Unterrichtsthema: „Thermoplastische Polymere“

Unterrichtsart: eine Lektion im Erlernen neuen Wissens.

Unterrichtsform: kombinierte Lektion.

Der Zweck der Lektion: Machen Sie sich weiterhin mit hohem Molekulargewicht vertraut

Compounds am Beispiel von Kunststoffen aus thermoplastischen Polymeren; geben allgemeine Charakteristiken Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol und Polymethylmethacrylat.

Aufgaben:

a) pädagogisch- Den Schülern die Funktionen vorstellen

thermoplastische Polymere mit ihrer Zusammensetzung, Eigenschaften und Methoden zu ihrer Herstellung

Produktion und Anwendungsgebiete;

Bringen Sie den Schülern bei, einige der Eigenschaften dieser Kunststoffe nachzuweisen.

b) pädagogisch- einen verantwortungsvollen Umgang mit der Umsetzung pflegen

Aufgaben, Selbstvertrauen bei der Beantwortung an der Tafel, Förderung des Patriotismus.

c) entwickeln- beitragen weitere Entwicklung

intellektuelle Fähigkeiten und Fertigkeiten, Schlussfolgerungen ziehen, Schlussfolgerungen ziehen;

den allgemeinen Horizont der Schüler erweitern und ihr Interesse am Lernen entwickeln

Methoden:

a) verbal– Geschichte, Schülerbotschaften, Frontalgespräch,

individuelle Schülerantworten.

b) visuell– Arbeiten mit Tischen, Arbeiten mit einer Sammlung von Polymeren, Arbeiten

mit magnetischen Modellen von Polypropylen-Struktureinheiten,

Demonstration von Produktkollektionen aus verschiedenen Polymeren, mit denen gearbeitet wird

Kodogramm.

c) praktisch– Durchführung von Laborarbeiten.

Ausrüstung und Reagenzien:

Sammlung thermoplastischer Polymere in Reagenzgläsern – Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polymethylmethacrylat;

interaktives Whiteboard-Flipchart.

Muster von Polyethylenprodukten – isolierte Elektrokabel, Folien, Notizbuch- und Buchhüllen, Plastikflaschenverschlüsse, Shampoo- und Bleichmittelbehälter, Stecker, Schläuche, Fensterisolierung, Kanister Motoröl und Bremsflüssigkeit, Tüten, Cremetuben, Wäscheklammern

Muster von Polypropylenprodukten - Sanitärartikel, Plastikflaschen, Einweggeschirr aus Plastik, Eisbecher aus Plastik, Butter, Schmelzkäse, Zuckerbeutel aus technischem Stoff, Beutel aus technischem Stoff, synthetisches Seil.

Muster von Produkten aus Polyvinylchlorid – Kunstleder, Linoleum, isolierte Elektrokabel, Wachstuch, Buchumschläge, Etuis für Filzstifte.

Muster von Polystyrolprodukten - Knöpfe, Lineale, Seifenschalen, Shampoobehälter, Cremebehälter, Verpackungen für Tabletten, Süßigkeiten, Seife, Medikamente, Einweggeschirr aus Kunststoff, Gel- und Kugelschreibergehäuse.

Muster von Produkten aus Polymethylmetharylat – Linsen, Uhrglas, Glas aus einem Tischlampenschirm, Glas aus einem Aquarium, Modeschmuck, Knöpfe.

Auf den Tischen der Schüler: Spirituslampen, Streichhölzer, Reagenzglashalter, Asbestbecher, Reagenzglasständer, Glasstäbe, Stücke von Polyethylenprodukten, Plastikproben, Tiegelzangen, destilliertes Wasser.

Unterrichtsplan

Zeit organisieren- 1 Minute.

Wissenstest – 10 Min.

Neues Material lernen – 58 Min.

Konsolidierung – 20 Min.

Hausaufgabe – 1 Min.

Organisationszeit:

In der vorherigen Lektion haben wir uns also mit der Chemie makromolekularer Verbindungen vertraut gemacht und die Grundkonzepte der Chemie der Seestreitkräfte studiert. Und bevor wir mit dem weiteren Studium des IUP fortfahren, prüfen wir, wie gut Sie den untersuchten Stoff beherrschen.

Wissensüberprüfung:

Frontale Befragung:

Definieren Sie Polymerisations- und Polykondensationsreaktionen und erklären Sie die Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen diesen Reaktionen.

Was sind die Hauptmerkmale von Stoffen, die an Polymerisations- und Polykondensationsreaktionen beteiligt sind? Nennen Sie Beispiele für solche Reaktionen.

Was ist ein Monomer und was nennt man eine Struktureinheit eines Polymers? Was sind ihre Gemeinsamkeiten und Unterschiede?

Was ist ein Makromolekül?

Wie nennt man den Polymerisationsgrad? Wie berechnet man es?

Welche Geometrische Figur haben Polymermoleküle?

Was sind thermoplastische und duroplastische Polymere?

3. Neues Material lernen:

Heute werden wir in der Lektion Polymere untersuchen, die bei Polymerisationsreaktionen entstehen. Alle diese Polymere gehören zur Gruppe der thermoplastischen Polymere. Der Zweck dieser Lektion besteht darin, die Zusammensetzung, Herstellung, Eigenschaften und praktische Bedeutung thermoplastischer Polymere genauer zu untersuchen.

In einem Schulchemiekurs werden fünf solcher Polymere untersucht: Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol und Polymethylmethacrylat. Wir werden uns nach Plan mit ihren Eigenschaften vertraut machen.

Schreiben Sie es in Ihr Notizbuch:

Formel und Name des Monomers.

Reaktionsgleichung und struktureller Zusammenhang.

Körperlich und Chemische Eigenschaften.

Anwendung.

Wir werden die ersten beiden Punkte der Merkmale aufschreiben, den dritten Punkt durch die Durchführung von Labor- und Demonstrationsexperimenten kennenlernen und zum vierten Punkt hören wir den Bericht der Gruppen, die vorab eine kreative Aufgabe erhalten haben.

Beginnen wir mit den Eigenschaften von Polyethylen. Schreiben Sie den Titel auf

„Polyethylen“.

Monomer ist Ethylen.

Gleichung der Empfangsreaktion (muss an der Tafel geschrieben werden – ein Schüler).

Vor nicht allzu langer Zeit wurde diese Reaktion bei hohem oder niedrigem Druck und einer genau definierten Temperatur durchgeführt. Jetzt wird die Polymerisation von Polyethylen und anderen thermoplastischen Polymeren bei Atmosphärendruck und atmosphärischem Druck durchgeführt Zimmertemperatur in Gegenwart von Katalysatoren – Titan(II)-chlorid und einer metallorganischen Verbindung – Triethylaluminium.

Unter diesen Bedingungen synthetisiertes Polyethylen ist hitzebeständiger und weist eine höhere mechanische Festigkeit auf. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass das Polymer eine streng lineare Struktur annimmt, weniger Verzweigungen aufweist und die Moleküle daher enger beieinander liegen. Diese. Auch an diesem Beispiel sind wir von der Schlussfolgerung von A.M. Butlerov überzeugt, dass die Eigenschaften von Stoffen von ihrer Struktur abhängen.

Physikalische Eigenschaften: Schauen Sie sich die Polyethylenproben auf Ihren Tischen an. Was können Sie anhand des Aussehens über seine physikalischen Eigenschaften sagen?

Das ist ein Feststoff Weiß, in dünner Schicht ist es transparent und farblos. Bei Berührung ist es eine etwas fettige Substanz, ähnlich wie Paraffin. Sein Schmelzpunkt liegt bei 110 °C. Seine mechanische Festigkeit ist die niedrigste unter den thermoplastischen Polymeren.

