конспекты / ------------------

231

препарату для охорони деревини від гниття.

Полівініловий спирт

олівініловий спирт [—СН2—СН(ВІН)-]п утворюється кислотним або лужним омиленням полівінілацетату:

Середня молекулярна маса полімеру 5-+1000 тис. олівініловий спирт утворить із водою і луками грузлі розчини, із яких формують волокна і плівки. Щоб ці вироби не розчинялися у воді, полівиниловий спирт піддають хімічному опрацюванню альдегідами, у результаті чого утворяться нерозчинні ацеталі:

Полівінілацеталі служать для виробництва високоякісних ізоляційних лаків, тривких, прозорих і гнучких плівок для склєювання силікатних стекол (при виготовленні трехслойного безосколочного скла «триплекс»). Для цього використовують полівінилбутіраль (бутафоль), що відрізняється дуже високою адгезії до скла і металів, високою еластичністю, морозо- і світлостійкістю, а також тривкістю і вологостійкістю.

Полівінілацеталі (спиртові розчини) є складовими частинами багатьох клеїв, наприклад бФ-2, бФ-6 і ін. ДО складу цих клеїв входять резольні фенолформальдегідні і меламіноформальдегідні полімери. Такі клеї, називані конструкційними, можуть міцно з'єднувати метали, пластмаси, дерево і силікатні матеріали.

Поліметилметакрилат

Поліметилметакрилат («органічне скло», або плексиглас)

[—СН2—С(СНз)(СООСНз)-]п одержують радикальною полімеризацією, застосовуючи блоковий метод (середня молекулярна маса досягає декількох мільйонів). У результаті утворяться прозорі пластини і блоки, що володіють спроможністю пропускати 73,5% ультрафіолетового випромінювання (для порівняння: кварцове скло пропускає 100%, дзеркальне силикатное-3%, а звичайне силікатне - 0,6%). У порівнянні зі звичайним склом поліметилметакрилатне має явну перевагу: воно більш стійко до механічних навантажень, менше хрупко і легко опрацьовується. Проте його поверхнева твердість незначна. Цей матеріал можна застосовувати для виготовлення стель із схованим освітленням, для остекленія будинків і особливо теплиць. Органічні скла офарблюються в усі цвіти і тому можуть використовуватися у виді листів для декоративних огороджень і спеціальних плиток (довговічних і хімічно стійких). Полиметилметакрилат застосовується у виробництві обоїв, що миється, і у виді дисперсії для фарб і грунтовок.

232

Полімери акрилової кислоти [-СН2-СН(СООН)-]л, або поліакрилати, мають менше практичне значення. На основі акрилових полімерів, отриманих методом емульсійної полімеризації, можна виготовляти гідроізоляційні плівки. У результаті сумісності цих полімерів із нітро- і ацетілцеллюлозої їх уводять до складу целюлозних лаків для збільшення адгезії, водо- і атмосферостойкості.

Акрилові дисперсії надають бетону водонепроникність; їх використовують у якості грунтовки при внутрішньому фарбуванні стін, для виготовлення водоэмульсійних фарб, а також для пропітки пористих будівельних матеріалів.

Поліепоксидні полімери

Найбільше поширені епоксидні полімери одержують поліконденсацією епіхлоргідрину гліцерину з 4,4/-діоксідіфенілпропаном (діаном) у лужному середовищі. Спочатку відбувається взаємодія епіхлоргідрину по епоксігрупє з діаном з утворенням повторної спиртової групи, що знаходиться в а- положенні до атому хлору:

У лужному середовищі гідроксильна група бере доля у виділенні хлористого водню з утворенням нової реакционноспособной епоксігрупи:

ДИЭПОКСИД

Подальша взаємодія первинних продуктів конденсації з діаном призводить (у результаті послідовної поліконденсації) до утворення епоксидних полімерів лінійної будівлі:

