44)Пластмассами называют обширную группу органических ма

териалов, основу которых составляют искусственные или природ

ные высокомолекулярные соединения — полимеры, способные при

нагревании и давлении формоваться и устойчиво сохранять при

данную им форму. Главными компонентами пластмасс являются:

связующее вещество — полимер; наполнители в виде органиче

ских или минеральных порошков, волокон, нитей, тканей, листов;

пластификаторы; стабилизаторы, отвердители и красители.

§ 15. 1. Классификация пластмасс

• В основу классификации пластмасс положены их физико-

механические свойства, структура и отношение к нагреванию.

По физико-механическим свойствам все пластмассы разделяют на пластики и эластики.

Пластики бывают жесткие, полужесткие и мягкие. Жесткие пластики — твердые упругие материалы аморфной структуры с высоким модулем упругости (свыше 1000 МПа) и малым удлинением при разрыве, сохраняющие свою форму при внешних напряжениях в условиях нормальной или повышенной температуры. Полужесткие пластики — твердые упругие материалы кристаллической структуры со средним модулем упругости (выше 400 МПа), высоким относительным и остаточным удлинением при разрыве, причем остаточное удлинение обратимо и полностью исчезает при температуре плавления кристаллов. Мягкие пластики — мягкие и эластичные материалы с низким модулем упругости (не выше 20 МПа), высоким относительным удлинением и малым остаточным удлинением, причем обратимая деформация исчезает при нормальной температуре с замедленной скоростью.

Эластики — мягкие и эластичные материалы с низким модулем упругости (ниже 20 МПа), поддающиеся значительным деформациям при растяжении, причем вся деформация или большая ее часть исчезает при нормальной температуре с большой скоростью (практически мгновенно).

По строению полимерной цепи различают пластмассы карбо-цепные (цепь состоит только из атомов углерода) и гетероцепные (в состав цепи кроме углерода входят кислород, азот и другие элементы).

По структуре пластмассы делят на гомогенные (однородные) и гетерогенные (неоднородные). Структура пластмасс зависит от введения в нее наряду с полимером других компонентов. Последнее позволяет делить пластмассы на ненаполненные, газонаполненные, наполненные и составные. Ненаполненные пластмассы состоят из полимера, иногда из красителя, пластификатора и стабилизатора. В газонаполненные кроме указанных материалов входят также воздух или другой газ путем использования добавок газообразующих или воздухововлекающих веществ. В большинстве случаев для изготовления пластмассовых строительных материалов и изделий используют наполненные пластмассы, состоящие из полимера и наполнителя.

Наполнители бывают порошкообразные, волокнистые и слоистые. Порошкообразные наполнители — кварцевая мука, мел, барит, тальк — и органические (древесная мука) придают пластмассам ценные свойства (теплостойкость, кислотостойкость и т. д.), а также повышают твердость, увеличивают долговечность, снижая стоимость. Волокнистые наполнители — асбестовое, древесное и стеклянное волокно — широко используют в производстве пластмасс; они повышают прочность и снижают \ хрупкость, повышают теплостойкость и ударную вязкость пластмасс. Слоистые наполнители — бумага, хлопчатобумажная и стеклянная ткани, асбестовый картон, древесный шпон и другие — придают высокую прочность пластмассам. Например, асбестовый картон придает пластмассе не только высокую прочность, но и теплостойкость и кислотостойкость. Наполнители намного дешевле полимеров. Поэтому чем больше введено наполнителя, тем дешевле изделие из пластических масс.

Наряду с наполнителями в пластмассы вводят пластификате- f ры, красители, смазки, катализаторы и другие вещества. Для \ изготовления пористых пластических масс используют порообра-зователи.

Пластификаторы применяют для придания пластмассе боль шей пластичности при нормальной температуре, облегчают пере работку их, снижая температуру перехода полимера в вязкоте кучее состояние (например, глицерин, диокрилфталат). Количе ство пластификатора в пластмассе может достигать 30...50% о массы полимера. Они должны быть химически инертными, мало летучими и нетоксичными веществами.

