Питання для самоперевірки

1 Які органічні сполуки називаються фенолами?

2 Чим обумовлюються властивості фенолів?

3 Яким чином у фенолі проявляється взаємний вплив бензольного кільця і функціональної групи?

4 У чому проявляються кислотні властивості фенолу?

Тема 10 Високомолекулярні сполуки. Органічні полімерні матеріали в будівництві

Будівництво належить до найбільш значних споживачів полімерних матеріалів. Це обумовлено їхніми цінними архітектурно-будівельними характеристиками, а також унікальними фізико-механічними властивостями.

Полімери — високомолекулярні сполуки, молекули (макромолекули) яких побудовані з великої кількості з’єднаних між собою хімічними зв’язками однакових або різних мономерних ланок, що багатократно повторюються. Вони характеризуються молекулярною масою від декількох тисяч до багатьох мільйонів. Внаслідок великої молекулярної маси макромолекул полімери набувають деяких специфічних властивостей. Тому вони виділені в особливу групу хімічних сполук.

Окрему групу складають олігомери, які за значенням молекулярної маси займають проміжне положення між низькомолекулярними і високомолекуляр-ними сполуками.

Усі високомолекулярні сполуки поділяються:

залежно від походження на:

– синтетичні, які одержані шляхом синтезу з низькомолекулярних сполук (поліетилен, полістирол та ін.);

– природні, які виділені з природних матеріалів (білки, нуклеїнові кислоти та ін.);

– штучні, які одержані шляхом хімічної модифікації природних полімерів (ефіри целюлози).

залежно від будови основного ланцюга на:

– гомоланцюгові, в яких основний ланцюг побудований з однакових атомів, якщо вуглець – карболанцюгові (насичені, ненасичені і ароматичні) високомолекулярні вуглеводні:

| | | |

. . . ─ С ─ С ─ С ─ С ─ . . .;

| | | |

– гетероланцюгові, в яких основний ланцюг побудований з двох або більшої кількості різних елементів (вуглецю й кисню – прості й складні поліефіри, вуглецю й азоту – поліаміди й поліуретани, кремнію й кисню – кремнійорганічні полімери):

| | | | | | | | | | | | |

. . . ─ N ─ C ─ C ─ C ─ C ─ C ─ C ─ N ─ C ─ C ─ C ─ C ─ C ─ C ─ N ─ . . .;

| |            

– на такі, в яких основний ланцюг включає систему спряжених зв’язків (штучна гума):

. . . ─ CH=CH ─ CH=CH ─ CH=CH ─ . . .

3) залежно від поведінки під час нагрівання:

– термопластичні, або термопласти, які під час нагрівання розм’якшуються, а під час охолодження твердіють. Цей процес є оборотним. Полімери при цьому не зазнають ніяких хімічних змін і зберігають здатність до формування у процесі повторної переробки у вироби;

– термореактивні, або реактопласти, які під час нагрівання структуруються і перетворюються на тверді неплавкі і нерозчинні продукти, нездатні до повторного формування (процес необоротний).

4) залежно від вихідних мономерів, з яких одержують полімер (галогенпохідні, похідні акрилової і метакрилової кислот та ін.).

Полімери одержують методами полімеризації або поліконденсації.

Полімеризація (поліприєднання) — це реакція утворення полімерів шляхом послідовного приєднання молекул низькомолекулярної речовини (мономера). При полімеризації не утворюються побічні продукти і відповідно елементний склад макромолекул не відрізняється від складу молекул мономерів.

Мономерами можуть бути сполуки з кратним зв’язком:

─ С ≡ С ─; ─ С ≡ N; ─ C = C ─; ─ C = O; ─ C = C = C ─; ─ C = N ─ або сполуки

     

з циклічними групами, здатними розкриватися:

С С ; С С.

О N

У процесі полімеризації відбувається розрив кратних зв’язків або розкриття циклів у мономерів і виникнення хімічних зв’язків між групами з утворенням макромолекул:

nCH₂ = CH₂  (– CH₂ – CH₂ – )_n ;

етилен поліетилен

nCH₂ = CH  (– CH₂ – CH – )_n ;

 │

C₆H₅ C₆H₅

стирол полістирол

CH₃

│

nCH ₂= CCH₃COOCH₃  (– CH₂ – C – )_n ;

метилметакрилат 

COOCH₃

поліметилметакрилат

nH₂C = CH – CH = CH₂  (– CH₂ – CH = CH – CH₂ – )_n .

