Unterrichtsthema: "Thermoplastische Polymere"

Unterrichtstyp: eine Lektion in der Assimilation von neuem Wissen.

Unterrichtsform: Kombiunterricht.

Der Zweck des Unterrichts: weitere Bekanntschaft mit hohem Molekulargewicht

Compounds am Beispiel von Kunststoffen auf Basis thermoplastischer Polymere; Gib mal allgemeine Eigenschaften Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol und Polymethylmethacrylat.

Aufgaben:

a) lehrreich- Schüler mit den Funktionen vertraut zu machen

thermoplastische Polymere, mit ihrer Zusammensetzung, ihren Eigenschaften, mit ihren Methoden

Empfang und Anwendungsgebiete;

den Schülern beibringen, einige der Eigenschaften dieser Kunststoffe zu beweisen.

b) lehrreich- einen verantwortungsvollen Umgang mit Leistung pflegen

Aufgaben, Selbstbewusstsein beim Antworten an der Tafel, fördern Patriotismus.

c) entwickeln- fördern weitere Entwicklung

intellektuelle Fähigkeiten und Fertigkeiten, um Schlussfolgerungen zu ziehen, Schlussfolgerungen zu ziehen;

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

Methoden:

a) mündlich- Geschichte, Schülernachrichten, Frontalgespräch,

individuelle Antworten der Schüler.

b) visuell- mit Tabellen arbeiten, mit einer Sammlung von Polymeren arbeiten, arbeiten

mit magnetischen Modellen von Strukturgliedern aus Polypropylen,

Demonstration von Produktkollektionen aus verschiedenen Polymeren, Arbeiten mit

Kodogramm.

c) praktisch- Durchführung von Laborarbeiten.

Geräte und Reagenzien:

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

interaktives Flipchart-Whiteboard.

Proben von Polyethylenprodukten - isolierte elektrische Drähte, Folien, Hüllen von Notizbüchern und Büchern, Hüllen von Plastikflaschen, Behälter von Shampoos und Bleichmitteln, Korken, Tuben, Isolierung für Fenster, Dosen von Motoröl und Bremsflüssigkeit, Beutel, Sahnetuben, Wäscheklammern

Proben von Polypropylenprodukten - Sanitärkeramik, Plastikflaschen, Einweggeschirr aus Plastik, Eisbecher aus Plastik, von Butter, aus geschmolzenem Käse, Zuckerbeutel aus technischem Stoff, Beutel aus technischem Stoff, synthetisches Seil.

Muster von Produkten aus Polyvinylchlorid - Kunstleder, Linoleum, isolierte Elektrokabel, Wachstuch, Bucheinbände, Etui für Filzstifte.

Proben von Styroporprodukten - Knöpfe, Lineale, Seifenschalen, Behälter für Shampoos, Behälter für Cremes, Verpackungen für Tabletten, für Süßigkeiten, für Seife, für Drogen, Einwegschalen aus Kunststoff, Körper für Gel- und Kugelschreiber.

Muster von Produkten aus Polymethylmetharylat - Linsen, Glas aus Uhren, Glas aus einem Tischlampenschirm, Glas aus einem Aquarium, Schmuck, Knöpfe.

Auf den Schülertischen: 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.

Befestigung - 20 min.

Hausaufgaben - 1 Min.

Organisationszeit:

Also begannen wir in der vorherigen Lektion unsere Bekanntschaft mit der Chemie hochmolekularer Verbindungen und studierten die grundlegenden Konzepte der Chemie des IUP. Und bevor wir mit dem weiteren Studium des IUP fortfahren, sollten wir überprüfen, wie gut Sie das untersuchte Material beherrschen.

Wissenscheck:

Frontale Umfrage:

Geben Sie eine Definition von Polymerisations- und Polykondensationsreaktionen und erklären Sie, was die Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen diesen Reaktionen sind.

Was sind die Hauptmerkmale von Substanzen, die Polymerisations- und Polykondensationsreaktionen eingehen? Was sind einige Beispiele für solche Reaktionen?

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

Was ist ein Makromolekül?

Wie nennt man den Polymerisationsgrad? Wie berechnet man es?

Was Geometrische Figur haben Polymermoleküle?

Was sind thermoplastische und duroplastische Polymere?

3. Neues Material lernen:

Heute werden wir in der Lektion Polymere untersuchen, die in Polymerisationsreaktionen erhalten werden. 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.

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

Schreiben Sie es in Ihr Notizbuch:

Formel und Name des Monomers.

Reaktionsgleichung des Erhaltens und der strukturellen Verknüpfung.

Physisch und Chemische Eigenschaften.

Anwendung.

Wir schreiben die ersten beiden Punkte der Charakteristika auf, den dritten lernen wir durch Labor- und Demonstrationsexperimente kennen und über den vierten Punkt hören wir einen Bericht der Gruppen, die vorab eine kreative Aufgabe erhalten haben.

Beginnen wir mit den Eigenschaften von Polyethylen. Schreibe den Titel auf

"Polyethylen".

Monomer ist Ethylen.

Gleichung der Empfangsreaktion (Sie müssen an die Tafel schreiben - ein Schüler).

