краска. Учебник рекомендовано

• Название: Учебник рекомендовано
• Анкор: краска
• Дата: 28.03.2022
• Размер: 2.01 Mb.
• Имя файла: v.a-smirnov-materialovedenie-otdelochnye_raboty.docx
• Тип: Учебник; #421063
• страница: 30 из 38

синтетических каучуков (СК): они легко совмещаются с другими материалами (цементом, наполнителями), легко распределяются на поверхности материалов тонкой пленкой, не горючи, в них отсут­ствуют дорогостоящие и токсичные органические растворители.

Каучук и каучукоподобные полимеры используются в строи­тельстве для изготовления эластичных клеев, красок, мастик для модификации полимерных и битумных материалов, изготовления герметиков, материалов Для полов и т.д.

Бутадиен-стирольные каучуки получают совместной полиме­ризацией бутадиена (СН₂= СН—СН=СН₂) со стиролом. Это основной вид синтетических каучуков (более половины общего вы­пуска синтетических каучуков) . Марки: от СКС-10 до СКС-65 (циф­ра показывает процентное содержание по массе стирола в каучуке). Наиболее распространенная марка С.КС-30. Этот каучук хорошо растворяется в органических растворителях, достаточно мОрозо- и ат­мосферостоек. Для повышения клеящей способности в каучуки до­бавляют канифоль, кумароноинденовую смолу, природный каучук.

Бутадиен-стирольные латексы —- СКС-65, стабилизирован­ный латекс СКС-65 ГП марки «Б» — применяются для клеящих ма­стик, латексно-цементных красок, составов для наливных полов, модификации строительных растворов и бетонов. Например, на основе латекса СКС-65 изготавливают широко известный клей «Бу­стилат».

Хлоропреновый (полихлоропреновыи) каучук получают сопо- лимеризацией хлороирена (СН₂—GHC1 -СН=СН₂) с добавкой

5. 
   .30% других мономеров. Хлоропреновый каучук, получаемый Низкотемпературной полимеризацией, называется наиритом, а по­лученный сополимеризацией хлоропрена со стиролом — наири-
   

том С. Эти каучуки обладают повышенной бензо- и маслосгойко- стью, устойчивостью к окислению кислородом воздуха и озоном, ки (молекулярная масса— 100 000...500 000), жидкие олигомерные каучуки, используемые для пластификации и противокоррозийных покрытий, и латексы.

Бутилкаучук — продукт соиолимеризации изобутилена с не­большим количеством (1... 5 %) изопрена. Бутилкаучуки обладают высокой газонепроницаемостью, теплостойкостью, стойкостью к действию окислителей, хорошими диэлектрическими свойствами.

Тиоколовые {полисульфидные) каучуки в молекулах основной цепи содержат атомы серы (40... 80 % по массе). Особенность Соко­ловых каучуков — высокая стойкость к старению под действием атмосферных факторов и стойкость по отношению к растворите­лям. Выпускают твердые и жидкие каучуки, а также латексы.

Хлорсульфированный полиэтилен— каучукоподобный продукт, получаемый при взаимодействии полиэтилена с хлором и сернистым ангидридом. Этот продукт отличается высокой атмосферостойкостью и химической стойкостью. Разрушающее действие на него оказыва- ют уксусная кислота, ароматические и хлорированные углеводороды. Хлорсульфированный полиэтилен хорошо совмещается с другими каучуками, повышая их свойства. На его основе получают атмосфер ро- и коррозионностойкие лаки, краски, клеи. Также он используется в производстве герметиков и для модификации других полимеров.

Описанный ранее термопластичный каучукоподобный полимер полиизобутилен в зависимости от молекулярной массы представля­ет собой либо вязкие клейкие жидкости (молекулярная масса ниже 50 000), либо эластичный Каучукоподобный материал (молекуляр­ная масса 100 000... 200 000). Он хорошо растворяется во многих ор­ганических растворителях и смешивается с различными наполни­телями. Это один из самых легких полимеров. Плотность его 910 . . 930 кг/м³. Он сохраняет эластичность до температуры- 50 °С.

