2. Полимерные материалы: виды и свойства.

Полимеры - неорганические и органические, аморфные и кристаллические вещества, состоящие из «мономерных звеньев», соединённых в длинные макромолекулы химическими или координационными связями. В строении полимера можно выделить мономерное звено — повторяющийся структурный фрагмент, включающий несколько атомов

Для полимерных материалов характерен ряд общих свойств, определяющих их применение в строительстве: легкость в сочетании с высокой прочностью, стойкость к воде и различным химическим реагентам, высокая износостойкость, технологичность, способность легко окрашиваться, малая теплопроводность. Общими недостатками полимерных материалов являются низкая теплостойкость, значительное линейное расширение, ползучесть, способность к старению, т. е. ухудшению физико-механических свойств под действием различных факторов окружающей среды.

В зависимости от свойств при нагревании полимерные смолы делятся на термопластичные - при первичном и повторных нагреваниях они размягчаются и становятся пластичными; термореактивные - при нагревании вначале размягчаются, а потом необратимо затвердевают; при повторном нагревании не размягчаются.

Большинство полимерных материалов применяют в виде пластмасс, включающих полимерное связующее, наполнители, пластификаторы, стабилизаторы и другие компоненты.

К пленочным относят безосновные рулонные материалы толщиной до 1 мм, получаемые из полимерных вяжущих путем экструзии, механического и пневмомеханического вытягивания и другими методами. Широко используются поливинилхлоридные и полиэтиленовые пленки.

С помощью полимеров создаются полимерные бетоны - роль вяжущего выполняют синтетические полимеры: фенолоформальдегидные, фурановые, полиэфирные, эпоксидные смолы и др. Отличительной особенностью полимербетонов является высокая химическая стойкость.

1) Полимерные смолы феноло-, резорцино-, аминоформальдегидные, получаемые поликонденсацией фенола и формалина, выпускаются в твердом кристаллическом и жидком (безводном) видах. Широко применяются как связующее вещество для производства древесностружечных и древесноволокнистых плит, древеснослоистых пластиков, клеев.

2) Полимерные смолы полиэфирные — продукт поликонденсации двухосновных кислот и многоатомных спиртов; широко используются в производстве строительных, стеклопластиков и высокопрочных клеев для строительных, конструкций.

3) Полимерные смолы эпоксидные — получаются поликонденсацией эпихлоргидрина с веществами, имеющими подвижный атом водорода (фенолы, спирты, амины); выпускаются в виде жидкостей с различной вязкостью, при введении в смолу отвердителей переходят в твердое, нерастворимое и неплавкое состояние; используются в строительстве в качестве клеевых составов, для антикоррозионных покрытий, для производства стеклопластиков, склеивания сборных железобетонных деталей, приклеивания плиток и цветной каменной крошки при отделке панелей PI т. п.

4) Полимерные смолы кремнийорганические обладают гидрофобностью и повышенной теплостойкостью (в пределах 400—500°), в строительстве применяются для производства жаро- и атмосферостойких покрытий строит, конструкций.

Полимерные смолы служат основой для следующих материалов:

1. Поливинилхлорид - выпускаемый в виде белого порошка, при темп-ре выше 140° разлагается с выделением соляной кислоты. Широко применяется для изготовления различных видов рулонных и плиточных материалов, для полов, пленочных материалов для отделки зданий, погонажных профильных изделий (поручней, плинтусов и др.), канализационных и водопроводных труб, поропластов для тепло- и звукоизоляции.

2. Полиэтилен - продукт полимеризации газа этилена. Выпускается полиэтилен высокого и низкого давления, соответственно этому имеет марки ВД и НД. Полиэтилен НД обладает большей плотностью, прочностью, жесткостью и теплостойкостью, чем полиэтилен ВД; последний эластичнее и мягче. При нагревании полиэтилена без доступа воздуха при темп-ре выше 290—300° происходит его разложение (деструкция). Высокие показатели физико-механических свойств — химич. стойкость, низкие водопоглощение и газопроницаемость, легкость переработки, а также обширная сырьевая база —обеспечивают полиэтилену широкие перспективы применения в производстве многих строит, материалов и изделий и, в первую очередь, химически стойких труб для водоснабжения и канализации, пленок для изоляции строит, конструкций и пр.

3. Полистирол - твердый упругий материал, бесцветен, прозрачен (пропускает 90% видимого света); водостоек; химически стоек к щелочам и кислотам (кроме концентрированной азотной кислоты); стоек к плесени. Полистирол блочный выпускается двух марок: Д — неокрашенный и Т — окрашенный; эмульсионный — марок А и Б. Недостатками полистирола являются хрупкость, высокая чувствительность к надрезу, склонность к старению, образованию трещин, а также низкая теплостойкость. В промышленности строительных, материалов полистирол применяется для производства облицовочных плиток, тепло- и звукоизоляционных поропластов, синтетических строительных красок и др.

4. Полиизобутилен - каучукоподобный эластичный материал, обладает высокой стойкостью к химическим реагентам и хорошими адгезионными свойствами; в строительстве применяется для антикоррозионных покрытий, герметизации стыков крупнопанельных зданий, гидро- и пароизоляции строит, конструкций.

5. Поливинилацетат - В виде водных эмульсий широко применяется для устройства бесшовных мастичных полов, получения полимерцементных составов, а также для производства водорастворимых синтетических красок для строительства.

6. Полиметилметакрилат (т.н. органическое стекло) - благодаря высокой светопрозрачности (св. 99%) и достаточно высокой прочности полиметилметакрилат эффективно используется в качестве материала для светопрозрачных строительных конструкций — фонарей, куполов, заполнения оконных проемов и пр.; применяется также для внутренней отделки зданий и в производстве моющихся обоев и синтетических красок.