Im Rahmen von Laborarbeiten werden wir die Beziehung von Polyethylen zur Wärme und seine chemischen Eigenschaften untersuchen.

Laborarbeit „Untersuchung der Eigenschaften von Polyethylen.“

Erleben Sie Nr. 1. Stücke aus Polyethylen (PE) wurden in ein Reagenzglas mit Wasser gegeben.

Beobachtungen: Es treten keine Änderungen auf.

Fazit: PE ist wasserbeständig.

Erlebnis Nr. 2. Ein Stück PE-Produkt wurde in einer Flamme leicht erhitzt und mit einem Glasstab in seine Form verändert. Wir haben versucht, die Form des Produkts nach dem Abkühlen zu ändern.

Beobachtungen: Beim Erhitzen veränderte sich die Form, beim Abkühlen jedoch nicht.

Fazit: PE ist thermoplastisch.

Erlebnis Nr. 3. Ein Stück PE-Produkt wurde in Brand gesteckt.

Beobachtungen: PE brennt mit bläulicher Flamme und verbreitet den Geruch von geschmolzenem Paraffin.

Fazit: PE zersetzt sich bei hohen Temperaturen.

Experiment Nr. 4. Wir haben 1 Stück PE in Reagenzgläser gegeben, a) mit Bromwasser, b) mit

Kaliumpermanganatlösung.

Beobachtungen: Die Farbe der Lösungen veränderte sich nicht.

Fazit: PE ist beständig gegen Oxidationsmittel.

Experiment Nr. 5. Geben Sie 1 Stück PE in Reagenzgläser a) mit konz. schwefelhaltiges,

b) mit konz. Salpetersäure, c) mit Natronlauge.

Beobachtungen: In Reagenzgläsern mit Schwefelsäure und Natriumhydroxid treten keine Veränderungen auf, in Reagenzgläsern mit Salpetersäure löst sich PE jedoch allmählich auf.

Fazit: PE ist beständig gegen Säuren und Laugen, außer Salpetersäure.

So haben wir im Labor herausgefunden, dass PE gegen Wasser, Oxidationsmittel sowie Säuren und Laugen, mit Ausnahme von Salpetersäure, beständig ist. Zusätzlich zu diesen Eigenschaften ist Polyethylen ein gutes Dielektrikum und gasdicht. Alle diese Eigenschaften bestimmten seinen praktischen Einsatz. Jetzt hören wir einen Vortrag der ersten Forschergruppe, deren Aufgabe es war, anhand der Art ihrer Verbrennung Proben von Polyethylenprodukten in Haushaltsgegenständen zu finden.

Präsentation der ersten Forschergruppe(Vorführung von Objekten).

Ein Vertreter der Gruppe spricht darüber, welche Objekte untersucht wurden, wie die Verbrennung dieser Substanzproben war, welche Farbe die Flamme hatte und wie es beim Verbrennen riecht. Beschreibt die Verwendung von Polyethylen.

Weitere Fragen:

Welche Eigenschaft nutzt Polyethylen aus, wenn es zur Drahtisolierung verwendet wird?

Welche Eigenschaft nutzt Polyethylen aus, wenn es als Verpackungsmaterial verwendet wird?

Welche Eigenschaft von Polyethylen wird genutzt, wenn daraus Behälter zur Lagerung von Motoröl und Bleichmitteln hergestellt werden?

„Polypropylen“.

1. Monomer - Propylen

2. Reaktionsgleichung für den Empfang (ein Schüler an der Tafel)

Aber diese Reaktion hat ihre eigenen Eigenschaften – im Prozess der Polymerisation

Propylenmoleküle können auf unterschiedliche Weise miteinander verbunden sein. Wenn in jedem

Molekül, um den Anfang – den „Kopf“ und das Ende – „Schwanz“ auszuwählen, dann die Methode

was wir gerade geschrieben haben, heißt „Kopf-Schwanz“. Aber Moleküle können es

Verbinden Sie sich auch in der „Kopf-an-Kopf“-Reihenfolge (Demonstration). Verfügbar

auch eine gemischte Verbindungsreihenfolge.

Wenn Propylenmoleküle in einer „Kopf-an-Schwanz“-Reihenfolge verbunden sind, entsteht ein Polymer mit der richtigen Abwechslung der Methylgruppen im Molekül – ein solches Polymer wird als stereoregulär bezeichnet. Um solche Polymere zu erhalten, werden spezielle Katalysatoren sowie optimale Temperatur und Druck verwendet. In einem stereoregulären Polymer passen Makromoleküle eng aneinander, die gegenseitigen Anziehungskräfte zwischen ihnen nehmen zu, was sich auf die Eigenschaften auswirkt. Schreiben wir „Stereoreguläres Polymer“ – das ist ein Polymer mit der richtigen Abwechslung der Seitenradikale im Molekül. Bei Polypropylen kann die Stereoregularität auf zwei Varianten der Struktur der Kohlenstoffkette im Makromolekül zurückzuführen sein (Demonstration). Im ersten Fall befinden sich Methylgruppen ausschließlich auf einer Seite der Kohlenstoffkette, im zweiten Fall befinden sich Methylreste auf beiden Seiten der Kohlenstoffkette, jedoch streng regelmäßig.

3. Die physikalischen Eigenschaften von Polypropylen ähneln in vielerlei Hinsicht den Eigenschaften von Polyethylen. Es ist außerdem ein weißer bis gelblicher Feststoff, der sich fettig anfühlt (finden Sie eine Polypropylenprobe auf Ihrer Werkbank). Es ist außerdem beständig gegen Wasser, Oxidationsmittel, Säuren und Laugen, jedoch hitzebeständiger.

Schmelzpunkt von Polypropylen 160 – 180 °C. Polypropylen hat eine große mechanische Festigkeit. Alle diese Eigenschaften beeinflussen seine Anwendung.

Hören wir uns die Botschaft der zweiten Forschergruppe an.

Vortrag der zweiten Forschergruppe(Vorführung von Objekten).

Zusatzfrage: Welche Eigenschaft von Polypropylen wird bei der Herstellung von Taschen und Einkaufstüten genutzt?

Lehrer: IN In letzter Zeit Hergestellt aus Polypropylen große Nummer Sanitärprodukte und die Wasserleitungen selbst. Polypropylen verfügt über eine extrem hohe Biege-, Druck- und Belastungsfestigkeit über einen weiten Temperaturbereich.

Polypropylenrohre für Warmwasserversorgungssysteme werden mittels Strahlungstechnologie hergestellt. Eine Tonne solcher Rohre spart 5 Tonnen Metall und erhöht die Lebensdauer des Gesamtsystems um ein Vielfaches.

Lehrer: Das nächste Polymer, das wir charakterisieren werden, ist Polyvinylchlorid.

« Polyvinylchlorid."

1. Monomer – Vinylchlorid oder Vinylchlorid

2. Gleichung der Empfangsreaktion (ein Schüler schreibt an die Tafel).

3.Physikalische Eigenschaften: Polyvinylchlorid ist säure- und alkalibeständig, hat gute dielektrische Eigenschaften und eine hohe mechanische Festigkeit.

Auf Basis von Polyvinylchlorid werden zwei Arten von Kunststoffen hergestellt: Vinylkunststoff (hartes Polymer) und Kunststoffverbund (weiches Polymer). Wir werden einen Bericht der dritten Forschergruppe über die Verwendung von Polyvinylchlorid hören.

Vortrag der dritten Forschergruppe(Vorführung von Objekten).

Demonstrationsversuch - PVC-Verbrennung.

Zusatzfrage: Aus welcher Art von Kunststoff – Vinylkunststoff oder Kunststoffverbund – bestehen Kunstleder, Wachstuch, Linoleum und Drahtisolierungen?

Lehrer: Chemikalienbeständige Rohre und Chemikalienteile werden aus Vinylkunststoff hergestellt.

