40. Термореактивные полимеры (фенолформальдегидные смолы, карбомидные смолы, эпоксидные смолы, полиэфирные смолы). Классификация.

Фенолформальдегидные смолы получают поликонденсацией фенолов и формальдегидов. Формальдегид — газ. который растворяется в воде. Его применяют в виде водного 40 %-ного раствора, известного под названием формалин. Фенол - белое кристаллическое вещество с характерным запахом, выделяется из каменноугольной или сланцевой смолы. Его синтетически получают из пропилена и бензола. Фенолоформальдегидные смолы могут быть получены в виде резольных и новолачных.

Карбамидные смолы получают из карбамида — амида угольной кислоты (мочевины) и формальдегида и фурфурола. Это вязкие от белого до желтого цвета жидкости, растворимые в воде. В основных цепях макромолекул содержатся метилольные СН₂ОН и амидные СОNН₂ группы, которые предопределяют высокие адгезионные свойства смол. Смолы способны набухать в воде, отверждаться, превращаясь в твердые, неплавкие и нерастворимые в воде полимеры с высокой прочностью.

Эпоксидные смолы получают при взаимодействии различных органических соединений, содержащих эпоксидную грушу, с веществами, имеющими подвижной атом водорода (фенолами, спиртами, аминами). Благодаря эпоксидной группе такие смолы под действием отвердителя способны отверждаться, т. е. переходить из вязко-жидкого состояния в твердое.

Отвержденные эпоксидные смолы обладают хорошей адгезией к металлам, стеклу и другим материалам, включая многие виды пластмасс. Они обладают высокими механическими свойствами, хорошими диэлектрическими показателями, химической стойкостью и малой усадкой при отверждении. Поэтому они находят применение в строительстве в качестве клеев, защитных покрытий, связующего для стеклопластиков.

Наибольший интерес для дорожного и аэродромного строительства представляют смолы холодного отверждения марок ЭД-5, ЭД-6, ЭД-П, ЭД-Л и др. Смолы могут храниться длительное время без изменений. Отвердителями при нормальной температуре являются жирные амины и некоторые низкомолекулярные полиамиды в количестве 5 ... 10 % по массе. Чаще применяются полиэтиленполиамины.

В результате отверждения образуются твердые полимеры сетчатого, строения. Эпоксидные смолы применяют при ремонте цементобетонных покрытий дорог и аэродромов для устройства покрытий дорог и аэродромов, для устройства покрытия дорог и мостов.

Полиэфирные смолы бывают ненасыщенные и ненасыщенные. Из ненасыщенных полиэфиров в строительстве применяют в основном глифталевые смолы.

40. Строение и свойства полимеров

Полимеры — вещества, состоящие из гигантских молекул, которые построены из множества связанных между собой атомов.

Молекулярная масса полимеров колеблется от 10 до 50 тыс. углеродных единиц. В большинстве случаев полимеры содержат многократно повторяющиеся структурные элементарные звенья (мономеры).

В зависимости от температуры полимеры могут находиться в стеклообразном, высокопластичном или вязкотекучем состояниях. Переход из одного состояния в другое происходит постепенно в интервале, определяемом температурой стеклования Т_С и температурой текучести Т_Т. При температуре стеклования Т_С все макромолекулы, составляющие полимер, зафиксированы, а при дальнейшем понижении температуры структура Полимера уже не меняется.

Температура хрупкости Т_ХР характеризует морозостойкость полимера, т.е. определяет нижнюю границу использования полимеров, при приближении к которой увеличиваются модуль упругости и хрупкость материала.

Температура стеклования Т_С — верхняя граница применения полимера, характеризующая его теплостойкость. Выше этой температуры полимер размягчается и изменяет свои свойства.

Полимеры, находящиеся в застеклованном состоянии (при Т < Т_С ), разрушаются под действием внешних сил в результате разрыва химических связей межмолекулярного взаимодействия с последующим обрывом цепей макромолекул.

По способу получения различают полимеры полимеризационные и поликонденсационные. Полимер, образующийся при реакции полимеризации, имеет молекулярную массу, равную сумме молекулярных масс реагирующих молекул мономера, при этом не появляются побочные продукты.

При поликонденсации макромолекулы образуются в результате химического взаимодействия между группами атомов, содержащихся в молекулах исходных веществ, причем это взаимодействие сопровождается образованием низкомолекулярных побочных, продуктов - воды, хлористого водорода, аммиака и др.