В строительстве применяются и другие виды каучуков и поли­мерных продуктов на их основе.

МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПРИРОДНЫЕ ПОЛИМЕРЫ

Для получения вяжущих веществ, применяемых в отделочных работах, природные полимеры модифицируют в целях улучшения их свойств.

Целлюлоза (от лат. cellula — клетка) — самый распространен­ный природный полимер. Для производства модифицированных полимеров целлюлозы используют древесину или хлопок. Из дре­весины получают так называемую древесную, целлюлозу, из хлоп­ка — целлюлозу высшего качества.

Нитроцеллюлозу (НЦ) (азотнокислый эфир целлюлозы) с со­держанием азота 10,7... 12 % называют коллоксилином, а с более высоким содержанием азота — пироксилином. По внешнему виду коллоксилин представляет собой рыхлую волокнистую массу бело­го цвета, напоминающую исходную целлюлозу. Серьезным недо­статком нитроцеллюлозы является легкая воспламеняемость. Она растворяется в ацетоне, эТилацетате; хорошо пластифицируется дибутилфталатом и камфарой. Применяют нитроцеллюлозу для из­готовления шпатлевок, мастик, красок, лаков.

Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) — порошкообразный или волокнистый продукт белого цвета, хорошо растворяющийся в воде. Образующийся вязкий раствор обладает клеящими свойства- ми. Карбоксиметилцеллюлозный клей используется для приклеива­ния обоев, изготовления мастик, шпатлевок, штукатурных смесей. Он не токсичен, биостоек, стоек к действию органических раствори­телей, жиров, масел. В производстве лаков и красок применяется так­же этилцеллюлоза (ЭЦ), бензилцеллюлоза (БЦ), оксиэтилцеллюлоза.

Природные смолы содержатся в жидкостях, выделяемых на по­верхности коры деревьев самопроизвольно или в результате ее ра­нения. Молодые (свежие) смолы, собираемые непосредственно с деревьев, содержат много низкомолекулярных летучих веществ. Ископаемые смолы (янтарь, копалы) представляют собой продукты жизнедеятельности давно погибших деревьев. При переработке смолы хвойных деревьев получают канифоль и скипидар. Скипи­дар используют в качестве растворителя. Канифоль, растворы ко­торой в органических растворителях обладают клеящими свойства­ми, применяют в качестве составной части клеящих мастик для улучшения их адгезионных свойств. •

Олифы (от гр. a'leipha — мазь, масло) — пленкообразующие ве­щества на основе растительных масел (натуральные олифы) или ал- кидных смол (глифталевые и пентафталевые олифы). Для строи­тельных целей в основномиспользуются глифталевые олифы. При­меняются олифы для приготовления и разбавления масляных кра­сок, для пропитки древесины перед окрашиванием, как вяжущее и пластификатор в мастиках и замазках при облицовочных работах.

Белковые вещества применяются для строительных целей все в меньшей степени. Учитывая их пищевую ценность, им нахоДят

более рациональное применение. Кроме того, они обладают недо­статочной водо- и биостойкостью.

Казеин — порошкообразный продукт. Его получают из обезжи­ренного молока; применяют для приготовления мастик, шпатлевок ит.д, - : , ■

Глютин (столярный Клей) получают вывариванием костей, сое­динительных тканей и кожи животных; применяют как добавку в полимерцементных мастиках и растворах и т. д.,

Крахмал (от нем. kraftmehl) — смесь полисахаридов, имеющих общую формулу (С₆Н₁₀О₅)„ и при полном гидролизе дающих глюко­зу, является запасным углеводом большинства растений и содер­жится в них в виде крахмальных зерен. Крахмал выделяется из рас­тений путем разрушения клеток и отмывания водой. Высушенный крахмал очень гигроскопичен. Помимо полисахаридов (97,3... 98,98 % по массе) он содержит белковые вещества, клетчатку, золь­ные вещества и др.