Ausrüstung, Batteriebänke.

„Polystyrol.“

Monomer - Styrol

2. Gleichung der Empfangsreaktion (ein Schüler schreibt an die Tafel).

Dabei handelt es sich ebenfalls um lineare Moleküle, die nach dem „Kopf-Schwanz“-Typ aufgebaut sind.

3. Physikalische Eigenschaften: Polystyrol kann transparent oder undurchsichtig sein, hat hohe dielektrische Eigenschaften und ist chemisch beständig gegen Laugen und Säuren, außer Salpetersäure. Wir werden einen Bericht der 4. Forschergruppe über die Verwendung von Polystyrol hören.

Vortrag der vierten Forschergruppe(Vorführung von Objekten). Demonstrationsversuch - Verbrennung von Polystyrol.

Lehrer: Aus Polystyrol werden Teile für Elektro- und Funkgeräte, Dekorations- und Veredelungsmaterialien – Paneele, Verkleidungsplatten, Beleuchtungsgeräte, Geschirr und Kinderspielzeug – hergestellt. Durch die Zugabe von Schaummitteln wird außerdem Polystyrolschaum hergestellt, der oft als Polystyrolschaum bezeichnet wird. Es wird als wärme- und schalldämmendes Material im Baugewerbe, in Kühlgeräten und in der Möbelindustrie eingesetzt. Wird zum Verpacken von transportierten Geräten, Lebensmitteln und zum Isolieren von Rohrleitungen verwendet.

"Polymethylmethacrylat".

Monomer – Polymethylmethacrylat – Methacrylsäuremethylester

Reaktionsgleichung erhalten (ein Schüler schreibt an die Tafel)

Physikalische Eigenschaften – Polymethylmethacrylat ist eine feste, farblose, transparente und lichtbeständige Substanz, die bei Stößen nicht bricht und beständig gegen Säuren und Laugen ist. Wegen seiner Transparenz wurde es „organisches Glas“ genannt. Im Gegensatz zu gewöhnlichem Silikatglas lässt sich Plexiglas leicht bearbeiten und verkleben.

Wir werden einen Bericht der fünften Forschergruppe über den Einsatz von Polymethylmethacrylat hören.

Vortrag der fünften Forschergruppe(Vorführung von Produkten aus Polymethylmethacrylat). Demonstration der Verbrennung von Polymethylmethacrylat.

Lehrer: Polymethylmethacrylat wird zur Herstellung von Beleuchtungsprodukten, Linsen und Lupen verwendet; es wird in der Lasertechnik sowie zur Verglasung von Flugzeugen, Autos und Schiffen verwendet.

III. Konsolidierung.

Und jetzt musst du es tun unabhängige Arbeit Mithilfe des in jeder Tabelle enthaltenen Materials über Polymere müssen Sie die Eigenschaften der Polymere zusammenstellen und die Daten in die Tabelle eingeben. Sie erfassen das Erscheinungsbild anhand von Beobachtungen an Polymerproben, die auf Ihren Tabellen vorliegen. Physikalische Eigenschaften: Notieren Sie Dichte, Erweichungspunkt und mechanische Zugfestigkeit. Sie können den Polymerisationsgrad anhand der relativen Molekulargewichtsdaten berechnen.

IV . Hausaufgaben: Fertigstellen der Notizen.

Verweise:

1. Khomchenko G.P. „Ein Handbuch zur Chemie für Studienanfänger“, M., „Novaya

Welle“, 1998.

2. Breiger L.M. " Stundenpläne. 10. Klasse“, Wolgograd, Verlag „Lehrer“,

2001.

3.. Ivanova R.G., Kaverina A.A., Koroshchenko A.S. „Chemieunterricht“, M.,

„Aufklärung“, 2002.

4. Potapov V.M., Tatarinchik S.N. "Organische Chemie", M., „Chemie“, 1989

Zu den thermoplastischen Polymeren gehören Polyolefine, Polyamide, Polyvinylchlorid, Fluorkunststoffe und Polyurethane.

Thermoplaste haben eine niedrige Übergangstemperatur in den zähfließenden Zustand und lassen sich gut durch Spritzgießen, Extrudieren und Pressen verarbeiten. Thermoplaste werden als Isolatoren, chemisch resistente Strukturmaterialien, transparente optische Gläser, Filme, Fasern und auch als Bindemittel zur Herstellung verwendet Kompositmaterialien, Lacke, Klebstoffe usw.

Polyethylen ist ein Produkt der Polymerisation von Ethylen. Es ist ein relativ hartes und elastisches Material, geruchlos, in dicker Schicht weiß und in dünner Schicht transparent (siehe Muster 1.1). Polyethylen lässt sich mit verschiedenen Methoden leicht verarbeiten, ist beständig gegen Stoß- und Vibrationsbelastungen, aggressive Umgebungen und Strahlung und weist eine hohe Frostbeständigkeit (bis –70 °C) auf. Polyethylen neigt bei Lichteinwirkung zur Alterung. Um die irreversiblen Alterungsprozesse von Polyethylen zu unterdrücken, werden ihm (wie auch anderen Thermoplasten) spezielle Additive – Stabilisatoren – zugesetzt. Polyethylen wird zur Herstellung von Rohren, gegossenen und gepressten nichtfesten Teilen, Folien, zur Isolierung von Drähten und Kabeln sowie als Schutzbeschichtung für Metalle gegen Korrosion verwendet.

Polypropylen – Ethylenderivat, hartes, ungiftiges Material mit höheren physikalischen und mechanischen Eigenschaften. Im Vergleich zu Polyethylen ist es hitzebeständiger, behält seine Form bis zu 150 °C, die Frostbeständigkeit ist jedoch geringer, bis zu – 15 °C.

Es wird zur Herstellung von Rohren, Autoteilen, Motorrädern, Kühlschränken, Pumpengehäusen, Behältern und Folien verwendet (siehe Beispiel 1.2).

Polyvinylchlorid (PVC) – amorphes Polymer von weißer Farbe, hat hohe dielektrische Eigenschaften, chemische Beständigkeit, nicht brennbar. Weichmacherfreies Polyvinylchlorid wird als Vinylkunststoff bezeichnet (siehe Beispiel 1.3). Vinylkunststoff hat eine hohe mechanische Festigkeit und gute elektrische Isoliereigenschaften, lässt sich leicht formen, lässt sich gut bearbeiten, kleben und schweißen und ist bei Minustemperaturen (Betriebstemperaturbereich von) zerbrechlich – 10 bis + 70 °C). Beim Erhitzen zersetzt es sich zu giftigen Stoffen und stellt im Brandfall eine erhebliche Gefahr dar. Verschiedene Produkte werden aus Vinylkunststoff hergestellt – Wasserhähne, Ventile, Absperrschieber, Teile von Pumpen, Ventilatoren, Fliesen, Rohre usw.

Polytetrafluorethylen –(Fluoroplast-4) ist ein Fluorderivat von Ethylen. Bei einer Temperatur von 423 °C gelangt es in einen viskosen Fließzustand; das Pressen der Produkte erfolgt bei einer Temperatur von 380 °C, da bei höheren Temperaturen giftiges Fluor freigesetzt wird. Das Material weist eine hohe Hitzebeständigkeit auf und ist beständig gegen Säuren, Laugen, Oxidationsmittel und Lösungsmittel. Fluorkunststoff-4 hat sehr niedriger Reibungskoeffizient (f=0,04), behält elastische Eigenschaften bis 269 °C.

Fluoroplast-4 wird zur Herstellung von: Dichtungselementen, Membranen, Armaturen für den Einsatz in aggressiven Umgebungen verwendet; Antifriktionsbeschichtungen auf Metallprodukten; Hochfrequenzgeräte, Kabel, Kondensatoren, dünne Isolierfolien bis 0,005 mm Dicke (siehe Beispiel 1.4).

