7.3. Компоненты пластмасс. Основные свойства полимеров и пластмасс.

Основные компоненты пластмасс: полимер, наполнитель, пластификатор, краситель и специальные добавки.

Полимер выполняет роль связующего и определяет основные свойства пластмассы.

Наполнитель уменьшает расход полимера и придает пластмассе определенные свойства. По виду и структуре наполнители могут быть порошкообразные (мел, тальк, древесная мука), грубодисперсные (стружка, песок, щебень), волокнистые (стекловолокно, цел­люлозные волокна и т. п.), листовые (бумага, древесный шпон и т. п.). Волокнистые и листовые наполнители создают армирующий эффект, существенно повышая прочность и модуль упругости пла­стмасс. Так, стеклопластики, углепластики, бумажнослоистые пла­стики очень прочные и легкие конструкционные материалы. 350

Пластмассы могут быть наполнены (до 90...95 % по объему) воз­духом. Такие материалы, называемые пенопластами, обладают очень высокими теплоизоляционными свойствами.

Пластификаторы — вещества, повышающие эластичность пла­стмасс. Например, жесткий поливинилхлорид в линолеуме пласти­фицируется слаболетучими вязкими жидкостями (диоктилфталатом, трикрезилфосфатом и др.). Они, проникая между молекулами поли­мера, повышают их подвижность. Это делает материал пластичным. Пластификаторы также облегчают переработку пластмасс, снижая температуру перехода в вязкопластичное состояние.

Красящие вещества включают пигменты - тонкодисперсные цветные порошки, минеральные или органические, не раствори­мые в пленкообразующих веществах и органических раствори­телях, и красители - синтетические продукты, хорошо раство­римые в жидких компонентах пластмасс. Пигменты, применяемые в пластмассах, могут быть как мине­ральные, так и органические. Чтобы пластмасса длительно сохраня­ла цвет, от пигментов требуется в основном светостойкость, так как полимеры, будучи сами химически инертными, защищают пигмен­ты от других агрессивных воздействий.

Стабилизаторы и антиоксиданты способствуют сохранению структуры и свойства пластмасс во времени, предотвращая их раннее старение при воздействии солнечного света, кислорода воздуха, нагрева и дру­гих неблагоприятных влияний.

Отвердители и вулканизаторы используются в тех случаях, когда необходимо произвести отверждение жидких олигомеров (напри­мер, отверждение эпоксидной смолы аминными отвердителями) или сшивку макромолекул термореактивного полимера (например, вулканизация каучука серой, отверждение фенолформальдегидных смол уротропином). В любом случае происходит укрупнение моле­кул исходных продуктов с образованием пространственных сеток с помощью низкомолекулярных веществ. В ряде случаев отвердите­лями могут служить кислород или влага, содержащиеся в воздухе.

В составе пластмасс могут быть специальные добавки, влияющие на их свойства. Например, для получения ячеистых пластмасс к полимерам добавляют порофоры (порообразователи) - твердые, жидкие или газообразные вещества, вспениваю­щие пластмассу.

Основные свойства полимеров и пластмасс.

У пластмасс довольно необычный для стро­ительных материалов набор свойств (как положительных, так и от­рицательных);

• высокая прочность при малой плотности (ρ_ср<1500 кг/м³, а у газонаполненных пластмасс уникально низкая плотность — 50...10 кг/м³);

• более низкий, чем у традиционных материалов, модуль упру­гости и соответственно высокая деформативность; заметная ползу­честь (развитие деформаций «при длительном воздействии нагрузок);

• высокая износостойкость при малой поверхностной твердости;

• водостойкость, водонепроницаемость и универсальная хими­ческая стойкость (к кислотам, щелочам, растворам солей);

• невысокая теплостойкость (в основном 100...200°С; для неко­торых пластмасс 300...350°С) и зависимость механических свойств от температуры;

• декоративность — способность окрашиваться в яркие тона и принимать нужную текстуру поверхности;

• хорошие электроизоляционные свойства и склонность к нака­пливанию статического электричества;

• склонность к старению (особенно под действием УФ-излучения и кислорода воздуха);

• горючесть, усугубляемая токсичностью продуктов горения;

• экологическая проблемность пластмасс.

Применение пластмасс в строительстве целесообразно и эконо­мически оправданно в таких вариантах, когда при небольшом рас­ходе полимера на единицу продукции (м² или м³) достигается определенный технико-экономический эффект. Это, например, де­коративные и гидроизоляционные полимерные пленки, листовые облицовочные материалы, покрытия полов, лаки, краски, клеи и мастики, трубы и другие погонажные изделия, санитарно-технические изделия, а также ультралегкие теплоизоляционные газонапол­ненные пластмассы (пено- и поропласты).