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

Unter diesen Bedingungen synthetisiertes Polyethylen ist hitzebeständiger und weist eine größere mechanische Festigkeit auf. Dies liegt daran, dass das Polymer eine streng lineare Struktur annimmt, weniger Verzweigungen enthält und daher die Moleküle näher beieinander liegen. Jene. Auch an diesem Beispiel sind wir von der Schlussfolgerung von A. M. Butlerov überzeugt, dass die Eigenschaften von Substanzen von ihrer Struktur abhängen.

Physikalische Eigenschaften: Sehen Sie sich die Polyethylenproben auf Ihren Tischen an. Was können Sie über seine physikalischen Eigenschaften im Aussehen sagen?

Es ist solide Weiß, in dünner Schicht ist es transparent und farblos. Bei Berührung ist es eine etwas fettige Substanz, ähnlich wie Paraffin. Sein Schmelzpunkt beträgt 110 °C. Die mechanische Festigkeit ist die niedrigste unter den thermoplastischen Polymeren.

Das Verhältnis von Polyethylen zu Erwärmung und seine chemischen Eigenschaften werden wir im Rahmen von Laborarbeiten untersuchen.

Laborarbeit "Untersuchung der Eigenschaften von Polyethylen".

Erfahrung Nummer 1. Stücke aus Polyethylen (PE) wurden in ein mit Wasser gefülltes Reagenzglas gegeben.

Beobachtung: Es treten keine Veränderungen auf.

Fazit: PE ist wasserbeständig.

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

Beobachtungen: Im erhitzten Zustand veränderte sich die Form, im abgekühlten Zustand nicht.

Fazit: PE ist thermoplastisch.

Erfahrung Nummer 3. Ein Stück eines PE-Produkts wurde in Brand gesetzt.

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

Fazit: PE zersetzt sich bei hohen Temperaturen.

Erfahrung Nummer 4. 1 Stück PE in Reagenzgläser geben a) mit Bromwasser, b) c

Kaliumpermanganatlösung.

Beobachtungen: Die Farbe der Lösungen änderte sich nicht.

Fazit: PE ist beständig gegen Oxidationsmittel.

Erfahrung Nummer 5. 1 Stück PE in Reagenzgläser a) mit konz. schwefelhaltig zu eins,

b) vom Ende. Salpetersäure, c) mit Natronlauge.

Beobachtungen: In Reagenzgläsern mit Schwefelsäure und Natriumhydroxid ohne Veränderungen und in einem Reagenzglas mit Salpetersäure löst sich PE allmählich auf.

Fazit: PE ist säure- und laugenbeständig, außer Salpetersäure.

So haben wir im Rahmen von Laborarbeiten festgestellt, dass PE beständig gegen die Einwirkung von Wasser, Oxidationsmitteln sowie gegen die Einwirkung von Säuren und Laugen ist, mit Ausnahme von Salpetersäure. Neben diesen Eigenschaften ist Polyethylen ein gutes Dielektrikum und gasdicht. All diese Eigenschaften haben zu seiner praktischen Anwendung geführt. Jetzt hören wir die Rede der ersten Forschergruppe, die die Aufgabe erhielt, Proben von Polyethylenprodukten unter Haushaltsgegenständen anhand der Art ihrer Verbrennung zu finden.

Präsentation der ersten Forschergruppe(Vorführung von Objekten).

Der Vertreter der Gruppe spricht darüber, welche Objekte untersucht wurden, wie die Verbrennung dieser Stoffproben war, welche Farbe die Flamme hatte und wie der Geruch während der Verbrennung war. Erklärt die Verwendung von Polyethylen.

Weitere Fragen:

Welche Eigenschaft von Polyethylen wird genutzt, wenn es zum Isolieren von Drähten verwendet wird?

Welche Eigenschaft von Polyethylen wird bei der Verwendung als Verpackungsmaterial genutzt?

Welche Eigenschaft von Polyethylen wird für die Herstellung von Behältern zur Lagerung von Motoröl und Bleichmitteln verwendet?

"Polypropylen".

1. Monomer - Propylen

2. Die Reaktionsgleichung des Empfangens (ein Schüler an der Tafel)

Aber diese Reaktion hat ihre eigenen Besonderheiten - im Prozess der Polymerisation

Propylenmoleküle können sich auf unterschiedliche Weise miteinander verbinden. Wenn in jedem

Molekül, um den Anfang auszuwählen - "Kopf" und das Ende "Schwanz", dann den Weg

was wir gerade geschrieben haben, heißt "head-tail". Aber Moleküle können

auch in der Reihenfolge "Kopf - Kopf" anschließen (Demonstration). Erhältlich

auch die gemischte Reihenfolge der Verbindung.