В производстве полимеров и пластмасс применяют стабилизаторы и отвердители; первые способствуют сохранению свойств пластмасс во времени, а вторые сокращают время отверждения пластмасс, что важно в технологии производства изделий.

Красители применяют для придания пластмассам определенного цвета. Они должны быть стойкими во времени, не должны выцветать под действием света и т. д. В качестве красителей используют как органические (нигрозин, пигмент желтый, хри-зоидин и др.), так и минеральные пигменты (охра, мумия, сурик, белила, оксид хрома, ультрамарин и др.).

Катализаторы вводят для сокращения времени отверждения пластмасс, например для фенолоформальдегидного полимера ускорителем являются известь и уротропин.

Смазывающие материалы применяют для предотвращения прилипания пластмасс к формам, в которых изготовляют изделия. В качестве смазки используют стеарин, олеиновую кислоту и др.

По отношению к нагреванию пластмассы делят на термопластичные и термореактивные.

Термопластичные материалы (полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол и др.) при нагревании размягчаются и приобретают пластичность, а при охлаждении отвердевают. Из этих материалов можно отливать, вытягивать и штамповать различные изделия. Недостатком этих пластмасс являются незначительная прочность и теплостойкость.

Термореактивные материалы (реактопласты) при нагревании переходят в неплавкое, нерастворимое твердое состояние и безвозвратно утрачивают свойства плавиться. Эти материалы обладают повышенной теплостойкостью. К ним относятся аминопла-сты и пластмассы на основе полиэфирных и эпоксидных смол.

45)

48)Все строительные теплоизоляционные материалы можно условно разделить на несколько категорий в зависимости от сырья, из которого они изготавливаются. К наиболее распространенным относятся строительные утеплители из волокон минерального происхождения, к которым относятся стекловата и минвата с фольгой.

Стекловолокно и минвата

Самыми распространенными строительными материалами являются минвата и стекловолокно. Довольно схожие по технологии изготовления, стекловата и минвата чаще всего находят применение в строительной отрасли, для теплоизоляции стен и перекрытий.

Минвата (или каменная вата) представляет собой волокнистый материал, производимый на основе базальтовых минералов. Стекловолокно это минеральное волокно, которое изготавливается из песка, известняка, доломита, бура и соды.

Среди наиболее ценных характеристик минваты – ее, как огнеупорного теплоизоляционного материала. Стекловолокно ценится за прочность и упругость. Но, не смотря на свои полезные свойства, эти теплоизоляционные материалы имеют и существенные недостатки. И стекловата, и минвата относятся к токсичным и канцерогенным строительными утеплителями. Для предохранения дыхательных путей, легких, глаз и кожных покровов монтаж стекловолокна производится строго в защитной спецодежде. В связи с вредным воздействием на здоровье человека неоднократно высказывались предложения запретить использовать в качестве теплоизоляции минвату, а также схожих по составу и свойству с минватой теплоизоляционных материалов.

Пеностекло

Вспененное стекло, или пеностекло относится к категории высококачественных, но довольно дорогих материалов. Его получают из измельченного в порошок силикатного стекла путем смешивания данного сырья с углеводородом при сверхвысоких температурах. В результате материал пениться, а по мере остывания приобретает очень высокую плотность.

По своим характеристикам пеностекло во многом превосходит не только стекловолокно и минвату, но и многие другие теплоизоляционные материалы. Этот материал используемый при теплоизоляции стен для перекрытий в деревянномЮ кирпичном и панельном домах отличается повышенной механической прочностью. Вспененное стекло совершенно не подвержено горению, водонепроницаемо, его химический состав делает невозможным повреждения материала грызунами, наконец, пеностекло обладает практически неограниченным сроком эксплуатации.

