16.3 Полимерные связующие (смолы)

Полимерные смолы, применяемые в качестве связующих в пластмассах, подразделяются в зависимости от способа получения на полимеризационные, поликонденсационные и получаемые в результате модификации природных полимеров.

16.3.1 Полимеризационные смолы

Полимеризационные смолы получают реакцией полимеризации. Побочных продуктов при этом не образуется. К ним относятся полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полиизобутилен, полистирол, поливинилацетат, полиакрилаты, кумароноинденовые смолы.

Полиэтилен получают полимеризацией этилена СН₂ = СН₂. Выпускают в виде гранул или порошка. Применяют для изготовления водопроводных, канализационных и газовых труб и пленок.

Полипропилен получают полимеризацией пропилена СН₃ – СН = СН₂. Применяют для изготовления труб, химической аппаратуры, пленок.

Поливинилхлорид получают полимеризацией винилхлорида СН₂ = СНCl. В строительстве применяют для изготовления труб, линолеума, плиток, пленок, плинтусов, поручней, теплоизоляционных материалов.

Полиизобутилен – продукт полимеризации изобутилена СН₂ = С(СН₃). Представляет собой каучукоподобный эластичный материал. В строительстве применяют в виде гидроизоляционных пленок, для получения кровельных, герметизирующих материалов, в виде клеев и мастик.

Полистирол получают полимеризацией стирола С₅Н₅ СН = СН₂. Из него изготавливают облицовочные плитки для стен, пористые плиты для тепло- и звукоизоляции, краски, эмали.

Поливинилацетат – полимер винилацетата СН₂ = СН – ОН. Применяется для производства лаков, в виде эмульсий, для устройства бесшовных полов, для полимербетонов, для изготовления моющихся обоев.

Полиакрилаты представляют собой полимеры производных акриловой СН₂ = СН – СООН и метакриловой СН₂ = С(СН)₃СООН кислот. В строительстве нашел применение полиметилметакрилат (органическое стекло) для остекления зданий, изготовления стеклопластиков.

Кумароноинденовые полимеры. Представляют собой смесь продуктов полимеризации кумарона и индена. Применяют для изготовления плиток, для полов, мастик.

16.3.2 Поликонденсационные смолы

Поликонденсационные смолы получают реакцией поликонденсации и ступенчатой полимеризации. В результате, кроме полимера, образуются побочные низкомолекулярные продукты (вода, хлористый водород и др.). К ним относят фенолоальдегидные, резорцино-формальдегидные мочевиноформальдегидные (карбамидные), меламиноформальдегидные, полиэфирные, эпоксидные, полиуретаны, кремнийорганические полимеры.

Фенолоальдегидными называются смолы, получаемые взаимодействием фенола с альдегидами: формальдегидом, фурфуролом, анилином, лигнином. Наибольшее применение находят фенолоформальдегидные смолы, получаемые в результате взаимодействия фенола С₂Н₅ОН и формальдегида СН₂О. Они применяются для изготовления электротехнических деталей, плиток для полов, труб, слоистых пластиков, древесноволокнистых и древесностружечных плит, стеклопластиков, клеев, лакокрасочных и теплоизоляционных материалов.

Резорциноформальдегидными называют смолы, получаемые конденсацией резорцина С₆Н₄(ОН)₂ – 1,3 (метадиоксибензола) и формальдегида. Их получают также конденсацией резорцина с техническим формалином (водным раствором газа формальдегида). Применяют для изготовления клеев, водных дисперсий, замазок, способных отвердевать без нагревания. Клеями можно склеивать металлические конструкции.

Мочевиноформальдегидными (карбамидными) называются смолы, получаемые взаимодействием мочевины (карбамида) СО(NH₂)₂ с формальдегидом СН₂О. Их применяют для изготовления древесноволокнистых и древесностружечных плит, слоистых пластиков, клеев, пенопластов.

Меламиноформальдегидными называются смолы, получаемые взаимодействием меламина

NH₂

C

N N

H₂N–C C–NH₂

N

c формальдегидом СН₂О.

Их применяют для изготовления клеев, лакокрасочных материалов.

Полиэфирные смолы получают поликонденсацией двухосновных кислот и многоатомных спиртов. Это глифталевая, пентафталевая, полиэфирмалеинатные и полиэфиракрилатные смолы.

Глифталевый полимер получают взаимодействием глицерина С₃Н₅(ОН)₃ и фталевого ангидрида С₆Н₄(СО₂)О. Его применяют для изготовления линолеума и лакокрасочных материалов.

При замене глицерина четырехатомным спиртом – пентаэратритом состава С(СН₂ОН)₄ получают пентафталевые термореактивные смолы. Их применяют для изготовления лакокрасочных материалов.

Полиэфирмалеинатные смолы получают чаще всего взаимодействием ангидрида малеиновой кислоты

СН₂ – СО

О

СН₂ – СО

и этиленгликоля СН₂ОН – СН₂ОН. Применяют для изготовления стеклопластиков, полимербетонов, клеев.

Полиэфиракрилатные смолы получают в результате взаимодействия метакриловой кислоты СН₂ = С(СН)₃СООН и триэтиленгликоля. Применяют для изготовления стеклопластиков.

Эпоксидные смолы представляют продукты взаимодействия дифени-

СН₃

нилол-пропана НОС₆Н₄ – С – С₆Н₄ОН и эпихлоргидрина

СН₃

О – СН₂СН – СН₂Сl. Имеют высокую химическую стойкость, адгезионную способность. Применяют для изготовления высококачественных клеев, стеклопластиков, полимербетонов.

Полиуретаны получают в результате взаимодействия диизоцианатов и многоатомных спиртов. Чаще всего применяется гексаметилендиизоцианат ОСN(CH₂)₆NCO и бутандиол НО(СН₂)₄ОН. Применяют их для изготовления теплоизоляционных материалов, клеев, лакокрасочных материалов, линолеума.

Кремнийорганические смолы представляют собой высокомолекулярные соединения, в состав которых входят кремний. Для них характерна кремнийкислородная (силоксановая) связь – Si – O – Si – O --. Их получают из низкомолекулярных кремнийорганических соединений – алкид-арилхлорсиланов или акрил- или арилзамещенных эфиров ортокремниевой кислоты.

Важнейшим свойством кремнийорганических полимеров является способность не разрушаться при температуре 400–500 ⁰С.

Применяют их для изготовления лакокрасочных материалов, добавок в бетоны, гидрофобизации строительных материалов.