Основные свойства полимеров и пластмасс

У пластмасс довольно необычный для стро­ительных материалов набор свойств (как положительных, так и от­рицательных);

• высокая прочность при малой плотности (ρ_ср<1500 кг/м³, а у газонаполненных пластмасс уникально низкая плотность — 50...10 кг/м³);

• более низкий, чем у традиционных материалов, модуль упру­гости и соответственно высокая деформативность; заметная ползу­честь (развитие деформаций «при длительном воздействии нагрузок);

• высокая износостойкость при малой поверхностной твердости;

• водостойкость, водонепроницаемость и универсальная хими­ческая стойкость (к кислотам, щелочам, растворам солей);

• невысокая теплостойкость (в основном 100...200°С; для неко­торых пластмасс 300...350°С) и зависимость механических свойств от температуры;

• декоративность — способность окрашиваться в яркие тона и принимать нужную текстуру поверхности;

• хорошие электроизоляционные свойства и склонность к нака­пливанию статического электричества;

• склонность к старению (особенно под действием УФ-излучения и кислорода воздуха);

• горючесть, усугубляемая токсичностью продуктов горения;

• экологическая проблемность пластмасс.

Применение пластмасс в строительстве целесообразно и эконо­мически оправданно в таких вариантах, когда при небольшом рас­ходе полимера на единицу продукции (м² или м³) достигается определенный технико-экономический эффект. Это, например, де­коративные и гидроизоляционные полимерные пленки, листовые облицовочные материалы, покрытия полов, лаки, краски, клеи и мастики, трубы и другие погонажные изделия, санитарно-технические изделия, а также ультралегкие теплоизоляционные газонапол­ненные пластмассы (пено- и поропласты).

7.4. Способы изготовления изделий из полимеров и пластмасс.

Полимерные материалы могут перерабатываться в изделия самыми раз­нообразными методами. При этом параметры переработки (темпера­тура и давление) значительно ниже, чем при переработке таких ма­териалов, как металлы, стекло и керамика.

Общая схема производства пластмасс включает традиционные процессы — дозировку и приготовление полимерной композиции, формование изделий и стабилизация их формы и физико-механи­ческих свойств.

Приготовление композиций производят на смесителях различных систем. Специфическим широко ис­пользуемым способом приготовления полимерных композиций яв­ляется вальцевание.

Вальцевание — операция, при которой масса перетирается в за­зоре между обогреваемыми валками, вращающимися в противоположном направлении. Вальцевание позволяет равномерно перемешать компоненты смеси. При многократном пропускании массы через валки полимер в результате термомеханических воздей­ствий переходит в пластично-вязкое состояние. Этот процесс назы­вается пластикация.

Экструдирование — перемешивание массы в обогреваемом прессе (экструдере) с последующим продавливанием массы сквозь решетку для формования полуфабриката в виде гранул (та­кой экструдер называется гранулятором).

Формование изделий. Выбор метода формования зависит в ос­новном от вида получаемой продукции. Так, листовые материалы формуются обычно на каландрах, трубы и погонажные профильные изделия экструдируют, штучные изделия в основном формуют литьем под давлением.

Каландрирование — процесс формования полотна заданной тол­щины и ширины из пластичной смеси (приготовленной, например, на вальцах) путем однократного пропускания между обогреваемы­ми полированными валками с последовательно уменьшающимся зазором. Каландрированием производят полимерные пленки. В частности, большую часть линолеума изготовляют вальцево-каландровым способом. Многослойный линолеум получают горячим дублированием заранее отформованных на каландрах пле­нок: защитной, декоративной и подкладочной (несущей).

Экструзия — процесс получения профилированных изделий способом непрерывного выдавливания размягченной массы через формообразующее отверстие (мундштук). Экструзией производят трубы и погонажные изделия (плинтусы, раскладки, «сайдинг», оконные профили и т. п.). Выпускают специальные экструдеры для формования линолеума (в том числе и двухслойного). На экструдерах формуют полимерные пленки в виде бесшовного рукава. Для этого формуется труба, внутрь которой подается воздух, раздувающий ее в тонкую пленку.

Рис. Схемы переработки пластмасс в материалы и изделия: а - литье под давлением (инжекция);

б - непрерывное профильное выдавливание (экст­рузия);

в - вальцевание и каландрирование;

г — формование под давлением в прессформах

Литьем под давлением получают небольшие изделия сложной конфигурации из смесей на основе термопластичных полимеров (например, изделия для санитарно-технических устройств, вентиляционные решетки, мелкие плитки и т. п.). Гранулированный полуфабрикат нагревается до вяз­ко-текучего состояния в цилиндрелитьевой машины и впрыскивается в разъемную форму, охлаждаемую водой.

При простом литье жидкая композиция или расплав зали­ваются в формы и отвердевают в результате реакций полимери­зации, поликонденсации или вследствие охлаждения.

Горячее прессование используют в основном для формования из­делий из термореактивных полимеров. Так, в частности, получают листовые материалы: бумажно-слоистый и деревослоистый пла­стик, сверхтвердые древесноволокнистые и древесностружечные плиты. Для листовых материалов используют многоэтажные прессы с обогревом плит (t= 120... 150^oС). На та­ких прессах формуют одновременно 5...15 листов. В начале прессования полимер расплавляется, связывая все компоненты, а затем необратимо отверждается, фиксируя заданную форму изделия.

Горячим прессованием можно получать пенопласты с помощью веществ — газообразователей, разлагающихся с выделением газа при нагревании, т. е. в тот момент, когда полимер приобретает вяз­ко-пластичную консистенцию. Вспенивание происходит при раз­мыкании плит пресса. Получаемый при этом пенопласт имеет на поверхности плиты плотные корочки.

Термоформованием называютпереработку нагретых листо­вых, пленочных, трубчатых пластмассовых заготовок с целью придания им более сложной формы и получения готовых изде­лий.

Кроме перечисленных способов получения изделий из пласт­масс используются еще много других методов: промазывание и про­питка основ; напыление пластмасс, сварка и склеивание.

7.5. Основные виды изделий из строительных пластмасс.

Дата добавления: 2014-01-15