Общие сведения о строительных пластмассах
Пластмассы (пластики) — материалы, обязательным компонентом которых, играющим роль матрицы, являются полимеры. В период формования изделий полимер находится в вязкотекучем или высокоэластичном состоянии, а в готовых материалах и изделиях — в отвержденном состоянии. Кроме полимеров в состав большинства пластмасс входят наполнители, пластификаторы, красители и специальные добавки.
Пластмассы — относительно новый вид материалов. Первые пластмассы резина и эбонит (эластичный и твердый продукты вулканизации природного каучука) появились в середине XIX в., когда был открыт процесс вулканизации. В 1872 г. был получен целлулоид — пластмасса на основе модифицированной целлюлозы, а в 1887 г.— галалит — пластмасса на основе казеина, белковой составляющей молока. Первый синтетический полимер — фенолформаль - дегидная смола и пластмассы на ее основе — появились в начале XX в. В середине XX в. началось производство пластмасс на основе поливи - нилхлорида, полистирола и других синтетических полимеров. В 50—60-х годах активно начало развиваться производство пластмасс на базе полиэтилена, эпоксидных и полиуретановых смол.
В наше время пластмассы заняли заметное место во всех отраслях хозяйства, в том числе и в строительстве. На сегодняшний день конкурентоспособность материалов из пластмасс по отношению к традиционным строительным материалам постоянно растет. Основная причина этого объясняется высокой технологичностью пластмасс. Они легко перерабатываются в самые различные материалы и изделия, из которых, в свою очередь, чрезвычайно просто получать готовые конструкции с необходимыми свойствами. Этим объясняется постепенное вытеснение традиционных материалов.
Состав 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, бумажно-слоистые пластики очень прочные и легкие конструкционные материалы.
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 пластифицирован 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.
Пигменты, применяемые в пластмассах, могут быть как минеральные, так и органические. Чтобы пластмасса длительно сохранял цвет, от пигментов требуется в основном светостойкость, так как по лимеры, будучи сами химически инертными, защищают пигменты от других агрессивных воздействий.
Стабилизаторы и антиоксиданты — необходимый компонент многих пластмасс, так как полимеры под действием солнечного света и кислорода воздуха стареют (происходит деструкция полимера и окислительная полимеризация), что приводит к потере эксплуатационных свойств и разрушению пластмасс.
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.