епоксидні полімери являють собою грузлі рідини або тверді тендітні речовини (середня молекулярна маса 350-3500) від ясно-жовтого до коричневого цвіту. Наявність у цих полімерах эпокси- і гідроксильних груп дозволяє робити отвердіння різноманітними речовинами, спроможними реагувати з цими групами. До таких отверджувачів ставляться поліаміни (поліетіленполіамін - ПЭПА, діетілентриамі +н - ДЭТА й Ін.), поліаміди, полісульфідыи алифатичні кислоти, ангідриді кислот. Під їхньою дією епоксидні полімери переходять у нерозчинні з'єднання, що мають тривимірну структуру. У промисловому

233

будівництві при нанесенні антикорозійних покриттів використовують епоксидні полімери, що отверждают амінами. Незначна усадка епоксидних полімерів при цьому пояснюється приєднанням аміна по місцю розірвання епоксидного каблучки без виділення інших побічних продуктів.

Найбільше поширення одержали епоксидні полімери:

ЭД-24, ЭД-22, ЭД-20, ЭД-16, ЭД-15, ЭД-14.

Матеріали на основі епоксидних полімерів матері високою адгезії до бетонів і розчинів, металам і пластичним масам.

епоксидні полімери характеризуються значної атмосфере- і водостійкістю, а також високою інертністю до багатьом хімічних і агресивних з'єднань. Ці полімери мають високими электроізоляціонними властивості. На їхній основі готують різноманітні сполучні для виробництва пластичних мас, клеї і клейові композиції (із додаванням пластифікаторів), емалі і шпаклівки, лакофарбові матеріали, хімічні мастики, замазки і бетони.

епоксидні полімери легко сполучаються з іншими полімерами. Так, модифікація епоксидних полімерів із фенолоформальдегідніми, фурановими, кремнійорганічними й іншими призводить до створення нових, із заздалегідь заданими властивостями антикорозійних матеріалів, що по вартості значно нижче епоксидних полімерів. Суміщення епоксидних полімерів із дїгтевими матеріалами дозволяє одержувати тривкі і економічні сполучні для полімербетонів і мастик. Для гідроізоляції залізобетонних споруджень і антикоррозіойного захисту металевих конструкцій застосовують фураноепоксидну композицію. Розроблено і негорючі або покриття, що самозатухают, на основі фосфорорганичних епоксидних полімерів. епоксидні полімери використовуються і для готування полімеррастворів і полімербетонів, що з успіхом застосовуються в антикорозійного техніка.

Поліефірні полімери

Ці полімери утворюються поліконденсацією гліколей або багатоатомних спиртів із двухосновнимі кислотами або їхній ангідридами:

У будівельній справі широко застосовуються поліефірні полімери на основі фталевого ангідриду і гліцерину - гліфталеві полімери (алкидні полімери). У залежності від співвідношення вихідних продуктів може утворитися лінійний полігліцерофталат:

або поліефіри просторової будівлі (при надлишку фталевого ангідриду):

234

Гліфталеві полімери використовуються при виготовленні лаків, емалей, клеїв, грунтовок і мастик, а також для виробництва алкідного лінолеуму і замазок для футерівок.

При поліконденсації багатоатомних спиртів із непредельніми многоосновними кислотами утворяться ефіромалеінатні полімери, що йдуть на виготовлення стекло пластика і санітарно-технічні вироби. При одержанні склопластиків часто використовують і эфіракрілатні полімери, утворені при поліконденсації етиленгліколя з метакриловой кислотою.

Матеріали, утворені на основі поліефірних полімерів, можуть бути пофарбовані мінеральними або органічними пігментами і барвниками (фталоцианіновимі або антрахиноновими).