Крахмал — безвкусный белый порошок, по внешнему виду на­поминающий муку. Как показывает рентгеноструктурный анализ, он имеет более или менее выраженное еубмикрокристаллическое строение. Истинная плотность его 1,62... 1,65 г/см³. При настаива­нии в теплой воде зерна крахмала разбухают и небольшая часть по­лисахаридов переходит в раствор. При определенных температу­рах, различных для крахмала, полученного из разных растений, происходит клейстеризация крахмала, внешне проявляющаяся в сильном разбухании крахмальных зерен, их разрыве и образова­нии более или менее однородного раствора — крахмального клей­стера. На этом основано применение крахмала в качестве клеящего вещества.

ОТДЕЛОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ПОЛИМЕРОВ

7.6,1. Состав и свойства строительных пластмасс

Полимерными называют материалы, основными компонентами которых являются полимеры. Другое их название—- пластмассы (пластические массы). Это название они получили благодаря спо­собности в процессе переработки принимать требуемую форму и

сохранять ее после снятия действующих усилий. Полимеры в пласт­массах выполняют роль связующего вещества. Кроме них в состав пластмасс входят наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, отвердители, красители и другие компоненты.

Наполнители снижают расход полимера и тем самым удешев­ляют пластмассы. Кроме того, они придают им необходимые свой­ства: повышают прочность, твердость, теплостойкость, сопротив­ляемость усадке и ползучести, снижают их горючесть и т.д. Напол­нители входя т в состав пластмасс преимущественно на основе тер­мореактивных смол и могут занимать большую часть их объема.

По своей природе наполнители могут быть органическими (хлопковый пух, отходы деревообработки, лигнин, древесный шпон, измельченные отходы пластмассового производства, различ­ные ткани) и неорганическими (асбест, стекловолокнистые мате­риалы, тальк, слюда, кварц, каолин, литопон и др.).

По виду наполнители могут быть порошкообразными (древес­ная мука, мел, тальк, сажа, кварцевая мука, целлюлоза) , волокни­стыми (хлопковые очесы, стеклянное, синтетическое, асбестовое волокно), листовыми (бумага, древесный шпон, ткани, рогожки из стекловолокна). Наполнители не должны разлагаться при темпера­туре переработки и выделять летучие продукты, растворяться в пластификаторах, менять цвет и окрашиваться в процессе перера­ботки, ухудшать перерабатываемость смеси. Поверхность напол­нителя должна смачиваться полимером.

Пластификаторы придают полимерам большую пластичность при нормальной температуре, повышают их гибкость и эластич­ность, облегчают переработку пластмасс. Пластификаторами обыч­но служат нелетучие органические жидкости, хорошо совмещаю­щиеся с полимером (например, глицерин, эфиры фталевой и фос­форной кислот— дибутилфталат, диокгилфталат, трикрезилфос- фат). Механизм действия: пластификаторов заключается в том, что относительно небольшие молекулы пластификатора, проникая между макромолекулами полимера, ослабляют межмолекулярные связи и тем самым повышают подвижность полимерных молекул.

Кроме низкомолекулярных применяют высокомолекулярные пластификаторы, отличающиеся высокими эластическими свой­ствами, например; полимерные эпоксидйрованные масла и олиго­мерные полиэфиры (с молекулярной массой около 2 000).

Стабилизаторы способствуют сохранению структуры и свойств пластмасс во времени, предотвращая или замедляя их ста­рение при воздействии солнечного света, кислорода воздуха, нагре­ва и других неблагоприятных факторов. В зависимости от характе­

ра деструктивных факторов при изготовлении полимерных изде­лий вводят термо- или светостабилизаторы, антиоксиданты. Так, для снижения скорости окисления полимеров вводят тонкоди­сперсные металлы, оксиды переходных металлов. В необходимых случаях вводятся вещества, связывающие летучие продукты, выде­ляющиеся при термодеструкции полимера. Например, для связы­вания хлористого водорода, выделяющегося при термодеструкцйи поливинилхлорида, вводят стеараты кальция и свинца. Сущность светостабилизации заключается в способности некоторых веществ (производные фенола, газовая сажа, оксид цинка) поглощать уль­трафиолет и преобразовывать его в тепловую энергию.

