Физические свойства полимеров и пластмасс

из "Применение пластмасс в строительных конструкциях и частях зданий "

Из физических свойств строительных материалов наибольшее практическое значение имеют такие, как отношение их к влаге, теплу, температуре, звуку и свету. Для капитального строительства особенно важное значение имеет также устойчивость материала против длительного воздействия кислот, щелочей, солей, воды, газов, облучения и т. д. Способность материала сопротивляться разрушающему воздействию внешней среды характеризуется его физико-химической стойкостью. Как уже отмечалось, полимеры, будучи химически неактивными веществами, обладают весьма высокой степенью стойкости. В отличие от многих других материалов всегда можно подобрать полимер, обладающий антикоррозийными качествами против воздействия того или иного химического агента. Полимеры, как правило, не гниют, только некоторые из них могут покрываться плесенью. [c.19]
Вместе с тем под влиянием очень длительного воздействия тех или иных сред полимеры все же подвергаются повреждению. Это свойство полимеров называется старением. Старение проявляется в помутнении поверхности, в появлении волосных трещин, в увеличении хрупкости и снижении прочности. Ввиду химической насыщенности молекул полимера старение его происходит за счет проникания частиц других веществ между молекулярными цепями. Расшатывание боковых связей молекулярных цепей приводит затем к деструкции самих молекул. [c.19]
Старение полимера может быть замедлено и в значительной мере предотвращено путем введения в него при изготовлении различного рода д обавок —антистарителей замедлителей и стабилизаторов (ингибиторов), конкретный вид которых зависит от разновидности полимера и действующего химического агента. Старение полимеров в строительных конструкциях—малоисследованный процесс, который интенсивно изучается в настоящее время. [c.19]
Термореактивные полимеры образуются при повышенной температуре и сохраняют свою структуру и твердое состояние при последующем повторном нагревании вплоть до температуры разложения или горения. Как правило, термореактивные полимеры имеют пространственную сетчатую структуру, обеспечивающую им необратимую термостойкость. К термореактивным полимерам относятся, например, формальдегидные смолы, отвердевающие при повышенной температуре. Клеевой шов, выполненный из этих смол, сохраняется при повторном нагревании (до 300°), после чего происходит деструкция полимера и разрушение шва. [c.20]
В отличие от термореактивных полимеров термопластичные полимеры обладают способностью обратимо размягчаться, плавиться и затвердевать при соответствующем изменении температуры. Термопластичные полимеры применяются в технике и в строительстве как конструкционные материалы, если при обычной температуре они находятся в твердом состоянии. Твердые полимеры имеют кристаллическую, упорядоченную или аморфностеклообразную структуру. [c.20]
У кристаллических полимеров верхней температурной границей твердого состояния является температура кристаллизации, по превышении которой они размягчаются и плавятся. Температура кристаллизации у термопластичных полимеров относительно невелика (80— 170°). [c.20]
Стеклообразное состояние аморфного полимера характеризуется наиболее плотным расположением цепей полимера при минимальной величине и количестве пустот ( дырок ) между ними. Амплитуды тепловых колебаний звеньев цепных молекул (сегментов) являются при этом настолько малыми, что возможность случайного перескока их при соударении сегментов в соседние дырки исключена. Стеклообразное состояние сохраняется до некоторой предельной температуры, называемой температурой стеклования. Температура стеклования и является обычно верхней температурной границей применения термопластичных полимеров в конструкциях. Она также относительно невелика и колеблется в таких же пределах, как температура кристаллизации у кристаллических полимеров. [c.20]
При очень низких температурах полимеры становятся хрупкими и растрескиваются при повторном замораживании. Нижняя температурная граница применения полимера характеризует его морозостойкость. Морозостойкость большинства полимеров доводится при их изготовлении (путем различного рода добавок) до вполне достаточного для практики уровня. [c.20]
При превышении температуры стеклования (кристаллизации) термопластичный полимер переходит в высокоэласттеское состояние. В этом состоянии молекулы полимера приобретают гибкость, что дает возможность сегментам молекулярной цепи при тепловых колебаниях в результате соударений совершать случайные перескоки из одного положения в другое. Высокоэластическое состояние характерно только для полимеров. В этом состоянии они применяются в мастиках, пленках, линолеумах. Температурный диапазон высокоэластического состояния наиболее распространенных полимеров 70—200°. После добавки пластификаторов он (в случае необходимости) может быть расширен за счет снижения температуры стеклования. [c.21]
Вязкое или текучее состояние является переходным от твердого к жидкому. В вязком состоянии, в результате тепловых колебаний, могут перемещаться и сегменты, и молекулярные цепи полимера в целом. Полимеры в вязком состоянии применяются при изготовлении лаков, клеев, мастик, красок. [c.21]
Следует заметить, что температурные границы между тремя основными состояниями, за исключением температуры кристаллизации, выражены не резко и поэтому возможны состояния промежуточного характера. [c.21]
Химическим строением и структурой полимеров, состоящих из крупных атомных комплексов и молекул, обусловливается их весьма существенное положительное качество — малая теплопроводность. [c.21]
В твердых состояниях теплопроводность может быть еще более снижена путем вспенивания и придания полимеру пористой или сотовой структуры. При вспенивании в полимере образуются замкнутые ячейки, заполненные различными газами (пенопласт). Пористые пластики имеют сообщающиеся между собой ячейки, заполненные воздухом (поропласт). Соты имеют по всей толще крупные воздушные полости (сотопласт). Термическое сопротивление пено-, поро- и сотопластов весьма велико, оно приближается к термическому сопротивлению неподвижного воздуха. Теплопроводность пенопластов примерно такая же, как шерстяного волокна. Пено- и сотопласты используются как заполнители — материалы, заполняющие пространство между обшивками сборных стен и покрытий. [c.21]
Серьезным недостатком полимеров, сдерживающим их применение в строительстве, является малая огнестойкость. Большинство полимеров разлагается и обугливается при температуре 300—400°, а многие из них горят или плавятся при значительно меньшей температуре. В отношении огнестойкости наиболее перспективным является применение кремнийорганических смол, выдерживающих температуру в 400—500°. В кремнийорганических полимерах место атомов углерода занимают атомы кремния, как известно, более огнестойкого, чем углерод. Кремнийорганические соединения пока еще дороги и применяются в основном для производства лаков и эмалей. Но на основе кремнийорганических полимеров созданы уже относительно экономичные пластмассы с минеральными огнестойкими наполнителями асбестом, стекловолокном, кварцевой мукой. На основе кремнийорганических смол нашей промышленностью вырабатывается также теплоизоляционный пенопласт К — 40, выдерживающий температуру 400°. [c.22]
Полимеры имеют высокую звукоизоляционную способность. Эта способность полимеров широко используется в авиа-, судо-, вагоностроении и в строительстве. [c.22]
Светопроницаемость полимеров колеблется в очень широких пределах. Существуют прозрачные полимеры и абсолютно светонепроницаемые. Светопрозрачные полимеры, в отличие от обычного силикатного стекла, пропускают ультрафиолетовые лучи. [c.22]
Полимеры обладают малым объемным весом. Объемный вес их колеблется в пределах 1—2 т м , а у полимеров с пористой структурой может быть доведен до 0,02 г/л1 , т. е. до весьма малой величины. [c.22]
В целом физические свойства полимеров изменяются в очень широких пределах. В еще больших пределах изменяются их физические свойства. Они зависят не только от вида полимера, т. е. химической основы пластмассы, но также от наполнителя и макроструктуры, придаваемой пластмассе при изготовлении. [c.22]
Под технически чистыми полимерами подразумеваются полимеры без наполнителя, содержащие, кроме основы, только химические добавки пластификаторы, инициаторы, ингибиторы и т. п. Из технически чистых полимеров в строительных конструкциях и частях зданий находят наибольшее применение винипласт, органическое стекло, полиэтилен и заполнители. Их физические свойства определяются, в основном, свойствами самих полимеров, а у заполнителей, кроме того, пористой структурой, придаваемой полимеру при изготовлении. [c.23]

Вернуться к основной статье

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...