Деякі поліефірні полімери склеюють стекло пластики з асбестоцементними і древесноволокнистими плитами, сотопластами, а також один з одним. Смердоти використовуються при виготовленні деяких шпаклювальних мас, застосовуваних для гідро- і пароізоляції бетону і наливних статей, що одержують після отвердження скроні ударна тривкість і стійкість до стирання, дії води й агресивних середовищ. При додаванні деяких органічних барвників у діоктилфталаті можна одержувати пофарбовані монолітні статі. Іноді при виготовленні наливних статей використовують полиэфирно-кумаронові мастичні склади з мінеральними наповнювачами. Сполучення поліефірних еластичних полімерів із тендітними кумароновими полімерами дозволяє створювати покриття статей із високими експлуатаційними властивостями. Стеклоткань або скляне волокно, просочене розчинами поліефірів у стиролі, перетворюється в стекло пласті, що не поступаються по тривкості стали, але зі значно меншою щільністю. З такого матеріалу можна одержувати різноманітні санітарно-технічні вироби підвищеної тривкості (ванна, сурми і т.д.).

Поліуретани

Поліуретані [—СОNН—R—NНСОО—R'—О—]п синтезують методом поліконденсації діабо поліізоціанатів із багатоатомними спиртами ( лінійні полімери , що утворяться , мають середню молекулярну масу 10-40 тис.):

Ці полімери йдуть на готування антикорозійних лаків, клеїв, замазок і мастик, що володіють високою адгезії до різноманітних матеріалів. Смердоти служать для заповнення швів хімічно стійких футерівок, для приклеювання полівінилхлоридного пластика до бетону і металу. У останньому випадку для підвищення адгезії поліуретанових клеїв використовують у якості розчинника тетрагидрофуран.

Цей полімер використовується як що пленкообразует, у лакофарбовій промисловості. Поліуретанові полімери володіють прекрасної газо- і атмосферостойкостью. Газонаполнені поліуретані (пеноуретани) знаходять застосування в якості тепло- і звукоізоляційних матеріалів. Так, ізоляційні плити з твердої поліуретанової піни товщиною в 7 см по своїх ізоляційних властивостях еквівалентні цегельній стіні товщиною в трьох цеглини, а по ваги в 9 разів легше її. Цей матеріал звичайно використовується в сполученні з металевими конструкціями. Деякі поліуретані спроможні склеювати гуму з металом, а також утворювати каучукоподобні матеріали.

235

Фенолоальгідні полімери поліметиленоксіфенілени

Фенолоальдегидні полімери синтезуються при поліконденсації фенолів (фенол, крезол, резорцин) з альдегідами (формальдегід, ацетальдегід, фурфурол і ін.). Найбільше практичне значення мають фенолоформальдегідні полімери, отримані поліконденсацією фенолу з формальдегідом.

Формальдегіді і фенол у лужному середовищі утворять метилолпохідні, що потім вступають у реакцію поліконденсації з реакціонноспособними атомами водню молекули фенолу або з інший молекулою фенолоспирта з утворенням лінійного полімеру:

Ці термопластичні полімери (плавкі і розчинні), що утворяться в кислому середовищі при співвідношенні фенолу і формальдегіду 7:6, називаються новолачними. Їхнє утворення можна висловити такою схемою:

новолаки

Дослідження продуктів розкладання новолачніх полімерів показали, що групи СН2 у полімерній молекулі розташовані в о- і л-положеннях стосовно гідроксильнім груп.

Термореактивні полімери, що утворяться в лужному середовищі при поліконденсації фенолу з надлишком формальдегіду, мають розгалужений характер і називаються резолами. Резолі - нестабільні продукти, що переходять при нагріванні через проміжну стадію - резітол - еластичне, резинообразне з'єднання, спроможне набухати в органічних розчинниках або розм'якшуватися при нагріванні - у кінцевий неплавкий і нерозчинний стан - резин, що має просторова будівля:

236

При збереженні або при нагріванні можливий перехід резолів у резити з відповідною зміною властивостей полімеру. Резольні і новолачні стани взаємообратіми. Так, при опрацюванні резолів надлишком фенолу смердоти переходять у новолачному стан» тобто стають термопластичними. Якщо ж новолачний полімер опрацювати надлишком формальдегіду і замінити кислий каталізатор на лужний, то з новолака можна одержати резол або навіть резин. Проте цей перехід можливий тільки в тому випадку, якщо для утворення новолака були використані трифункціональні феноли. Звичайно новолачные полімери отверджують нагріванням з уротропіном.