Отвердители— вещества, являющиеся инициаторами реак­ции полимеризации, ускоряющие процесс отверждения пласт­масс. В качестве к р асителей в пластмассах применяют как ор­ганические (нигрозин, хризоидин и др.), так и минеральные пиг­менты (охра, природная мумия, железный сурик, белила и т. д.). Для производства пористых пластмасс вводятся добавки — п о р о о - бразователи (получение пено- и поропластов); для повышения стойкости против возгорания— антипирены.

Свойства различных пластмасс обусловлены:

• 
  видом Полимера;
  
• 
  типом наполнителя;
  
• 
  способом производства;
  
• 
  содержанием добавок и другими факторами.
  

Для пластмасс характерны некоторые общие свойства. К поло­жительным свойствам пластмасс относится их малая Плотность —- от 10... 20 кг/м³ у ячеистых пластмасс до 2 200 кг/м³. В среднем пластмассы в 6 раз легче стали И в 2,5 раза -^ алюминия. Наряду с высокой механической прочностью это обеспечивает пластмассам очень высокую удельную прочность (коэффициент конструктивно­го качества).

Характерная особенность пластмасс заключается в том, что на­ряду с высокой прочностью при сжатии они имеют еще более высо­кую прочность при растяжении и изгибе. Так, предел прочности стеклопластиков доходит при сжатии до 350 МПа, а предел прочно­сти при изгибе -— до 550 МПа; для древесно-слоистых пластиков — 150 и 280 МПа соответственно.

Пластмассы имеют низкую теплопроводность, высокую водо­стойкость и водонепроницаемость, универсальную химическую стойкость, высокие электроизоляционные свойства, гигиеничность и декоративность, малую истираемость и т.д.

Пластмассы способны окрашиваться в различные цвета; некото­рые из них прозрачны. Технологичность пластмасс заключается как в относительной простоте изготовления материалов и изделий, так и в высокой степени готовности изделий, требующих на строи­тельстве только монтажа. Пластмассы легко обрабатываются (ре­жутся, сверлятся, пилятся и т. д.), хорошо свариваются и склеивают­ся как между собой, так и с другими материалами (металлом, дере­вом и др.). Кроме того, для производства пластмасс у нас в стране имеется обширная сырьевая база.

Наряду с положительными свойствами пластмассы имеют ряд су­щественных недостатков. К их отрицательным свойствам прежде всего относится низкая теплостойкость: большинство пластмасс име­ют предельную температуру плавления 100... 150 °С, а некоторые на­чинают размягчаться уже при температуре 60 ...80 °.С. При дальней­шем повышении температуры большинство пластмасс горит.

При длительном действии напряжений пластмассы склонны к необратимой деформации — ползучести, которая резко возрастает с повышением температуры. Поверхностная твердость пластмасс достаточно низкая. Значительным недостатком является высокое тепловое расширение пластмасс — во много раз больше, чем у ме­таллов, бетона, стекла, а также склонность к старению.

Большинство пластмасс относится к сгораемым материалам, т. е. способным к самостоятельному горению и тлению после удаления источника огня в течение более Гмин с потерей массы более 20%. Материалы, которые не горят при нагревании до температуры 750 °С, имеют потерю массы после испытания менее 10 % и не вы­деляют горючих газов в количестве, достаточном для их воспламе­нения, считают несгораемыми. Несгораемые материалы: фторо­пласты, материалы из перхлорвинила.

