Teknoloġija plastiks, it-tipi, il-produzzjoni u l-użu

Materjali polimeriċi - a komposti għolja kimika molekulari li jikkonsistu minn bosta monomeri malomolekulyarnyh (unitajiet) tal-istess struttura. Spiss il-polimeri huma użati għall-manifattura tal-komponenti monomeru li ġejjin: etilene, klorur tal-vinil, vinildenhlorid, aċetat tal-vinil, propilene, methylmethacrylate, tetrafluworoetilin, stirene, urea, melamina, formaldehyde, fenol. F'dan l-artikolu ser jiddiskuti fid-dettall liema materjali polimeriċi, kif ukoll kimika tagħhom u l-proprjetajiet fiżiċi, il-klassifikazzjoni u t-tipi.

tipi ta 'polimeri

Karatteristika tal-molekuli ta 'dan il-materjal huwa l-kbir piż molekulari, li jikkorrispondi għall-valur li ġej: M> 5 * 103. Komposti b'livell aktar baxx ta 'dan il-parametru (M = 500-5000), imsejħa oligomeri. Fl-komposti piż baxx molekulari huwa inqas minn 500. It-tipi ta 'materjali polimeriċi li ġejjin: sintetiċi u naturali. L-aħħar is-soltu msejħa lastiku naturali, majka, suf, asbestos, ċelluloża, ut. D. Madankollu, il-polimeri sintetiċi bażiċi jokkupaw karattru spazju li hu miksub mill-proċess ta 'sinteżi kimika ta' komposti ta 'livell molekulari baxx. Jiddependi fuq il-metodu ta 'manifattura materjali ta' molekulari, huma polimeri distinti li huma jew bil- polikondensazzjoni, jew minn reazzjoni żieda.

polimerizzazzjoni

Dan il-proċess hija assoċjazzjoni ta 'komponenti b'piż molekolari baxx fil-piż molekulari għoli li jagħti ktajjen twal. Il-kwantità ta 'livell polimerizzazzjoni - huwa n-numru ta' "mer" fil-molekuli tal-kompożizzjoni. Ħafna drabi, il-materjali polimeriċi fihom minn eluf għal għexieren ta 'eluf ta' unitajiet. Mill-polimerizzazzjoni, il-komposti li ġejjin huma spiss użati: polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, polisterin, Polybutadiene, u oħrajn.

polikondensazzjoni

Dan il-proċess huwa rispons pass, li huwa kompost jew numru kbir ta 'monomeri simili, jew par ta' gruppi distinti (A u B) fil polycondensors (makromolekola) ma formazzjoni simultanja ta 'dawn il-prodotti sekondarji: alkoħol metil, dijossidu tal-karbonju, klorur idroġenu, ammonja, ilma u et al. Uża l-silikoni polikondensazzjoni miksuba, polysulfones, polikarbonati, aminoplasts, phenolics, poliesteri, poliamidi u materjali polimeriċi oħra.

poliaddizzjoni

Taħt dan il-proċess jifhmu l-formazzjoni ta 'polimeri reazzjonijiet żieda multipli ta' komponenti monomeriċi li fihom limitu assoċjazzjoni reattiva, il-monomeri ta 'gruppi mhux saturati (ċikli attivi jew bonds doppji). B'kuntrast mal-polikondensazzjoni, reazzjoni poliaddizzjoni sseħħ mingħajr kwittanza ta 'prodotti sekondarji. Il-kompitu l-aktar importanti ta 'din it-teknoloġija jemmnu tqaddid reżini epossidiċi u poliuretani akkoljenza.

