краска. Учебник рекомендовано
![]()
|
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 .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. ![]() 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. ![]() 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. 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. |