бутадієн полібутадієн

За числом видів мономерів, які приймають участь у полімеризації, розрізняють гомополімеризацію (один вид мономера) і сополімеризацію (два і більше видів мономерів).

Полімеризація – самочинний екзотермічний процес (G<0, H<0), так як розрив подвійних зв’язків призводить до зменшення енергії системи. Однак без зовнішнього впливу (ініціаторів, каталізаторів) полімеризація відбувається повільно. Полімеризація – це ланцюгова реакція. Залежно від характеру активних часток розрізняють радикальну й іонну полімеризації. Методом полімеризації у промисловості одержують приблизно ¾ всього об’єму полімерів: поліетилен, полістирол, поліпропілен, полівінілацетат та ін.

Поліконденсація – це реакція синтезу полімеру зі сполук, які мають дві або більше функціональних груп, що супроводжується утворенням побічних низькомолекулярних продуктів (H₂O, NH₃, HCl та ін.). Елементний склад полімера й вихідних речовин не збігається. Поліконденсація відбувається за ступінчатим механізмом, при цьому проміжні продукти залишаються стабільними й можуть взаємодіяти з низькомолекулярними продуктами реакції. Тому їх виводять з реакційного середовища. Методом поліконденсації у промисловості одержують приблизно чверть полімерів: полі-ε-капроамід (капрон), полігексаметилен-адипинамід (найлон), поліефіри, поліуретани, фенолформальдегідні смоли та ін. Наприклад, амінокапронова кислота перетворюється на кінцевий продукт полі-ε-капроамід (капрон):

2NH₂ – (CH₂)₅ – COOH → NH₂ – (CH₂)₅ – CO – NH – (CH₂)₅ – COOH + H₂O →

→ NH₂ – (CH₂)₅ – CO – NH – (CH₂)₅ – COOH + NH₂ – (CH₂)₅ – COOH →

→ NH₂ – (CH₂)₅ – CO – NH – (CH₂)₅ – CO – NH – (СН₂)₅ – COOH + H₂O і т. д.

Кінцевим продуктом є [ – CO – NH – (CH₂)₅ – ]_n.

Макромолекули полімерів можуть бути лінійними, розгалуженими і сітчастими.

Лінійні полімери утворюються в процесі полімеризації мономерів або в процесі лінійної поліконденсації. Вони можуть мати регулярну і нерегулярну структури. В полімерах регулярної структури окремі ланки ланцюга повторюються на просторі в певному порядку. Полімери регулярної структури називаються стереорегулярними. Наприклад, поліпропілен нерегулярної (а) і регулярної (б) структури :

H CH₃ CH₃ H H

‌‌| | | | |

а)... – CH₂ – C – CH₂ – C – CH₂ – C – CH₂ – C – CH₂ – C ...

| | | | |

CH₃ H H CH₃ CH₃

СH₃ CH₃ CH₃ СH₃ СH₃

‌‌| | | | |

б)... – CH₂ – C – CH₂ – C – CH₂ – C – CH₂ – C – CH₂ – C ...

| | | | |

H H H H H

Розгалужені полімери утворюються як у процесі полімеризації, так і в процесі поліконденсації.

Сітчасті полімери утворюються в результаті зшивки ланцюгів під час вулканізації або твердіння термореактивних олігомерів.

Фазові та фізичні стани полімерів. Полімери можуть існувати у двох фазових станах: аморфному і кристалічному.

Кристалізуватися можуть тільки стереорегулярні полімери. Завдяки регулярній структурі й гнучкості макромолекули можуть зближуватися на достатньо близьку відстань, щоб між ними виникли міжмолекулярні взаємодії і водневі зв’язки, які призводять до впорядкування структури.

Процес кристалізації полімера відбувається в декілька стадій. На першій стадії утворюються пачки – асоціати впорядковано розташованих молекул. Із пачок утворюються фібрили – агрегати пачок продовгуватої форми і сфероліти – голковидні утворення, які радіально розходяться від одного центра. Фібрили і сфероліти утворюють одиничні кристали. Кристалічні полімери характеризуються ступенем кристалічності, так як мають окремі ділянки з невпорядкованою аморфною структурою.

