Список используемой литературы

Оглавление

1. ВВЕДЕНИЕ. 3

1.1 История. 4

2. Основные свойства. 6

3.Синтез и применение. 9

3.1 Полиакрелатные краски. 9

3.2 Полиакрилатные лаки. 11

3.3 Полиакрилатные клеи. 11

3.4 Полиакрилатные гели. 13

4.Заключение. 17

Список используемой литературы.. 18

1. ВВЕДЕНИЕ

Полиакрилаты представляют собой полимеры производных акриловой и метакриловой кислот. Акриловая кислота СН2 = СН - СООН в среде органических или неорганических перекисей легко полимеризуется при температурах ниже 100°.Полимеры акриловой кислоты (так же, как и метакриловой) СН2 = С(СН3)СООН не имеют большого практического значения по сравнению с полимерами ее производных эфиров. Поэтому технический синтез проводится до стадии замещения (эфиризации) в результате реакции акриловой кислоты с получением ее эфиров - CH2 = CH - COOR.

Кроме этого эфира практическое значение имеет также эфир метакриловой кислоты. Эта кислота представляет собой жидкость с температурой кипения 161° и удельным весом 1,015. Она обладает менее острым запахом, чем акриловая кислота. Вследствие значительной асимметричности молекул акриловых и метакриловых эфиров они легко полимеризуются.

Полимеризация имеет цепной, радикальный характер и проходит под действием света, тепла, перекисей и других факторов, инициирующих рост свободных радикалов. Поскольку термическая полимеризация протекает очень медленно, этот способ применяют редко. Обычно эфиры полимеризуют в присутствии инициаторов (перекиси бензоила и водорастворимых перекисей) [7].

1.1 История

Впервые акриловая (пропеновая, этиленкарбоновая) кислота СН2=СН-СООН была получена Редтенбахером в 1843 г., который окислил акролеин оксидом серебра, затем А.М. Бутлеровым в 1860 г. путем реакции йодоформа с этилатом натрия. В 1862 г. эту кислоту синтезировал Ф.Ф. Бейльштейн дегидроиодированием b-иодпропионовой и дегидратированием b-гидроксипропионовой кислот. Полимеризация акриловой кислоты была описана лишь 10 лет спустя Линнеманом.

Гомолог акриловой кислоты - a-метилакриловая кислота, названная позже Ремом метакриловой кислотой, - была получена в 1865 г. Э. Франкландом и Дюппа омылением эфира a-гидроксиизомасляной кислоты. Получение метакриловой кислоты из ацетонциангидрина было описано в 1932 г.

Акриловая и метакриловая кислоты, их сложные эфиры, нитрилы и амиды являются ценными мономерами, полимеризацией которых получают полиакриловую кислоту, полиакрилаты, эфиры: бутил-, трет-бутил-, изобутил-, метил- и этилакрилаты, а также полиакрилонитрил. Полимеризацией некоторых эфиров акриловой кислоты или сополимеризацией с виниловыми мономерами (2-хлорэтилвиниловый эфир, винилхлорацетат и др.) получают акрилатные (акриловые) каучуки.

Акрилатные каучуки тепло-, озоно- и кислородостойки, устойчивы к действию УФ-излучения, характеризуются низкой газопроницаемостью.

Полиакриловая кислота - распространенный гидрофильный загуститель для разнообразных водных растворов промышленного применения. акриловый мономер кислота получение

Полиакрилаты и полиметакрилаты широко применяются при производстве органического стекла, синтетических волокон, акриловых смол и различных эмульсий, используемых в целлюлозно-бумажной, лакокрасочной, текстильной, кожевенной и других отраслях промышленности. Наиболее широкое распространение получил полиметилметакрилат как основа прозрачных органических стекол. Увеличение производства метакриловых мономеров долгое время тормозилось высокой стоимостью и трудоемкостью применяемых методов их получения. И только в последние 10-15 лет, в связи с необходимостью утилизации дешевой синильной кислоты, получаемой в значительных количествах в качестве побочного продукта в производстве акрилонитрила окислительным аммонолизом пропилена, мощности их производств стали значительно возрастать.

Сополимеризацией акрилатов с другими мономерами значительно улучшаются свойства полимерных материалов и расширяются области их применения. Так, сополимеры акрилатов с небольшим количеством акрилонитрила или винилхлорида улучшают стойкость полимерных материалов к большинству растворителей, сополимеры с акриловой кислотой повышают полярность акрилатов и тем самым улучшают адгезию и способность водных дисперсий к загустеванию, сополимеры с амидами, например с N-метилоламидом, с меламином, аминами, эпоксисоединениями, хлоргидрином и другими мономерами, содержащими реакционноспособные группы, являются основой клеев и лаков холодной и горячей сушки.

