Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Испытание полимеров.doc
Скачиваний:
2
Добавлен:
08.05.2019
Размер:
180.74 Кб
Скачать

Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

Саратовский государственный

технический университет

Полимеры и пластмассы

Методические указания к практическим занятиям по курсу «Материаловедение»

для студентов по направлению 653500 «Строительство»

Электронное издание локального распространения Одобрено

Редакционно-издательским

советом Саратовского

государственного

технического университета

Саратов – 2010

Все права на размножение и распространение в любой форме остаются за разработчиком.

Нелегальное копирование и использование данного продукта запрещено.

Составители: Мещеряков Дмитрий Васильевич, Тимохин Денис Константинович, Щукин Андрей Иванович.

Под редакцией Мещерякова Д.В.

Рецензент И.В.Хомяков

410054, Саратов, ул. Политехническая, 77. Научно-техническая библиотека СГТУ тел. 52-63-81, 52-56-01

http://lib.sstu.ru

Регистрационный

номер

© Саратовский государственный

технический университет, 2010

1.Общие понятия и классификация

Полимеры представляют собой высокомолекулярные соединения (смолы), молекулы которых состоят из многократно повто­ряющихся структурных звеньев.

Простые низкомолекулярные соединения, из которых построены цепи полимеров, а также исходные вещества, образующие полимеры при различных реакциях, называют мономерами.

В зависимости от строения макромолекул различают гомополимеры – соединения, построенные из одинаковых мономеров, и сополимеры – соединения, цепи которых содержат несколько типов мономерных звеньев.

По способу соединения мономерных звеньев различают полимеры линейные, разветвленные и сетчатые. Линейные полимеры – это соединения, макромолекулы которых представляют длинные цепи. Разветвленные полимеры образованы цепями с боковыми ответвлениями. Сетчатые, или пространственные полимеры, построены из длинных цепей, соединенных друг с другом трехмерную сетку поперечными химическими связями.

По строению основной цепи различают карбоцепные полимеры, у которых цепь построена из связанных между собой атомов углерода, и гетероцепные, у которых, кроме углерода, в цепь включены атомы кислорода, азота, серы и др.

По происхождению полимеры подразделяют на природные и искусственные (синтетические).

По химическому характеру реакций, лежащей в основе получения синтетических полимеров, их разделяют на полимеризационные и поликонденсационные.

Природные полимеры известны с давних времен. На протяжении многих тысяч лет они обеспечивают человека пищей, одеж­дой, теплом, крышей. Вот перед нами дерево. Его древесина - не что иное, как природный полимер (высокомолекулярное соединение углерода, водорода и кислорода). То же самое относится к волокнам хлопка и джута, натуральному шелку и шерсти, каучуку и битуму. Природными полимерами являются белки, нуклеиновые кислоты и некоторые другие соединения.

Искусственные полимеры, применяемые в производстве строительных материалов, получают из различных видов сырья (каменный уголь, нефтепродукты, природный газ и др.) путем его переработки на химических предприятиях методами полимери­зации или поликонденсации.

При реакции полимеризации большое количество одинаковых молекул простых соединений (мономеров) соединяется в одну сложную молекулу (полимер) без выделения побочных продуктов. Полимеризацией получают полиэтилен, полипропилен, полиизобутилен и другие синтетические полимеры.

Простейшим примером полимеризации является реакция об­разования полиэтилена (— СН2 — СН2 —)n из мономера этиле на СН2СН2.

При реакции поликонденсации из нескольких простых соединений образуется полимер, состав которого отличается от состава исходных продуктов. Процесс образования полимера сопровождается выделением побочных веществ (воды, аммиака и др.). Поликонденсацией получают фенолоформальдегидные, карбамидные, полиамидные, полиэфирные и другие синтетические полимеры.

В зависимости от поведения полимеров при нагревании и охлаждении их разделяют на термопластичные и термореактивные.

Термопластичные полимеры характеризуются способностью размягчаться при нагревании и отвердевать при охлаждении. Они обладают большим электросопротивлением, малым водопоглощением и высокой химической стойкостью, однако имеют низкую теплостойкость, малую твердость, легко разбухают и растворяются в органических растворителях. К этой группе от­носится большинство полимеризационных полимеров.

Термореактивные полимеры затвердевают при действии теплоты и давления и не размягчаются при повторном нагреве. Они отличаются от термопластичных полимеров большей прочностью, теплостойкостью и твердостью. К этой группе относят фе­нолоформальдегидные, карбамидные, эпоксидные и некоторые другие полимеры.

На основе искусственных и природных высокомолекуляр­ных соединений — полимеров — приготовляют пластические массы, характерной особенностью которых является способность и процессе переработки принимать заданную форму и устойчиво сохранять ее.

Пластическими массами называют материалы, в состав которых входят полимеры — органические вещества с высокой молекулярной массой. Эти вещества придают пластическим массам на определенной стадии их переработки пластичность, т. е. способность принимать требуемую форму и сохранять ее после снятия давления. Природные полимеры, а также синтетические полимеры, которые часто неправильно называют смолами, являются основой пластических масс. Их применяют в сочетании с наполнителями, пластификаторами, красителями, стабилизаторами и некоторыми другими веществами.

Различают два вида пластмасс:

а) ненаполненные, то есть макроскопически однородные, состоящее только из полимера и некоторых специальных добавок (к таким пластмассам относятся органические стекла, полиэтиленовая пленка, фторопласты и др.);

б) наполненные, то есть макроскопически неоднородные, содержащие, кроме полимера, наполнители, пластификаторы, модификаторы, пигменты и др.

В зависимости от физического состояния при нормальной температуре пластмассы могут быть разделены на жесткие, полужесткие, мягкие и эластичные.

Жесткие пластмассы - это твердые, упругие материалы аморф­но структуры, имеющие модуль упругости выше I ГПа. Для них характерны хрупкое разрушение, незначительное удлинение при разрыве, мгновенно обратимая деформация.

Полужесткие пластмассы - твердые вязкоупругие материалы кристаллической структуры, имеющие модуль упругости больше 0,4 ГПа, характеризуемые высоким относительным удлинением при разрыве. Остаточные деформации обратимы и полностью ис­чезают при нагревании пластмассы.

Мягкие пластмассы - это материалы с низким модулем уп­ругости (0,02-0,1 ГПа), высоким относительным удлинением при разрыве. Остаточные деформации обратимы и медленно исчезают при нормальной температуре.

Эластичные пластмассы - мягкие, гибкие материалы, имею­щие модуль упругости меньше 0,02 ГПа, характеризуемые большими деформациями при растяжении, причем все деформации об­ратимы.

В зависимости от способа получения полимеров различают пластмассы полимеризационные (класс А), поликонденсационные (класс Б), полученные модификацией природных полимеров (класс В), на основе природных смол (класс Г). Пластмассы классов А и Б занимают главное место в технолога полимерных строительных материалов.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.