Аморфні полімери можуть знаходитися в трьох фізичних станах: склистому, високоеластичному і в’язкоплинному. Полімери переходять з одного фізичного стану в інший за зміни температури. Для визначення температурних меж існування цих станів вивчають залежність деформації полімеру () від температури, на основі якої будують термомеханічну криву.

За низької температури полімер знаходиться в склистому стані і поводить себе як пружне тверде тіло. В цьому стані відсутній рух як усієї молекули, так і окремих ланок, атоми лише коливаються навколо положення рівноваги.

У разі підвищення температури полімер переходить у високоеластичний стан, характерний тільки для високомолекулярних сполук. В даному стані полімер спроможний до дуже великих оборотних деформацій, що обумовлюється рухомістю ланок і відповідно гнучкістю макромолекул.

Переміщення ланок не відбувається миттєво, тому деформації полімерів у високоеластичному стані мають релаксаційну природу, тобто характеризуються часом установлення рівноваги.

Високоеластичний стан полімерів проявляється в інтервалі від температури склування (Т_с) до температури плинності (Т_п). Якщо температурний інтервал достатньо широкий і охоплює звичайні температури, то такі полімери називають еластиками, або еластомерами, або каучуками.

Полімери з вузьким інтервалом температур Т_с–Т_п, зміщеним у зону підвищених температур, називають пластиками або пластомерами. За звичайних температур пластики знаходяться в склистому стані.

За температури, вищої за температуру плинності, полімер переходить у в’язкоплинний стан. Речовина у в’язкоплинному стані під дією напруги зсуву тече як в’язка рідина, причому деформація полімеру є незворотною (пластичною). В’язкоплинний стан характеризується рухливістю як окремих ланок, так і всієї макромолекули.

Підвищення температури до вищої за температуру руйнування Т_р приводить до деструкції – руйнування полімеру.

Молекулярно-масові характеристики полімерів. Дуже важливою характеристикою полімерів, яка обумовлює їхні унікальні властивості, є молекулярна маса і молекулярно-масовий розподіл.

Ураховуючи особливості синтезу макромолекул і можливість їхньої випадкової деструкції, більшість синтетичних полімерів є полімолекулярними (полідисперсними), тобто складаються з макромолекул різної молекулярної маси.

Макромолекули, які складаються з однакових хімічних ланок, але мають різну довжину, називаються полімергомологами. Молекулярну масу макромолекул розраховують за формулою:

М = m₀n,

де m₀ — молекулярна маса ланки, яка повторюється;

n — ступінь полімеризації.

Зі збільшенням молекулярної маси різниця у властивостях полімергомологів згладжується, вони втрачають свою індивідуальність. Тому полімери характеризують деякою середньою молекулярною масою. Залежно від типу усереднення розрізняють середньочислову, середньомасову й середньов’язкісну молекулярні маси.

Хімічні властивості полімерів. Розрізняють три типи реакцій полімерів: реакції деструкції, міжмолекулярні реакції, реакції внутрішньомолекулярних перегрупувань.

1 Деструкція полімерів – це руйнування макромолекул під дією різних фізичних і хімічних впливів (кисень, світло, теплота, радіація та ін.). В результаті деструкції, як правило, зменшується молекулярна маса полімеру, змінюється його будова, а також фізичні й механічні властивості. Полімер стає непридатним для практичного використання. Процес погіршення властивостей полімерів у часі в результаті деструкції макромолекул називають старінням полімерів.

Для затримки деструкції до складу полімерів вводять стабілізатори, частіше антиоксиданти, тобто інгібітори реакції окиснення (фосфіти, феноли, ароматичні аміни). Стабілізація обумовлюється обривом ланцюга під час взаємодії антиоксидантів із вільними радикалами, які утворюються в процесі реакції окиснення.

2 Міжмолекулярні реакції – це реакції взаємодії декількох макромолекул одна з одною. Прикладом можуть бути реакції утворення поперечних зв’язків при переведенні лінійних молекул термореактивних полімерів у сітчасті структури та при вулканізації каучуку:

2[ – CH₂ – CH=CH – CH₂ –]_n + nS →

→ – CH₂ – CH₂ – СH – CH₂ –



S



– CH₂ – CH – CH – CH₂ – n.



