טכנולוגית פלסטיקה, סוגים, ייצור ושימוש

חומרים פולימריים - תרכובות כימיות מולקולריות גבוהות המורכבות של מונומרים malomolekulyarnyh הרבים (יחידות) של אותו המבנה. לעתים קרובות פולימרים המשמשים לייצור של רכיבים מונומר הבאים: אתילן, ויניל כלוריד, vinildenhlorid, ויניל אצטט, פרופילן, methylmethacrylate, tetrafluoroethylene, סטירן, אוריאה, מלמין, פורמלדהיד, פנול. במאמר זה נדון בפירוט מה חומרים פולימריים, כמו גם הכימי שלהם ומאפיינים פיזיים, סיווג וסוגים.

סוגים של פולימרים

תכונה של מולקולות של חומר זה הוא גדול משקל מולקולרי, אשר תואמת את הערך הבא: M> 5 * 103. תרכובות עם רמה נמוכה יותר של פרמטר זה (M = 500-5000), המכונות oligomers. באותו תרכובות משקל מולקולריות הנמוכות הוא פחות מ 500. להלן סוגי חומרים פולימריים: סינטטיים וטבעיים. זה האחרון בדרך כלל התייחס גומי טבעי, נציץ, צמר, אסבסט, תאית, ו- T. ד עם זאת, פולימרים סינתטיים בסיסיים לכבוש תורווח אשר מתקבל על ידי תהליך של סינתזה כימית של תרכובות של רמת מולקולרי נמוך. בהתאם לשיטת ייצור חומרים גבוהים מולקולריים, הם פולימרים מכובדים כי הם או על ידי polycondensation, או על ידי תגובת סיפוח.

פילמור

תהליך זה הינו עמותה של רכיבים משקל מולקולרי נמוך משקל מולקולרי גבוה לתת שרשראות ארוכות. הכמות של רמת פילמור - הוא מספר "mer" של מולקולות של הרכב. לרוב, חומרים פולימריים מכילים מתוך אלפי עד עשרות אלפי יחידות. עד פילמור, המתחמים הבאים משמשים לעתים קרובות: פוליאתילן, פוליפרופילן, פוליוויניל כלוריד, polytetrafluoroethylene, פוליסטירן, polybutadiene, ואחרים.

polycondensation

תהליך זה הוא תגובה צעד, אשר היא לקשר או מספר רב של מונומרים זהים או כמה קבוצות שונות (A ו- B) ב polycondensors (מקרומולקולה) עם היווצרות סימולטני של אלה תוצרי לוואי: מתיל אלכוהול, פחמן דו חמצני, מימן כלורי, אמוניה, מים ואח '. בעזרת סיליקונים polycondensation שהושג, polysulfones, פוליקרבונט, aminoplasts, phenolics, פוליאסטר, פוליאמיד וחומרים פולימריים אחרים.

polyaddition

במסגרת הליך זה להבין את ההיווצרות של פולימרים בתגובות בנוסף מרובות של רכיבי monomeric המכילים גבול עמותה תגובתי, המונומרים של קבוצות בלתי רוויות (מחזורים פעילים או קשר כפול). בניגוד polycondensation, תגובת polyaddition מתרחשת ללא פריקה של תוצרי לוואי. המשימה החשובה ביותר של הטכנולוגיה הזו מאמינה בריפוי שרף אפוקסי וקליט פוליאוריתן.

סיווג של פולימרים

בשנת רכב, כל החומרים הפולימריים מחולקים אורגני, אורגן אורגנומתכתיות. הראשון שבהם (סיליקט זכוכית, נציץ, אסבסט, קרמיקה, וכו ') אינם מכילים פחמן אטומי. הם מהווים את הבסיס של תחמוצת אלומיניום, מגנזיום, צורן וכדומה. פולימרים אורגניים ד המרכיבים את הכיתה הנרחבת ביותר, הם מכילים פחמן, מימן, חנקן, גופרית, חמצן הלוגן. חומרים פולימריים אורגנומתכתית - הם תרכובות אשר מורכבים רשתות גדולות אחרות מאלו המפורטות, ו אטומי סיליקון, אלומיניום, טיטניום ועוד אלמנטים שניתן לשלב עם רדיקלים אורגניים. האופי של שילובים כאלה לא יתרחשו. זהו פולימרים סינתטיים בלבד. נציגים טיפוסיים של קבוצה זו הם תרכובות על בסיס סיליקון, אשר שרשרת העיקרית בנויה מ אטומי חמצן וסיליקון.

כדי להשיג פולימרים בעלי תכונות רצויות קרובות משמשות באמנות אינו חומר "טהור", ואת צירופם עם רכיבים אורגניים או אנאורגניים. דוגמא טובה לכך היא חומרי בניין פולימר: פלסטיק-מתכת, פיברגלס, בטון פולימרים.