Wenn Propylenmoleküle in der "Kopf-Schwanz"-Reihenfolge verbunden sind, wird ein Polymer mit dem richtigen Wechsel der Methylgruppen im Molekül gebildet - ein solches Polymer wird als stereoregulär bezeichnet. Um solche Polymere zu erhalten, werden spezielle Katalysatoren, optimale Temperatur und Druck verwendet. In einem stereoregulären Polymer haften Makromoleküle fest aneinander, die gegenseitigen Anziehungskräfte zwischen ihnen nehmen zu, was sich auf die Eigenschaften auswirkt. Schreiben wir "Stereoreguläres Polymer" auf - dies ist ein Polymer mit dem richtigen Wechsel 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 die Methylgruppen streng auf einer Seite der Kohlenstoffkette, im zweiten Fall befinden sich die Methylreste auf beiden Seiten der Kohlenstoffkette, jedoch streng regelmäßig.

3. Die physikalischen Eigenschaften von Polypropylen sind denen von Polyethylen in vielerlei Hinsicht ähnlich. Es ist auch ein weißer bis gelblicher Feststoff, der sich fettig anfühlt (finden Sie eine Polypropylenprobe auf Ihrem Tisch). Es ist auch beständig gegen Wasser, Oxidationsmittel, Säuren und Laugen, jedoch hitzebeständiger.

Schmelztemperatur von Polypropylen 160 - 180C Polypropylen hat eine hohe mechanische Festigkeit. Alle diese Eigenschaften beeinflussen seine Anwendung.

Hören wir uns die Botschaft der zweiten Forschergruppe an.

Präsentation der zweiten Forschergruppe(Vorführung von Objekten).

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

Lehrer: V In letzter Zeit aus Polypropylen große Nummer Sanitärprodukte und die Wasserleitungen selbst. Polypropylen hat eine extrem hohe Biege-, Druck- und Spannungsfestigkeit über einen weiten Temperaturbereich.

Polypropylenrohre für Warmwasserversorgungssysteme werden in Strahlungstechnik hergestellt. Eine Tonne solcher Rohre spart 5 Tonnen Metall und erhöht die Lebensdauer des gesamten Systems um ein Vielfaches.

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

« Polyvinylchlorid ".

1.Monomer - Vinylchlorid oder Vinylchlorid

2. Reaktionsgleichung des Empfangens (ein Schüler schreibt an die Tafel).

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

Auf der Basis von Polyvinylchlorid werden zwei Arten von Kunststoffen erhalten: Vinylkunststoff (hartes Polymer) und Kunststoffmasse (weiches Polymer). Wir hören den Bericht der dritten Forschergruppe zum Einsatz von Polyvinylchlorid.

Präsentation der dritten Forschergruppe(Vorführung von Objekten).

Demonstrationsversuch - PVC-Brennung.

Zusätzliche Frage: Aus welchem ​​Kunststoff – Vinylkunststoff oder Kunststoffverbundstoff – bestehen Kunstleder, Wachstuch, Linoleum und Drahtisolierung?

Lehrer: Chemikalienbeständige Rohre, Teile aus chemischen

Ausrüstung, Batteriebänke.

"Polystyrol".

Monomer - Styrol

2. Reaktionsgleichung des Empfangens (ein Schüler schreibt an die Tafel).

Dies sind ebenfalls lineare Moleküle, die nach dem "Kopf-Schwanz"-Typ aufgebaut sind.

3. Physikalische Eigenschaften: Polystyrol kann transparent und undurchsichtig sein, es hat hohe dielektrische Eigenschaften und ist chemisch beständig gegen die Einwirkung von Alkalien und Säuren, mit Ausnahme von Salpetersäure. Wir hören den Bericht der 4. Forschergruppe zum Einsatz von Polystyrol.

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

Lehrer: Polystyrol wird zur Herstellung von Teilen für Elektro- und Funkgeräte, Dekorations- und Veredelungsmaterialien - Platten, Verkleidungsplatten, Beleuchtungsgeräte, Geschirr und Kinderspielzeug - verwendet. Außerdem wird durch Zugabe von Treibmitteln Polystyrolschaum aus Polystyrol hergestellt, das oft als Polystyrolschaum bezeichnet wird. Es wird als Wärme- und Schalldämmstoff in der Bau-, Kälte- und Möbelindustrie verwendet. Dient zum Verpacken von Transportgeräten, Lebensmitteln und zur Isolierung von Rohrleitungen.

"Polymethylmethacrylat".

Monomer - Polymethylmethacrylat - Methacrylsäuremethylester

Reaktionsgleichung erhalten (ein Schüler schreibt an die Tafel)

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

Hören wir den Bericht der fünften Forschergruppe zum Einsatz von Polymethylmethacrylat.

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

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

III. Sicherung.

Und jetzt musst du tun unabhängige Arbeit, unter Verwendung des Materials auf Polymeren, das in jeder Tabelle enthalten ist, müssen Sie die Polymere charakterisieren und die Daten in die Tabelle eingeben. Das Aussehen wird basierend auf Beobachtungen von Polymerproben aufgezeichnet, die auf Ihren Tischen verfügbar sind. Physikalische Eigenschaften: Rekorddichte, Erweichungspunkt und mechanische Zugfestigkeit. Berechnen Sie den Polymerisationsgrad basierend auf den relativen Molekulargewichtsdaten.

IV ... Hausaufgaben: fertige Notizen an.