S



3 Внутрішньомолекулярні перегрупування – це хімічні реакції функціональних груп або атомів основного ланцюга однієї й тієї самої макромолекули, які призводять до зміни її будови. Наприклад, при нагріванні полівінілхлориду в присутності цинку відбувається утворення тричленних циклів в основному ланцюзі:

~ CH₂ – CH – CH₂ – CH – CH₂ – CH – CH₂ – CH –

   

Cl Cl Cl Сl

  CH₂ – CH – CH – CH₂ – CH – CH₂ – CH – CH 



CH₂ Cl CH₂

Розчини полімерів. Особливістю процесу розчинення полімеру є те, що першою стадією розчинення є набрякання. Набрякання – це процес поглинання полімером низькомолекулярної рідини, який супроводжується збільшенням об’єму полімеру та зміною конформації його макромолекул. Великі молекули полімеру мають низькі значення коефіцієнтів дифузії, тому змішування відбувається повільно. Набряклий полімер є розчинником низькомолекулярної рідини в полімері.

Якщо процес розчинення самочинно зупиняється на стадії набрякання, то це є обмежене набрякання. Сітчасті полімери не можуть повністю розчинитися без розриву хімічних зв’язків. Вони можуть тільки обмежено набрякати, утворюючи гелі.

Розміри макромолекул сумірні з розмірами колоїдних часток, тому розчини полімерів мають ряд властивостей, характерних для колоїдних золей (ефект Тиндаля, уповільнена дифузія, тиксотропія та ін.). Проте, на відміну від колоїдних золей, розчини полімерів є молекулярно-дисперсними системами і відповідають основним критеріям істинних розчинів, якими є:

1) самочинність утворення, термодинамічна стійкість, рівноважність і оборотність;

2) сталість концентрації у часі;

3) однофазність, гомогенність.

Властивості полімерних розчинів залежать від молекулярної маси полімеру і геометричних характеристик макромолекул. Чим більша молекулярна маса полімеру, тим за меншої концентрації розчин можна вважати концентрованим.

Матеріали, які одержують на основі полімерів. На основі полімерів одержують пластмаси, полімербетони, лакофарбові матеріали, клеї.

Пластмаси, пластики – це матеріали, основу яких складають полімери, які знаходяться в період формування виробів у в’язкоплинному або високоеластичному станах, а під час експлуатації – у склистому або кристалічному станах.

Крім полімерів, до складу пластмас входять пластифікатори, барвники, наповнювачі, отверджувачі, стабілізатори та інші домішки.

Пластифікатори (дибутилфталат, трикрезилфосфат та ін.) знижують температуру склистості, підвищують плинність, поліпшують морозостійкість, вогнестійкість, еластичність.

Наповнювачі покращують механічні властивості, зменшують усадку під час твердіння, а також зменшують вартість полімерних матеріалів. Частіше використовують такі наповнювачі, як: слюда, кварцова мука, тальк, азбест, скляне волокно, графіт, сажа, крейда, папір, тканина. Стабілізатори вводять для затримки процесів деструкції полімеру. Для створення тривимірної структури полімеру використовують отверджувачі. Введеня забарвників і пігментів в полімер дозволяє одержати забарвлені пластмаси.

Полімербетони – це бетони на основі органічного високомолекулярного зв’язуючого (в’яжучого). Зв’язуючими в полімербетонах є термореактивні олігомери: фуранові, поліефірні, епоксидні та ін. У полімербетон також вводять наповнювачі – гранітний або андезітовий щебінь, кварцовий пісок.

Крім грубодисперсних наповнювачів у полімербетон додають різні речовини, які покращують технологічні й експлуатаційні властивості:

1) тонкодисперсні наповнювачі (графіт, сажа, фарфорова мука);

2) пластифікатори (дибутилфталат, синтетичні каучуки);

3) розчинники й розріджувачі;

4) пороутворювачі.

Полімербетон характеризується підвищеною морозостійкістю, хімічною стійкістю і широко використовується для покриття підлог у виробничих приміщеннях з агресивним середовищем, для покриття мостів і доріг, а також для декоративного оздоблення споруд. Недоліками полімербетону є його повзучість за низьких температур і горючість.

Полімери є основою багатьох лакофарбових матеріалів і клеїв.