Масштабы производства собственно акриловой кислоты гораздо меньше масштабов производства ее производных [2].

2. Основные свойства

Физико-механические свойства прессовочных материалов на основе полимеров метилметакрилата следующие: удельный вес 1,2 г/см³; водопоглощение (привес в воде) 0,04-0,05%; теплостойкость по Мартенсу 60-70° С; удельная ударная вязкость 5-10 кГ·см/см²; предел прочности при изгибе 500-700 кГ/см²; твердость по Бринеллю 15-18 кГ/мм².

Акриловые и метакриловые эфиры полимеризуют в водно-спиртовой смеси при соотношении спирта к воде от 50:50 до 30:70 в присутствии 0,5-1 % перекиси бензоила и при концентрации мономера от 20 до 40%. Полимеризацию ведут при 55-75° в эмалированном реакторе, снабженном мешалкой, паровой рубашкой и крышкой с соответствующими штуцерами и люком для ввода составляющих. По мере хода реакции полимер осаждается из раствора в виде порошка; его отфильтровывают и в реактор вводят добавочное количество мономера с инициатором.

Отфильтрованную водно-спиртовую смесь периодически подают обратно в реактор, который соединен с центрифугой; в последнюю через нижний сливной штуцер реактора время от времени подается реакционная смесь с осажденным полимером. После фильтрации полимер тщательно промывают свежей водно-спиртовой смесью, затем дистиллированной водой, сушат на противнях в сушилках при 40-60°, просеивают и упаковывают.
Полиакрилат имеет аморфную структуру. Даже рентгенограммы не дают возможности обнаружить каких-либо заметных признаков кристаллизации.
Полиметилметакриловые эфиры имеют более высокую теплостойкость по сравнению с полиакриловыми эфирами.

Вследствие большой теплостойкости метакриловые полимеры целесообразно применять в качестве материала для устройства кровель, тогда как более мягкие акриловые полимеры используют главным образом для получения морозостойких материалов, температура стеклования которых значительно ниже обычных температур.

     Различие между метакриловыми и акриловыми полимерами проявляется в их химической стойкости. Метакриловые полимеры химически более стойки, тепло- и водостойки, чем акриловые. С увеличением степени полимеризации повышается температура плавления метакрилового полимера, до известного предела улучшаются его механические свойства, в частности удельная ударная вязкость.

Ценным техническим свойством полиакрилатов является их прозрачность и бесцветность, а также способность пропускать ультрафиолетовые лучи. Так, полиметилметакрилат пропускает свыше 99% солнечного света, превосходя в этом отношении силикатные стекла.
Преимущества полиакрилатных стекол еще ярче выступают, если учесть их способность пропускать всю ультрафиолетовую часть спектра. Например, кварцевое стекло пропускает 100% ультрафиолетовых лучей, полиметилметакрилатное - 73,5%, зеркальное силикатное - 3%, обычное силикатное - 0,6%.

Полиметилметакрилат, по существу, первый полимер, который на основании комплекса его свойств можно назвать органическим стеклом. Преимущество его перед обычным стеклом - меньшая хрупкость. Однако полиметакрилатные стекла по сравнению с минеральными имеют меньшую поверхностную твердость, меньшую стойкость к действию абразивов.
Важным преимуществом органического стекла является его способность подвергаться обработке как механическим методом (снятием стружки), так и методом пластической деформации. Крупные изделия сферической формы изготовляют из листов органического стекла методом формования, которое рациональнее проводить вакуумным методом, предложенным С. Н. Ушаковым и получившим применение в технике. Для этого предварительно нагретые (120-150°) пластичные листы укладывают и закрепляют по поверхности металлической формы, в которой имеется отвод к вакууму. При включении вакуума листы втягиваются внутрь формы и в этом состоянии охлаждаются; ровная поверхность изделий при этом сохраняется [8].

3.Синтез и применение

Большую часть полиакрилатов и полиметакрилатов получают радикальной полимеризацией, в больших масштабах — обычно эмульсионной либо суспензионной полимеризацией, иногда — полимеризацией в растворе, в относительно небольших масштабах — блочной полимеризацией.

Термодеструкция полиакрилатов протекает при температурах выше 150 °C и сопровождается сшивкой полимера и частичной деполимеризацией (~1 % мономера), в отличие от них термодеструкция алифатических полиметилметакрилатов, протекающая при 200—250°С, ведет к деполимеризации с почти количественным выходом мономера (более 90 % у полиметилметакрилата).

