6. Состав пластических масс.

На основе искусственных или природных высокомолекулярных соединений — полимеров приготовляют пластические массы, характерной особенностью которых является способность в процессе переработки принимать заданную форму и устойчиво сохранять ее. Пластические массы являются сравнительно новыми материалами, технология их быстро развивается, а области применения расширяются. В настоящее время строители располагают полимерными строительными материалами и изделиями довольно широкой номенклатуры, использование которых позволяет повысить индустриальность строительных работ, сократить трудовые затраты, снизить стоимость строительства, а также добиться значительной экономии цветных и черных металлов, древесины и других дефицитных материалов.

Строительные материалы и изделия из пластических масс изготовляют различными способами, выбор которых зависит от состава, свойств полимерного материала и вида изделия.

Состав пластических масс. Основные компоненты пластических масс — связующее вещество — полимер, наполнители, пластификаторы, отвердители, красители и стабилизаторы.

Полимеры представляют собой высокомолекулярные соединения (смолы), молекулы которых состоят из многократно повторяющихся структурных звеньев. По происхождению полимеры делят на природные и искусственные (синтетические). Природные полимеры — белки, нуклеиновые кислоты, натуральный каучук. Искусственные (синтетические) полимеры, применяемые в производстве строительных материалов, получают из различных видов сырья (каменный уголь, нефтепродукты, природный газ и др.) путем его переработки на химических предприятиях методами полимеризации или поликонденсации.

В зависимости от способа получения полимеры подразделяют на четыре класса: А—полимеризационные, Б — поликонденсационные, В — полученные модификацией природных полимеров, Г — образовавшиеся в природных условиях и получаемые перегонкой органических веществ. Полимеры классов А и Б — основные в производстве пластмасс. При реакции полимеризации большое количество одинаковых молекул простых соединений (мономеров) соединяется в одну сложную молекулу (полимер) без выделения побочных продуктов. Полимеризацией получают полиэтилен, полипропилен, полиизобутилен и другие синтетические полимеры. При реакции поликонденсации из нескольких простых соединений образуется полимер, состав которого отличается от состава исходных продуктов. Процесс образования полимера сопровождается выделением побочных веществ (воды, аммиака и др.). Поликонденсацией получают фенолоформальдегидные, карбамидные, полиамидные, полиэфирные и другие синтетические полимеры.

В зависимости от поведения полимеров при нагревании и охлаждении их разделяют на термопластичные и термореактивные.

Термопластичные полимеры характеризуются способностью размягчаться при нагревании и отвердевать при охлаждении. Они обладают большим электросопротивлением, малым водопоглощением и высокой химической стойкостью, однако имеют низкую теплостойкость, малую твердость, легко разбухают и растворяются в органических растворителях. К этой группе относится большинство полимеризационных полимеров. Термореактивные полимеры затвердевают при действии теплоты и давления и не размягчаются при повторном нагреве. Они отличаются от термопластичных полимеров большей прочностью, теплостойкостью и твердостью. К этой группе относят фенолоформальдегидные, карбамидные, эпоксидные и некоторые другие полимеры.

В производстве пластических масс используют наполнители порошкообразные (кварцевую муку, мел, тальк, древесную муку и др.), волокнистые (асбестовые, древесные и стеклянные волокна) и слоистые (бумагу, хлопчатую ткань, стеклоткань, древесный шпон и др.). Они придают пластмассам высокую прочность, теплостойкость, кислотостойкость, долговечность, повышенную ударную вязкость и др. Наполнители намного дешевле полимеров, поэтому введение их в состав пластических масс значительно снижает стоимость материалов и изделий.

Пластификаторы применяют для улучшения формоночных свойств пластмасс. В качестве пластификаторов рекомендуются дибутилфталат, камфора, олеиновая кислота и др. Отвердители вводят для сокращения времени отверждения пластмасс и ускорения технологического процесса производства изделий.

Красители придают пластмассам определенные цвета. Красителями служат стойкие во времени и к действию света органические (нигрозин, хризоидин) и минеральные (охра, сурик, мумия, умбра и др.) пигменты. Стабилизаторы повышают долговечность пластмассовых изделий. Смазывающими веществами являются химические добавки (стеарин, олеиновая кислота, соли жирных кислот и др.), которые вводят в пластмассы для предупреждения прилипания изделий к стенкам формы в процессе их формования. В составе пластмасс могут быть специальные добавки, влияющие на их свойства. Например, для получения ячеистых пластмасс к полимерам добавляют порофоры — твердые, жидкие или газообразные вещества, вспенивающие пластмассу.

Основные свойства пластических масс.

Пластические массы обладают рядом физико-механических свойств, которые дают им значительные преимущества перед наиболее распространенными строительными материалами. Истинная плотность пластмасс чаще всего находится в пределах 0,9—1,8 г/см3, т. е. они в 2 раза легче алюминия и в 5—6 раз легче стали. Средняя плотность пластмасс колеблется в широких пределах и составляет у пористых 15—30 и плотных 1800—2200 кг/м3. Прочность пластмасс различна. Предел прочности при сжатии пластмасс с порошкообразным наполнителем составляет 100—150 МПа, а у стекловолокнистых пластмасс достигает 400 МПа. Теплопроводность пластмасс зависит от их пористости. Теплопроводность плотных пластмасс равна 0,2—0,7 Вт/(м-°С), пористых, например пено- и поропластов,—0,03—0,04 Вт/(м-°С). Пластмассы обладают высокой химической стойкостью по отношению к воде, кислотам, растворам солей, органическим растворителям (бензину, бензолу и др.).