Лакофарбові матеріали – багатокомпонентні системи, з яких у разі нанесення тонким шаром на поверхню виробів формуються покриття з заданим комплексом властивостей. Основою будь-якого лакофарбового матеріалу є плівкоутворююча речовина (епоксидні олігомери, поліуретани, поліакрилати, кремнійорганічні полімери). Крім того, до нього входять пігменти, наповнювачі, спеціальні домішки.

Лакофарбові матеріали в залежності від складу й призначення поділяються на лаки, емалі, фарби, грунтовки, шпатлівки.

Лаками називаються розчини плівкоутворюючих речовин в органічних розчинниках, які не містять пігментів і наповнювачів. Їх використовують для одержання прозорих покрить.

Емалі, фарби, грунтовки і шпатлівки – це наповнені лакофарбові матеріали.

Клеї – це композиції, які здатні з’єднувати різні матеріали за рахунок утворення міцних зв’язків між їхніми поверхнями і клейовим шаром. Синтетичні органічні клеї утворюються на основі мономерів, олігомерів, полімерів або їхніх сумішей. До складу композицій входять отверджувачі, наповнювачі, пластифікатори. Клеї підрозділяються на термопластичні, термореактивні та гумові.

Термопластичні клеї утворюють зв’язок з поверхнею в результаті отвердіння в процесі охолодження від температури плинності до кімнатної температури або випаровування розчинника. Полімерна основа термопластичних клеїв – поліакрили, поліаміди, полівінілацеталі, полівінілхлориди та ін.

Термореактивні клеї утворюють зв’язок з поверхнею в результаті структурування і утворення поперечних зшивок. Полімерна основа термореактивних клеїв – феноло-, мочевиноформальдегідні, епоксидні олігомери, поліуретани, поліефіри та ін.

Гумові клеї утворюють зв’язок з поверхнею в результаті вулканізації каучуків.

Використання полімерів. У будівництві використовують багато полімерів.

Поліетилен [–CH₂–CH₂–]_n – термопласт, який одержують методом радикальної полімеризації етилену за температури до 320⁰С і тиску 120–320МПа (поліетилен високого тиску) або при тиску до 5МПа з використанням комплексних каталізаторів (поліетилен низького тиску). Поліетилен низького тиску має більш високу міцність, густину, еластичність і температуру розм’якшення, ніж поліетилен високого тиску. Поліетилен хімічно стійкий у водних розчинах кислот, лугів, солей, жирів, гасу та інших вуглеводнів, але під дією окисників старіє. Має високі діелектричні властивості. Може експлуатуватися в межах температур від – 60 до +100⁰С.

Поліетилен практично не шкідливий і не виділяє в навколишнє середовище небезпечних для здоров’я людини речовин, тому широко використовується у житловому будівництві. Поліетилен застосовують у вигляді плівок, декоративних занавісок, гідро-, паро-, газоізоляції, захисних покрить від агресивного впливу і корозії, для виготовлення санітарно – технічних труб.

Поліпропілен [–CH₂–CH–]_n – це кристалічний термопласт, який | ‌‌

CH₃

одержують з пропілену методом стереоспецифічної полімеризації. Характеризується більш високою термостійкістю (до 120–140⁰С), ніж поліетилен. Має високі діелектричні властивості, не розчиняється в органічних розчинниках, кислотах, лугах, мінеральних маслах.

Недоліком поліпропілену є невисока морозостійкість (–30⁰С).

У будівництві поліпропілен використовують у вигляді плівок для газо-, паро-, гідроізоляції; листів для захисних покриттів від агресивних впливів; для виробництва санітарно-технічних труб.

Полістирол [ – CH – CH₂ – ] _n – це термопласт, який одержують шляхом ‌

‌ | ‌‌‌

С₆Н₅

радикальної полімеризації стиролу. Полімер стійкий до дії окисників, але нестійкий до впливу сильних кислот, розчиняється в ароматичних розчинниках.

Недоліками полістиролу є низька теплостійкість, ударна міцність та схильність до старіння. Полістирол не шкідливий.

Полістирол використовується як конструкційний матеріал у промисловості будівельних матеріалів для виготовлення деталей, які не працюють під великими механічними навантаженнями (панелі, плитки, плівка, дверні ручки та ін.). Для тепло- і звукоізоляції на основі полістиролу виготовляють поропласт.