klassifikazzjoni ta 'polimeri

Fil-kompożizzjoni, materjal kollu polimeru huma maqsuma inorganiċi, organiċi u organometalliċi. L-ewwel minn dawn (ħġieġ silikat, majka, asbestos, ċeramika, eċċ) Ma fihom karbonju atomika. Dawn huma l-bażi ta 'ossidu tal-aluminju, manjesju, silikon u simili. Polimeri D. organiċi tinkludi l-klassi l-aktar estensiva, fihom f'karbonju, idroġenu, nitroġenu, kubrit, ossiġnu u aloġenu. Materjali polimeriċi organometalliċi - huma komposti li huma komposti minn ktajjen ewlenin minbarra dawk elenkati, u atomi silikon, aluminju, titanju u elementi oħra li jistgħu jiġu kkombinati ma 'radikali organiċi. In-natura ta 'tali kombinazzjonijiet ma jseħħux. Huwa polimeri biss sintetiċi. rappreżentanti tipiċi ta 'dan il-grupp huma l-komposti fuq bażi silikon, li katina prinċipali hija mibnija minn atomi ta' ossiġenu u tas-silikon.

Biex tikseb polimeri bi proprjetajiet mixtieqa spiss jintuża fl-arti mhumiex "puri" sustanza, u kombinazzjonijiet tagħhom b'komponenti organiċi jew inorganiċi. Eżempju tajjeb huwa l-materjali tal-bini polimer:-metall plastik, fibreglass, konkrit polimeru.

L-istruttura tal-polimeri

Il-partikolarità tal-proprjetajiet ta 'dawn il-materjali minħabba l-istruttura tagħhom li, imbagħad, huwa maqsum-tipi li ġejjin: lineari-friegħi, lineari, il-gruppi molekulari spazjali bi strutturi ġeometriċi kbar u speċifiċi ħafna u taraġ. Ejjew qosor teżamina kull wieħed minnhom.

Materjali polimeriċi bi struttura branched lineari mill-molekuli sinsla jkollhom fergħat laterali. Tali polimeri jinkludu polypropylene u poliisobutilene.

Materjali bi struttura lineari jkollhom żigżag twil jew mibrumin fis katina spirali. Makromolekuli tagħhom primarjament kkaratterizzat minn repetizzjonijiet ta 'art fl-unità strutturali waħda jew grupp ta' unitajiet tal-katina kimika. Polimeri bi struttura lineari kkaratterizzat mill-preżenza ta 'makromolekuli estremament twal b'differenza sostanzjali fin-natura ta' bonds tul il-katina u bejniethom. Rridu nfissru bonds intermolecular u kimiċi. Makromolekuli materjal bħal dan huwa flessibbli ħafna. U din il-proprjetà hija l-bażi tal-ktajjen polimeru, li twassal għal karatteristiċi kwalitattivament ġodda: elastiċità għolja, kif ukoll l-assenza ta 'fraġilità fl-istat vulkanizzat.

U issa qed jitgħallmu li dawn il-materjali polimeriċi bi struttura spazjali. Dawn is-sustanzi jiffurmaw billi tikkombina għal kull makromolekuli oħrajn bonds kimiċi qawwija fid-direzzjoni trasversali. Ir-riżultat huwa struttura nett, li għandha qafas mhux uniformi grid spazjali. Polimeri ta 'dan it-tip għandhom reżistenza tas-sħana ogħla u riġidità minn lineari. Dawn il-materjali huma l-bażi għal ħafna materjali tal-kostruzzjoni mhux metalliċi.

Molekuli ta 'materjal polimeriku bi struttura sellum magħmula minn par ta' ktajjen li huma konnessi permezz ta 'bond kimiċi. Dawn jinkludu polimeri silikon li huma karatterizzati minn żieda riġidità, reżistenza tas-sħana, barra minn hekk, huma ma jinteraġixxu ma 'solventi organiċi.

Il-kompożizzjoni tal-fażi tal-polimeri

Dawn il-materjali huma sistemi li jikkonsistu minn reġjuni amorfu u kristallin. L-ewwel minn dawn jgħin biex jitnaqqas ebusija, jagħmel polimeru elastika li huwa kapaċi ta 'deformazzjonijiet kbar ta' natura riversibbli. Il-fażi kristallina jikkontribwixxi biex tiżdied is-saħħa tagħhom, ebusija, modulus elastiċi, u parametri oħra, filwaqt li timminimizza-sustanza flessibilità molekulari. Il-proporzjon tal-volum ta 'dawn l-oqsma kollha tal-volum totali huwa msejjaħ il-grad ta' kristallizzazzjoni, li fih il-livell massimu (80%) huma polypropylenes, fluworopolimeri, polyethylenes densità għolja. Livell aktar baxx il-grad ta 'kristallizzazzjoni jkollhom polyvinylchlorides, polyethylenes ta' densità baxxa.