Verweise:

1.Khomchenko G.P. „Ein Handbuch zur Chemie für Studienbewerber“, M., „Neu

Welle", 1998.

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

2001.

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

"Bildung", 2002.

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

Thermoplastische Polymere umfassen Polyolefine, Polyamide, Polyvinylchlorid, Fluorkunststoffe, Polyurethane.

Thermoplaste haben eine niedrige Übergangstemperatur in einen viskosen Fließzustand, sie lassen sich gut durch Spritzgießen, Extrudieren und Pressen verarbeiten. Thermoplaste werden als Isolatoren, chemisch beständige Strukturmaterialien, transparente optische Gläser, Folien, Fasern sowie als Bindemittel zur Gewinnung von Kompositmaterialien, Lacke, Klebstoffe usw.

Polyethylen ist ein Produkt der Ethylenpolymerisation. Es ist ein relativ hartes und belastbares Material, geruchlos, in dicker Schicht weiß und in dünner Schicht transparent (siehe Muster 1.1). Polyethylen lässt sich durch verschiedene Verfahren leicht verarbeiten, ist beständig gegen Schock- und Vibrationsbelastungen, korrosive Umgebungen und Strahlung, hat eine hohe Frostbeständigkeit (bis –70 °C). Polyethylen ist unter Lichteinwirkung alterungsanfällig. Um irreversible Alterungsprozesse von Polyethylen zu unterdrücken, werden spezielle Additive - Stabilisatoren (sowie in andere Thermoplaste) eingebracht. Polyethylen wird zur Herstellung von Rohren, gegossenen und extrudierten Nicht-Leistungsteilen, Folien, Isolierungen von Drähten und Kabeln sowie als Korrosionsschutzbeschichtungen für Metalle verwendet.

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

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

Polyvinylchlorid (PVC) - amorphes Polymer von weißer Farbe, hat hohe dielektrische Eigenschaften, chemische Beständigkeit, nicht brennbar. Weichmacherhaltiges PVC wird als Vinylkunststoff bezeichnet (siehe Beispiel 1.3). Viniplast hat eine hohe mechanische Festigkeit und gute elektrische Isoliereigenschaften, lässt sich gut verformen, lässt sich gut mechanisch bearbeiten, klebt und schweißt, ist bei Minustemperaturen spröde (Betriebstemperaturbereich von – 10 bis +70 °C). Beim Erhitzen zersetzt es sich unter Bildung giftiger Stoffe und stellt im Brandfall eine erhebliche Gefahr dar. Verschiedene Produkte werden aus Vinylkunststoff hergestellt – Hähne, Ventile, Absperrschieber, Pumpenteile, Ventilatoren, Fliesen, Rohre usw.

Polytetrafluorethylen -(Fluorkunststoff-4) ist ein Fluorderivat von Ethylen. Es geht bei einer Temperatur von 423 ° C in einen zähfließenden Zustand über, das Pressen der Produkte erfolgt bei einer Temperatur von 380 ° C, da bei höheren Temperaturen giftiges Fluor freigesetzt wird. Das Material hat eine hohe thermische Stabilität, beständig gegen Säuren, Laugen, Oxidationsmittel, Lösungsmittel. Fluoroplast-4 hat sehr niedriger Reibungskoeffizient (f = 0,04), behält die elastischen Eigenschaften bis 269 ° C.

Fluoroplast-4 wird verwendet für die Herstellung von: Dichtungselementen, Membranen, Armaturen, die in korrosiven Umgebungen betrieben werden; Gleitbeschichtungen auf Metallprodukten; Hochfrequenzgeräte, Kabel, Kondensatoren, dünne Isolierfolien bis 0,005 mm Dicke (siehe Muster 1.4).

Polystyrol - hartes, steifes, transparentes Polymer (durchlässig 90% des Lichts), hat gute dielektrische Eigenschaften, hat eine hohe chemische Beständigkeit, haftet gut und färbt gut. Es hat eine geringe Hitzebeständigkeit (bis zu 80 0 С) und Schlagzähigkeit. Zur Erhöhung der Viskosität wird Styrol mit Kautschuken copolymerisiert. Es wird zur Herstellung von chemisch beständigen Gefäßen, Elektroteilen (Gehäuse von Fernsehgeräten, Radios, Telefonen, Tonbandgeräten), zur Herstellung von Elektroisolierfolien für Radiokomponenten, Fäden sowie Verpackungsfolien verwendet. Es wird verwendet zur Herstellung (siehe Muster 1.5) Haushaltsgegenstände, Kinderspielzeug, Schulmaterial (Stifte usw.), Behälter für Verpackungen, Rohre, Innendekoration von Kühlschränken (Frostbeständigkeit bis -70 ° C), Verkleidungsmaterialien für Innenausstattung Räumlichkeiten, Autoinnenräume usw.

Nach dem Emulsionsverfahren gewonnenes Polystyrol wird zur Herstellung von Schaumstoffen verwendet, die als Wärmedämmstoff im Bauwesen, bei der Herstellung von Kühlschränken sowie für Verpackungen verwendet werden.