המבנה של פולימרים

הייחוד של התכונות של חומרים אלה בשל המבנה שלהם אשר, בתורו, מחולק מהסוגים הבאים: לינארי קנים, ליניארי, הקבוצות המולקולריות המרחבי עם מבנים גיאומטריים גדולים מאוד ספציפיים מדרגות. הבה נבחן כל אחד מהם בקצרה.

חומרים פולימריים עם מבנה ליניארי קנים מאשר מולקולות השדרה יש סניפי לוואי. פולימרים אלו כוללים פוליפרופילן polyisobutylene.

חומרים עם מבנה ליניארי יש זיגזג ארוך או התעקם שרשרת הסליל. מקרומולקולות שלהם מאופיינת בעיקר על ידי חזרות של קרקע ביחידה אחת מבנית או קבוצה של יחידות של השרשרת הכימית. פולימרים עם מבנה ליניארי מאופיין בנוכחות של מקרומולקולות ארוכה מאוד עם הבדל מהותי באופי אג"ח לאורך השרשרת, ביניהם. אנחנו מתכוונים אג"ח מולקולאריים וכימי. למקרו-מולקולות חומר כזה הוא מאוד גמיש. וזה נכס זה הוא הבסיס של שרשראות הפולימר, אשר מוביל מאפיינים חדשים באופן איכותי: גמישות גבוהה, כמו גם היעדר שבירות במדינת נרפא.

ועכשיו אנו למדים כי חומרים פולימריים כזה עם המבנה המרחבי. חומרים אלה יוצרים על ידי שילוב כל קשרים כימיים חזקים מקרומולקולות אחרים בכיוון הרוחבי. התוצאה היא מבנה נטו, אשר יש מסגרת רשת חוסר אחידות מרחבים. יש פולימרים מסוג זה עמידות לחום גבוה ונוקשות יותר ליניארי. חומרים אלה הם הבסיס לחומרי בנייה מתכתי רבים.

מולקולות של חומרים פולימריים עם מבנה הסולם מורכב זוג שרשראות המחוברות ביניהן בקשר כימי. אלה כוללים פולימרי סיליקון המאופיינות קשיח מוגברים, עמידות בחום, יתר על כן, הם לא מתקשרים עם ממסים אורגניים.

רכב השלב של הפולימרים

חומרים אלו הם מערכות מורכבות של אזורי אמורפיים גבישים. הראשון שבהם עוזר להפחית נוקשות, עושה פולימר אלסטי כי הוא מסוגל דפורמציות גדולות בעלות אופי הפיך. שלב גבישי תורמת להגברת כוחם, קשיות, מודולוס אלסטיות, ופרמטרים נוספים, תוך מזעור החומר גמישות המולקולרי. היחס בין הנפח של כל התחומים הללו לסך הנפח נקרא מידת ההתגבשות, שבה הרמה המרבית (80%) הם ופוליפרופילן, fluoropolymers, פוליאתילן בצפיפות גבוהה. רמה נמוכה מידת התגבשות יש פוליפרופילניים, פוליאתילן צפיפות נמוכה.

בהתאם להתנהגות של חומרים פולימריים על חימום, הם יכולים להיות מחולקים תרמוסטית תרמופלסטיים.

פולימרי תרמוסטית

יש חומרים ראשוניים אלה מבנה ליניארי. כאשר מחומם, שהם מתרככים, אך השינויים במבנה המרחבי של והחומר מומר מוצק כתוצאה דליפה בתגובות כימיות. בעתיד, איכות זה נשמר. ביום פולימריים עיקרון זה חומרים מרוכבים. החימום הבא שלהם לא לרכך את החומר, ומוביל רק השפלה שלה. תערובת תרמוסטית Ready אינו מתמוסס או להמיס, כך שזה לא מקובל עבור מיחזור. לפי סוג זה של חומר כולל סיליקונים אפוקסי, פנול-פורמלדהיד שרפים אחרים.

פולימרים תרמופלסטיים

חומרים אלה כאשר מחומם, ראשון לרכך ואז להמס מתמצק קירור עוקב. פולימרים תרמופלסטיים כאשר עיבוד כזה לא עוברים שינויים כימיים. זה הופך את התהליך הפיך לחלוטין. חומרים מסוג זה המבנה הליניארי ליניארי או מסועפת של מקרומולקולות, וביניהם ישנם כוח קטן, ויש שום קשרים כימיים. אלה כוללים פוליאתילן, פוליאמיד, פוליסטירן, ואחרים. הטכנולוגיה של חומרים פולימריים כמו תרמופלסטיים מספקים לייצור שלהם על ידי הזרקה של דפוס צורות-קירור מים, שחול, ניפוח, ושיטות אחרות.