Polystyrol – hartes, starres, transparentes Polymer (lässt 90 % des Lichts durch), hat gute dielektrische Eigenschaften, weist eine hohe chemische Beständigkeit auf und haftet gut und lässt sich gut lackieren. Es weist eine geringe Hitzebeständigkeit (bis 80 0 C) und Schlagzähigkeit auf. Um die Viskosität zu erhöhen, wird Styrol mit Kautschuken copolymerisiert. Es wird zur Herstellung von chemisch beständigen Gefäßen, elektrischen Teilen (Gehäuse von Fernsehgeräten, Radios, Telefonen, Tonbandgeräten), zur Herstellung von elektrischen Isolierfolien für Radiokomponenten, Fäden sowie Verpackungsfolien verwendet. Es wird zur Herstellung (siehe Muster 1.5) von Haushaltsgegenständen, Kinderspielzeug, Schulmaterial (Füllfederhalter usw.), Verpackungsbehältern, Rohren, Innendekoration von Kühlschränken (Frostbeständigkeit bis –70 ° C) und Verkleidungsmaterialien für verwendet Innenausstattung Räumlichkeiten, Autoinnenräume usw.

Im Emulsionsverfahren gewonnenes Polystyrol wird zur Herstellung von Schaumstoffen verwendet, die als Wärmedämmstoff im Bauwesen, bei der Herstellung von Kühlschränken und auch für Verpackungen eingesetzt werden.

Polymethylmethacrylat -(organisches Glas) – ein transparentes Polymer (durchlässig für 92 % des Lichts), beständig gegen verdünnte Säuren und Laugen, benzin- und ölbeständig, frostbeständig (bis –60 °C), löslich in organischen Lösungsmitteln, aromatischen und chlorierten Kohlenwasserstoffen. Bei Temperaturen +105…+150 °C ist es plastisch. Verarbeitet durch Spritzguss und Extrusion. Hat eine geringe Härte. Es wird zur Herstellung von Beleuchtungsprodukten, optischen Linsen und Funkkomponenten verwendet (siehe Beispiel 1.6).

Polyamide –(Nylon, Nylon usw.) – ein Polymer mit guten mechanischen Eigenschaften und hoher Verschleißfestigkeit. Polyamide quellen in Öl und Benzin nicht auf, lösen sich in vielen Lösungsmitteln nicht und sind beständig gegen Stoßbelastungen und Vibrationen. Wird mit Füllstoffen verwendet, die bis zu 30 % Glasfaser oder bis zu 10 % Graphit enthalten. Wird zur Herstellung von Seilen, Zahnrädern und Kettenrädern verwendet Kettenantriebe, Räder von Kreiselpumpen, Gleitlager sowie das Aufbringen von Schutzschichten auf Metalle (siehe Beispiel 1.7).

Polyurethane – Polymere mit hoher Elastizität, Frostbeständigkeit (bis –70 °C), Verschleißfestigkeit und beständig gegen die Einwirkung verdünnter organischer und mineralischer Säuren und Öle. Sie werden zur Herstellung von Rohren, Schläuchen, Dichtungen und zur Herstellung von Klebstoffen zum Verkleben von Metallen, Glas und Keramik verwendet (siehe Beispiel 1.8).

Polyethylenterephthalat(Lavsan) – Polyester mit hohen Festigkeitseigenschaften, beständig gegen UV- und Röntgenstrahlung, nicht brennbar, Betriebstemperaturbereich von – 70 bis + 255 ° C, 10-mal stärker als Polyethylen, lässt sich gut schweißen und kleben. Lavsan wird zur hitzebeständigen Isolierung von Wicklungen von Transformatoren, Elektromotoren, Kabeln, Teilen von Funkgeräten sowie als Kabel in Riemenantrieben, Reifen, verschiedenen Förderbändern, der Basis von Bändern und als Material (PET) verwendet. für Trinkflaschen (siehe Muster 1.9) .

Polycarbonat – Kohlensäurepolyester nimmt nach schnellem Abkühlen eine amorphe Struktur an und wird glasig. Es weist eine hohe Festigkeit, Zähigkeit, Flexibilität und chemische Beständigkeit auf. Daraus werden unzerbrechliches Geschirr sowie Zahnräder, Lager und andere Teile hergestellt.

13.2 Duroplastische Polymere

Phenol-Formaldehyd-Harze– sind Polykondensationsprodukte von Phenolen mit Formaldehyd. Phenol-Formaldehyd-Harze haben eine hohe Witterungs- und Hitzebeständigkeit, gute elektrische Isoliereigenschaften und sind beständig gegen die meisten Säuren, mit Ausnahme von konzentrierter Schwefelsäure und oxidierenden Säuren (Salpetersäure, Chromsäure) (siehe Beispiel 2.1).

Epoxidharze– Oligomere oder Monomere, die mindestens zwei Epoxidgruppen im Molekül enthalten und in Polymere mit räumlicher Struktur umgewandelt werden können. Bei der Kalthärtung von Epoxidharzen werden als Härter aliphatische Polyamine (Polyethylenpolyamin, 5...15 Gew.-% des Harzes) eingesetzt. Die Aushärtezeit beträgt 24 Stunden. Zur Heißhärtung werden aromatische Di- und Polyamine verwendet. Die Aushärtung erfolgt bei einer Temperatur von 100–180 °C für 16–4 Stunden. Die Festigkeit, chemische Beständigkeit und Hitzebeständigkeit von Epoxidharzverbindungen sind bei der Heißhärtung höher als bei der Kalthärtung. Epoxidharze haben eine hohe Haftung auf Metallen, Glas, Keramik und anderen Materialien (siehe Beispiel 2.2).

Kann beim Erhitzen wiederholt erweichen und beim Abkühlen aushärten. Diese und viele andere Eigenschaften thermoplastischer Polymere werden durch die lineare Struktur ihrer Makromoleküle erklärt. Beim Erhitzen wird die Wechselwirkung zwischen den Molekülen schwächer und sie können sich relativ zueinander bewegen. Das Polymer wird weich und verwandelt sich bei weiterer Erhitzung in eine viskose Flüssigkeit. Basierend auf dieser Eigenschaft verschiedene Wege Formen von Produkten aus Thermoplasten sowie deren Verbindung durch Schweißen.

In der Praxis lassen sich jedoch nicht alle Thermoplaste so einfach in einen viskos-flüssigen Zustand überführen, da die Temperatur des Beginns der thermischen Zersetzung einiger Polymere niedriger ist als ihre Fließfähigkeitstemperatur (Polyvinylchlorid, Fluorkunststoff usw.). Dabei kommen verschiedene technologische Methoden zum Einsatz, die den Stockpunkt senken (z. B. durch Einbringen von Weichmachern) oder den thermischen Abbau verzögern (durch Einbringen von Stabilisatoren, Verarbeitung in einer Inertgasumgebung).

Die lineare Struktur der Moleküle erklärt auch die Fähigkeit von Thermoplasten, nicht nur zu quellen, sondern sich in richtig ausgewählten Lösungsmitteln auch gut zu lösen. Die Art des Lösungsmittels hängt von der chemischen Natur des Polymers ab. Polymerlösungen zeichnen sich bereits bei sehr geringen Konzentrationen (2...5 %) durch eine recht hohe Viskosität aus. Der Grund dafür ist die große Größe der Polymermoleküle im Vergleich zu Molekülen herkömmlicher niedermolekularer Substanzen. Nachdem das Lösungsmittel verdampft ist, kehrt das Polymer in einen festen Zustand zurück. Dies ist die Grundlage für den Einsatz thermoplastischer Lösungen als Lacke, Farben, Klebstoffe und Bindemittel in Kitten und Polymerlösungen.