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

Polyamide -(Nylon, Nylon usw.) ist ein Polymer mit guten mechanischen Eigenschaften und hoher Verschleißfestigkeit. Polyamide quellen nicht in Öl und Benzin, lösen sich nicht in vielen Lösungsmitteln und sind stoß- und vibrationsfest. Sie werden mit Füllstoffen verwendet, die bis zu 30 % Glasfaser oder bis zu 10 % Graphit sind. Wird zur Herstellung von Seilen, Zahnrädern, Kettenrädern verwendet Kettenantriebe, Kreiselpumpenräder, Gleitlager sowie das Aufbringen von Schutzschichten auf Metallen (siehe Muster 1.7).

Polyurethane - Polymere mit hoher Elastizität, Frostbeständigkeit (bis –70 ° C), Verschleißfestigkeit, beständig gegen die Einwirkung von verdünnten organischen und mineralischen Säuren und Ölen. Sie werden zur Herstellung von Rohren, Schläuchen, Dichtungen, Herstellung von Klebstoffen zum Kleben von Metallen, Glas, Keramik verwendet (siehe Muster 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, schweißbar und gut verklebt. Lavsan wird zur hitzebeständigen Isolierung von Wicklungen von Transformatoren, Elektromotoren, Kabeln, Teilen von Funkanlagen, aber auch als Schnur in Riemenantrieben, in Reifen, diversen Förderbändern, Basis von Tonbandgeräten, als Material (PET ) von Getränkeflaschen (siehe Muster 1.9) ...

Polycarbonat - Kohlensäurepolyester nimmt nach raschem Abkühlen eine amorphe Struktur an und wird glasig. Es hat eine hohe Festigkeit, Schlagzähigkeit, Flexibilität und chemische Beständigkeit. Unzerbrechliches Geschirr wird daraus hergestellt, ebenso Zahnräder, Lager und andere Teile.

13.2 Duroplastische Polymere

Phenol-Formaldehyd-Harze- sind Produkte der Polykondensation von Phenolen mit Formaldehyd. Phenol-Formaldehyd-Harze haben eine hohe Luft- und Hitzebeständigkeit, gute elektrische Isoliereigenschaften, beständig gegen die meisten Säuren, mit Ausnahme von konzentrierter Schwefelsäure und oxidierenden Säuren (Salpetersäure, Chromsäure) (siehe Muster 2.1).

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

Sie können 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 schwächt sich die Wechselwirkung zwischen den Molekülen ab und sie können sich gegeneinander verschieben, das Polymer erweicht und verwandelt sich bei weiterer Erwärmung in eine viskose Flüssigkeit. Diese Eigenschaft basiert auf verschiedene Wege Produkte aus thermoplastischen Kunststoffen zu formen sowie durch Schweißen zu verbinden.

In der Praxis lassen sich jedoch nicht alle Thermoplaste so leicht in einen zähfließenden Zustand überführen, da die Temperatur des Einsetzens der thermischen Zersetzung einiger Polymere niedriger ist als deren Pourpoint (Polyvinylchlorid, Fluorkunststoffe etc.). Dabei kommen verschiedene technologische Verfahren zum Einsatz, die den Pourpoint erniedrigen (zB durch Einbringen von Weichmachern) oder den thermischen Abbau (durch Einbringen von Stabilisatoren, Verarbeitung unter Schutzgasatmosphäre) verzögern.

Die lineare Struktur der Moleküle erklärt auch die Fähigkeit von Thermoplasten, nicht nur zu quellen, sondern sich auch in richtig ausgewählten Lösungsmitteln gut zu lösen. Die Art des Lösungsmittels hängt von der chemischen Natur des Polymers ab. Polymerlösungen bereits sehr geringer Konzentrationen (2 ... 5 %) zeichnen sich durch eine recht hohe Viskosität aus. Der Grund dafür ist die Größe der Polymermoleküle im Vergleich zu den Molekülen herkömmlicher niedermolekularer Substanzen. Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels wird das Polymer wieder fest. Dies ist die Grundlage für den Einsatz von Lösungen thermoplastischer Kunststoffe als Lacke, Farben, Klebstoffe und als Bindemittel in Mastix- und Polymerlösungen.

Die Nachteile von Thermoplasten umfassen; geringe Hitzebeständigkeit (in der Regel nicht höher als 80 ... 120 ° С), 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 Ethylenpolymerisation, von dem ein wesentlicher Teil bei der thermischen Verarbeitung von Erdölgasen (Ethan, Propan, Butan) und der Hydrolyse von Erdölprodukten anfällt. Polymerisationsreaktionen finden bei hohem Druck (bis 250 MPa) und einer Temperatur von 240 ... 280 ° C in Gegenwart von Sauerstoff und katalytische Polymerisation - bei mittlerem oder niedrigem Druck statt.

Die Polymerisation von Ethylen unter Hochdruck wird in Rohrreaktoren durchgeführt und ist durch die Komplexität der technologischen Ausrüstung gekennzeichnet. In der Republik Belarus wird eine solche Produktion bei Novopolotsk JSC Polymir organisiert.