Фенолоформальдегідні полімери широко застосовуються в будівництві. Їх використовують для виробництва клеїв, спиртових лаків, емалей, фарб і політур, твердих древесноволокнистих і древесностружечних плит, для виготовлення сотопластів і стеклотекстоліту, а також великогабаритних панелей і плит для стін і перекриттів будинків, збірних конструкцій складів, гаражів і т.д.

У залежності від типу наповнювача матеріали, одержувані з фенолоформальдегідних полімерів, відомі в техніку за назвою фаоліт (на основі азбесту), стекловолокніт (на основі скляного волокна), арзаміт (на основі графіту), гетинакс (на основі папери), текстоліт (на основі тканих і нетканих волокнистих полотнин).

Мочевиноформальдегидні (карбамідні) до меламіноформальдегідні полімери

Реакція утворення мочевиноформальдегідних полімерів протікає за схемою, аналогічної утворенню фенолоформальдегидних полімерів. При взаємодії мочевини з формальдегідом спочатку утворяться її моноабо діметилолпроізводні:

який у кислому середовищі, отщепляя воду, утворять полімерізующієся легко метиленмочевини, що подають собою аморфні неплавкі і труднорастворимі порошки:

237

діметіленмочевина

При полімеризації метиленмочевини можуть утворюватися яка лінійні, так і просторові полімери:

Вироби з мочевиноформальдегідних полімерів безбарвні або мають світле фарбування, що немаловажно для виготовлення оздоблювальних будматеріалів. Карбамідні полімери мають скроні світлостійкість, твердістю і значно дешевше фенолоформальдегидних.

Ці полімери застосовують для одержання лаків, клеїв, пористих матеріалів і шаруватих пластиків із використанням тканини, папери і стеклоткані. З них можна виготовляти лицювальні і древесностружечные плити, штучний мармур (у якості сполучного для цементу і мармурової крихітки), термостійкі пінопласти (міпора), що застосовуються в якості термоізоляціонних матеріалів. З модифікованих карбамідних полімерів можна приготувати ізоляційні лаки для покриття металів, стекол, паркетних статей і дешеві клеї, що служать в основному для склеївання деревини (фанери) і пористих матеріалів.

Поряд із мочевиноформальдегідними полімерами в промисловості будматеріалів широке застосування знайшли меламіноформальдегідні полімери, що є продуктом поліконденсації меламіну і формальдегіду, узятих у співвідношенні 1:3. Спочатку утворяться метилольні похідні меламіну:

239

полімерів із твердістю і теплостійкістю неорганічних речовин. Кремнійорганічні полімери застосовуються при створенні лаків і клеїв, емалей,

що володіють жаростійкими й атмосферостійкими властивостями, а також при виготовленні стеклотекстоліту, пінопласту й інших матеріалів, що застосовуються в будівельній справі. Проте в основному їх використовують як з'єднання, що володіють прекрасними гідрофобними властивостями, при додаванні яких у бетони досягається повна водостійкість останніх.

Уранові полімери

Полімери, що містять у своїй структурі фуранові цикли, називаються фурановими. Утворюються смердоти полімеризацією відповідних фуранових з'єднань. Серед чисельних фуранових полімерів особливе значення мають полімери на основі фурфуролу і різноманітних фенолів, альдегідів і кетонів, а також фурилового спирту.

