Учебное пособие 555

4.3.4. Реакции отверждения полимеров

Суть этих реакций сводится к тому, что линейные макромолекулы соединяются между собой ковалентными связями либо за счет взаимодействия своих функциональных групп, например, как резол, который при нагревании переходит в резит; либо за счет введение в раствор или расплав полимера бифункционального низкомолекулярного вещества, сшивающего линейные молекулы полимера. В результате этих реакций увеличивается молекулярная масса полимера, линейная структура его переходит в сетчатую и он зачастую при этом теряет плавкость, растворимость, то есть необратимо отверждается. Реакции первого типа характерны для термореактивных полимеров, а второго – для термопластичных.

Проведите реакцию отверждения эпоксидного олигомера, который в неотвержденном состоянии представляет длинные полиэфирные цепи, в

Благодаря наличию этих групп, способных взаимодействовать со многими веществами, в зависимости от функциональности последних можно получать либо модифицированные термопластичные полимеры, либо отвержденные полимеры, характеризующиеся неплавкостью и нерастворимостью.

В качестве отвердителя применяют диамины, их производные, ангидриды ди- и поликарбоновых кислот, а также фенолоформальдегидные олигомеры.

Важнейшая область применения эпоксидных полимеров – клеи для склеивания стекла, керамики, дерева, металлов, бетона, пластических масс и др. Клеевой шов устойчив к действию воды, кислот, щелочей, неполярных растворителей характеризуется высокой прочностью. Эпоксидные полимеры применяются для изготовления композиций, состоящих из эпоксидного олигомера, наполнителя и отвердителя, из которых формуют различные изделия.

Возьмите 10 частей (объемных) эпоксидной смолы и смешайте их в стаканчике с 1 частью отвердителя. В клей может быть введен наполни-

31

тель (мел, алюминиевая пудра, краситель и др.), количество которого определяется консистенцией клея при его замешивании.

Приготовленную клеевую композицию нанесите палочкой тонким слоем на приготовленные пластинки стекла, металла, дерева, картона, пластмассы и наложите их попарно друг на друга, поместив под любой импровизированный пресс. Для полного отверждения при комнатной температуре потребуется несколько часов, при нагревании – от 0,5 до 2 часов. Отвержденный клей не токсичен и не опасен.

Напишите уравнения реакции отверждения эпоксидного клея разными отвердителями. Объясните высокую адгезию этого клея к различным материалам.

4.4.Выводы

4.4.1.Отметьте принципиальную разницу между макрореакциями и реакциями звеньев цепи.

4.4.2.Перечислите отличия между химическими превращениями низкомолекулярных веществ и полимеров.

4.4.3.Укажите основные направления использования макрореакций

иполимераналогичных превращений.

4.5.Контрольные упражнения

4.5.1.Напишите уравнение реакции гидрирования бутадиенового каучука и укажите, какие реакции типичны для него до и после этого превращения.

4.5.2.Какие вещества могут быть использованы для отверждения полиакриловой кислоты? Напишите уравнения реакций отверждения.

4.5.3.В чем суть «старения» полимеров? Поясните это с помощью химических реакций.

4.5.4.Напишите уравнения реакции сульфирования полистирола, гидролиза этилового эфира полиакриловой кислоты. Укажите тип этих реакций и отметьте какие новые химические свойства появляются у образовавшихся соединений.

4.5.5.Какие реакции протекают при отверждении термореактивных полимеров и какое влияние они оказывают на строение и свойства полимеров? Ответ иллюстрируйте на примере резола, мочевиноформальдегидного полимера.

32

Темы рефератов

1.Органические вяжущие – дегти и битумы.

2.Древесина, ее химическая переработка и использование продуктов переработки.

3.Отдельные представители полимеризационных и поликонденсационных смол, их получение, свойства и применение: полиэтилены, каучуки, полиэфиры, полиамиды, карбамидоформальдегидные и фенолоформальдегидные полимеры, эпоксидные смолы, кремнийорганические полимеры, полиуретаны.

4.Полимербетоны и бетонополимеры.

5.Пенопласты.

6.Синтетические клеи, мастики, герметики.

7.Композиционные материалы.

8.Типы полимерных композиций.

9.Переработка вторичных полимеров.

10.Древеснополимерные композиты в строительстве.

11.Применение вторичного полиэтилена в строительстве.

Библиографический список

1.Семчиков, Ю.Д. Высокомолекулярные соединения: учеб. для вузов: допущено МО РФ / Ю.Д. Семчиков – 2-е изд., стер. – М.: Academia, 2005. – 363 с.

2.Стрепихеев, А.А. Основы химии высокомолекулярных соединений: учеб. пособие для вузов / А.А. Стрепихеев, В.А. Деревицкая – М.:

ГНТИХЛ, 1961. – 355с.

3.Шур, А.М. Высокомолекулярныесоединения: учеб. /А.М. Шур – М.: Высшая школа, 1981. – 512 с.

4.Рудаков, О.Б. Вопросы прикладной химии в строительном материаловедении: учеб. пособие / О.Б. Рудаков [и др.] / Воронеж. гос. арх. – строит. ун-т. – Воронеж, 2007. – 168 с.

33

Оглавление

Введение………..………..………..………..………..………..………..……… 3

Работа № 1. Синтез высокомолекулярных соединений …………………… 3

Работа № 2. Определение вязкости растворов и молекулярной массы по-

лимеров ………………………………………………………………………… 13 Работа № 3. Растворы полимеров …………………………………………… 19

Работа № 4. Химические свойства высокомолекулярных соединений ….. 24

Темы рефератов ………………………………………………………………. 33

Библиографический список………………………………………………….. 33

Высокомолекулярные соединения

Методические указания к выполнению лабораторных работ

по «Химии и физике высокомолекулярных соединений» для бакалавров обучающихся по направлению 020900.62 (511700)

«Химия, физика и механика материалов»

Составили: к. хим. наук., доц. Барсукова Лариса Георгиевна д. техн. наук., проф. Глазков Сергей Сергеевич

Подп. в печать 3.04.2012 Формат60х84 1/16. Уч.-изд. л. 2, 0. Усл.-печ. л. 2, 2.

Бумага писчая. Тираж экз. Заказ №

_______________________________________________________________

Отпечатано: отдел оперативной полиграфии издательства учебной литературы и учебно-методических пособий ВоронежскогоГАСУ 394006 Воронеж, ул. 20-летОктября, 84

34