Анионной полимеризацией могут быть получены стереорегулярные кристаллические полиакрилаты и полиметакрилаты.

Один из наиболее массовых полиакрилатов — полиметилметакрилат (органическое стекло, плексиглас), первый синтетический полимер с хорошими оптическими свойствами, нашедший массовое применение в качестве конструкционного материала, заменяющего стекло в авиастроении и других отраслях промышленности.

На основе полиакрилатов также производятся различные полимерные композиции, в частности акриловые краски и лаки, базирующиеся на водных дисперсиях полиакрилатов или их сополимеров, которые при высыхании образуют стойкую плёнку

3.1 Полиакрелатные краски

 Первые попытки создания таких красок не увенчались успехом. Покрытия были хрупкими, не отличались чистотой поверхности, возникла проблема загрязнения ими других красок. По мере совершенствования акрилатных смол и расширения их ассортимента улучшилось и качество получаемых из них порошковых красок. В настоящее время производят следующие виды полиакрилатных красок: полиакрилат-уретановые (на основе гидроксилсодержащих смол), гибридные полиакрилатные (с применением карбоксилсодержащих смол) и глицидилсодержащие полиакрилатные (на основе эпоксидированных смол).

Полиакрилат-уретановые краскианалогично полиэфир-уретановым требуют довольно высокой температуры и времени для формирования покрытий (минимальная температура деблокирования 180 °С). Получаемые покрытия по атмосферо- и химстойкости превосходят покрытия из полиэфир-уретанов, что согласуется со свойствами полиакрилатов. Они имеют хороший розлив и абсолютно гладкую поверхность при небольшой толщине. Предельная их толщина, необходимая для улетучивания деблокирующего агента, - 75 мкм. По механическим свойствам - гибкости и устойчивости к удару полиакрилат-уретановые покрытия значительно уступают полиэфир-уретановым. Сферы применения этих покрытий - защита дисков колес, окрашивание торговых автоматов, жести, проката из алюминия.

Гибридные полиакрилатные краскиизготовляют на смесях акрилатных и эпоксидных смол, поэтому их считают аналогами гибридных эпоксидно-полиэфирных красок. Вместе с тем по свойствам покрытий они существенно превосходят последние. Отмечается, в частности, лучшая атмосферостойкость . Гибридные полиакрилатные краски наиболее широко применяют для окрашивания металлической мебели и осветительного оборудования.

Глицидилсодержащие полиакрилатные составыхарактеризуются относительно быстрым отверждением; покрытия хорошо противостоят погодным воздействиям. Непигментированные покрытия отличаются чистотой поверхности и прозрачностью пленки, поэтому они идеально подходят для лакирования латуни и хромированных изделий. Красивый внешний вид имеют и пигментированные покрытия. Допустимая толщина покрытия лежит в широких пределах; однако в толстых слоях гибкость покрытий может быть пониженной.

3.2 Полиакрилатные лаки

Жидкий полиакрилатный проникающий состав ARMOCRYL A применяется для обеспыливания, упрочнения и защиты бетонных свежеуложенных полов, а также для последующего ухода за бетонными поверхностями.

3.3 Полиакрилатные клеи

В качестве основного компонента полиакрилатных клеев используют полимеры сложных эфиров акриловой и метакриловой кислот и мономеры некоторых эфиров этих кислот. Клеями могут быть водные дисперсии полимеров, растворы полимеров в органических растворителях (и в соответствующих мономерах) и собственно мономеры, полимеризующиеся в процессе склеивания.

Полимеры эфиров акриловой и метакриловой кислот - это прозрачные твердые или вязкие продукты, совмещающиеся с природными, искусственными (на основе производных целлюлозы) и синтетическими смолами. Полиакрилатные клеи имеют относительно невысокую теплостойкость (до 50-60 °С), поэтому их применяют преимущественно для склеивания неметаллических материалов: дерева, бумаги, кожи, органического и силикатного стекла, пластифицированного поливинилхлорида.

Для приклеивания этикеток на стекло, древесину используют клеи на основе полиакриламида - полимера амида акриловой кислоты. Полиакриламид - это белый порошок, легко растворимый в воде. Пленки полиакриламида, полученные из водных растворов, хрупки и отличаются низкой водостойкостью. Пластифицируют полимер, добавляя глицерин, а для увеличения водостойкости его обрабатывают формальдегидом.

Среди полиакрилатных клеев уникальными свойствами обладают клеи на основе цианакрилатов. Эти клеи состоят либо из начальных продуктов полимеризации метилового эфира 2-цианакриловой кислоты с добавкой пластификатора и стабилизатора, либо из одного или нескольких мономерных цианакрилатов с добавкой загустителя, пластификатора и других компонентов. Цианакриловые клеи не содержат растворителя, но могут частично растворяться в ацетоне, толуоле, метил-этилкетоне. Ими можно склеивать дерево, стекло, металлы, пластмассы, кожу, бумагу, фарфор.

