29. Неметаллические материалы: полимеры, резина, стекло

Резина — это продукт химической переработки каучуков, получаемый в результате вулканизации. Наиболее распространенным вулканизатором является сера. В процессе вулканизации (нагрев в парах серы) линейная структура каучука превращается в пространственную за счет того, что сера, вступая в реакцию с атомами углерода, имеющими до вулканизации двойные связи, соединяет макромолекулы. При вулканизации термопластичный пластик переходит в реактопласт с пространственной структурой.

Помимо каучука и вулканизатора, в состав резины входят: 1) противостарители (антиоксиданты) — вещества, препятствующие окислению резины, они связывают кислород, продиффундировавший в резину (химические), или образуют защитные пленки, предохраняющие от окисления (физические) — парафин, воск; 2) пластификаторы, облегчающие переработку резиновой смеси: парафин, вазелин и др.; 3) наполнители — активные (сажа, оксиды кремния и цинка), участвующие в образовании трехмерной структуры и поэтому повышающие качественные свойства; 4) инертные материалы (мел, тальк), вводимые для удешевления; 5) красители минеральные или органические, выполняющие декоративную роль. Кроме того, поглощая коротковолновую часть солнечного спектра, они задерживают световое старение резины.

Повышение температуры снижает прочность резин.

При низких температурах происходят переход в стеклообразное состояние и потеря эластичных свойств.

По назначению резины подразделяются на резины общего назначения и специальные. К резинам общего назначения относятся НК, СКБ, СКС, СКИ: НК — на основе натурального каучука, СК — синтетические. К специальным резинам относятся масло- и бензостойкие, теплостойкие, морозостойкие, светоазоностойкие, износостойкие и электротехнические.

Электротехнические резины подразделяют на электроизоляционные и электропроводящие. Электропроводность достигается введением в резину угольной сажи и графита.

Полимеры – вещества, молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого числа повторяющихся звеньев; молекулярная масса полимеров может изменяться от нескольких тысяч до многих миллионов. По происхождению полимеры делят на природные, или биополимеры (напр., белки, нуклеиновые кислоты, натуральный каучук), и синтетические (напр., полиэтилен, полиамиды, эпоксидные смолы), получаемые методами полимеризации и поликонденсации. По форме молекул различают линейные, разветвленные и сетчатые полимеры, по природе — органические, элементоорганические, неорганические полимеры. Для линейных и разветвленных полимеров характерен комплекс специфических свойств, напр. способность образовывать анизотропные волокна и пленки, а также существовать в высокоэластичном состоянии. Полимеры — основа пластмасс, химических волокон, резины, лакокрасочных материалов, клеев, ионитов. Из биополимеров построены клетки всех живых организмов

Стекло́ — вещество и материал, один из самых древних и, благодаря разнообразию своих свойств, — универсальный в практике человека. Физико-химически — неорганическое вещество, твёрдое тело, структурно — аморфно, изотропно; все виды стёкол при формировании преобразуются в агрегатном состоянии — от чрезвычайной вязкости жидкого до так называемого стеклообразного — в процессе остывания со скоростью, достаточной для предотвращения кристаллизации расплавов, получаемых плавлением сырья (шихты). Температура варки стёкол, от 300 до 2500 °C, определяется компонентами этих стеклообразующих расплавов (оксидами, фторидами, фосфатами и др.). Прозрачность (для видимого человеком спектра) не является общим свойством для всех видов существующих как в природе, так и в практике стёкол.