Kunststoffen technology, typen, produksje en gebrûk

Polymeric materialen - in hege molekulêre gemyske ferbiningen dy't bestean út tal fan malomolekulyarnyh monomers (ienheden) fan deselde struktuer. Faak de polymearen wurde brûkt foar it meitsjen fan de folgjende monomer ûnderdielen: ethylene, vinyl chloride, vinildenhlorid, vinyl acetate, propylene, methylmethacrylate, tetrafluoroethylene, styreen, urea, melamine, formaldehyde, phénol. Yn dit artikel sille wy beprate yn detail wat polymeric materialen, en ek harren gemyske en fysike eigenskippen, klassifikaasje en typen.

soarten polymearen

In skaaimerk fan de molekulen fan dit materiaal is it grutte molekulêre gewicht, dy't oerienkomt mei it neikommende wearde: M> 5 * 103. Ferbiningen mei in leger nivo fan dizze parameter (M = 500-5000), oantsjut as oligomers. By de lege-molekulêre gewicht ferbiningen is minder as 500. De folgjende soarten polymeric materiaal: syntetyske en natuerlik. Dy lêste meastentiids oantsjutten natuerlike rubber, suflete, wol, asbest, cellulose, en t. D. lykwols, de basis syntetyske polymearen besette romte karakter dat wurdt krigen troch it proses fan gemyske synteze fan ferbinings fan leech molekulêre nivo. Ôfhinklik fan de wize fan manufacturing hege-molekulêre materialen, binne ûnderskieden polymearen dy't of troch polycondensation, of troch addition reaksje.

polymerization

Dit proses is in feriening fan lege molekulêre gewicht komponinten yn it hege molekulêre gewicht te jaan lange keatlingen. De kwantiteit fan polymerization nivo - is it oantal "mer" yn de molekulen fan de gearstalling. Meast faak, de polymeric materialen befetsje fan tûzenden oan tsientûzenen ienheden. By de polymerization, de neikommende ferbiningen wurde faak brûkt: polyetyleen, polypropylene, polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, polystyrene, polybutadiene, en oaren.

polycondensation

Dit proses is in stap reaksje, dat is in gearsetting of in grut tal ferlykbere monomers, of in pear distinct groepen (A en B) yn polycondensors (macromolecule) mei simultane formaasje fan dizze by-produkten: methyl alkohol, koalstofdiokside, hydrogen chloride, ammoniak, wetter en et al. mei help fan de krigen polycondensation silicones, polysulfones, polycarbonates, aminoplasts, phenolics, polyesters, polyamides en oare polymeric materialen.

polyaddition

Under dit proses begripe de foarming fan polymearen yn meardere neist reaksjes fan monomeric komponinten dy't befetsje reaktive feriening limyt, de monomers fan unsaturated groepen (aktive fytst of dûbele Bond). Yn tsjinstelling ta de polycondensation, polyaddition reaksje fynt plak sûnder ôffier fan troch-produkten. De meast wichtige taak fan dizze technology leauwe curing epoksy Resins en polyurethanes ûntfangst.

klassifikaasje fan polymearen

Yn komposysje, alle polymear materialen wurde ûnderferdield yn anorganyske, biologyske en organometallic. De earste fan dy (silicate glês, suflete, asbest, keramyk, ensfh) net befetsje atomic koalstof. Se binne de basis fan aluminium okside, magnesium, silisium en al sa mear. D. Organic polymearen teffens de meast wiidweidige klasse, se befetsje carbon, wetterstof, stikstof, swevel, soerstof en halogen. Organometallic polymeric materialen - binne ferbiningen dy't gearstald út grutte keatlingen oars as dy neamd, en silisium atomen, aluminium, titanium en oare eleminten dy't kombinearre wurde kin mei biologyske Radicals. De aard fan sokke kombinaasjes net foarkomme. It is allinne syntetyske polymearen. Typyske fertsjintwurdigers fan dizze groep binne de ferbiningen oan siliconen grûn, dêr't wichtichste keatling is boud fan soerstof en silisium atomen.

Om krijen polymearen mei winske eigenskippen wurdt faak brûkt yn de keunst binne gjin "suvere" substânsje, en kombinaasjes dêrfan mei organysk of anorganyske komponinten. In goede foarbyld is it Polymer boumateriaal: metal-keunststoffen, glêstried, Polymer beton.