Для отверждения цианакриловых клеев не требуется нагревания, давления и добавления инициатора полимеризации. Наличие в молекуле мономеров групп CN и СО при углероде с двойной связью обусловливает склонность цианакрилатов к полимеризации при воздействии даже таких слабых оснований, как вода, т. е. в присутствии следов влаги на поверхности склеивания. Отверждение происходит при комнатной температуре при легком нажатии склеиваемых деталей. Скорость склеивания зависит от материала (для металлов она составляет 1-3 мин, для стекла - 10-20 сек, для дерева - 3-5 мин), а также от влажности поверхности и количества ингибитора в мономере.

При помощи цианакриловых клеев получают прочные соединения, стойкие к воздействию бензина, масла и топ-лив. Так, прочность соединений дюралюминия на цианакриловом клее марки «Циакрин» составляет 112-177 кг/см² при комнатной температуре, но снижается при повышении температуры (до 100 °С и более). Цианакриловые клеи имеют малую водостойкость. Для улучшения свойств клеев к ним добавляют дифункциональные соединения, способствующие образованию пространственных структур.

Цианакриловые клеи токсичны: раздражают слизистые оболочки глаз, носа. При работе с ними нужна приточно-вытяжная вентиляция.

Ввиду небольшого объема производства и высокой стоимости цианакриловых клеев применение их ограничено. Однако вследствие высокой эффективности склеивания, возможности специально не подготавливать поверхности деталей, в частности, не сушить их, использование этих клеев перспективно для строительной техники, например для ремонта приборов и аппаратов управления, наклейки электротензометрических датчиков и т. п.

3.4 Полиакрилатные гели

Создание водонепроницаемого слоя между внешними гранями подземным контуром здания или сооружения и окружающей его водонасыщенной средой является наиболее плодотворной идеей в гидроизоляции. В этом случае отсутствуют не только миграция подземных вод в подвальные помещения, но и замачивание материала конструкций подземных сооружений, что существенно увеличивает их долговечность, особенно при замачивании средами, агрессивными к материалу конструкций (наличие сульфатов, магнезиальных солей или хлоридов в контактирующей жидкой среде). Наиболее просто такая задача решается на стадии строительства объекта, когда имеется доступ к внешней стороны подземного контура зданий. В этом случае для внешней гидроизоляции конструкций подземных сооружений возможно применение множество гидроизоляционных материалов, эффективно решающих данную проблему (рисунок 1).

Задача гидроизоляции внешнего контура существенно усложняется в случаях необходимости восстановить водонепроницаемость действующих подземных сооружений, встроенных в окружающую застройку. Откапывание траншей по контуру подземного сооружения для его внешней гидроизоляции может вылиться в значительную сумму или даже быть технически невозможной.В таких случаях наиболее приемлемой может быть разработанная на Западе технология закачки изнутри подземного сооружения через его стены по всему внешнему контуру здания высокопроникающих полиакрилатных гелей, способных создать водоизоляционную мембрану (чехол) вокруг подземного контура здания. Попутно залечиваются все микротрещины, поры и капииляры в изолируемой конструкции. Причиной этого является то, что акрилатные гели обладает чрезвычайно низкой вязкостью, на уровне вязкости воды, в 50-150 раз меньше вязкости полиуретановых смол. При твердении гель впитывает влагу, и увеличиваясь в объеме, заполнять собой даже мельчайшие пустоты, выдавливая воду из гидроизолируемых конструкций (рисунок 2).

Высокая проникающая способность полиакрилатных гелей, их способность заполнять в материале все внутренние повреждения, даже весьма малых размеров (менее 0,1 мм), высокая надежность и долговечность заполимеризовавшихся составов, сделали полиакрилатные гели весьма востребованными в Западной Европе, США и других развитых странах, где практика применения метакриловых гелей насчитывает уже более 30 лет. Такие гели, например, нашли широкое применение в Голландии, территориально на одну треть находящейся ниже уровня моря. Оказалось, что использование акрилатов в условиях большого напора грунтовых вод более предпочтительно, чем использование других инъекционных смол, таких, как полиуретановые или эпоксидные. Гели отличаются большим диапазоном времени отвердевания, от нескольких секунд десятков минут, благодаря чему, могут решаться как задачи ликвидации сосредоточенных напорных течей, так и задачи «вуального инъецирования» и «отсечной» гидроизоляции.