Zu den Nachteilen von Thermoplasten gehören: geringe Hitzebeständigkeit (in der Regel nicht höher als 80...120 °C), geringe Oberflächenhärte, Sprödigkeit bei niedrigen Temperaturen und Fließfähigkeit bei hohen Temperaturen, Neigung zur Alterung unter Einfluss von Sonnenlicht und Luftsauerstoff.

Die folgenden thermoplastischen Polymere werden im Bauwesen am häufigsten verwendet: Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Perchlorvinyl, Polyvinylacetat und Polyvinylalkohol, Polyisobutylen und Polyacrylate.

Polyethylen (-CH2-CH2-);1 ist ein Produkt der Polymerisation von Ethylen, das zu einem erheblichen Teil bei der thermischen Verarbeitung von Erdölgasen (Ethan, Propan, Butan) und der Hydrolyse von Erdölprodukten gewonnen wird. Polymerisationsreaktionen finden bei hohem Druck (bis zu 250 MPa) und einer Temperatur von 240 bis 280 °C in Gegenwart von Sauerstoff statt, und die katalytische Polymerisation findet bei mittlerem oder niedrigem Druck statt.

Die Polymerisation von Ethylen unter hohem Druck erfolgt in Rohrreaktoren und zeichnet sich durch die Komplexität der technologischen Anlagen aus. In der Republik Belarus wird eine solche Produktion bei Novopolotsk OJSC „Polymir“ organisiert.

Hochdruckpolyethylen ist ein chemisch beständiges Produkt mit einer Dichte von 0,92...0,95 g/cm3. Es weist eine erhöhte Elastizität auf, was durch das Vorhandensein von 45 % der amorphen Phase darin erklärt wird. Erhältlich in Granulatform.

Polyethylen niedriger Druck erhalten bei einer Temperatur von nicht mehr als 80 °C und einem Druck von 0,05...0,6 MPa in einem Lösungsmittel (Benzin) und in Gegenwart von Katalysatoren. Es ist zerbrechlicher und anfälliger für Alterung als HDPE.

Die physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Polyethylen sind weitgehend unterschiedlich

hängen in hohem Maße vom Polymerisationsgrad, also vom Molekül, ab

Massen. Seine Zugfestigkeit hängt davon ab

Molekulargewicht reicht von 18 bis 45 MPa, Dichte -

920...960 kg/m3, Schmelzpunkt - 110-125 °C. Endlich

körperliche Belastung von mehr als 50...60 %

Unter dieser Grenze beginnt Polyethylen, die Eigenschaft des Fließens zu zeigen

Ehre. Es behält seine Elastizität bis zu einer Temperatur von minus 70 ° C.

lässt sich leicht zu Produkten verarbeiten und lässt sich gut verschweißen. Sein

Nachteile - geringe Hitzebeständigkeit und Härte; Entflammbarkeit und

schnelle Alterung unter Einfluss von Sonnenlicht. Für mehr

Beständigkeit gegen oxidative Prozesse und atmosphärische Einflüsse

In Polyethylen werden verschiedene Stabilisatoren eingebracht. Zum Beispiel

Maßnahmen: Wenn 2 % Ruß in Polyethylen eingebracht werden, beträgt dessen Lebensdauer

Die atmosphärischen Bedingungen erhöhen sich um das 30-fache.

Polyethylen wird zur Herstellung von Folien (transparent und undurchsichtig), Rohren und elektrischen Isolierungen verwendet. Geschäumtes Polyethylen in Form von Platten und Rohren wird zur Wärme- und Schalldämmung sowie zur Abdichtung von Dichtungen verwendet.

Polypropylen, [-CH2-CH-]„, ist ein Produkt der Polymerisation von Propylengas in einem Lösungsmittel. Bei der Synthese von Polypropylen entstehen mehrere Polymere mit unterschiedlichen Strukturen: isotaktische, ataktische und syndiotaktische. Taktizität ist die Art und Weise, wie Seitengruppen entlang des Rückgrats eines Polymermoleküls angeordnet sind.

Isotaktisches Polypropylen wird hauptsächlich dann verwendet, wenn sich alle Methylgruppen auf einer Seite des Makromoleküls befinden. Es unterscheidet sich von Polyethylen durch größere Härte, Festigkeit und Hitzebeständigkeit (Erweichungstemperatur beträgt ca. 170 °C), der Übergang in einen spröden Zustand erfolgt jedoch bereits bei minus 10...20 °C. Dichte von Polypropylen - 920...930 kg/m3; Zugfestigkeit - 25...30 MPa. Polypropylen wird für fast die gleichen Zwecke wie Polyethylen verwendet, die daraus hergestellten Produkte sind jedoch steifer und formbeständiger.

Ataktisches Polypropylen (APP) (bei APP sind die Methylgruppen zufällig auf beiden Seiten der Hauptkette des Makromoleküls angeordnet) fällt bei der Synthese von Propylen als unvermeidliche Verunreinigung an, kann aber durch Extraktion (Auflösung in Kohlenwasserstoff) leicht vom isotaktischen Propylen abgetrennt werden Lösungsmittel). APP ist ein weichelastisches Produkt mit einer Dichte von 840...845 kg/m3 und einem Erweichungspunkt von 30...80 °C. APP wird als Modifikator für Bitumenzusammensetzungen in Dachmaterialien verwendet.

Mithilfe spezieller Metallocen-Katalysatoren entsteht syndiotaktisches Polypropylen, wenn Methylgruppen auf beiden Seiten der Hauptkette des Makromoleküls geordnet angeordnet sind. Dieses Polymer ähnelt Gummi und ist ein gutes Elastomer.

Polyisobutylen ist ein kautschukartiges thermoplastisches Polymer (Abschnitt 17.5).

Polystyrol, (-CH2-CH-)P, – transparentes Hartpolymer mit einer Dichte von 1050... 1080 kg/m3; Bei Raumtemperatur ist es hart und spröde, erweicht beim Erhitzen auf 80...100 °C. Zugfestigkeit - 35...50 MPa. Polystyrol ist in aromatischen Kohlenwasserstoffen, Estern und chlorierten Kohlenwasserstoffen gut löslich; brennbar und zerbrechlich; beständig gegen die Einwirkung vieler aggressiver Substanzen: Laugen, Schwefelsäure und andere Säuren; Transluzent, lichtbeständig.

Der Rohstoff für die Produktion ist Styrol – eine transparente gelbe brennbare Flüssigkeit, die durch Hydrolyse von Öl oder Trockendestillation von Kohle entsteht. Styrol polymerisiert leicht, wenn es Sonnenlicht und Hitze ausgesetzt wird. Polystyrol wird zu transparenten Platten, Granulat, Perlen oder weißem Pulver gerollt.

Im Bauwesen wird Polystyrol zur Herstellung von Wärmedämmstoffen – expandiertes Polystyrol mit einer Dichte von 10...50 kg/m3, Verkleidungsplatten und kleinen Armaturen – verwendet. Eine Lösung von Polystyrol in organischen Lösungsmitteln ist ein guter Kleber.

Block-Styrol-Butadien-Copolymer (SBS) ist ein Hartkautschuk, der zur Modifizierung der Bitumenbeschichtung in Abdichtungsmaterialien verwendet wird.

Polyvinylacetat (-CH2-CH-) wird durch Polymerisation von Vinylacetat erhalten. Dabei handelt es sich um ein transparentes, bei Raumtemperatur hartes Polymer mit einer Dichte von 1190 kg/m3. Polyvinylacetat ist in Aceton, Estern, chlorierten und aromatischen Kohlenwasserstoffen löslich und quillt in Wasser. Seine positive Eigenschaft ist die hohe Haftung auf Steinmaterialien, Glas und Holz.