Jiddependi fuq l-imġiba ta 'materjali polimeriċi fuq tisħin, dawn jistgħu jinqasmu termatikament u termoplastiku.

polimeri termatikament

Dawn il-materjali primarji għandhom struttura lineari. Meta msaħħan, irattab, iżda l-bidliet istruttura fil-spazjali u l-materjal jiġi kkonvertit solidu bħala riżultat ta 'tnixxija reazzjonijiet kimiċi. Fil-futur, din il-kwalità tinżamm. Fuq dan il-prinċipju polimeriċi materjali komposti. tisħin sussegwenti tagħhom ma irattab il-materjal, u biss twassal għad-degradazzjoni tagħha. taħlita termatikament lest ma tinħallx jew jdub, u għalhekk huwa inaċċettabbli għar-riċiklaġġ. Permezz ta 'dan it-tip ta' materjal jinkludu silikoni epoxy, fenol formaldehyde u reżini oħra.

polimeri termoplastiku

Dawn il-materjali meta msaħħna, l-ewwel irattab u mbagħad dewweb u jagħqad tkessiħ sussegwenti. polimeri termoplastiċi meta dan l-ipproċessar ma jsirilhom tibdil kimiċi. Dan jagħmel il-proċess kompletament riversibbli. Sustanzi ta 'dan it-tip huma struttura lineari lineari jew ramifikata minn makromolekuli, li fosthom hemm forza żgħar, u m'hemm l-ebda bonds kimiċi. Dawn jinkludu polietilene, poliamide, polisterin, u oħrajn. It-teknoloġija ta 'materjali polimeriċi bħal termoplastiku jipprovdi għall-manifattura tagħhom b'immudellar injezzjoni tkessiħ-ilma forom iffurmar, estrużjoni, iffurmar blow, u metodi oħra.

proprjetajiet kimiċi

Il-polimeri jistgħu talbu fil-kondizzjonijiet li ġejjin: solidi, likwidi, amorfu, fażi kristallina, u ħafna elastiċi, fluss viskuża u ħġieġ deformazzjoni. L-użu mifrux ta 'materjali polimeriċi minħabba reżistenza għolja tagħhom għall-midja korrużivi varji, bħall-aċidi ikkonċentrat u alkali. Huma mhumiex suxxettibbli għall -korrużjoni elettrokimiku. Barra minn hekk, ma 'żieda materjal b'piż molekulari jfisser tnaqqis ta' solubilità f'solventi organiċi. U polimeri li jkollhom struttura spazjali, ġeneralment ma jkunux esposti għal qal fluwidi.

proprjetajiet fiżiċi

Ħafna polimeri huma iżolaturi, barra minn hekk, dawn huma materjali mhux manjetiċi. Tal-materjal kollu strutturali użati biss ikollhom l-konduttività baxxa termali u l-kapaċità massima sħana, u jinxtorob termali (madwar għoxrin darba ikbar minn dik tal-metall). Ir-raġuni għat-telf ta tagħfis ta 'assemblaġġi differenti siġillar f'temperaturi baxxi huwa l-hekk imsejħa gomma vitrifikazzjoni, kif ukoll differenza drammatika bejn l-koeffiċjenti ta' espansjoni ta 'metall u gomma fl-istat vitrifikat.

