Находясь в высокоэластичном

состоянии полимер способен сильно деформироваться при дейст­вии сравнительно слабых внешних сил. Полимеры с низкой темпера­турой стеклования (полиэтилен, каучуки и некоторые каучукоподоб- ные материалы) сохраняют свою эластичность даже при сильных мо­розах.

Текучесть линейных полимеров появляется при достижении тем­пературы 200-300°С, когда тепловое движение достаточно для пре­одоления относительно слабых связей между цепями, приоб­ретающих способность к диффузионному перемещению.

Полимеризациониые полимеры. Полиэтилен (-СН ₂-СН2 -)п по­лучают путем полимеризации этилена. Полиэтилен представляет со­бой твердый белый роговидный продукт. Его выпускают в виде гра­нул размером 3-5 мм или в виде белого порошка.

Технические свойства полиэтилена зависят от молекулярной мас­сы, разветвленности цепи и степени кристалличности. Полиэтилен один из самых легких полимеров - его плотность меньше плотности воды (0, 92-0, 97 г/см³). В сочетании с высоким пределом прочности

при растяжении (12-32 МПа) это дает высокий коэффициент конст­
руктивного качества. Высокие прочностные свойства полиэтилена благоприятно сочетаются с незначительным водопоглощением (0, 03- 0, 04%), высокой химической стойкостью и морозостойкостью. Сле­дует учитывать особенности полиэтилена, свойственные всем линей­ным полимерам: сравнительно низкий модуль упругости (150-800 МПа), малую твердость, ограниченную теплостойкость (108-130°С), большой коэффициент теплового расширения.

Полиэтилен применяют для изготовления гидроизоляционных ма­териалов, труб, предметов санитарно-технического оборудования.

Поливинилхлорид (ПВХ) является продуктом полимеризации ви- нилхлорида. Мономер (СНз = СНС1) в нормальных условиях пред­ставляет собой бесцветный газ, обладающий эфирным запахом. Ви- нилхлорид (хлорвинил) получают из ацетилена или из дихлорэтана.

Высокие механические свойства поливинилхлорида определили главные области его применения в строительстве. Этот полимер ис­пользуют в основном для производства разнообразных материалов для чистых полов: однослойного безосновного линолеума, ли- нолеумов на тканевой и тепловой основах, многослойных линолеу- мов, плиток для полов. Из поливинилхлорида изготовляют гидро­изоляционные и отделочные декоративные материалы. Ценным свой­ством поливинилхлорида является стойкость к действию кислот, ще­лочей, спирта, бензина, смазочных масел. Поэтому его широко при­меняют для производства труб, используемых в системах водоснаб­жения, канализации и технологических трубопроводов. Из него изго­товляют плинтуса, поручни, ячеистые теплоизоляционные материа­лы.

Недостатками поливинилхлорида является резкое понижение прочности при повышении температуры, а также ползучесть при дли­тельном действии нагрузки.

Перхлорвинил получают хлорированием поливинилхлорида в хлорбензоле до содержания 60 -80% хлора. Перхлорвиниловые сос­тавы хорошо зарекомендовали себя в качестве фасадных красок. Ус­тойчивость перхлорвинила к агрессивным средам (кислотам, щело­чам и др.) благоприятствует их долговечности. Температура размяг­чения перхлорвинила 85-100°С.

Полистирол является одним из наиболее применяемых поли­меров. Его получают путем полимеризации мономера - стирола С₆Н₅СН = СН₂. Стирол (винилбензол) получают из этилена и бензола. В противоположность мономеру полистирол лишен запаха и вкуса, физиологически безвреден. При обычной температуре полистирол представляет собой твердый прозрачный материал, похожий на стек­ло, пропускающий до 90% видимой части спектра. Выпускают поли­стирол в виде гранул (6-10 мм), мелкого и крупнозернистого порош­ка, а также в виде бисера (при суспензионном методе производства) с влажностью до 0, 2%.

Обладая высокими механическими свойствами (R_p = 35-60 Па, Е_сж = 80-110 МПа), полистирол водостоек, хорошо сопротивляется действию концентрированных кислот (кроме азотной и ледяной ук­сусной кислот), противостоит растворам щелочей (с концентрацией до 40%). В силу этих свойств полистирольные облицовочные плитки долговечны, их применяют (взамен керамических плиток) для обли­цовки стен ванных комнат, санузлов, кухонь, лабораторных помеще­ний и т.п. Однако полистирольные пленки уступают полиэтиленовым и поливинилхлоридным пленкам, они более хрупки. К недостаткам полистирола, ограничивающим его применение, относятся: невысо­кая теплостойкость, хрупкость, проявляющаяся при ударной нагруз­ке.

Полимегтьтетакрилат, называемый также органическим стек­лом, является продуктом полимеризации метилового эфира метакри- ловой кислоты. Метилметакрилат синтезируют в виде бесцветной прозрачности жидкости, подвергая сложной химической переработке исходные сырьевые продукты (нефтяные углеводороды, природный газ и др.).