Однако главная причина «непопулярности» этого вида строительного материала заключается в слишком высокой себестоимости и технологической сложности производства.

Вспученный перлит

Вспученный перлит нашел применение в строительстве в качестве теплоизоляционного материала, значительно повышающего изоляционные свойства зданий. Вспученный перлит входит в состав красок, штукатурок, материал применяется и для изготовления наполнителей линолеума и строительных смесей.

Производится данный утеплитель из перлита – стекла вулканического происхождения – и представляет собой легкий сыпучий материал с высокими показателями огнестойкости, отличающийся низкой теплопроводностью и повышенной способностью впитывать жидкости.

К недостаткам вспученного перлита можно отнести его вредное воздействие на дыхательные пути и слизистую оболочку глаз, работать с мелким перлитовым песком рекомендуется строго в респираторе, нужно также следить за тем, чтобы перлитовая пыль не попадала в глаза.

Вермикулит

Вермикулит, в качестве строительного утеплителя, в некоторых сферах заменяющий перлит, относится к веществам минерального происхождения. Широкое применение вермикулит нашел во второй половине ХХ века. Из него производят звукопоглощающие и теплоизоляционные материалы.

Вермикулит обладает повышенной огнестойкостью и прекрасными водопоглощающими характеристиками, этот материал невосприимчив к воздействию кислотно-щелочных сред и отличается долговечностью. Вермикулит отлично подходит для теплоизоляции стен.

Экструдированный пенополистирол

Экструдированный пенополистирол был изобретен в Америке в начале Второй мировой войны. До сих пор он успешно применяется в строительной сфере в качестве отделочного материала. Недостаток экструдированного пенополистирола в качестве материала для теплоизоляции является его горючесть.

Данный материал разделяют на две группы горючести. К группе горючести «Г3» относится пенополистирол, наиболее стойкий к воздействию огня. А к группе «Г4» относят пенополистирол, в большей степени подверженный горению. При этом при сгорании данный материал выделяет токсичные продукты, что оказывает вредное воздействие на здоровье человека.

49-50) Органические теплоизоляционные материалы

Опилки, стружки — применяют в сухом виде с пропиткой в конструкции известью, гипсом, цементом.

Войлок строительный изготовляют из грубой шерсти. Выпускают его в виде пропитанных антисептиком полотнищ длиной 1000—2000 мм, шириной 500—2000 мм и толщиной 10-12 мм.

Камышит выпускают в виде плит толщиной от 30-100 мм, получаемых путём проволочного скрепления через 12-15 см рядов прессованного камыша.

Целлюлозный утеплитель на 80 % состоит из обработанной целлюлозы (древесное волокно), на 12 % — из антипиренов (борная кислота), и на 8 % — из антисептика (бура). Все составляющие материала являются нетоксичными, нелетучими, безвредными для человека природными компонентами.

[править]Неорганические теплоизоляционные материалы

Минеральная вата — спутанное волокно (диаметром 5-12 мкм), получаемое из расплавленной массы горных пород или шлаков либо в процессе распыления её тонкой струи паром под давлением. Минеральную вату используют в качестве теплоизоляции поверхностей с температурой от −200 °C до +600 °C.

Стеклянная вата — спутанное волокно, получаемое из расплавленного стекла. Её используют для приготовления теплоизоляционных изделий (матов, плит) и теплоизоляции поверхностей.

Пеностекло — пористый лёгкий материал, получаемый путём спекания смеси стекольного порошка с газообразователями (известняком, каменным углём). Изготавливают его с открытыми и закрытыми порами. Плиты из пеностекла применяют для теплоизоляции стен, покрытий, перекрытий, утепления полов.

Коэффициент теплопроводности современного пеностекла сопоставим с пенопластами: от 0,042 Вт/(м*К) при средней плотности от 100 до 200 кг/м³. Температура применения: −180 до +480 (нижний предел обусловлен конденсацией газовой фазы в ячейках пеностекла, верхний — началом размягчения стеклянной матрицы).

