Природные полимерные продукты

К природным олигомерным и полимерным продуктам, при­меняемым в строительстве и других отраслях хозяйства, отно­сятся природные смолы, ненасыщенные (высыхающие) масла, целлюлоза и некоторые белковые вещества. Для получения свя­зующих веществ природные продукты, как правило, модифици­руют с целью улучшения их свойств.

Природные смолы - продукты растительного происхож­дения, содержащиеся в жидкостях, которые выделяются на по­верхности коры деревьев самопроизвольно или в результате ранения. Смолы состоят из смеси органических высоко- и низ­комолекулярных веществ.

Различают молодые (свежие) смо­лы, собираемые непосредственно с деревьев (например, живи­ца — сосновая или еловая смола), и ископаемые смолы - про­дукты жизнедеятельности давно погибших деревьев (янтарь, копалы). Молодые смолы содержат много низкомолекулярных летучих веществ, ископаемые смолы - твердые, хрупкие мате­риалы.

В строительстве чаще применяют продукты, получае­мые при переработке смолы хвойных деревьев, - канифоль и скипидар.

Канифоль - остаток от отгонки скипидара из смолистого сока хвойных деревьев (живицы); хрупкая стекловидная масса желто­го цвета, состоящая в основном из смоляных кислот (до 90 %). Кани­фоль растворяется почти во всех органических растворителях, хорошо совмещается с растительными маслами. Ее в основном применяют для модификации других пленкообразующих ве­ществ с целью повышения адгезионных свойств.

Скипидар (терпентинное масло) применяют как растворитель для масляных и глифталевых красок.

Олифы (от греческого aleipha - мазь, масло) - пленкообра­зующие вещества на основе жидких растительных масел или алкидных полимеров (глифталевых или пентафталевых), моди­фицированных растительными маслами. Все олифы - олигомерные продукты. Для олиф используют ненасыщенные масла, т. е. имеющие двойные связи в углеводородной цепи. Благодаря двойным связям олифы могут отвердевать (а не высыхать) за счет окислительной полимеризации, т. е. сшивки кислородом воздуха. Образующиеся эластичные пленки со временем, осо­бенно под действием УФ-излучения, становятся хрупкими и растрескиваются. Процесс отвердевания необратимый, т. е. вы­сохшая масляная краска не растворяется повторно.

В строительстве в основном используют олифы для красок и в качестве пластификатора в мастиках и замазках.

Целлюлоза (от латинского cellula - клетка) - полисахарид; самый распространенный природный полимер, образующий стенки растительных клеток. В чистом виде в качестве органи­ческого вяжущего целлюлозу не применяют. Она практически не растворяется ни в воде, ни в органических растворителях. Обычно используют простые и сложные эфиры целлюлозы: нит­роцеллюлозу, карбоксиметилцёллюлозу и др.

Нитроцеллюлозу (коллоксилин) получают, обрабатывая целлюлозу азотной кислотой (до содержания азота 10...12 %). Нитроцеллюлозу при­меняют для получения лаков, нитроэмалей, шпатлевок и клеев. В смеси с камфорой из нитроцеллюлозы получают целлулоид. Недостаток нитроцеллюлозы в том что она - легкогорючий материал.

Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) - порошкообразный или волокнистый продукт белого цвета, хорошо растворяющийся в воде. Образующийся с водой вязкий раствор используют в каче­стве клея для обоев, а также в отделочных композициях для улучшения связности и реологических свойств смеси.

Белковые вещества применяют в строительстве все в меньших объемах из-за их пищевой ценности и недостаточной водо- и биостойкости. В ограниченных количествах находят примене­ние казеин и плотин.

Казеин - порошкообразный продукт, получаемый обра­боткой кислотой обрата (обезжиренного молока). Казеин пло­хо растворяется в воде, но хорошов щелочных водных раство­рах. Его применяют для приготовления клеев и мастик, а также после растворения в аммиачной воде (т. е. в виде казеината ам­мония) для стабилизации латексов в полимерцементных ком­позициях.