Полівінілхлорид [– CH₂ – CH –] _n – це термопласт, який одержують шляхом

‌│

Сl

радикальної полімеризації вінілхлориду. Стійкий у воді, спирті, бензині, кислотах, лугах, маслах; важкогорючий, механічно міцний.

Полівінілхлорид – це крихкий, неморозостійкий матеріал, тому без пластифікаторів не використовується. Пластифікатори (алкілфталати, епоксидовані масла та ін.) додаються у великій кількості, до 50%.

Полівінілхлорид є одним із найбільш поширених полімерів, які використовують у будівництві. На його основі виготовляють лінолеум, шпалери, поропласти, труби, гідро- й газоізоляційні плівки та листи, якими покривають резервуари, басейни.

Поліметилметакрилат (плексиглас, органічне скло) має формулу:

CH₃

│

– CH₂ – C – n.

│

СOОCH₃

Це термопласт, який одержують методом радикальної полімеризації метилметакрилату. Безбарвний прозорий полімер, який добре пропускає світло і УФ-промені. Атмосферостійкий, механічно міцний, стійкий до розчинів лугів, розведених кислот, масел, бензину, води.

У будівництві поліметилметакрилат використовується у вигляді листового матеріалу для декоративних цілей, матеріалу для дверних і віконних ручок. Поліметилметакрилатна емульсія застосовується для виготовлення миючих шпалер, емульсійних фарб і грунтовок.

Політетрафторетилен (фторопласт) [– CF₂ – CF₂ –] _n – це термопласт, який одержують методом радикальної полімеризації тетрафторетилену.

Фторопласт має унікальну хімічну стійкість до кислот, лугів, окиснювачів. Прекрасний діелектрик. Характеризується широкими температурними межами експлуатації (від –270 до +260С), не змочується водою. Недоліком є трудність переробки у вироби.

Фторопласт використовують як хімічно стійкий конструкційний матеріал у хімічній промисловості, а також для нанесення антифрикційних, гідрофобних і захисних покриттів.

Полівінілацетат [– CH₂ – CH –] n – це термопласт, який одержують

ОСOCH₃

радикальною полімеризацією вінілацетату.

Полівінілацетат – аморфний, прозорий склистий полімер. Температура його склування складає 28⁰С, за звичайних температур він деформується і є непридатним для виготовлення виробів. Полівінілацетат, як полярний полімер, набрякає у воді, руйнується під дією сильних кислот і лугів, добре розчиняється у багатьох органічних розчинниках.

Полівінілацетат має добрі адгезійні властивості, тому основне промислове застосування він одержав для виготовлення клеїв і лаків. З нього виготовляють полівінілацетатну емульсію (клей ПВА), яка використовується як домішка в процесі виготовлення підлог, полімербетону підвищеної міцності, емульсійних фарб для внутрішніх і зовнішніх робіт.

Поліуретани – це термопласти, які містять в основному ланцюзі групи –NH–(CO)–O–, а також ефірні, карбонатні та інші групи. Їх одержують взаємодією ізоціанатів (сполук, які мають одну або декілька NCO– груп) з поліспиртами, наприклад, з гліколями та гліцерином. Стійкі до дії розведених мінеральних кислот, лугів, масел, аліфатичних вуглеводнів.

Вони випускаються у вигляді пінополіуретанів (поролонів), еластомерів, входять до складу лаків, клеїв, герметиків. Використовуються в основному для тепло- і звукоізоляції як захисні покриття для відновлення каналізаційних мереж.

Кремнійорганічні полімери (силікони) – вміщують атоми кремнію в елементарних ланках макромолекул:

R R

│ │

‌ (– O – Si –)n або (– Si – R –)n .

│ │

R R

У будівництві найширшого використання набули поліорганосилоксани:

R

│

[– O – Si –]n,

│

R

які одержують методом гідролітичної поліконденсації алкіл- або арилхлорсиланів R_xCl_4-x і заміщених ефірів ортокремнієвої кислоти – алкіл- або арилетоксисиланів R_x (OC₂H₅)_4-x , де х=1–3. Здебільшого використовують сполуки, де R – це –CH₃ , –C₂H₅, –C₆H₅.

Особливістю поліорганосилоксанів є невелика залежність фізико-механічних властивостей від температури. Вони характеризуються високою морозо- і термостійкістю. Стійкі до дії слабких кислот і лугів, багатьох розчинників, мінеральних масел, поєднують у собі еластичність органічних полімерів з твердістю і теплостійкістю неорганічних речовин.

Кремнійорганічні полімери використовують для надання гідрофобних властивостей матеріалам і виробам. Їх застосовують для гідрофобізації зовнішніх поверхонь будівельних конструкцій, а також у вигляді домішок до бетонів, для створення лаків, емалей, клеїв, зв’язуючих під час виготовлення склотекстолітів, пінопласту і т.д.

Феноло- і аміноформальдегідні олігомери одержують методом поліконденсації формальдегіду з фенолом або амінами. Це термореактивні полімери, в яких у результаті утворення поперечних зв’язків утворюється сітчаста просторова структура.

Пластмаси на основі фенолоформальдегідних олігомерів називаються фенопластами, на основі мочевиноформальдегідних олігомерів – амінопластами. Наповнювачами фенопластів і амінопластів можуть бути папір або картон (гетинакс), тканина (текстоліт), деревина, кварцова та слюдяна мука.

Фенопласти і амінопласти стійкі до дії води, розчинів кислот, солей, лугів, органічних розчинників, вони є важкогорючими та атмосферостійкими. Їх використовують для виготовлення фанери, сотопластів, мінерало- і скловатних матів для тепло- і звукоізоляції споруд.

Епоксидні олігомери одержують за допомогою реакції поліприєднання з різних сполук, які містять реакційноздатну епоксидну групу

С–С

O

Найбільшого поширення набули епоксидні олігомери на основі дифенілолпропану і епіхлоргідрину (епоксидіанові) загальної формули:

CH₂ – CH – CH₂ –[– ORO – CH₂ – CH – CH₂]_n – ORO – CH₂ – CH – CH₂ .

│

O OH O

Епоксидні олігомери – термопластичні в’язкі рідини, які набувають цінних технічних властивостей (механічної міцності, хімічної стійкості, малої усадки, високої адгезійної міцності) після створення в них просторової структури, за рахунок твердіння. Отверджувачами є ди- і поліфункціональні сполуки з амінокарбоксильними, андгідридними, ізоціанатними групами.

У будівництві епоксидні олігомери використовують для виготовлення клеїв, лаків, емалей, зв’язуючих для склопластиків.

Переваги й недоліки полімерних матеріалів. Полімерні матеріали знаходять широке застосування в будівництві завдяки їхнім цінним властивостям, а саме:

1) мала густина (15...2200 г/м³) пластмас дозволяє значно зменшити масу будівельних конструкцій, скоротити транспортні витрати, спростити під’ємнотранспортне обладнання під час монтажу, покращити теплоізолюючі властивості конструкцій. У середньому пластмаси в 2–3 рази легші за алюміній, у 5–8 разів легші за сталь, мідь, свинець;

2) низька стираність пластмас обумовлює їхнє широке використання для виготовлення підлог, наприклад, стираність лінолеуму – 45–90мкм, граніту –40мкм;

3) хімічна стійкість полімерів є високою. Вони стійкі до води, розчинів кислот, солей, лугів. Термін експлуатації деталей з пластмаси у корозійних середовищах значно вищий, ніж деталей з металу;

4) низька теплопровідність пластмас: у пористих – 0,03 Вт/м·⁰С, у щільних – 0,22–0,68 Вт/м·⁰С. Низька теплопровідність дозволяє виготовляти конструкції споруд тонкими і легкими;

5) прозорість і світлопроникність пластмас – 83–94, а прозорість алмазу прийнята за 100. Тому пластмаси використовують для скління спеціальних приміщень;

6) високі декоративні якості пластмас розширюють зони їхнього використання як оздоблювального матеріалу;

7) цінні технологічні властивості: легко формуються (лиття, штампування, пресування) і обробляються (розпилювання, стругання, свердління), зварюються і склеюються між собою.

Недоліками полімерних матеріалів є:

1) горючість;

2) здатність змінювати свої розміри в процесі експлуатації;

3) значний електричний опір, що призводить до виникнення статичної електрики;

4) невисока теплостійкість;

5) підвищена повзучість;

6) старіння.