Особенностью органического стекла является его исключительная прозрачность, бесцветность, способность пропускать ультрафиолето­вые лучи, светостойкость и атмосферостойкость. Органическое стек­ло пропускает 73, 5% ультрафиолетовых лучей, обычное силикатное - лишь 0, 6%, зеркальное силикатное - 3%, а кварцевое стекло - 100%. Поэтому органическое стекло применяют для остекления окон боль­ниц, витрин, теплиц, парников, фонарей производственных помеще­ний, декоративных ограждений и т.п. При температуре выше 90°С полимер становится эластичным и хорошо формуется. Полиметилме- такрилат легко обрабатывается резанием, шлифовкой. Техническое органическое стекло имеет высокую прочность: при сжатии 120- 140 МПа. Ударная вязкость органического стекла почти не снижается в интервале температур от 60 до 183°С. Однако недостаточная абра- зивостойкость и теплостойкость (80°С) ограничивают применение органического стекла. Этот полимер не стоек в растворах кислот и щелочей, легко растворяется в органических растворителях (ацетон и т.п.), при соНрйкоевоЁёНии с огнем горит ярким пламенем.

Поливииилаиетат получают в результате полимеризации винил- ацетата (сложного эфира уксусной кислоты и винилового спирта).

Поливинилацетатные смолы бесцветны, эластичны, светостойки, хорошо прилипают к поверхности различных материалов. Поэтому их используют для изготовления эмульсионных красок, клеев, мас­тик. Водные дисперсии полимера применяют для устройства бесшов­ных полов, а также вводят в цементные бетоны и растворы с целью увеличения их водонепроницаемости и химической стойкости.

Полиизобутилен (-СН₂ -С(СН₃)₂-)п- продукт полимеризации

изобутилена СН₂ = С(СН₃)₂, получаемого из продуктов переработки нефти. Полимер представляет собой эластичный каучукоподобный материал. В отличие от каучуков полиизобутилен не способен к ре­акции вулканизации (" сшивке" молекул). Он легок, как и полиэтилен, но значительно эластичнее. Полиизобутилен способен выдержать от­носительное удлинение 1000-2000%. Он водостоек, на него не дейст­вуют кислоты, щелочи. Высокая морозостойкость обусловлена низ­кой температурой стеклования (-75°С). Полиизобутилен в сочетании с наполнителями (сажей, графитом, тальком) применяют в разнооб­разных герметизующих материалах, служащих для уплотнения гори­зонтальных и вертикальных швов в панельных зданиях. Из него изго­товляют липкие ленты, линолеумные клеи, гидроизоляционные мате­риалы. Полиизобутилен хорошо совмещается с битумом, повышая его эластичность на ходу.

Индено-кумароновый полимер получают в результате полимериза­ции ароматических соединений: кумарона, индена, стирола и их го­мологов, находящихся в сыром бензоле и фенольной фракции камен­ноугольного депя. Полимер применяют для лаков, из него изготов­ляют плитки для пола.

Поликонденсационные полимеры. Феноло-альдегидные полиме­ры получают в результате реакции поликонденсации фенолов (фе­нола, резорцина, крезола и др.) с альдегидами (формальдегидом, фурфуролом, лигнином и т.п.). Феноло-формальдегидный полимер первый получил широкое применение в технике.

Свойства и характер получаемого продукта реакции поликон­денсации фенола с альдегидами определяют химическое строение реагирующих молекул, их молярное соотношение и кислотность ре­акционной среды. В зависимости от этих факторов получают либо термопластичные (новолачные), либо термореактивные (резольные) полимеры.

Новолачные (новолаки) полимеры с линейным строением молекул и термопластичными свойствами получают при избытке фенола и конденсации в кислой среде.

Резолъные термореактивные полимеры с трехмерным строением молекул образуются при избытке формальдегида и конденсации в щелочной среде.

Феноло-формапъдегидные полимеры хорошо совмещаются с на­полнителями - древесной стружкой, бумагой, тканью, стеклянным волокном, при этом получаются пластики более прочные и менее хрупкие, чем сами полимеры. Поэтому феноло-формальдегидные по­лимеры широко применяют в качестве связующего при изготовлении древесностружечных плит, бумажнослоистых пластиков, стеклопла­стиков и разнообразных изделий из минеральной ваты. Эти же поли­меры используют для получения клеев, бакелитного лака, водостой­кой фанеры, Из твердых резольных полимеров приготовляют пресс- порошки и фаолит, из которых производят трубы, листы, плитки и электротехнические изделия (здесь используются высокие диэлек­трические свойства полимера). Широкому распространению феноло- формальдегидных полимеров в технике способствует их относитель­ная дешевизна.

Карбамидные (мочевино-формалъдегидные) или амино-формаль- дегидные полимеры изготовляют из мочевины и формальдегида. Кар­бамидные полимеры бесцветны, хорошо окрашиваются в различные цвета. Эти полимеры сравнительно дешевы, применяют их для изго­товления теплоизоляционных материалов (ячеистых пластмасс и со- топластов), слоистых и волокнистых пластиков и клеев.