Hochdruckpolyethylen ist ein chemisch beständiges Produkt mit einer Dichte von 0,92 ... 0,95 g / cm3. Es hat eine erhöhte Elastizität, 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 alterungsanfälliger als HDPE.

Die physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Polyethylen sind weitgehend

Maß abhängig vom Polymerisationsgrad, d. h. vom molekularen

Massen. Seine Zugfestigkeit ist abhängig von

Molekulargewicht reicht von 18 bis 45 MPa, Dichte -

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

starke Einwirkung einer Belastung von mehr als 50 ... 60 % von

limitierend, Polyethylen beginnt die Eigenschaft des Fließens zu zeigen

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

leicht zu Produkten zu verarbeiten und schweißbar. Seine

nachteile - geringe Hitzebeständigkeit und Härte; Entflammbarkeit und

schnelle Alterung unter dem Einfluss von Sonnenlicht. Für mehr

Beständigkeit gegen oxidative Prozesse und atmosphärische Einflüsse

In Polyethylen werden verschiedene Stabilisatoren eingebracht. Beispielsweise

Maßnahmen, wenn 2% Ruß in Polyethylen eingebracht wird, seine Lebensdauer in at

atmosphärische Bedingungen erhöht sich um das 30-fache.

Folien (transparent und undurchsichtig), Rohre, elektrische Isolierungen bestehen aus Polyethylen; geschäumtes Polyethylen in Form von Platten und Rohren wird zur Wärme- und Schalldämmung sowie als Dichtungsmaterial verwendet.

Polypropylen, [-CH2-CH-] „, ist ein Produkt der Propylen-Gaspolymerisation in einem Lösungsmittel. Bei der Synthese von Polypropylen werden mehrere Polymere unterschiedlicher Struktur gebildet: isotaktisch, ataktisch und syndiotaktisch. Takt ist die Art und Weise, in der Seitengruppen entlang des Rückgrats eines Polymermoleküls aufgereiht werden.

Isotaktisches Polypropylen wird hauptsächlich verwendet, wenn sich alle Methylgruppen auf einer Seite des Makromoleküls befinden. Es unterscheidet sich von Polyethylen durch höhere 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, jedoch sind daraus hergestellte Produkte steifer und formstabiler.

Ataktisches Polypropylen (APP) (in APP befinden sich die Methylgruppen zufällig auf beiden Seiten der Hauptkette des Makromoleküls) wird bei der Synthese von Propylen als unvermeidliche Verunreinigung erhalten, 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 mit einer Erweichungstemperatur von 30 ... 80 ° C. APP wird als Modifikator von bituminösen Zusammensetzungen in Dachmaterialien verwendet.

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

Polyisobutylen ist ein gummiartiges thermoplastisches Polymer (Absatz 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 löst sich gut in aromatischen Kohlenwasserstoffen, Estern und Chlorkohlenwasserstoffen; brennbar und zerbrechlich; beständig gegen die Einwirkung vieler aggressiver Substanzen: Laugen, Schwefel- und andere Säuren; durchscheinend, lichtbeständig.

Der Rohstoff für die Produktion ist Styrol - eine transparente gelbe brennbare Flüssigkeit, die bei der Hydrolyse von Öl oder der Trockendestillation von Kohle entsteht. Styrol polymerisiert leicht, wenn es Sonnenlicht und Hitze ausgesetzt wird. Polystyrol wird in Form von transparenten Platten, Granulaten, Perlen oder weißem Pulver gerollt.

Im Bauwesen wird Polystyrol zur Herstellung von wärmedämmendem Material verwendet - expandiertes Polystyrol mit einer Dichte von 10 ... .50 kg / m3, Verkleidungsfliesen und kleines Zubehör. Eine Lösung von Polystyrol in organischen Lösungsmitteln ist ein guter Klebstoff.

Blockcopolymer aus Butadien und Styrol (SBS) ist ein Hartgummi, das zur Modifizierung des Bitumens der Deckschicht in Abdichtungsmaterialien verwendet wird.

Polyvinylacetat (-CH2-CH-) wird durch Polymerisieren von Vinylacetat hergestellt. Es ist ein transparentes, bei Raumtemperatur steifes Polymer mit einer Dichte von 1190 kg / m3. Polyvinylacetat ist löslich in Aceton, Estern, chlorierten und aromatischen Kohlenwasserstoffen, quellbar 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 mit Wasser gut mischbar ist. PVAD wird durch Polymerisation von flüssigem Vinylacetat in der Form die kleinsten Partikel(weniger als 5 Mikrometer) in Wasser. Dadurch werden die Vinylacetattröpfchen in feste Polyvinylacetatpartikel umgewandelt. Der Emulsionsstabilisator ist Polyvinylalkohol. Der Polymergehalt in der Dispersion beträgt ca. 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 grob dispergiertem PVAD, das üblicherweise im Bauwesen verwendet wird, beträgt der Gehalt an Weichmachern (% der Polymermasse): 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 beim Einfrieren mit der Ausfällung 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 zum Eindringen in die Polymerpartikel gehalten. Die weichmacherfreie Dispersion hält mindestens vier Frost-Tau-Wechsel bei Temperaturen bis minus 40 °C stand. 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. Auf seiner Basis werden Klebstoffe, Wasserdispersionsfarben und abwaschbare Tapeten hergestellt. PVAD wird für die Einrichtung von selbstnivellierenden Mastixböden und für die Modifizierung von Zementmörteln verwendet (Polymer-Zement-Mörtel und Betone werden in 14LZ berücksichtigt). Die Betonoberflächen werden vor dem Aufkleben der Beplankung auf Polymerkitt und vor dem Auftragen von Polymerzementmörteln mit einer auf 5 ... 10 % verdünnten Dispersion grundiert.