propjetajiet mekkaniċi

Materjali polimeriċi jkollhom firxa wiesgħa ta 'proprjetajiet mekkaniċi li huma dipendenti ħafna fuq l-istruttura tagħhom. Barra minn dan l-istabbiliment, influwenza kbira fuq il-proprjetajiet mekkaniċi tal-materjal jista 'jkollhom varjetà ta' fatturi esterni. Dawn jinkludu :. Temperatura, frekwenza, tul, jew ir-rata tat-tagħbija, it-tip ta 'stat enfasizzat, pressjoni, in-natura ta' l-ambjent, it-trattament bis-sħana, eċċ Il-partikolarità tal-proprjetajiet mekkaniċi ta 'materjali polimeriċi hemm is-saħħa relattivament għolja tagħhom fil ebusija baxx ħafna (kif imqabbel mal-metalli).

Il-polimeri jistgħu jinqasmu solida, li jikkorrispondi għall-modulu tal-elastiċità E = 1.10 GPa (fibra, film, plastik), u materjal elastomeriku artab, il-modulu elastiċità huwa E = 1-10 MPa (lastku). U l-mekkaniżmu tal-qirda ta 'kemm huma differenti.

Għal materjali polimeriċi karatterizzati minn anisotropy evidenti tal-proprjetajiet, kif ukoll tnaqqis ta 'saħħa, l-iżvilupp creep sakemm tagħbija fit-tul. Fl-istess ħin għandhom reżistenza pjuttost għoli għal għeja. Meta mqabbla ma 'metalli, huma dipendenza aktar qawwija ta' proprjetajiet mekkaniċi fuq it-temperatura. Waħda mill-karatteristiċi ewlenin ta 'materjali polimeriċi huwa deformabbiltà (duttilità). Skond dan il-parametru fil-firxa wiesgħa ta 'temperaturi adottati biex valutati l-kwalitajiet operazzjonali u teknoloġiċi bażiċi tagħhom.

Materjali polimeriċi għall-art

Issa, jikkunsidraw inkarnazzjoni wieħed mill-applikazzjoni prattika ta 'polimeri, tiżvela kollha firxa possibbli ta' dawn il-materjali. Dawn is-sustanzi sabu applikazzjoni wiesgħa fil-kostruzzjoni u t-tiswija u xogħol irfinar, b'mod partikolari fil-kisi ta 'pavimenti. Il-popolarità enormi huwa minħabba l-karatteristiċi tas-sustanzi in kwistjoni: huma reżistenti għall-brix, maloteploprovodny, għandhom ftit assorbiment tal-ilma, qawwija biżżejjed u ditta, għandhom kwalitajiet għolja ta 'żebgħa. Manifattura ta 'materjali polimeriċi jistgħu jinqasmu fi tliet gruppi: linolju (roll), prodotti tal-karta u screed taħlitiet mezz. Issa ejjew qosor nħarsu lejn kull wieħed minnhom.

Linolju prodotta minn tipi differenti ta 'fillers u polimeri. kompożizzjoni tagħhom jistgħu jinkludu wkoll plastiċizzanti, għajnuniet għall-ipproċessar, u pigmenti. Jiddependi mit-tip ta 'materjal polimeru, jiddistingwu poliester (Gliphtal), polyvinyl chloride, gomma, kolloksilinovye u kisi ieħor. Barra minn hekk, huma strutturalment maqsuma infondata u ma sound-, insulazzjoni fondazzjoni unilamellar u multilamellar, lixxi, wiċċ immewġa u fleecy u single- u multi-kulur.

materjali tiling magħmula bbażata fuq komponenti polimeriċi, għandhom reżistenza kontra brix baxx ħafna, reżistenza kimika u d-durabbiltà. Jiddependi mit-tip ta 'materja prima, dan it-tip ta' prodotti polimeru huma maqsuma kumaron kumaronopolivinilhloridnye, PVC, gomma, fenolitovye, madum bitum, kif ukoll bord tal-partikula u fiberboard.

Materjali għall torba huma l-aktar konvenjenti u iġjeniku għall-użu, li jkunu qawwa għolja. Dawn it-taħlitiet jistgħu jinqasmu Polymer-, konkreti polimer u aċetat polivinil.