Для полимерных материалов, применяемых для внутренней об­лицовки стен, потолков, покрытия полов, особенно важны токсико­логические и гигиенические характеристики пластмасс. К токсич­ным можно отнести пластмассы, выделяющие токсичные вещества выше нормативных значений. К токсичным веществам, которые могут выделяться из пластмасс, например в результате незавершен­ности химических процессов получения полимеров, относятся аце­тон, бензол, фенол, фурфурол, хлор, винилацетат и др. Даже не­большие количества химических веществ, выделяющихся из поли­мерных материалов, могут вызывать нарушения в состоянии орга­низма человека. Наиболее частыми причинами аллергических дер­матитов и экзем являются формальдегидные, эпоксидные, поли­эфирные смолы.

Источником формальдегида в помещении могут служить древесно-стружечные плиты, полимерные_: материалы для полов, внутренней отделки стен, декоративные слоистые пластики и др. Формальдегид (2-й класс опасности) обладает хронической токсич­ностью, негативно воздействующей на наследственность, дыха­тельные пути, глаза, кожный покров, репродуктивные органы. В за­висимости от материала интенсивность выделения формальдегида со временем может уменьшаться или увеличиваться (материалы с защитным слоем по мере старения и растрескивания увеличивают выделение формальдегида, а без защитного слоя уменьшают). Ин­тенсивность выделения летучих веществ зависит также от темпе­ратуры, влажности, воздухообмена.

Фенол могут выделять ДСП, линолеумы, мастики, шпатлевка; стирол — отделочные материалы на основе полистирола; бензол — мастики, клеи, линолеумы; ацетон — лаки, краски, клеи, шпатлев­ки, мастики; толуол — лаки, краски, клеи, мастики, линолеумы и другие отделочные материалы.

Чрезвычайно токсичными могут быть вещества, выделяемые при горении пластмасс. Так, при горении поливинилхлорида обра­зуется диоксин— сильнейший яд, ничтожная доза которого спо­собна убить человека. Он в 1 000 раз токсичнее известного яда стрихнина. Диоксин оказывает опаснейшее воздействие на имун- ную и эндокринную системы организма, вызывает образование опухолей й воздействует на репродуктивные функции. Действие диоксинов проявляется при ничтожных концентрациях. Так, в на­шей стране принята допустимая суточная доза (ДСД) — 10 пкг/кг массы тела в день (пикограмм — это одна триллионная доля грамма).

Пластмассы в целом можно отнести к долговечным материалам при условии правильно выбранной технологии их изготовления и соответствия условий эксплуатации их свойствам. Необходимость ремонта и замены полимерных материалов возникает из-за старе­ния связующего, повышенного истирания, изменения линейных размеров, потери декоративных свойств. На долговечность пласт­масс отрицательно влияют процессы, способствующие проникно­вению влаги и агрессивных веществ через-пленку полимера к на­полнителю.

Строительные пластмассы, применяемые для отделки зданий и сооружений, могут быть отделочными —- выполнять роль декора­тивного покрытия конструкции, которое защищает ее от внешних воздействий, или конструкционно-отделочными — не только вы­полнять защитно-декоративные функции, но и воспринимать опре­деленные механические нагрузки.

Синтетические облицовочные материалы крупногабаритных размеров позволяют скрыть или декорировать инженерные комму­никации (приточно-вытяжную вентиляцию, электрические и сла­боточные разводки, специальные технические устройства), создать необходимый акустический, вентиляционный или световой режим помещения. Отделочные элементы на заданных участках стен в по­мещениях могут поглощать или отражать звук, декорировать ис­точники света и звука, служить светопрозрачными или светорассе­ивающими экранами либо, наоборот, концентрировать звук и свет.

Применение синтетических облицовочных материалов и инду­стриальных методов выполнения работ повышает эффективность строительства, которая выражается не только в сокращении сроков возведения зданий и снижении трудовых затрат, но и в снижении расходов на эксплуатацию зданий за счет увеличения межремонт­ных сроков.