De opbou fan 'e polymearen

De nuverheden fan de eigenskippen fan dy materialen fanwege harren struktuer dy't, op syn bar, wurdt ûnderferdield yn de folgjende soarten: strekkende-fertakke, lineêre, de romtlike molekulêre groepen mei grutte en hiel spesifike geometryske struktueren en trep. Lit ús koarte tiid ûndersykje elk fan harren.

Polymeric materialen mei lineêr-fertakke struktuer as de rêchbonke molekulen hawwe kant tûken. Sokke polymearen befetsje polypropylene en polyisobutylene.

Materialen mei in liniearre opbou hawwe in lange zigzag of draaid yn in helix keten. Harren macromolecules primêr karakterisearre troch werhellingen fan lân yn ien strukturele ienheid of groep ienheden fan de gemyske keten. Polymearen mei lineêre struktuer karakterisearre troch de oanwêzigens fan ekstreem lange macromolecules mei in substansjeel ferskil yn it aard fan obligaasjes lâns de keten en tusken harren. Wy bedoel intermolecular en gemyske biningen. Macromolecules sa'n materiaal is hiel fleksibel. En dit pân is de basis fan 'e polymear keatlingen, dy't liedt ta kwalitatyf nije skaaimerken: hege elastisiteit, likegoed as de ôfwêzigens fan brittleness yn de genêzen steat.

En no't wy leare dat sokke polymeric materialen mei in romtlike struktuer. Dy stoffen foarmje troch de kombinaasje mei elkoar macromolecules sterke gemyske biningen yn de dwerse rjochting. It resultaat is in netto struktuer, dat hat in net-unifoarm romtlike raster ramt. Polymearen fan dit type hawwe in hegere waarmte ferset en rigidity as lineêre. Dy materialen binne de basis foar in soad net-metallysk konstruksje materialen.

Molekulen fan polymear materialen mei in ljedder organisaasjestruktuer fan in pear keatlingen dy't binne ferbûn troch in gemyske bond. Te tinken falt siliconen polymearen dy't karakterisearre troch ferhege rigidity, waarmte ferset, boppedat, se net ynteraksje mei biologyske solvents.

De faze gearstalling fan de polymearen

Dy materialen binne systemen dy't bestean út amorphous en kristallijn regio. De earste fan dizze helpt te ferminderjen stivens, makket elastisch polymear dat is by steat fan grutte deformations fan in Omkearregister natuer. De kristallijn faze draacht te fergrutsjen harren krêft, hurdens, elastisch Modulus, en oare parameters, wylst ferlytse de molekulêre Flexibilität stof. De ferhâlding fan it folume fan al dy gebieten oan de totale folume hjit de mjitte fan crystallization, wêrby't it maksimum nivo (80%) binne polypropylenes, fluoropolymers, hege tichtheid polyethylenes. In legere nivo de mjitte fan crystallization hawwe polyvinylchlorides, polyethylenes fan leech tichtheid.

Ofhinklik fan it gedrach fan polymeric materialen op ferwaarming, se kinne wurde ferdield yn thermosetting en thermoplastic.

thermosetting polymearen

Dy primêre materialen hawwe in liniearre struktuer. Wannear't ferwaarme, se verzachten, mar de struktuer feroarings yn de romtlike en it materiaal wurdt omset yn in solide as gefolch fan leakage yn gemyske reaksjes. Yn 'e takomst, dy kwaliteit wurdt hanthavene. Op dizze prinsipe polymeric gearstalde materialen. Har lettere ferwaarming net verzachten it materiaal, en mar liedt ta syn ôfbraak. Ready thermosetting mingsel net oplosse of smelten, dus it is ûnakseptabel foar recycling. By dit type materiaal befetsje epoksy silicones, phénol-formaldehyde en oare Resins.

thermoplastic polymearen

Dy materialen doe't ferwaarme, earst verzachten en dan smelten en de neifolgjende cooling solidifies. Thermoplastic polymearen doe't sokke ferwurkjen net ûndergean gemyske feroarings. Dat makket it proses folslein Omkearregister. Stoffen fan dit type binne rjochtlinich of fertakke liniearre opbou fan macromolecules, ûnder hokker der binne in lytse krêft, en der sit absolút gjin gemyske biningen. Te tinken falt polyetyleen, polyamide, polystyrene, en oaren. De technyk fan polymeric materialen lykas thermoplastic soarget foar harren meitsjen troch Molders yn wetter-koeling foarmen lofwirk, extrusion, klap lofwirk, en oare metoaden.