Найбільше важливою групою фуранових полімерів, що знайшли промислове застосування, є фурфуролацетонові полімери. Для їхнього одержання використовують мономер ФА-продукт конденсації эквімолярних якостей фурфуролу й ацетону в лужному середовищі (див. гл. XI, § 3). Мономер ФА має такий склад (у %): монофурфуриліденацетон - 65-70, дифурфурилиденацетон-20- 25, олігомери-2-5, вода-0,5-1,5, фурфурол до 1,3, ацетон до 1. Мономер ФА при кислих каталізаторів (в основному бензолсульфокислоти) перетворюється у фурфуролацетонові полімери, що мають зграбна будівля. При різноманітних співвідношеннях фурфуролу й ацетону були отримані інші мономері (ФАМ, 2ФА, 4ФА й ін.).

Фурфуролацетонові полімери знаходять різноманітне застосування в будівництві. Так, одним із найбільше поширених матеріалів на основі ФА є бесцементні бетон - полімербетон. Розроблено прес-матеріали з наполнювачи: із скловолокном (ФАС), азбестом (ФАА), графітом (ФАГ). З фурфурол ацетонового полімеру отримані різноманітні полімерні замазки (мастики), що володіють високою механічною тривкістю і корозійною стійкістю. Наприклад, замазки «фаізол» і «ферганіт» використовують для захисту бетонних будівельних конструкцій у хімічних цехах, футерівки хімічних апаратів і т.п. Широке застосування в якості сполучного знайшли продукти суміщення мономера ФА з епоксидними полімерами - фураноепоксидні полімери (ФАЭД). Смердоти використовуються в якості антікорозійних лакових покриттів, а також для одержання водо-, термо- і хімічно стійких клеїв і композицій. У будівництві використовуються також мочевинофурфурольні й аминофурфурольные полімери, а також полімери на основі фурилового спирту - фуриловые полімери.

Мочевиноформальдегидфурфурольные полімери (МФФ), що володіють високою водостійкістю, механічною тривкістю й еластичністю, використовуються для склеївання деревини й у якості сполучного при виготовленні древесностружечных плит.

Полисульфидные каучуки (тиоколы)

240

[—СН2—S-S-]п або полиалкилентетрасульфиды —гетероцепные високомолекулярні з'єднання, що містять сірку:

Такі з'єднання називаються полисульфидными каучуками або тиоколами. Після вулканизации тиоколы утворять еластичні гуми, що володіють високої влаго- і газонепроникністю, хімічною усталеністю. Смердоти характеризуються стійкістю до олій, бензинам, окислювачам і т.д.

Тиоколы застосовуються в якості пластификаторов при виробництві що клеять і криють будівельних полімерних матеріалів - альтинов. Тиоколы використовують у якості покриттів при спорудженні бетонних резервуарів для нафти, захисних покриттів при зведенні підводних металевих споруджень, для виготовлення масло- і бензостойких рукавів і т.д. На основі рідких тиоколов виготовляють упас^ для герметизации різноманітних ємностей, швів і стиків. Такі герметики протистоять тепловому старінню (при 50—70°С). Застосовуються смердоти для герметизации швів зовнішніх стеновых панелей будинків і інших крупносборных будівельних споруджень, віконних прорізів, тріщин і неплотностей бетонних і залізобетонних конструкцій і споруджень.

Тиоколы використовуються для одержання клейїв, покриттів, фарб повітряного сушіння, шпаклівки, для пропитки шкіри і дерева.

Кумароно-инденовые полімери

Такі полімери являють собою суміш продуктів полімеризації кумарона і индена при каталізаторів (H2SO4, А1С1з і ін.):

Кумароно-инденовые полімери застосовують для виробництва асбестосмоляных плиток для настилу статей, кольорового асфальтобетона і латексов для водонепроникних покриттів. Ці полімери можуть бути використані й у якості сполучного або речовини, що клеїть, при виготовленні лінолеуму й олійних фарб або лаків.

Альтини

Під такою назвою відомі нові матеріали, що клеять і криють будівельні полімерні матеріали на основі продуктів сланцехімії. Альтини - суміш