Инъектирование полиакрилатных гелей производится при помощи двухкомпонентных инъекционных насосов,развивающих давление до 200 атм. Гель инъецируется через разжимные пакеры, устанавливаемые в отверстия (шпуры) диаметром 12-40 мм. Указанные шпуры располагаются по поверхности гидроизолируемой конструкции в шахматном порядке. При необходимости инъецирования кирпичной или каменной кладки пакеры располагают на расстоянии 200–400 мм друг от друга. При необходимости создания сплошной гидроизоляционной мембраны по внешнему контуру заглубленной конструкции, пакеры устанавливаются с интервалом 400-800 мм, в зависимости от плотности и фильтрационной способности окружающего грунта.

Основными свойствами полиакрилатных гелей являются:

· Низкая вязкость, сопоставимая с вязкостью воды;

· Экологическая чистота, отсутствие в составе геля растворителей;

· Высокая проникающая способность - проникновение в трещины и поры сечением менее 0.1 мм.

· Управляемое время реакции, от восьми секунд до десятков минут, в зависимости от ситуации.

· Низкая минимальная температура нанесения.

· Гарантированно полная герметизация подземной части конструкции;

· Высокая деформативность отвержденных гелей, хорошая работа в условиях вибрации и динамических нагрузок;

· Высокая химическая стойкость, полиакрилатные гели можно применять в условиях агрессивной среды с рН 3-12

· Высокая химическая стойкость, полиакрилатные гели можно применять в условиях агрессивной среды с рН 3-12

· Экологическая чистота, безопасность для окружающей среды, в том числе в контакте с питьевой водой.

· Возможность герметизация труднодоступных участков;

· Хорошая адгезия к поверхности независимо от её влажности [9].

4.Заключение

В своем реферате я рассмотрел технологию производства изделий на основе полиакрилата. В настоящее время изделия на основе полиакрилата получили широчайшей распространение. Причиной такого распространения являются их низкая цена и легкость переработки, а также свойства, которые в некоторых случаях уникальны. Полиакрилаты применяют в электротехнике, авиастроении, ракетной и космической технике, машиностроении, производстве мебели, легкой и пищевой промышленности, в медицине и строительстве, - в общем, изделия используются практически во всех отраслях народного хозяйства. Пожалуй, единственная область, где использование таких изделий пока ограничено - это техника высоких температур. Но в скором времени они проникнут и сюда. Развитие химических технологий, помогающих создавать вещества с заданными свойствами, позволяет сказать, что это одни из важнейших материалов будущего.

1. Малбиев, С. А. Полимеры в строительстве / С. А. Малбиев, В. К. Горшков, П. Б. Разговоров. - М.: Высшая школа, 2008. - 456 с.

2. Худяков, В. А. Современные композиционные строительные материалы / В. А. Худяков, А. П. Прошин, С. Н. Кислицына. - М.: Феникс, 2007. - 224 с.

3. Гуртовник И.Г., Радиопрозрачные изделия из стеклопластиков/ Гуртовник И.Г., Соколов В.И., Трофимов Н.Н., Шалгунов С.И. – М.: Мир, 2003 – 363 с.

4. Н.Н. Трофимов. Основы создания полимерных композитов / Трофимов Н.Н, Канович М.З–М.: Наука, 2000– 538 с.

5. Попов К.Н., Строительные материалы и изделия / Попов К.Н., Каддо М.Б. – М.: Высшая школа, 2001

6. Полимерные материалы. Изделия, оборудование, технологии. 2013. № 4: [Электронный ресурс] URL: http://www.polymerbranch.com/ (Дата обращения: 14.05.2013).

7. Полиакрилаты. [Электронный ресурс]URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/%полиакрилаты (Дата обращения: 14.05.2013).

8. Кнунянц И. Полиакрилаты [Электронный ресурс]URL: http://www.ximicat.com/info.php?id=4313 (Дата обращения: 14.05.2013).

9. Метакриловые инъекционные гели. [Электронный ресурс]URL: http://www.gidrokva.ru/stroitelnye-uslugi/inekcionnaja-gidroizoljacija/metakrilovye-inekcionnye-geli/ (Дата обращения: 14.05.2013).

Министерство науки и образования

Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение

Высшего Профессионального Образования

«Уфимский Государственный Нефтяной Технический Университет»

Кафедра “Строительные Конструкции”

Реферат

 на тему :

“Производство изделий на основе полиакрилата”

Выполнил: ст.гр БПС-11-01                                         Заднепрянский М.Д

Проверил: кандидат техн. наук ассистент                  Федоров П.А.

УФА

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии