Файл: Кропотов В.Н. Строительные материалы учеб. для [архитектур.] вузов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 196

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

фициент термического расширения,

он

колеблется в

пределах

(25—120)-Ю- 6 , в то время как для

стали

он равен всего

10-10_ в .

У пластмасс повышенная ползучесть (она сильно возрастает даже при незначительном изменении температуры), небольшая поверхностная твердость. Более высокой твердостью обладают асбестотекстолиты — до 50 кГ/мм2, тогда как поверхностная твердость стали приблизитель­ но равна 400 кГІмм2.

У большинства пластических масс низкая теплостойкость (от +70 до +150°), вследствие чего их нельзя использовать в зоне повышенных температур. Как видно на рис. 118, при нагревании поливинйлхлорида уменьшается прочность при растяжении, увеличиваются ползучесть и относительное удлинение.

3.П О Л И М Е Р Ы

ПОЛИМЕРЫ, ПОЛУЧАЕМЫЕ РЕАКЦИЕЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ

К полимерам, получаемым

таким

способом, относят полиэтилен,

полипропилен, полистирол, полиакрилаты

и др.

П о л и э т и л е н [ СН2

— СН2

]„

высокомолекулярное ор­

— —

ганическое вещество, получаемое из мономера этилена п (СН2 —СН2 ). Промышленное применение получили следующие методы полимери­ зации:

1) при высоком давлении (более 1000 am); 2) при низком давлении (1—6 am); 3) при среднем давлении (35—70 am).

Полиэтилен обладает многими положительными качествами: хи­ мической стойкостью, механической прочностью, морозостойкостью, низкой газопроницаемостью и водопоглощением, малой плотностью (табл. 43). Полиэтилен — твердый материал, белый в толстом слое, бесцветный и прозрачный — в тонком. Он обладает диэлектрическими свойствами и очень стоек к воде и водным парам.

Из полиэтилена изготовляют пленки различной толщины для гид- ро-, паро- и газоизоляции различных строительных конструкций.

Применяют полиэтилен при производстве труб для холодной воды или нагретой до 50°. Такие трубы диаметром до 63 мм очень легко про­ кладывать, так как их можно разматывать с катушек. Кроме того, они не коррозируют и обладают малой теплопроводностью.

Полиэтилен легко сверлится, пилится, строгается и сваривается. Его можно использовать для нанесения на поверхности металла, стекла, бумаги, пластмасс тонкого слоя методом вихревого или пла­ менного напыления. Техническая характеристика полиэтиленов при­ водится в табл. 43.

 

г — СН 2 — СН — и

полимеризацией

П о л и п р о п и л е н

|

получают

 

L

СН3

j „

 

пропилена

С Н 3 — С Н = С Н 2 ,

который представляет собой газ, полу­

чаемый при

разложении нефтепродуктов.

 

Полипропилен — легкий

материал,

обладающий

высокой тепло-

271


Т а б л и ц а 43

 

 

П о л и э т и л ен

 

П о к а з а т е л и

высокого

с р е д н е г о

низкого

 

давления

д а в л е н и я

д а в л е н и я

Молекулярный

вес при 20° С

От 18 000

От 70 000

От 70 000

 

 

 

до 35 000

до 340 000

до 800 000

Удельный вес, г/см3,

при 20° С

. . . . 0,92—0,93

0,96-0,97

0,94—0,96

Предел прочности

при растяжении,

 

 

 

 

 

120—140

290—320

220—450

 

 

 

150—600

600

200—900

 

 

 

—70

Ниже —60

—70

Максимальная

температура

примене­

126—128

125—134

ния, °С

 

 

105—110

стойкостью и большой стойкостью к старению и прочностью. Молеку­ лярный вес его в зависимости от сорта колеблется от 80 000 до 150 000.

По химической стойкости полипропилен аналогичен полиэтилену,

но имеет большие механическую прочность и

жесткость, что дает

возможность использовать его для изготовления

труб диаметром 25—

150 мм для центробежных насосов, в качестве

облицовочного анти­

коррозийного и декоративного материала.

Пленки из полипропилена отличаются прозрачностью, паро- и газо­

непроницаемостью; используют их для гидроизоляции.

Полипропилен

благодаря

дешевизне и доступности сырья (пропилена)

является

пер­

спективным

полимером.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Плотность полипропилена при 20°—0,9 г/см3,

температура размягче­

ния 164—168°; предел прочности при растяжении 300—350

кГ/см2.

800

 

 

 

 

ISO

П о л и в и н и л х л о р и д

 

 

 

 

образуется

в

результате

поли­

700

 

 

 

 

по

меризации

хлористого

винила

 

 

 

 

СН2 =СНС1 — газа,

получаемо­

 

 

 

 

 

 

S00

 

\

i

 

120

го из ацетилена.

Он

представ­

500

 

 

ON

ляет

собой тонкий белый

амор­

 

 

 

 

100со

фный

 

порошок,

растворимый

 

 

 

 

 

5S

при

нагревании

в

хлорирован­

WO

 

 

 

 

3:

 

 

 

 

80 cu

ных

углеводородах.

Хотя

этот

 

 

 

 

 

is

 

 

 

 

 

Ï :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300

 

 

 

 

60 1

полимер

трудно сгораем, однако

200

 

 

 

 

W

при нагревании до 180° он раз­

 

 

 

 

лагается.

