Синтетические смолы и пластмассы, классификация, экспертиза.

Синтетические смолы - высокомолекулярные вещества (полимеры), полученные органическим синтезом.

Для получения синтетических смол используют химические реакции:

полимеризации,в которую вступают молекулы одинаковых мономеров, в результате получается полимер, побочных продуктов не образуется. Таким образом, получают полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирол и др.;

Разновидностями полимеризации являются реакции:

- сополимеризации – в нее вступают молекулы разных мономеров;

- блок-сополимеризации – разные мономеры соединяются в цепочку блоками, состоящими из нескольких молекул мономера.

Реакции сополимеризации и блок-сополимеризации используются для устранения недостатков чистых полимеров и придания им особых свойств.

поликонденсации - в нее вступают молекулы одинаковых или разных мономеров, образование полимера идет с выделением побочных продуктов (вода, газы). Поликонденсацией получают феноло- и аминоальдегидные смолы, полиэфирные, полиуретановые и др.

Свойства полученных полимеров определяются составом и строением молекулярной цепи.

По составу молекулярной цепи полимеры делят на:

- карбоцепные – молекулярная цепь их состоит только из атомов углерода (полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирол);

- гетероцепные – их молекулярная цепь включает атомы других элементов – азота, кислорода, кремния (кремнийорганические), металлов (металлоорганические соединения).

По строению полимеры могут быть:

- линейные. Их молекулярные цепочки не имеют (или имеют незначительные) ответвления. Их молекулы плотно прилегают одна к другой, что обеспечивает прочность и жесткость полимера;

- разветвленные – имеют ответвления от главной цепи. Такие полимеры менее жесткие и прочные, чем линейные;

- сетчатые (сшитые) между молекулярными цепочками имеют соединения (сшивки), в результате чего приобретают трехмерное строение.

Структуру полимера определяет особенность технологического процесса – температурный режим, давление, применение тех или иных катализаторов.

Линейные и разветвленные полимеры способны многократно плавиться и растворяться в специально подобранных растворителях. Такие полимеры называют термопластичными или термопластами.

Полимеры с сетчатой структурой не плавятся и не растворяются без разрушения. Их получение идет в несколько этапов – сначала образуются линейные или разветвленные полимеры, а затем под действием отвердителя образуются поперечные сшивки между молекулами полимера. Такие полимеры называют термореактивными или реактопластами.

Полимерные материалы (смолы, высокомолекулярные вещества, ВМВ) имеют ряд общих свойств.

1.С увеличением степени полимеризации (длины молекул) увеличиваются твердость, прочность, химическая стойкость, термостойкость.

2.При нагревании полимеры постепенно размягчаются до жидкого состояния. Это объясняется тем, что в полимер входят молекулы с разной степенью полимеризации, каждая из которых имеет свою точку плавления.

3.Полимеры имеют высокую химическую стойкость, растворяются только в специально подобранных растворителях, их растворы применяют в качестве пленкообразующих веществ (лаки, олифы) и клеев.

4.Многие полимеры легко перерабатываются в пленки и волокна.

 

Пластмассами называют искусственные материалы на основе полимеров, способные под действием температуры и давления принимать любую форму и сохранять ее в обычных условиях.

В состав пластмасс могут входить различные компоненты.

Связующие вещества – обязательная составная часть пластмассы. Ими являются полимерные материалы, определяющие основные свойства пластмассы – термические, химические и проч. Они связывают другие компоненты в однородную массу.

Пластификаторы – маслянистые жидкости (глицерин, камфорное масло, дибутилфталат, трикрезилфосфат и др.), которые вводятся в пластмассу для повышения мягкости, эластичности, морозостойкости.

Наполнители удешевляют пластмассу, повышают механическую прочность, жесткость, тепло- и водостойкость и др. Наполнители могут быть порошкообразные (мел, тальк, каолин, сажа, кварцевый песок, древесная мука), волокнистые (волокна хлопка, асбеста, стекла), слоистые (бумага, ткани, древесный шпон).

Красители – применяют пигменты или органические красители, устойчивые к температурам, при которых ведется переработка пластмасс в изделия.

Порообразователи используют для получения пористых материалов (поролон, мипора). В качестве порообразователей используют вещества, которые разлагаются при нагревании с образованием большого количества газов.

Стабилизаторы снижают старение пластмасс под действием света (фотостабилизаторы) и температуры (термостабилизаторы).

В состав пластмасс входят также отвердители, смазки и др. вещества.

Состав пластмассы определяет и ее внешний вид. Так, материалы, состоящие только из связующих веществ, прозрачные и бесцветные, просвечивающие либо непрозрачные белого или кремового цвета. Наполнители делают пластмассы непрозрачными, пластификаторы превращают жесткие пластмассы в гибкие и упругие, порообразователи – в легкие пористые губчатые материалы.