Владимир Турчанинов - Технология кровельных и гидроизоляционных материалов Страница 10

Благодаря способности атомов углерода соединяться между собой не только одной, но и несколькими валентностями, в молекулах углеводородов могут наблюдаться как двойные, так и тройные связи. Такие углеводороды называются ненасыщенными. В качестве примера можно рассмотреть: этилен Н2С = СН2 – с двойной связью; ацетилен НС ≡ СН – с тройной связью и циклическое соединение – бензол – с двойными связями

Соединения, содержащие двойные и тройные связи, легко вступают во взаимодействие с другими веществами либо между собой; при этом наблюдается процесс полимеризации, т.е. увеличения длины цепи и образования полимера. Полимер со сравнительно короткой цепью – три, пять и более мономеров – носит название олигомера.

Как правило, полимеры наряду с углеводородом и водородом в своей цепи содержат и другие атомы в виде так называемых функциональных групп, например, CI, NO, O, NH2, SH, N, SO3H, NO2, COH, CO, COOH.

Сополимеры – полимеры, получаемые совместной полимеризацией двух и более различных мономеров, что обеспечивает приобретение ими комплекса более универсальных свойств.

Наибольшее распространение в технологии ГИМ имеют следующие полимеры.

Полиэтилен [ – CH2 – CH2 – ]n.

Относится к термопластичным полимерам, т.е. при нагревании размягчается, а при охлаждении затвердевает, причём такое превращение может наблюдаться многократно.

Полиэтилен получают из этилена способом полимеризации тремя методами: 1) при высоком; 2) при среднем; 3) при низком давлении. Полиэтилен низкой плотности и высокой эластичности, т.е. наиболее ценный, получают при высоком давлении (от 120 до 250 МПа) и повышенной температуре (от 170 °C до 270 °С). В технологии ГИМ полиэтилен используют в виде пленок, лент, защитных покрытий. Может входить в состав смешанного вяжущего. Химически стоек, но теряет эластичность и стареет на свету и под действием кислорода.

Полипропилен

Относится к термопластичным полимерам. Используют при изготовлении пленок для парогидроизоляции, листов для облицовки ёмкостей с агрессивными жидкостями. Также как и полиэтилен, быстро стареет и становится хрупким под действием кислорода и ультрафиолетовых лучей.

Процессы старения замедляются при вводе в полиэтилен от 2 % до 3 % сажи, фенолов и аминов, а в состав полипропилена – от 1 % до 2 % пигментов.

Поливинилхлорид [– CH2 – CHCl – ] n

Термопластичный полимер, растворяется в органических растворителях. При нагревании до температуры от 140 °C до 150 °С разлагается с выделением хлористого водорода. Обладает низкой светостойкостью, хрупкостью при отрицательной температуре, низкой адгезией к другим материалам. Для гидроизоляции используют в виде плёнок, листов, прокладок.

Полиизобутилен

Представляет собой продукт полимеризации изобутилена – газа, получаемого при крекинге нефти. Относится к каучукоподобным термопластам. Для гидроизоляции применяют высокомолекулярный полиизобутилен (молекулярная масса от 150000 до 225000), близкий по своим свойствам к каучуку, с высокой химической стойкостью, водонепроницаемостью, но с низкой атмосферостойкостью. Растворяется в ароматических и хлорированных углеводородах. Обладает хорошей, холодной адгезией к металлу и бетону.

Для гидроизоляции применяют в виде листов и плёнок, для изготовления нетвердеющих герметиков, в качестве добавки к битумам. Асфальтобетоны на таких битумах имеют повышенные упругоэластические свойства, прочность и водоустойчивость.

Поливинилацетат

Получают полимеризацией винилацетата, который в свою очередь синтезируют из ацетилена и уксусной кислоты. Используется в виде водной дисперсии в качестве связующего водоэмульсионных красок при производстве полимерцементных и полимербетонных материалов, клеящих мастик.

Полистирол – является полимером стирола.

Выпускается эмульсионный, в виде порошка, либо "блочный" – прозрачное твердое вещество. Молекулярная масса от 50000 до 300000. Стоек к действию воды, минеральных кислот, щелочей. Имеет высокую прочность, светостоек. Легко перерабатывается литьем под давлением при температуре от 180 °С до 230 °C. Хорошо склеивается синтетическими клеями, но он горюч, хрупок, имеет низкую теплостойкость. Используется в гидроизоляционных покрытиях в виде пленок.