Der Nachteil von Materialien auf Basis von Polyvinylacetat-Dispersionen ist die Hydrolyse im alkalischen Milieu unter Bildung von Polyvinylalkohol und Säure. Da die resultierenden Hydrolyseprodukte in Wasser gut löslich sind, können die Materialien aufquellen und es kann zu Ausblühungen kommen. Dies liegt an der Anwesenheit einer merklichen Menge eines wasserlöslichen Stabilisators in den Dispersionen und der Fähigkeit des Polymers selbst, in Wasser zu quellen. Da die Dispersion schwach sauer reagiert (pH 4,5 ... 6), ist beim Auftragen auf Metallprodukte Metallkorrosion möglich.

Polyvinylchlorid, (-CH2-CHC1-) „, ist das im Bauwesen am weitesten verbreitete Polymer. Er ist hartes Material geruchlos, farblos oder gelblich (während der Verarbeitung durch thermische Zerstörung kann es Hellbraun). Der Rohstoff für die Herstellung von Polyvinylchlorid (PVC) ist Vinylchlorid (Vinylchlorid) - ein farbloses Gas mit ätherischem Geruch und narkotischer Wirkung.

Die Dichte von PVC beträgt 1400 kg / m3, die Zugfestigkeit beträgt 40 ... 60 MPa. PVC ist aufgrund seines hohen Chloridgehalts nicht brennbar und praktisch nicht brennbar. Der Pourpoint von Polyvinylchlorid liegt bei 180 ... 200 °C, jedoch beginnt es bereits beim Erhitzen über 160 °C 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 gut schweißbar; es wird nur mit einigen Arten von Klebstoffen geklebt, zum Beispiel Perchlorvinyl. Positive Qualität Polyvinylchlorid - hohe chemische Beständigkeit, dielektrische Leistung und geringe Entflammbarkeit.

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

Perchlorvinyl ist ein Chlorierungsprodukt von Polyvinylchlorid, das 60 ... 70 Gew.-% Chlor enthält (statt 56 % in Polyvinylchlorid). Die Dichte von Perchlorvinyl beträgt ca. 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, Toluol, Xylol und anderen Lösungsmitteln. Die positive Eigenschaft von Perchlorvinyl ist die 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 Lackformulierungen. Perchlorvinylfarben werden aufgrund der hohen Haltbarkeit dieses Polymers zur Veredelung von Gebäudefassaden verwendet.

Polyacrylate werden durch Polymerisieren von Acryl- und Methacrylsäuren und deren Derivaten erhalten. Die am häufigsten verwendeten Polyacrylate sind Polymethylmethacrylat, Polymethylacrylat, Polyethylacrylat und Polybutylacrylat. Sie sind farblose, lichtechte, transparente Polymere. Polymethylmethacrylat beispielsweise wird auch als organisches Glas bezeichnet. Es ist weniger spröde und leichter zu verarbeiten als herkömmlich. Organische Glasprodukte haben eine relativ hohe Festigkeit; maximale Druckfestigkeit erreicht 160 MPa, in Biegung - 80 ... 140 MPa und Zugfestigkeit bis 100 MPa. Es hat eine außergewöhnliche Transparenz und kann bis zu 74 % der UV-Strahlen durchlassen. Verwenden Sie organisches Glas für die Verglasung von Gebäuden spezieller Zweck, Schaufenster, Gewächshäuser, Lampen von Produktionshallen usw. Die hohen Kosten dieses Polymers und die unzureichende Abriebfestigkeit begrenzen jedoch seine Verwendung im Bauwesen.

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

Internationale Kennzeichnung von Thermoplasten für das Recycling

Thermoplaste (thermoplastische Polymere) Sind solche, die beim Erhitzen weich werden und beim Abkühlen hart werden. Bei Raumtemperaturen sind thermoplastische Polymermaterialien im festen (glasigen oder kristallinen) Zustand... Bei steigender Temperatur gehen sie zunächst in hochelastischer Zustand, dann (mit weiterer Erwärmung) - in einen zähflüssigen Zustand, was es möglich macht thermoplastisches Formen nach verschiedenen Methoden. Die Übergänge von Thermoplasten von einem festen in einen hochelastischen und zähfließenden Zustand sind reversibel und vielfach wiederholbar, was ein Recycling thermoplastischer Polymere ermöglicht.

Thermoplaste- dies sind Polymere, bei denen beim Erhitzen keine vernetzten chemischen Bindungen gebildet werden und die bei einer bestimmten Temperaturcharakteristik jedes Polymers wiederholt (wiederholt) erweichen und von einem festen in einen plastischen Zustand übergehen können.