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

20

Изменение

свойств

этого ма­

 

 

 

 

териала

в зависимости от темпе­

 

 

 

 

 

 

20

0

20

 

 

0

ратуры

графически показано на

40 60 80 100

рис.

109.

 

 

 

 

введении

 

 

Температура, °C

 

При

 

повышенном

Рис. 109.

Зависимость

механических

пластификаторов

(45—60%)

из

свойств

от температуры

поливинил-

него

можно

получать

пласти-

 

 

хлорида:

 

 

катную пленку путем

каландри­

/ — предел

прочности при

сжатии;

2 —

рования.

На

такой

же

основе

предел ползучести;

3 — относительное

уд ­

получают

 

рулонный

материал

 

линение

при разрыве

 

 

272



 

 

Температура^ "С

 

Рис. 111.

Зависимость

механических

свойств оргстекла

от

температуры:

1

— предел

прочности

при

растяжении;

2

— предел

пропорциональности

при рас ­

т я ж е н и и ;

3 — относительное

удлинение

ПОЛИМЕРЫ, ПОЛУЧАЕМЫЕ РЕАКЦИЕЙ ПОЛИКОНДЕНСАЦИИ

Фенолоальдегидные полимеры получают конденсацией одноатом­ ных и многоатомных фенолов с различными альдегидами.

Исходным сырьем для получения фенолоформальдегидных поли­ меров являются фенол Св Н6 ОН и формалин С Н 2 0 .

Фенол обладает резким раздражающим запахом. Вдыхание незначительного ко­ личества фенола вызывает общее отравление.

В зависимости от соотношения фенола и альдегида, а также от того, проводится ли конденсация в присутствии кислого или основного катализатора, получаются тер­ мопластичные (новолачные) и термореактивные (резольные) полимеры. Новолачные

полимеры сохраняют плавкость и растворимость при длительном хранении, а также при нагревании до 200—250°.

Резольные полимеры могут переходить в неплавкое и нерастворимое состояние

при нагревании и на холоде,

вследствие чего их называют

термореактивными.

Полимер, образующийся

в начальной стадии, плавится и растворяется в спирте

и в ацетоне (стадия А-резол).

Спиртовой раствор его называют бакелитовым лаком.

При нагревании полимер переходит в промежуточную стадию (Б-резитол). При этом он постепенно теряет способность плавиться и растворяться.

Вслучае длительного нагревания полимер переходит в стадию С (резит) — ста­ новится полностью неплавким и нерастворимым.

Взависимости от соотношения компонентов, характера катализатора и режима сушки конечный продукт конденсации может быть жидким или твердым.

Фенолоформальдегидные полимеры в строительной технике приме­ няют для производства древесноволокнистых и древесностружечных плит, древеснослоистых пластиков (ДСП), водостойкой фанеры, бумажнослоистых пластиков, для приготовления сотопластов, минераловатных и стекловатных матов, клеев и спиртовых лаков.

С понижением температуры у этих полимеров, как правило, воз-

274


растает хрупкость, снижается удлинение при растяжении и твердость (рис. 112).

Фенолоформальдегидными полимерами этой группы являются

крезолоформальдегидные полимеры, в которых вместо фенола исполь­ зуется крезол С6 Н4 СН3 ОН. В зависимости от количественного соотно­ шения крезола и альдегида получаются новолачные или резольные полимеры.

Резольные полимеры отличаются высокими электроизоляционными свойствами, водо- и кислотостойкостью. Применяют их для изготов-

4000

80

6,5 то

1,1

800

6

'

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

°изг

 

 

CS

 

 

6

 

1!

 

 

 

 

 

 

 

со

1

 

А

 

 

sc

г ?

 

 

 

 

2000

40

4,5

SOD

0,7 400

 

 

1500

35

 

500

0,6

300

 

 

1000

30

3,5

400

0,5

200

 

üb

500

25 3,0

300

OA 100

 

 

 

Температура, t°Q

Рис. 112. Зависимость механических свойств пластмассы из фенолоформальдегидного полимера с древесным наполнителем от температуры:

о",,,— предел прочности

при

сжатии;

Н„ твердость;

а у д е л ь н а я

у д а р н а я

вязкость; 0"и з г — предел

прочности при изгибе; о

относительное удлинение при

разрыве; а

р а с т

предел

прочности

при

р а с т я ж е н и и

 

ления разнообразных литых изделий, слоистых пластиков на основе ткани и бумаги. В сочетании с древесной мукой и другими наполните­ лями из этих полимеров получают различные детали сложного профи­ ля методом горячего прессования.

Представителями фенолоальдегидных полимеров этой группы яв­

ляются также фенолофурфурольные

полимеры.

Получают их конден­

сацией фенолов и фурфурола, который в данной реакции

является

заменителем

формальдегида.

 

 

 

Фурфурол

С 6 Н 4 0 2 производят

из початков

кукурузы,

скорлупы

земляного ореха, соломы и прочих

отходов сельского хозяйства.

Фенолофурфурольные полимеры по сравнению с фенолоформаль­ дегидными лучше пропитывают наполнитель, изделия из них имеют лучший внешний вид.

Резерцино-формальдегидные полимеры получаются путем конден­ сации резерцина и формальдегида. Вследствие большой реактивности и способности резерцина при низких температурах переходить в резистольное состояние из резерциновых конденсатов изготовляют за-

275