Im Bauwesen wird Polyvinylacetat in Form einer Polyvinylacetat-Dispersion (PVAD) verwendet – einer cremigen Masse von weißer oder hellcremefarbener Farbe, die sich gut mit Wasser vermischt. PVAD wird durch Polymerisation von flüssigem Vinylacetat in der Form gewonnen winzige Partikel(weniger als 5 Mikrometer) in Wasser. In diesem Fall verwandeln sich Vinylacetattröpfchen in feste Polyvinylacetatpartikel. Der Emulsionsstabilisator ist Polyvinylalkohol. Der Polymeranteil in der Dispersion beträgt etwa 50 %.

Erhältlich in mittlerer (C), niedriger (H) und hoher (B) Viskosität in plastifizierter und nicht plastifizierter Form. Der Weichmacher ist Dibutylphthalat, dessen Gehalt in der Marke durch einen Index angegeben ist. In grobem PVAD, das üblicherweise im Bauwesen verwendet wird, ist der Weichmachergehalt wie folgt (Gew.-% des Polymers): 5... 10 (Index 4), 10... 15 (Index 7) und 30... 35 ( Index 20).

Es ist zu beachten, dass die plastifizierte Dispersion nicht frostbeständig ist und im gefrorenen Zustand durch die Ablagerung des Polymers irreversibel zerstört wird. Daher wird der Weichmacher im Winter in einer separaten Verpackung geliefert. Zur Plastifizierung wird der Weichmacher mit der Dispersion vermischt und 3...4 Stunden belassen, damit er in die Polymerpartikel eindringt. Die weichmacherfreie Dispersion übersteht mindestens vier Frost-Tau-Wechsel bei Temperaturen bis minus 40 °C. Die Haltbarkeit von PVAD bei einer Temperatur von 5...20 °C beträgt 6 Monate.

Polyvinylacetat wird häufig im Bauwesen verwendet. Das Vorhandensein einer polaren Gruppe führt dazu, dass PVAD-Moleküle eine hohe Haftung an polaren Oberflächen, einschließlich Betonbauteilen, aufweisen. Es wird zur Herstellung von Klebstoffen, Wasserdispersionsfarben und abwaschbaren Tapeten verwendet. PVAD wird zum Bau von selbstnivellierenden Mastixböden und zur Modifizierung von Zementmörteln verwendet (Polymerzementmörtel und Beton werden in 14LZ besprochen). Eine auf 5...10 % Konzentration verdünnte Dispersion wird zum Grundieren von Betonoberflächen vor dem Aufkleben von Verkleidungen auf Polymermastix und vor dem Auftragen von Polymerzementlösungen verwendet.

Der Nachteil von Materialien auf Basis von Polyvinylacetat-Dispersionen ist die Hydrolyse in alkalischem Medium unter Bildung von Polyvinylalkohol und Säure. Da die entstehenden Hydrolyseprodukte gut wasserlöslich sind, quellen die Materialien auf und es kann zu Ausblühungen kommen. Dies wird durch das Vorhandensein einer merklichen Menge an wasserlöslichem Stabilisator in den Dispersionen und die Fähigkeit des Polymers selbst erklärt, in Wasser zu quellen. Da die Dispersion leicht sauer reagiert (pH 4,5...6), ist beim Auftragen auf Metallprodukte eine Korrosion des Metalls möglich.

Polyvinylchlorid (-СН2-СНС1-)„ ist das im Bauwesen am häufigsten vorkommende Polymer. Er ist hartes Material geruchlos, farblos oder gelblich (bei der Verarbeitung kann es durch thermische Zerstörung entstehen). hellbraune Farbe). Der Rohstoff für die Herstellung von Polyvinylchlorid (PVC) ist Vinylchlorid (Vinylchlorid), ein farbloses Gas mit ätherischem Geruch und narkotischer Wirkung.

Die PVC-Dichte beträgt 1400 kg/m3, die Zugfestigkeit beträgt 40...60 MPa. Aufgrund seines hohen Chloridgehalts ist Polyvinylchlorid nicht brennbar und brennt praktisch nicht. Der Fließpunkt von Polyvinylchlorid liegt bei 180...200 °C, aber bereits bei Erwärmung über 160 °C beginnt es sich unter Freisetzung von Chlorwasserstoff zu zersetzen. Dieser Umstand erschwert die Verarbeitung von Polyvinylchlorid zu Produkten.

Polyvinylchlorid lässt sich gut mit Weichmachern kombinieren. Dies erleichtert die Verarbeitung und ermöglicht die Herstellung von Kunststoffen mit unterschiedlichsten Eigenschaften: starre Platten und Rohre, elastische Formteile, weiche Folien. Polyvinylchlorid lässt sich gut verschweißen; Es haftet nur mit bestimmten Klebstoffarten, zum Beispiel Perchlorvinyl. Positive Qualität Polyvinylchlorid – hohe chemische Beständigkeit, dielektrische Eigenschaften und geringe Entflammbarkeit.

Im Bauwesen wird Polyvinylchlorid zur Herstellung von Bodenbelägen verwendet ( Verschiedene Arten Linoleum, PVC-Fliesen) sowie individuelle Dekorfolien und Schäume.

Perchlorvinyl ist ein Produkt der Chlorierung von Polyvinylchlorid und enthält 60 bis 70 Gew.-% Chlor (anstelle von 56 % in Polyvinylchlorid). Die Dichte von Perchlorvinyl beträgt etwa 1500 kg/m. Es zeichnet sich durch eine sehr hohe chemische Beständigkeit gegenüber Säuren, Laugen und Oxidationsmitteln aus; schwer zu verbrennen. Im Gegensatz zu Polyvinylchlorid löst sich Perchlorvinyl leicht in chlorierten Kohlenwasserstoffen, Aceton, Toluol, Xylol und anderen Lösungsmitteln. Die positive Eigenschaft von Perchlorvinyl ist seine hohe Haftung auf Metall, Beton, Holz, Leder und Polyvinylchlorid. Die Kombination aus hoher Haftung und guter Löslichkeit ermöglicht den Einsatz von Perchlorvinyl in Klebstoffen und Anstrichmitteln. Aufgrund der hohen Haltbarkeit dieses Polymers werden Perchlorvinylfarben zur Veredelung von Gebäudefassaden verwendet.

Polyacrylate werden durch Polymerisation von Acryl- und Methacrylsäuren und deren Derivaten gewonnen. Die am häufigsten verwendeten Polyacrylate sind Polymethylmethacrylat, Polymethylacrylat, Polyethylacrylat und Polybutylacrylat. Dabei handelt es sich um farblose, lichtbeständige, transparente Polymere. Polymethylmethacrylat beispielsweise wird auch organisches Glas genannt. Im Vergleich zu herkömmlichen ist es weniger zerbrechlich und leicht zu verarbeiten. Produkte aus organischem Glas weisen eine relativ hohe Festigkeit auf; Die Druckfestigkeit erreicht 160 MPa, die Biegefestigkeit 80...140 MPa und die Zugfestigkeit bis zu 100 MPa. Es ist außergewöhnlich transparent und kann bis zu 74 % der ultravioletten Strahlen durchlassen. Organisches Glas wird zur Verglasung von Gebäuden verwendet besonderer Zweck, Schaufenster, Gewächshäuser, Laternen von Produktionswerkstätten usw. Die hohen Kosten dieses Polymers und die unzureichende Abriebfestigkeit schränken jedoch seine Verwendung im Bauwesen ein.

Acrylpolymere werden häufig bei der Herstellung von Lacken und Farben als Zusatzstoffe bei der Herstellung von Trockenmischungen verwendet.

