ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Химическая природа пластмасс и основные виды полимеров, применяющихся в строительстве из "Применение пластмасс в строительных конструкциях и частях зданий " Основу пластмасс составляют полимеры — высокомолекулярные соединения, молекулы которых состоят из одинаковых многократно повторяющихся структурных элементов. Полимеры, как и другие высокомолекулярные соединения, характеризуются большим молекулярным весом. В процессе изготовления к полимерам обычно добавляются различные вещества, имеющие вспомогательное назначение, как-то инициаторы, замедлители, пластификаторы и т. п. Некоторое количество этих веществ может оставаться и в окончательной продукции. [c.9] Пластмассы получили свое название за способность пластично формоваться в процессе изготовления или переработки. Они могут состоять из полимера целиком или частично. В последнем случае наряду с полимером в состав пластмассы входят наполнители инертные минеральные или органические материалы (стекло, асбест, шерсть и т. п.) или активные минеральные вяжущие. Полимер связывает в единое целое частицы наполнителя и поэтому является основой пластмассы, в каком бы количестве (иногда очень малом) он в ней не содержался. [c.9] Строение линейного полимера рассмотрим на примере целлюлозы. В результате фотосинтеза в листьях растений в естественных условиях образуется глюкоза (СвН120б). Молекула глюкозы имеет замкнутый устойчивый характер. Как видно из структурной формулы, ее основу составляют крупные атомы углерода, к которым присоединены, в основном, гидроксилы ОН (рис. 1). Каждая линия в структурной формуле означает валентную связь, преодоление которой требует затраты значительной энергии. Для наглядности структурная химическая формула может быть представлена в виде модели, состоящей из совокупности взаимодействующих сфер, радиусы которых соответствуют максимальным для данной температуры отклонениям атомов от среднего положения. [c.10] Целлюлоза образуется путем отщепления от глюкозы двух атомов водорода и одного атома кислорода (т. е. воды), отмеченных на рис. 1 звездочками, и соединения между собой в гибкую цепь полученных таким образом остатков. [c.10] Процесс образования полимера с выделением воды или других веществ (аммиака, хлористого водорода, углекислого газа и т. д.) называется поликонденсацией. Если поликонденсация происходит путем непрерывного и последовательного соединения малых молекул мономера, как это имеет место в случае образования целлюлозы, то она называется цепной. Наряду с цепной различают также ступенчатую поликонденсацию, когда в ходе реакции образуются промежуточные устойчивые соединения, а из их уже основное, конечное. [c.11] Другим примером образования линейного полимера может служить получение полиэтилена из газа этилена — С2Н4, выделяющегося при крекинге нефти. В условиях высокого давления и повышенной температуры у атомов углерода, входящего в состав этилена, перестраивается электронная оболочка и возникают внешние связи, в результате взаимного насыщения которых образуется молекулярная цепь полиэтилена. Она состоит из последовательно соединенных атомов углерода, к каждому из которых присоединено по два атома водорода (рис. 2). [c.11] Процесс образования полимера без выделения каких-либо веществ называется полимеризацией. Так же, как и поликонденсация, полимеризация может быть цепной и ступенчатой. [c.11] Кроме рассмотренных простых случаев, полимеризация и поликонденсация могут происходить по более сложной схеме. Кроме основной линии, могут быть образованы боковые ответвления, возможна также одновременная полимеризация нескольких мономеров, вступающих во взаимодействие друг с другом (так называемая сополимеризация). [c.11] Важные для практики физико-механические свойства полимеров зависят не только от состава и строения молекул, но и от состояния, в котором они находятся. Молекулы полимера могут находиться в свернутом виде, хаотически переплетаясь, подобно шерсти в войлоке, или в более упорядоченном состоянии. [c.12] Когда молекулы расположены в неопределенном порядке, структура вещества называется аморфной. Если молекулы располагаются с соблюдением определенной закономерности при сохранении между ними одинаковых расстояний, структура вещества носит название кристаллической. Кристаллическая структура вещества проявляется в таких его оптических свойствах, как двойное лучепреломление, образование интерференционных полос при просвечивании и в его механических свойствах. Полиэтилен может служить примером кристаллического полимера. На отдельных участках линейные молекулы полиэтилена входят в тесное соприкосновение и расстояние между ними становится соизмеримым с расстоянием между атомными комплексами внутри молекулы. Эти участки плотной упаковки молекул называются кристаллитами. Кристаллиты полиэтилена и вообще кристаллического полимера расположены относительно друг друга под различными углами, между ними образуются пустоты и пространства, заполненные аморфными частями молекул. Поэтому, строго говоря, абсолютно кристаллического строения нет и у кристаллических полимеров. [c.12] По структуре к кристаллическим полимерам очень близки упорядоченные полимеры. К ним в настоящее время большинство исследователей относят, например, целлюлозу, строение молекул которой рассмотрено выше. Цепные молекулы целлюлозы, входящей в состав натуральной древесины, ориентированы преимущественно в одном направлении и на отдельных участках приходят в тесное соприкосновение, образуя пучки по 20—30 молекул. По выходе за пределы пучков молекулы целлюлозы расходятся, создавая неправильные пустоты, но сохраняя общее направление. Упорядоченная структура отличается от кристаллической наличием преимущественной ориентации и отсутствием резких фазовых переходов между упорядоченными и неупорядоченными участками. Различны также пути, по которым образуются эти структуры. Физико-механические же свойства их во многом одинаковы. [c.12] Твердый, белый материал, слегка просвечивает. [c.13] Утеплитель, линолеум, пленки, трубы, фитинги. [c.13] Изготовление стеклопластиков и клеев. [c.17] Природные и нефтяные асфальты и смолы, будучи высокомолскулярнымн соединениями, не являются полимерами. [c.18] Вернуться к основной статье