Кремнийорганические полимеры представляют собой особую группу полимеров. Особенностью строения макромолекулы поли­мера является наличие кремнийкислородной (силоксановой) связи, как указывалось выше.

В кремнийорганическом полимере молекулы построены из крем­неземистого скелета с органическими ответвлениями (радикалами). Поэтому такой полимер выгодно сочетает лучшие свойства силикат­ных материалов (высокую теплостойкость) и обычных синтетических полимеров (эластичность и др.) Кремнийорганические полимеры по­лучают из низкомолекулярных кремнийорганических соединений - алкил (арил) хлорсиланов и др

Низкомолекулярные кремнийорганические полимеры в виде жидкостей (Ко 136-41) используют в качестве водоотталкивающих фасадных красок; эти же жидкости добавляют в бетон с целью при­дания ему гидрофобных свойств.

Высокомолекулярные полимеры линейной структуры являются синтетическими каучуками, которые применяют в виде различных герметизующих и изоляционных паст и клеев.

Высокомолекулярные полимеры сшитой структуры обладают же­сткостью и теплостойкостью более 400°С. На их основе изготовляют жароупорные лаки и эмали, используют в производстве пенопластов и клеев, а в виде связующих и пропитанных составов - при изготов­лении слоистых и волокнистых пластиков.

Эпоксидные полимеры получили свое название в виду наличия в

= С-С =

их молекуле эпоксидной группы. Основным сырьем для

О

эпоксидных полимеров является эпихлоргидрин, получаемый из глицерина и пропилена. В большинстве случаев эти полимеры пред­ставляют собой жидкости различной вязкости.

Эпоксидные смолы характеризуются высокой химической стой­костью, за исключением сильных окислителей и влажного хлора. Материалы на их основе (клеи, краски, мастихи, растворы и бетоны) отличаются высокой прочностью и универсальной клеящей способ­ностью к бетону, металлу, керамике, дереву, стеклу и др. Эти заме­чательные свойства у них сочетаются с относительно высокой теп­лостойкостью (100-150°С).

Полиэфиры - это группа полимеров, получаемых в результате по­ликонденсации многоосновных кислот со спиртами. Широкое при­менение получил, например, глифталевый полимер. Распространен­ность сырья и относительная дешевизна позволяет применять поли­эфирные полимеры для изготовления стеклопластиков, свегопрозрач­ных и цветных покрытий, санитарно-технических изделий, клеев, фа­садных красок и лаков. Полиэфирные полимеры стойки к влажному хлору и концентрированным растворам окисляющих кислот, разру­шающим фурановые и эпоксидные полимеры. Однако при длитель­ном воздействии воды прочность полиэфирного полимера понижается (до 40%), уменьшается и его адгезионная способность.

Полиамидные полимеры, получаемые в результате реакции по­ликонденсации двухосновных кислот и диаминов, сходны с поли­эфирными. Их применяют, например, в виде влагоизолирующих пле­нок.

Полиуретаны готовят из изоцианатов и многоатомных спиртов, содержащих две и более гидроксильные группы. Линейные полиуре­таны применяют для изготовления волокон, пленок, листовых мате­риалов, которые выдерживают высокую влажность и температуру до 110°С.

Полиуретановые каучуки синтезируют из диизоцианитов и по­лиэфиров, причем в зависимости от вида полиэфира получают мягкие эластичные и жесткие материалы, а из них прекрасные звуко- и теп­лоизоляционные пластмассы,

Полимеры, получаемые путем модификации природных высо­комолекулярных веществ (целлюлозы и белков), имеют определенное значение для строительства. Из ацетилцеллюлозы вырабатывают прочные и водостойкие лаки для окрашивания древесины и металла.

Синтетические каучуки являются продуктами полимеризации и сополимеризации ненасыщенных углеводородов. Для получения син­тетических каучуков в качестве мономеров применяют: изопрен, бу­тадиен (дивинил), хлорпрен, изобутилен и др.

В зависимости от исходных мономеров выпускают много­численные разновидности каучуков: изопреновый, бутадиеновый, хлорпреновый, бутадиен-стирольный и др.

Синтетические каучуки применяют для изготовления клеев и мас­тик (служат для приклеивания линолеума, плиток пола и т.п.). Каучу­ки необходимы в производстве разнообразных герметизирующих ма­териалов. В качестве компонентов герметиков широко используют бутилкаучуки и хлорпреновые каучуки. Синтетические каучуки слу­жат также для модификации других полимеров с целью придания им упругих свойств.

Резина представляет собой вулканизированный каучук и обычно содержит наполнители (сажу, мел и др.). Вулканизация каучука - это процесс, при котором в результате взаимодействия каучука с серой или другими веществами (либо под влиянием радиации) образуется значительное число новых связей между цепями (цепи " сшиваются"), что приводит к повышению жесткости и теплостойкости, снижению растворимости и набухания в органических растворителях.

Резину используют в качестве материала для чистых полов, отхо­ды резины (в виде дробленой отработанной резины - резиновой
крошки) являются компонентом битумнорезиновых материалов (бри- зола, битумнорезиновой мастики и др.).