Internationale Kennzeichnung von Thermoplasten zum Recycling

Thermoplaste (thermoplastische Polymere)- das sind solche, die beim Erhitzen weich werden und beim Abkühlen hart werden. Bei Raumtemperatur sind thermoplastische Polymermaterialien in einem festen (glasigen oder kristallinen) Zustand. Wenn die Temperatur steigt, gehen sie zuerst hinein hochelastischer Zustand, dann (mit weiterer Erwärmung) – in einen viskosen Fließzustand übergeht, was es möglich macht thermoplastisches Formen verschiedene Methoden. Die Übergänge von Thermoplasten vom festen in einen hochelastischen und viskosen Zustand sind reversibel und können viele Male wiederholt werden, was ein Recycling thermoplastischer Polymere ermöglicht.

Thermoplaste- Hierbei handelt es sich um Polymere, bei denen beim Erhitzen keine Vernetzungen entstehen und die bei einer für jedes Polymer charakteristischen Temperatur immer wieder (wieder) erweichen und vom festen in den plastischen Zustand übergehen können.

Thermoplaste werden in einem Markensortiment aus zwei Typen hergestellt. Zuerst oder Base , umfasst Marken, die sich in den Viskositäts- (oder molekularen) Parametern unterscheiden. Sie werden für die Verarbeitung mit Schmiermitteln, Stabilisatoren und anderen Additiven verbessert. Basierend auf dem Grundmarkensortiment wird ein Markensortiment entsprechend der vorherrschenden Zusammenstellung erstellt Betriebseigenschaften .

Basispolymertypen sind für das Recycling vorgesehen verschiedene Methoden(Spritzguss, Extrusion, Pressqualitäten usw.). Jede Methode erzeugt eine breite Palette von Produkten unterschiedlicher Größe. Zum Beispiel, Spritzguss Man erhält dünnwandige Produkte mit großem Länge-zu-Dicke-Verhältnis, mitteldicke Produkte und dickwandige Produkte mit kleinem Länge-zu-Dicke-Verhältnis. Daher werden Polymerqualitäten entsprechend der Verarbeitungsmethode in Qualitäten entsprechend der Produktpalette unterteilt, die für die entsprechende Formungsmethode charakteristisch ist.

Das Markensortiment an Polymeren nach Viskosität bietet die Möglichkeit, Polymere mit unterschiedlichen Methoden unter optimalen Bedingungen zu Produkten zu verarbeiten. Die Verwendung der richtigen Marke reduziert den Zeitaufwand und den Materialverlust für die Technologieentwicklung, stabilisiert den Verarbeitungsprozess und die Eigenschaften der hergestellten Produkte und sorgt für Einsparungen bei den Rohstoffen.

Das Markensortiment in Bezug auf die Leistungseigenschaften umfasst Polymermarken, die in bestimmten Indikatoren verbessert sind (reibungsarm, verschleißfest, licht- und hitzestabilisiert, antistatisch, auf Füllstoffe spezialisiert, nicht brennbar, Lebensmittelqualität, medizinische Qualität, optisch usw.). .

Thermoplaste sind Polymere, die beim Erhitzen immer wieder erweichen und beim Abkühlen aushärten können. Diese und viele andere Eigenschaften thermoplastischer Polymere werden durch die lineare Struktur ihrer Makromoleküle erklärt. Beim Erhitzen wird die Wechselwirkung zwischen den Molekülen schwächer und sie können sich relativ zueinander bewegen (wie es bei nassen Tonpartikeln der Fall ist). Das Polymer wird weich und verwandelt sich bei weiterer Erwärmung in eine viskose Flüssigkeit.

Die lineare Struktur der Moleküle erklärt auch die Fähigkeit von Thermoplasten, nicht nur zu quellen, sondern sich in richtig ausgewählten Lösungsmitteln auch gut zu lösen. Die Art des Lösungsmittels hängt von der chemischen Natur des Polymers ab. Polymerlösungen zeichnen sich bereits in sehr geringen Konzentrationen (2...5 %) durch eine relativ hohe Viskosität aus, der Grund dafür ist große Größen Polymermoleküle im Vergleich zu Molekülen herkömmlicher niedermolekularer Substanzen. Nachdem das Lösungsmittel verdampft ist, kehrt das Polymer in einen festen Zustand zurück. Dies ist die Grundlage für den Einsatz thermoplastischer Lösungen als Lacke, Farben, Klebstoffe und Bindemittel in Kitten und Polymerlösungen.

Zu den Nachteilen von Thermoplasten zählen eine geringe Hitzebeständigkeit (in der Regel nicht höher als 80 ... 120 °C), eine geringe Oberflächenhärte, Sprödigkeit bei niedrigen Temperaturen und Fließfähigkeit bei hohen Temperaturen sowie eine Neigung zur Alterung unter dem Einfluss von Sonnenlicht und Luftsauerstoff.

Etwa 20...25 % der produzierten Polymere werden im Bauwesen verwendet. Die im Bauwesen hauptsächlich verwendeten thermoplastischen Polymere sind Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polyethylen und Polypropylen sowie Polyvinylacetat, Polyacrylate, Polyisobutylen usw.

Polyethylen- ein Produkt der Ethylenpolymerisation - das häufigste Polymer unserer Zeit. Polyethylen ist hornförmig, fühlt sich fettig an, ist durchscheinend und lässt sich leicht mit einem Messer schneiden. Beim Anzünden verbrennt es und schmilzt gleichzeitig mit dem charakteristischen Geruch von brennendem Paraffin. Bei Raumtemperatur ist Polyethylen praktisch in keinem Lösungsmittel löslich, quillt jedoch in Benzol und chlorierten Kohlenwasserstoffen; Bei Temperaturen über 70...80 °C löst es sich in den angegebenen Lösungsmitteln.

Polyethylen weist eine hohe chemische Beständigkeit auf und ist biologisch inert. Unter dem Einfluss der Sonneneinstrahlung (sein UV-Anteil) altert Polyethylen und verliert seine Leistungseigenschaften.

Beim Erhitzen auf 50...60 °C verringert Polyethylen seine Festigkeitseigenschaften, behält aber gleichzeitig seine Elastizität bis zu minus 60...70 °C. Polyethylen lässt sich gut verschweißen und lässt sich leicht zu Produkten verarbeiten. Daraus werden Folien (transparent und undurchsichtig), Rohre und elektrische Isolierungen hergestellt. Geschäumtes Polyethylen in Form von Platten und Rohren wird zur Wärmedämmung und Abdichtung von Dichtungen verwendet.

Die Nachteile von Polyethylen sind geringe Hitzebeständigkeit und Härte, Entflammbarkeit und schnelle Alterung unter Einfluss von Sonnenlicht. Sie schützen Polyethylen vor Alterung, indem sie Füllstoffe (Ruß, Aluminiumpulver) und/oder spezielle Stabilisatoren einbringen.

Polypropylen- ein Polymer mit ähnlicher Zusammensetzung wie Polyethylen. Bei der Synthese von Polypropylen entstehen mehrere Polymere mit unterschiedlichen Strukturen: isotaktische, ataktische und syndiotaktische.

Hauptsächlich wird isotaktisches Polypropylen verwendet. Es unterscheidet sich von Polyethylen durch größere Härte, Festigkeit und Hitzebeständigkeit (Erweichungspunkt ca. 170 °C), der Übergang in einen spröden Zustand erfolgt jedoch bereits bei minus 10...20 °C.

Die maximale Betriebstemperatur für Produkte aus Polypropylen beträgt 120...140 °C, Produkte unter Belastung, wie z. B. Warmwasserleitungen, werden jedoch nicht für den Einsatz bei Temperaturen über 75 °C empfohlen.

Polypropylen wird für fast die gleichen Zwecke wie Polyethylen verwendet, die daraus hergestellten Produkte sind jedoch steifer und formbeständiger.

