевым водопоглощением. Изделия из вспененного (ячеистого) стекла. Вспененное стекло характеризуется наиболее высокой прочностью по сравнению с другими теплоизоляционными материалами. Оно характеризуется достаточно низкой теплопроводностью - 0,07 – 0,08 Вт/(м°С), частично закрытыми порами, низким водопоглощением, не горюче. Может применяться для изоляции кровель без стяжек и выравнивающего слоя. Естественно, что выбор вида теплоизоляционного материала зависит от конкретной задачи по теплоизоляции, а также от денежных средств, которые планируется потратить. В заключение, стоит отметить, что при помощи современных теплоизоляционных материалов можно существенно снизить эксплуатационные расходы на отопление зданий и сооружений (до 50-60 %), предотвратить разрушение строительных конструкций под действием конденсата и прочих неблагоприятных явлений. 92) Неорганические ТИМ из природного сырья Применяют в виде мастики, приготовляемой из порошкообразно-волокнистых материалов и наносимой на изолируемую поверхность, а также в виде готовых изделий: асбестовый картон, асбестовый шнур, асбестовая ткань, минеральный войлок, минераловатные и стекло-ватные маты, теплоизоляционные плиты и блоки и другие изделия. К группе неорганических теплоизоляционных материалов относятся: минеральная и стеклянная вата и изделия из них; ячеистое стекло ( пеностекло); легкие бетоны с применением вспученных перлита и вермикулита; ячеистые теплоизоляционные бетоны; асбестовые и асбестосодержащие материалы; керамические теплоизоляционные изделия и огнеупорные легковесы. Отличительной особенностью неорганических теплоизоляционных материалов является их достаточная огнестойкость, малая гигроскопичность, неподверженность загниванию, низкая теплопроводность. Основные положительные свойства неорганических теплоизоляционных материалов - огнестойкость и биостойкость - сочетаются с высокими теплоизоляционными качествами. Из неорганических теплоизоляционных материалов наиболее распространены минеральная вата и изделия из нее, стеклянная вата, ячеистые бетоны, пеностекло, керамзит. Минеральная вата и изделия из нее по объему производства занимает первое место среди теплоизоляционных материалов. Этому способствует наличие сырьевых ресурсов для их получения в виде горных пород (доломита, известняка, мергелей, базальта и др.), шлаков и зол; простота технологического процесса; небольшие капиталовложения при организации производства, Минеральная вата состоит из искусственных минеральных волокон. Производство ее включает две основные технологические операции — получение расплава и превращение его в тончайшие волокна. Расплав получают, как правило, в шахтных плавильных печах — вагранках или ванных печах. Превращение расплава в минеральное волокно производят дутьевым или центробежным способом. При дутьевом способе выходящий из печи расплав разбивается на мелкие капельки струей пара или воздуха, которые вдуваются в специальную камеру и в полете сильно вытягиваются, превращаясь в тонкие волокна диаметром 2...20 мкм. При центробежном способе струя жидкого расплава поступает на быстровращающийся диск центрифуги и под действием большой окружной скорости сбрасывается с него и вытягивается в волокна. Плотность минеральной ваты 75... 150 кг/м3, теплопроводность 0,042...0,046 Вт/(м-°С). Вата не горит, не гниет, ее не портят грызуны, она малогигроскопична, морозостойка и температуростойка. Минеральную вату применяют для теплоизоляции как холодных (до —200 °С), так и горячих (до +600 °С) поверхностей, чаще в виде изделий: войлока, матов, полужестких и жестких плит, скорлуп, сегментов. Иногда вату используют в качестве теплоизоляционной засыпки пустотелых стен и перекрытий, для чего ее гранулируют, т. е. превращают в рыхлые комочки в дырчатом барабане. Теплоизоляционные маты на основе минерального волокна предназначены для тепловой изоляции строительных конструкций, промышленного оборудования и трубопроводов тепловых сетей. Маты минеральные прошивные применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий и поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов при температуре до 400°С. Изготовляют их следующим образом: слои минеральной ваты из камеры осаждения сначала подают транспортером в камеру охлаждения, где минераловатный ковер уплотняется до заданной толщины и одновременно через него просасывается холодный воздух. Охлажденный ковер затем направляют на прошивочную машину, прошивают нитями с помощью специальных игл. На этом же станке с помощью дисковых ножей осуществляют продольную разрезку ковра, после чего разрезанные на заданные размеры маты поступают на рулоноукладчик, а затем на упаковку. Маты минераловатные прошивные изготовляют длиной 2000 мм, шириной 900...1300 мм и толщиной 60 мм, плотностью 150 кг/м3, теплопроводностью в сухом состоянии не более 0,46 Вт/ (м- °С). Маты минераловатные прошивные на металлической сетке используют для изоляции при температуре до 600°С. Изготовляют их из фильерной ваты марки ВФ путем прошивки ковра минеральной ваты на металлической сетке хлопчатобумажными нитками. Промышленность выпускает также |