Отделка конструкций различными синтетическими отделочны­ми материалами позволяет исключить «мокрые» процессы в Отде­лочных работах, сокращает трудовые затраты, улучшает качество и декоративность внутреннего пространства помещений.

2. 
   Способы получения строительных пластмасс
   

Процесс получения полимерных материалов включает в себя подготовку исходных компонентов, их смешйванйе и формование. Изделия изготавливают вальцеванием (каландрированием), экстру­зией, прессованием, литьем под давлением, термоформованием, сваркой. Для производства рулонных материалов на подоснове при­меняют промазной метод, изделий из стеклопластиков—метод на­пыления, пористых пластмасс вспенивание и порообразование.

Вальцевание (каландрирование) — формование непрерывной ленты из термопластичной полимерной композиции при пропуска­нии ее через зазоры между вращающимися валками каландра. Ка­ландр — агрегат, состоящий из системы валков (от 2 до 5), располо­женных вертикально, горизонтально, Г-, L- и Z-образнб. Валки име­ют полированную поверхность и нагреваются до определеной тем­пературы. Каландрированием производят рулонные и плиточные материалы, пленки.

Экструзия— непрерывный процесс продавливания вязкотеку­чей полимерной композиции через мундштук (формообразующее отверстие) экструдера. Исходный материал подается в экструдер в

гранулированном или порошкообразном виде, нагревается, раз­мягчается и с помощью шнека выдавливается через мундштук. Ме­тод экструзии применяется для изготовления линолеума, погонаж­ных изделий, труб, пленок.

Прессование— формование изделий из термореактивных по­лимеров в обогреваемых гидравлических прессах. При изготовле­нии изделий из пресс-порошков прессование производят в горя­чих пресс-формах. Технологический процесс состоит в этом слу­чае из дозирования порошка, таблеток или гранул, загрузки их в форму, выдерживания в ней под давлением, размыкания формы и извлечения готового изделия. Таким образом получают детали санитарно-технического и электротехнического оборудования, фурнитуру.

Бумажно- и древесно-слоистые пластики, стеклопластики, древесно-стружечные плиты получают прессованием на много­этажных прессах при нагревании и давлении. Листовой или волок­нистый наполнители пропитывают растворами полимеров, подсу­шивают, собирают в пакеты, укладывают в формы и прессуют.

Литье под давлением — формование путем нагрева пластиче­ских масс до вязкотекучего состояния с последующим выдавлива­нием в форму.

Этим способом перерабатывают термопласты. Порция расплав­ленной массы, получаемой в литьевых машинах, под давлением впрыскивается в форму, где она охлаждается и быстро затвердева­ет. Так получают полистирольные облицовочные плитки, детали для соединения труб и др.

Термоформование — переработка в изделия пластмассовых за­готовок, нагретых до определенной температуры. Применяют пневматическое и вакуумное термоформование. При первом спо­собе формование производят в закрытых формах, установленных на гидравлических прессах. Заготовку укладывают на матрицу, с помощью пресса уплотняют по периметру, а затем через штуцер в крышке формы подают сжатый воздух под давлением 2,5 МПа. При этом размягченная масса прижимается к стенкам формы.

При вакуумном термофОрмовании изделия изготовляют на спе­циальных ва куум-формовоч ггых. машинах. Заготовку закрепляют по контуру полой формы, нагревают и создают разряжение в по­лости,, -

При этом нагретый лист втягивается внутрь формы (негативное формование) или обволакивает выпуклую поверхность формы (по­зитивное формование). Так получают тонкостенные санитарно- технические изделия: ванны, раковины и др.

Сваркой соединяют большинство термопластов. По способу на­грева различают сварку контактную, высокочастотную, радиаци­онную, фрикционную, горячим газом, ультразвуком. Универсаль­ной является сварка горячим газом.

Склеивание применяют для соединения теромпластичных и термореактивных пластмасс. Используют клеи холодного и горяче­го отверждения.