Особливості використання обраного матеріалу чи виробу на основі неорганічних в’яжучих речовин

Найменування виробу	Основні компоненти	Особливості використання	Переваги	Недоліки

Лабораторна робота №6

Полімерні будівельні матеріали (4 год)

Метою роботи є вивчення різновидів полімерних матеріалів та виробів, їх властивостей, особливостей отримання та застосування, а також ознайомлення зі способами їх декорування.

Полімерними речовинами називають високомолекулярні сполуки, які складаються з елементарних (мономірних) ланок, об’єднаних у макромолекули різної будови. Головними критеріями класифікації полімерних речовин є хімічна природа, походження, спосіб синтезу та тверднення, склад основного ланцюга макромолекул та характер їхньої будови, здатність до пластичних деформацій при циклічній дії температурного фактора.

За хімічною природою полімерні речовини поділяють на органічні та неорганічні. У складі неорганічних високомолекулярних сполук (полімерів) атоми карбону відсутні, а в органічних – макромолекули складаються переважно з цих атомів.

За походженням розрізняють полімерні матеріали природні (біополімери, наприклад, білки, нуклеїнові кислоти) та штучні. До природних полімерів відносять складові деревини (лігнін та целюлозу), а також бавовну, вовну, шкіру, каучук тощо. Штучні полімерні матеріали отримують синтезом із простих низькомолекулярних речовин – мономерів. До штучних відносять поліетилен, поліпропілен, фенолформальдегідні смоли.

За характером просторової структури полімерні матеріали поділяють на лінійні, розгалужені та просторові. Структурні елементи можуть розташовуватись у макромолекулі у вигляді відкритого ланцюга або побудованої в лінію послідовності мономерів (лінійні полімери, наприклад, каучук природний), ланцюга з розгалуженням (розгалужені, наприклад, амінопектин), тривимірної сітки (зшиті просторові полімери, наприклад, отверджені епоксидні смоли).

За способом синтезу та тверднення органічні штучні полімерні речовини поділяють на полімеризаційні та поліконденсаційні.

При реакції полімеризації процес сполучення молекул мономеру відбувається без зміни його хімічного складу і виділення побічних речовин. Прикладами таких полімерів є полівінілхлорид, полістирол, поліетилен, поліакрилати, синтетичний каучук.

При реакції поліконденсації утворюються високомолекулярні сполуки з виділенням побічних продуктів реакції, хімічний склад таких полімерів відрізняється від вихідних речовин. Прикладами є поліефіри, поліуретани, а також фенолоальдегідні, карбамідні, епоксидні, кремнійорганічні полімери.

За здатністю до пластичних деформацій при дії температурного фактора органічні полімери поділяють на термопластичні та термореактивні.

Термопластичні полімери (поліетилен, полістирол)як полімеризаційного, так і поліконденсаційного типу, при підвищенні температури здатні до пластичних деформацій: при нагріванні вони розм'якшуються і переходять у в'язкопружний стан, а при охолодженні - твердіють, зберігаючи задану форму. Такі перетворення можуть повторюватися неодноразово. Термореактивні полімери також обох типів (фенолформальдегідні, карбамідні та інші полімери) здатні розм’якшуватись при підвищенні температури, але після охолодження вони не можуть зворотно змінювати свої властивості. Це пояснюється об’єднанням лінійних молекул у просторові сітки. З цієї ж причини термореактивні полімери здебільшого є більш теплостійкими, ніж термопластичні. Незворотні зміни в структурі термореактивних полімерів можуть бути викликані не тільки дією температурного фактора, але й хімічного реагенту (розчинника), ультрафіолетового або γ-випромінювання.

Полімерними матеріалами, або пластичними масами, називають матеріали, які містять у своєму складі високомолекулярні органічні речовини й на певній стадії виробництва набирають пластичності, яка повністю або частково втрачається після затвердіння полімеру.

Розрізняють пластичні маси прості, що складаються лише з полімерної речовини, і складні, до складу яких, крім полімеру, входять: наповнювачі, пластифікатори, стабілізатори, барвники та інші добавки для надання спеціальних властивостей.

Будівельні матеріали та вироби на основі полімерних органічних речовин класифікують за видом основного полімеру, який входить до їхнього складу, за методом виробництва та галуззю застосування в будівництві.

Залежно від фізичного стану при нормальній температурі та інших властивостей пластмаси поділяють на жорсткі (модуль пружності Е >1ГПа) (фенопласти, амінопласти, гліфталеві), напівжорсткі ( 1 ≥Е >0,4ГПа) (поліпропілен, поліаміди), м'які (Е =0,02...0,4 ГПа) (полівінілацетат, поліетилен) та еластичні (Е <0,02 ГПа) (каучуки, поліізобутилен).

Залежно від кількості введеного наповнювача розрізняють пластмаси ненаповнені (частіше всього до них відносять плівки), наповнені – містять до 70% наповнювача (рулонні, плиткові та ін.), високонаповнені – містять наповнювача більше 70% від маси полімеру.

За структурою пластмаси бувають щільні, ніздрюваті, крупнопористі, волокнисті, шаруваті; за фактурою поверхні – гладкі, рифлені, тиснені; за кольором – одно- та багатокольорові.

Виготовлення полімерних матеріалів та виробів передбачає підготовку сировинних компонентів, їх дозування, змішування, формування й стабілізацію. Вироби формують вальцюванням (каландруванням), екструзією, пресуванням, литтям під тиском, термоформуванням, зварюванням, склеюванням тощо. Ніздрюваті теплоізоляційні матеріали виготовляють спінюванням та пороутворенням.

При вивченні натурних зразків полімерних матеріалів слід звернути увагу на їх декоративне оздоблення. Інформацію, отриману при опрацюванні підручника “Матеріалознавство”, конспекту лекцій, нормативної та іншої спеціальної літератури, заносять до таблиці 6.1.

Вивчені зразки використовують при виконанні графічної частини роботи.

Таблиця 6.1.