Наиболее качественным считается пеностекло с мелкими закрытыми порами одинакового размера.

Пеноизол — универсальный утеплитель, который относится к новому поколению карбомидных теплоизоляционных пенопластов, имеет высокие теплоудерживающие способности, низкую объёмную плотность, стойкость к действию микроорганизмов и грызунов.

51) К теплоизоляционным относят материалы с низкой теплопроводностью, предназначенные для тепловой изоляции строительных конструкций, промышленного оборудования и трубопроводов. Использование материалов с низкой теплопроводностью в ограждающих конструкциях, например в крупнопанельных жилых зданиях, дает возможность снизить расход стали в 1,5—2 раза и в 3—4 раза расход цемента по сравнению с конструкциями без тепловой изоляции.

Изоляция тепловых агрегатов, технологической аппаратуры и трубопроводов при строительстве тепловых электростанций приводит к сокращению в 20—25 раз тепловых потерь. Рациональное использование 1 т теплоизоляционных материалов дает возможность экономить до 200 т топлива (в условном исчислении) в год.

По виду исходного сырья теплоизоляционные материалы бывают неорганическими и органическими. Их применяют в виде рыхлых и сыпучих, рулонных и шнуровых, а также штучных изделий волокнистой, ячеистой и зернистой структуры.

52) Пигменты — это тонко измельченные цветные порошки, не растворимые в воде и органических растворителях, но способные равномерно смешиваться с ними, передавая красочному составу свой цвет.

Белые пигменты. К ним относят мел, воздушную строительную известь. Мел используют в виде тонко измельченного порошка, из которого приготавливают различные водоразбавляемые (водные) красочные составы, грунтовки, шпатлёвки и пасты.

Известь воздушную строительную используют в качестве пигмента и связующего материала для приготовления красочных составов, шпатлёвок и мастик.

Чёрные пигменты. К ним относят сажу газовую канальную, двуокись марганца, чернь.

Сажа газовая канальная образуется при сжигании различных масел, нефти, смолы при ограниченном доступе воздуха. Используют её для приготовления неводных красочных составов.

Двуокись марганца встречается в природе в виде минерала и пиролюзита. Используют её для приготовления водных и неводных красочных составов.

Чернь получают при прокаливании без доступа воздуха ореховой скорлупы, древесины, торфа.

Серые пигменты. К ним относят графит и цинковую пыль.

Графит — природный материал серовато-чёрного цвета с жирным металлическим блеском. Его используют для приготовления красочных составов и натирки поверхности железных предметов, подвергающихся нагреванию, отчего она получает вид полированной.

Цинковая пыль — механическая смесь окиси цинка с металлическим цинком. Её используют для приготовления неводных красочных составов.

Красные пигменты. К ним относят сурик железный сухой, мумию природную и искус.

Сурик железный сухой получают из железной руды, содержащей окись железа. Это очень прочный пигмент с высокими антикоррозионными свойствами и светостойкостью. Выпускают его в виде тонко измельченного порошка кирпично-красного цвета и используют для приготовления клеевых составов, эмалей и масляных красок.

Мумия природная — тонко измельченная глина, окрашенная окислами железа в коричнево-красный цвет различных оттенков. Используют для приготовления водных и неводных красочных составов.

Мумия искусственная — тонко измельченный порошок керамического изделия ярко-красного цвета.

Жёлтые пигменты. К ним относят охру сухую, крон свинцовый сухой и сиену природную.

Охру сухую получают из глины, окрашенной окислами железа. Используют для приготовления всех видов красок, применяемых при окрашивании деревянных и металлических поверхностей.

Сиену природную получают из глины, содержащей большое количество окиси железа (70 %) и кремнезёма.

Зелёные, синие, коричневые и др. пигменты.