Ataktisches Polypropylen(APP) fällt bei der Synthese von Polypropylen als unvermeidliche Verunreinigung an, kann aber durch Extraktion (Auflösung in Kohlenwasserstofflösungsmitteln) leicht vom isotaktischen Polypropylen abgetrennt werden.

Polyisobutylen- gummiartiges thermoplastisches Polymer.

Polystyrol(Polyvinylbenzol) – transparentes Polymer mit einer Dichte von 1050...1080 kg/m; Bei Raumtemperatur ist es hart und spröde, beim Erhitzen auf 80...100 °C wird es weich. Zugfestigkeit (bei 20 °C) 35...50 MPa. Polystyrol ist in aromatischen Kohlenwasserstoffen (der Einfluss des in den Polystyrolmolekülen enthaltenen Benzolrings), Estern und chlorierten Kohlenwasserstoffen gut löslich. Polystyrol ist brennbar und zerbrechlich.

Im Bauwesen wird Polystyrol zur Herstellung von Wärmedämmstoffen – expandiertem Polystyrol (Dichte 15...50 kg/m), Verkleidungsplatten und kleinen Armaturen – verwendet. Eine Lösung von Polystyrol in organischen Lösungsmitteln ist ein guter Kleber.

Polyvinylacetat- transparentes, farbloses Polymer, hart bei Raumtemperatur, mit einer Dichte von 1190 kg/m. Polyvinylacetat ist in Ketonen (Aceton), Estern, chlorierten und aromatischen Kohlenwasserstoffen löslich, quillt in Wasser; löst sich nicht in aliphatischen und Terpenkohlenwasserstoffen. Polyvinylacetat ist nicht beständig gegen Säuren und Laugen; Beim Erhitzen über 130 ... 150 °C zersetzt es sich unter Freisetzung von Essigsäure. Eine positive Eigenschaft von Polyvinylacetat ist seine hohe Haftung auf Steinmaterialien, Glas und Holz.

Im Bauwesen wird Polyvinylacetat in Form einer Polyvinylacetat-Dispersion (PVAD) verwendet – einer cremigen Masse von weißer oder hellcremefarbener Farbe, die sich gut mit Wasser vermischt. Eine Polyvinylacetat-Dispersion wird durch Polymerisation von flüssigem Vinylacetat erhalten, das in Form winziger Partikel (bis zu 5 Mikrometer) in Wasser emulgiert wird.

Polyvinylacetat wird häufig im Bauwesen verwendet. Es wird zur Herstellung von Klebstoffen, wasserdispergierten Farben und abwaschbaren Tapeten verwendet. PVAD wird zum Aufbau von selbstnivellierenden Mastixböden und zur Modifizierung von Zementmörteln verwendet. Die auf eine Konzentration von 5...10 verdünnte Dispersion wird zum Grundieren von Betonoberflächen vor dem Aufkleben von Verkleidungen auf Polymermastix und vor dem Auftragen von Polymerzementlösungen verwendet.

Der Nachteil von Materialien auf Basis von Polyvinylacetat-Dispersionen ist ihre Empfindlichkeit gegenüber Wasser: Die Materialien quellen auf und es kann zu Ausblühungen kommen.

Polyvinylchlorid- das im Bauwesen am häufigsten vorkommende Polymer - ist ein festes Material, geruchs- und geschmacklos, farblos oder gelblich (bei der Verarbeitung kann es durch thermische Zerstörung eine hellbraune Farbe annehmen). Der Fließpunkt von Polyvinylchlorid liegt bei 180 ... 200 °C, jedoch nur bei Erwärmung über 160 °C.

Polyvinylchlorid lässt sich gut mit Weichmachern kombinieren. Dies erleichtert die Verarbeitung und ermöglicht die Herstellung von Kunststoffen mit unterschiedlichsten Eigenschaften: starre Platten und Rohre, elastische Formteile, weiche Folien.

Polyvinylchlorid lässt sich gut verschweißen; Es haftet nur mit bestimmten Klebstoffarten, zum Beispiel Perchlorvinyl. Die positiven Eigenschaften von Polyvinylchlorid sind hohe chemische Beständigkeit, dielektrische Eigenschaften und geringe Entflammbarkeit.

Im Bauwesen wird Polyvinylchlorid zur Herstellung von Materialien für Fußböden (verschiedene Arten von Linoleum, Fliesen), Rohren, Formteilen (Handläufe, Fußleisten, Verkleidungen usw.) sowie zur Veredelung von Dekorfolien und Schaumstoffen verwendet.

Perchlorvinyl- ein Produkt der Chlorierung von Polyvinylchlorid, das 60 bis 70 Gewichtsprozent Chlor anstelle von 56 % im Polyvinylchlorid enthält. Die Dichte von Perchlorvinyl beträgt etwa 1500 kg/m. Es zeichnet sich durch eine sehr hohe chemische Beständigkeit (gegen Säuren, Laugen, Oxidationsmittel) aus; schwer zu verbrennen. Im Gegensatz zu Polyvinylchlorid löst sich Perchlorvinyl leicht in chlorierten Kohlenwasserstoffen, Aceton, Ethylacetat, Toluol, Xylol und anderen Lösungsmitteln.

Die positive Eigenschaft von Perchlorvinyl ist seine hohe Haftung auf Metall, Beton, Holz, Leder und Polyvinylchlorid. Die Kombination aus hoher Haftung und guter Löslichkeit ermöglicht den Einsatz von Perchlorvinyl in Klebstoffen und Anstrichmitteln. Aufgrund der hohen Haltbarkeit dieses Polymers werden Perchlorvinylfarben zur Veredelung von Gebäudefassaden verwendet.

Polycarbonate- eine relativ neue Gruppe von Polymeren für den Bau – Kohlensäureester. Sie zeichnen sich durch hohe physikalische und mechanische Eigenschaften aus, die sich im Temperaturbereich von - 100 bis + 150 °C kaum ändern. Dichte von Polycarbonaten 1200 kg/m 3 ; Zugfestigkeit 65 ± 10 MPa bei relativer Dehnung 50...100 %; Sie haben eine hohe Schlagfestigkeit und Härte (HB 15...16 MPa).

Polycarbonat wird durch Extrusion, Spritzguss, Heißpressen usw. zu Produkten verarbeitet. Es lässt sich leicht mechanisch verarbeiten, mit Heißluft verschweißen und mit Lösungsmitteln verkleben. Polycarbonate sind optisch transparent und beständig gegen atmosphärische Einflüsse, einschließlich UV-Strahlung. Sie werden häufig für elektrische Produkte (Steckdosen, Stecker, Telefone usw.) verwendet. Im Bauwesen werden Polycarbonatplatten und Hohlplatten (Wabenplatten) für lichtdurchlässige Zäune verwendet.

Coumaroneinden-Polymere- Polymere, die durch Polymerisation einer Mischung aus Cumaron und Inden gewonnen werden, die in Steinkohlenteer- und Ölpyrolyseprodukten enthalten ist.

Coumaroneinden-Polymer hat ein niedriges Molekulargewicht (weniger als 3000) und kann je nach Wert ein gummiartiges oder hartes, sprödes Material sein. Die Zerbrechlichkeit von Cumaron-Inden-Polymeren kann durch die Kombination mit Kautschuken, Phenol-Formaldehyd-Harzen und anderen Polymeren verringert werden. Diese Polymere lösen sich gut in Benzol, Terpentin, Aceton, Pflanzen- und Mineralölen.

Coumaroneinden-Polymere benetzen in geschmolzener oder gelöster Form andere Materialien gut und behalten nach dem Aushärten die Haftung an dem Material, auf das sie aufgetragen wurden. Sie werden zur Herstellung von Bodenfliesen, Farben und Klebekitten verwendet.