תכונות כימיות

הפולימרים ייתכן שנקרא בתנאים הבאים: מוצק, נוזל, אמורפי, בשלב גבישי, אלסטי מאוד, זרימה צמיגה וזכוכית עיוות. השימוש נרחב בחומרים פולימריים בשל ההתנגדות הגבוהה שלהם למדיה המאכלים שונים, כגון חומצות מרוכזות אלקליות. הם אינם רגישים קורוזיה אלקטרוכימית. יתר על כן, עם הגדלת חומר משקל מולקולרי הוא ירידה של מסיסות בממסים אורגניים. ופולימרים בעלי מבנה המרחבי, בדרך כלל לא נחשף אמרו נוזלים.

תכונות פיסיקליות

רוב הפולימרים הם מבודדים, בנוסף, הם חומרים שאינם מגנטיים. מבין כל החומרים מבניים בשימוש רק שיש להם את מוליכות התרמית הנמוכות ביותר וקיבולת חום מרבית, ואת הצטמקות תרמית (כעשרים פעמים הגדולות יותר מזה של מתכת). הסיבה לאובדן אטימות של מכלולים איטום שונים בטמפרטורות נמוכות הוא גומי vitrification שנקרא, כמו גם הבדל דרמטי בין מקדמי התפשטות של מתכת וגומי במצב מזוגגת.

תכונות מכניות

חומרים פולימריים יש מגוון רחב של תכונות מכאניות אשר הם תלויים במידה רבה על המבנה שלהם. מלבד הגדרה זו, השפעה רבה על התכונות המכאניות של החומר יכולה להיות מגוון של גורמים חיצוניים. אלה כוללים :. טמפרטורה, תדירות, משך, או קצב הטעינה, סוג של מדינה הדגישה, לחץ, אופי של הסביבה, טיפול בחום, וכו 'ייחודית של התכונות המכאניות של חומרים פולימריים הוא כוחם יחסית גבוה וקשיחות נמוכה מאוד (לעומת מתכות).

הפולימרים ניתן לחלק מוצק, אשר תואמים את מודולוס האלסטיות של E = 1.10-GPA (סיבים, סרט, פלסטיק), וחומר אלסטומריות רך, מודולוס האלסטיות הוא E = 1-10 מגפ"ס (גומי). מנגנון של ההרס הוא שונה.

עבור חומרים פולימריים מאופיינים אנאיזוטרופיה בולטת של התכונות, כמו גם הפחתה של כוח, פיתוח שרץ ספק טעינה ממושכת. במקביל יש להם התנגדות גבוהה למדי כדי עייפות. לשם השוואה עם מתכות, הם יותר תלות חזקה של תכונות מכאניות על הטמפרטורה. אחד המאפיינים העיקריים של חומרים פולימריים הוא deformability (משיכות). על פי פרמטר זה במגוון רחב של טמפרטורות אימץ כדי להעריך נכסים תפעוליים וטכנולוגיים בסיסיים שלהם.

חומרים פולימריים עבור הרצפה

עכשיו, לשקול התגלמות אחת היישום המעשי של פולימרים, שחושף את כל המגוון האפשרי של חומרים אלה. חומרים אלה מצאו יישום רחב בבניית ותיקון ועבודות גמר, ובמיוחד למערכת ציפוי רצפות. הפופולריות הענקית בשל המאפיינים של החומרים נדונים: הם עמידים בפני שחיקה, maloteploprovodny, יש ספיגת מים קטנה, חזק מספיק ויציב, בעלי איכויות גבוהות של צבע. ייצור חומרים פולימריים ניתן לחלק לשלוש קבוצות: לינולאום (גליל), מוצרי גיליון מגהץ מכשיר תערובות. עכשיו הבה בקצרה מסתכלים על כל אחד מהם.

לינולאום המיוצר על ידי סוגים שונים של חומרי מילוי פולימרים. הרכבם עשוי לכלול גם plasticizers, עזרי עיבוד, פיגמנטים. בהתאם לסוג של חומר פולימרי, להבדיל פוליאסטר (Gliphtal), פוליוויניל כלוריד, גומי, kolloksilinovye וציפויים אחרים. יתר על כן, הם חילקו מבנית לתוך מופרך ועם צליל, בידוד הבסיס unilamellar ו multilamellar, עם חלקה, גלי צמרירי משטח חד ורב-צבע.

חומרי ריצוף עשויים על בסיס מרכיבים פולימריים, יש שחיקה נמוכה מאוד, עמידות כימית ועמידות. בהתאם לסוג של חומר גלם, סוג זה של מוצרים פולימר מחולקים kumaronopolivinilhloridnye coumarone, PVC, גומי, fenolitovye, אריחי ביטום, כמו גם סיבית סיבית.

חומרים עבור מגהצים הם הכי נוחים והיגייני להשתמש, יש להם חוזק גבוה. תערובות אלה ניתן לחלק Polymer-, בטון פולימרי ו אצטט פוליוויניל.