Глютин (столярный клей) получают вывариванием из кос­тей, соединительных тканей и кожи животных с последующим упариванием раствора. Поставляют глютин в виде твердых, хрупких плиток или гранул. Для приготовления клея плитки или гранулы заливают холодной водой; при этом они размягчаются и сильно набухают. В набухший глютин добавляют воду и на­гревают до образования вязкого раствора - клея. При охлажде­нии и испарении воды клей переходит в студнеобразное состояние (желируется), а затем затвердевает. Применяют глютиновый клей в столярных ( отсюда название - столярный клей) и маляр­ных работах, для приклеивания облицовочных материалов, а также в качестве замедлителя схватывания гипсовых вяжущих.

7.3. Компоненты пластмасс. Основные свойства полимеров и пластмасс.

Основные компоненты пластмасс: полимер, наполнитель, пластификатор, краситель и специальные добавки.

Полимер выполняет роль связующего и определяет основные свойства пластмассы.

Наполнитель уменьшает расход полимера и придает пластмассе определенные свойства. По виду и структуре наполнители могут быть порошкообразные (мел, тальк, древесная мука), грубодисперсные (стружка, песок, щебень), волокнистые (стекловолокно, цел­люлозные волокна и т. п.), листовые (бумага, древесный шпон и т. п.). Волокнистые и листовые наполнители создают армирующий эффект, существенно повышая прочность и модуль упругости пла­стмасс. Так, стеклопластики, углепластики, бумажнослоистые пла­стики очень прочные и легкие конструкционные материалы. 350

Пластмассы могут быть наполнены (до 90...95 % по объему) воз­духом. Такие материалы, называемые пенопластами, обладают очень высокими теплоизоляционными свойствами.

Пластификаторы — вещества, повышающие эластичность пла­стмасс. Например, жесткий поливинилхлорид в линолеуме пласти­фицируется слаболетучими вязкими жидкостями (диоктилфталатом, трикрезилфосфатом и др.). Они, проникая между молекулами поли­мера, повышают их подвижность. Это делает материал пластичным. Пластификаторы также облегчают переработку пластмасс, снижая температуру перехода в вязкопластичное состояние.

Красящие вещества включают пигменты - тонкодисперсные цветные порошки, минеральные или органические, не раствори­мые в пленкообразующих веществах и органических раствори­телях, и красители - синтетические продукты, хорошо раство­римые в жидких компонентах пластмасс. Пигменты, применяемые в пластмассах, могут быть как мине­ральные, так и органические. Чтобы пластмасса длительно сохраня­ла цвет, от пигментов требуется в основном светостойкость, так как полимеры, будучи сами химически инертными, защищают пигмен­ты от других агрессивных воздействий.

Стабилизаторы и антиоксиданты способствуют сохранению структуры и свойства пластмасс во времени, предотвращая их раннее старение при воздействии солнечного света, кислорода воздуха, нагрева и дру­гих неблагоприятных влияний.

Отвердители и вулканизаторы используются в тех случаях, когда необходимо произвести отверждение жидких олигомеров (напри­мер, отверждение эпоксидной смолы аминными отвердителями) или сшивку макромолекул термореактивного полимера (например, вулканизация каучука серой, отверждение фенолформальдегидных смол уротропином). В любом случае происходит укрупнение моле­кул исходных продуктов с образованием пространственных сеток с помощью низкомолекулярных веществ. В ряде случаев отвердите­лями могут служить кислород или влага, содержащиеся в воздухе.

В составе пластмасс могут быть специальные добавки, влияющие на их свойства. Например, для получения ячеистых пластмасс к полимерам добавляют порофоры (порообразователи) - твердые, жидкие или газообразные вещества, вспениваю­щие пластмассу.

Дата добавления: 2014-01-15