gemyske eigenskippen

De polymearen kinne hawwe neamd yn de folgjende betingsten: bêst, floeiber, amorphous, kristallijn faze, en tige elastisch, taaie trochstreaming en deformation glês. De wiidfersprate gebrûk fan polymeric materialen fanwege harren hege ferset tsjin ferskate corrosive media, lykas konsintrearre soeren en alkalis. Se binne net gefoelich foar elektrogemyske corrosie. Fierder mei tanimmende molekulêre gewicht materiaal is in delgong fan solubility yn organyske solvents. En polymearen having romtlike struktuer, it generaal net bleatsteld oan sein Fluids.

fysike eigenskippen

De measte polymearen binne isolatoaren, neist, se binne net-magnetic materialen. Fan alle brûkte strukturele materialen mar se hawwe de leechste termyske conductivity en maksimum waarmte kapasiteit, en termyske krimp (likernôch tweintich kear grutter as dy fan metaal). De reden foar it ferlies fan tightness fan ferskillende sealing gemeinten by lege temperatueren is it saneamde vitrification rubber, en ek in dramatyske ferskil tusken de coefficients fan útwreiding fan metaal en rubber yn vitrified steat.

meganyske eigenskippen

Polymeric materialen hawwe in breed oanbod fan meganyske eigenskippen dy't tige ôfhinklik fan harren struktuer. Ofsjoen fan dizze ynstelling, in grutte ynfloed op it meganyske eigenskippen fan it materiaal kin hawwe in ferskaat oan eksterne faktoaren. Dy binne ûnder oare :. Temperatur, frekwinsje, Duration, of rinte fan 'laden, it soarte fan beklamme steat, druk, natuer fan it miljeu, waarmte behanneling, ensfh It nuverheden fan de meganyske eigenskippen fan polymeric materialen is har relatyf hege krêft by tige leech stivens (lykas ferliking mei metalen).

De polymearen kinne wurde ferdield yn bêst, dy't oerienkomt mei it Modulus fan elasticiteit E = 1,10 GPA (fiber, film, keunststof), en sêft elastomeric materiaal, it elasticiteit Modulus is E = 1-10 MPa (rubber). En meganisme fan de ferneatiging fan beide binne oars.

Foar polymeric materialen karakterisearre troch in útsprutsen anisotropy fan de eigenskippen, likegoed as reduksje fan sterkte, creep ûntwikkeling jûn lang laden. Tagelyk sy hawwe in frij hege wjerstân tsjin wurgens. Yn ferliking mei metalen, se binne mear sterke ôfhinklikens fan de meganyske eigenskippen op de temperatuer. Ien fan de wichtichste skaaimerken fan polymeric materialen is in deformability (ductility). Neffens dizze parameter yn in breed skala fan temperatueren oannommen om evaluearje harren basis operasjonele en technologyske eigenskippen.

Polymeric materialen foar de ferdjipping

No, fine ien belichaming van de praktyske tapassing fan polymearen, disclosing alle mooglike berik fan dy materialen. Dy stoffen hawwe fûn breed programma yn 'e bou en reparaasje en finishing wurk, yn it bysûnder yn de beklaaiïng fan de ferdjippings. De grutte populariteit komt troch de skaaimerken fan de stoffen yn kwestje: se binne resistint foar Schuring, maloteploprovodny, hawwe min wetter absorption, sterk genôch en fêst, besitte hege kwaliteiten fan ferve. Meitsjen fan polymeric materialen kinne ûnderferdield wurde yn trije groepen: linoleum (roll), lekken produkten en mixtures apparaat screed. No lit ús koart sjoch by elk fan harren.

Linoleum produsearre troch ferskate soarten Fillers en polymearen. Harren komposysje kin ek plasticizers, ferwurkjen helpmiddels, en pigminten. Ofhinklik fan it soarte Polymer materiaal, ûnderskiede polyester (Gliphtal), polyvinyl chloride, rubber, kolloksilinovye en oare Coatings. Boppedat, se struktureel ûnderferdield yn baseless en mei sound-, isolearjende stichting unilamellar en multilamellar, mei glêde, corrugated en fleecy oerflak en single- en multi-kleur.

Tiling materialen makke basearre op polymeric components, hawwe tige leech abrasion ferset, gemyske ferset en duorsumens. Ofhinklik fan it soarte fan rauwe materiaal, dit type polymear produkten wurde ferdield yn kumaronopolivinilhloridnye coumarone, PVC, rubber, fenolitovye, bitumen tegels, likegoed as dieltsje bestjoer en fiberboard.

Materiaal foar screeds binne de meast handige en hygienysk te brûken, se hawwe hege krêft. Dy mixtures kinne wurde ferdield yn Polymer-, Polymer beton en polyvinyl acetate.