Улучшение свойств полистирола достигают путем его сополимеризации с другими мономерами, каучуками, введением волокнистых наполнителей.

Полиакрилаты – полимеры производных акриловой и метакриловой кислот, чаще всего используют метилметакрилаты и акрилонитрил.

Метилметакрилат представляет собой бесцветную жидкость.

Акрилонитрил CH2 = CН – CN также бесцветная жидкость.

Получение полиметилметакрилата осуществляют блочным, суспензионным и эмульсионным способами.

Полиакрилаты представляют собой прозрачные твердые, эластичные или мягкие термопластичные полимеры. Обладают высокой водо-, тепло- и химической стойкостью, свето- и атмосферостойкостью.

Листовой полиметилметакрилат используют для изготовления светопрозрачных ограждений, а эмульсионный – для изготовления лаков, красок, добавок в бетоны.

Полиуретан – гетероцепные полимеры; в основной цепи макромолекулы наряду с углеродом содержат кислород и азот. Получают путем ступенчатой полимеризации диизоцианитов с многоатомными спиртами. В зависимости от вида исходного сырья могут быть термопластичными или термореактивными. Характеризуются достаточно высокой химической стойкостью, устойчивостью против действия кислорода и озона. Растворяются фенолами, концентрированными серной и муравьиной кислотами. Имеют высокую механическую прочность.

Используются для изготовления клеев, лакокрасочных покрытий, герметиков, гидроизоляционных пленок.

Инден-кумароновые полимеры – смеси продуктов полимеризации индена и кумарона. Инден С9Н8 и кумарон С8Н6О – бесцветные маслянистые жидкости, являющиеся продуктами переработки каменноугольных и сланцевых смол и нефти. Полимеры представляют собой твердые продукты, молекулярной массой от 1000 до 3000 и плотностью от 1050 до 1200 кг/м3. Хорошо растворяются в органических растворителях (бензол, толуол, скипидар); при нагревании совмещаются с растительными маслами, синтетическими жирными кислотами. Могут быть получены и в виде смол.

Используют для изготовления лаков, красок, клеевых мастик, плиток для полов.

Фенолформальдегидные полимеры получают реакцией поликонденсации, которая протекает по механизму замещения и сопровождается выделением низкомолекулярных побочных продуктов (воды, спирта, аммиака и др.). Могут быть получены термопластичными (новолачные) и термореактивными (резольные).

Реакция образования полимера протекает по схеме

Новолачные полимеры и олигомеры – твердые вещества, хорошо растворимые в ацетоне, метиловом и этиловом спиртах и нерастворимые в ароматических углеводородах. Резольные олигомеры и особенно полимеры – химически более стойки; характеризуются и большей теплостойкостью. Перевод новолачных олигомеров в резольные осуществляют вводом отвердителя – уротропина (от 10 % до 15 %).

Применяют для изготовления твердеющих мастик, лаков, клеев, пластмасс.

Фурановые полимеры получают в результате взаимодействия фурфурола С5Н4О2 либо фурилового спирта С5Н6О2 с ацетоном СН3СОСН3. При этом получаются фурфуролацетоновые олигомеры (низкомолекулярные полимеры), которые хорошо сочетаются с различными термопластичными и термореактивными полимерами, синтетическими каучуками и битумами.

При повышении температуры они переходят в неплавкое и нерастворимое (термореактивное) состояние без отвердителей. Используют в качестве связующего полимербетонов, противокоррозионных мастик, при производстве клеев и лаков.

Эпоксидные полимеры – отвержденные продукты, получаемые на основе соединений, содержащих эпоксидную группу

Сначала получают эпоксидные олигомеры с низкой молекулярной массой (от 400 до 600), представляющие собой вязкие жидкости. Превращение олигомера в нерастворимое состояние (полимер) происходит как на холоде, так и при повышенных температурах, в зависимости от вида отвердителя. Отверждение олигомера не сопровождается образованием побочных продуктов.

Эпоксидные полимеры менее хрупки, чем другие, например фенолформальдегидные; имеют высокую прочность – от 100 до 130 МПа при сжатии; химически и водостойки.