Thermoplaste werden in zwei Arten von Markensortimenten hergestellt. Zuerst oder Base , umfasst Marken, die sich in Viskositäts- (oder molekularen) Parametern unterscheiden. Sie sind für die Verarbeitung mit Schmierstoffen, Stabilisatoren und anderen Additiven verbessert. Auf Basis des Markengrundsortiments wird ein Markensortiment nach den vorherrschenden Betriebseigenschaften .

Basispolymere sind für die Verarbeitung vorgesehen verschiedene Methoden(Typen Spritzguss, Extrusion, zum Pressen usw.). Jede Methode produziert eine breite Palette von Produkten, die sich in der Größe unterscheiden. Zum Beispiel, Spritzguss Es werden dünnwandige Produkte mit großen Längen-Dicken-Verhältnissen, Produkte mittlerer Dicke und dickwandige Produkte mit kleinen Längen-Dicken-Verhältnissen erhalten. Daher werden die Polymertypen nach Verarbeitungsverfahren in Typen nach dem für das jeweilige Formverfahren charakteristischen Produktspektrum unterteilt.

Das Markensortiment an Polymeren in Bezug auf die Viskosität bietet die Möglichkeit, Polymere mit unterschiedlichen Verfahren unter optimalen Bedingungen zu Produkten zu verarbeiten. Der Einsatz der richtigen Marke reduziert den Zeit- und Materialaufwand für die Technologieentwicklung, stabilisiert den Verarbeitungsprozess und die Eigenschaften der hergestellten Produkte und spart Rohstoffe.

Das Markensortiment in Bezug auf die Gebrauchseigenschaften umfasst Polymertypen, die für bestimmte Indikatoren (Reibungsfestigkeit, Verschleißfestigkeit, Licht- und Hitzestabilisiert, Antistatisch, Spezialisiert auf Füllstoffe, Nichtbrennbar, Lebensmittel, Medizinisch, Optisch, etc.) verbessert wurden.

Thermoplastische Polymere sind Polymere, die beim Erhitzen wiederholt erweichen und beim Abkühlen aushärten können. Diese und viele andere Eigenschaften thermoplastischer Polymere werden durch die lineare Struktur ihrer Makromoleküle erklärt. Beim Erhitzen schwächt sich die Wechselwirkung zwischen den Molekülen ab und sie können sich relativ zueinander verschieben (wie bei nassen Tonpartikeln), das Polymer erweicht 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 auch in richtig ausgewählten Lösungsmitteln gut zu lösen. Die Art des Lösungsmittels hängt von der chemischen Natur des Polymers ab. Polymerlösungen haben auch bei sehr geringer Konzentration (2 ... 5 %) eine recht hohe Viskosität, der Grund dafür ist große Größen Polymermoleküle im Vergleich zu Molekülen herkömmlicher niedermolekularer Substanzen. Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels wird das Polymer wieder fest. Dies ist die Grundlage für den Einsatz von Lösungen thermoplastischer Kunststoffe als Lacke, Farben, Klebstoffe und als Bindemittel in Mastix- und Polymerlösungen.

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

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

Polyethylen- das Produkt der Ethylenpolymerisation - das in unserer Zeit am weitesten verbreitete Polymer. Hornförmiges Polyethylen, fettiges Gefühl, durchscheinendes Material, leicht mit einem Messer zu schneiden; beim Anzünden verbrennt es und schmilzt gleichzeitig mit einem charakteristischen Geruch von brennendem Paraffin. Polyethylen löst sich bei Raumtemperatur praktisch in keinem der Lösungsmittel, quillt jedoch in Benzol und Chlorkohlenwasserstoffen auf; bei Temperaturen über 70 ... 80 °C löst es sich in den angegebenen Lösungsmitteln.

Polyethylen hat eine hohe chemische Beständigkeit und ist biologisch inert. Unter dem Einfluss von Sonnenstrahlung (seinem UV-Anteil) altert Polyethylen und verliert seine Gebrauchseigenschaften.

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

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

Polypropylen- Polymer, ähnlich in der Zusammensetzung wie Polyethylen. Bei der Synthese von Polypropylen werden mehrere Polymere unterschiedlicher Struktur gebildet: isotaktisch, ataktisch und syndiotaktisch.

Hauptsächlich wird isotaktisches Polypropylen verwendet. Es unterscheidet sich von Polyethylen durch höhere Härte, Festigkeit und Hitzebeständigkeit (Erweichungstemperatur beträgt 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, die sich im belasteten Zustand befinden, beispielsweise Warmwasserleitungen, werden jedoch nicht für den Einsatz bei Temperaturen über 75 ° C empfohlen.

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

Ataktisches Polypropylen(APP) wird bei der Synthese von Polypropylen als unvermeidliche Verunreinigung erhalten, kann aber durch Extraktion (Auflösung in Kohlenwasserstoff-Lösungsmitteln) leicht von isotaktischem Polypropylen abgetrennt werden.

Polyisobutylen- gummiartiges thermoplastisches Polymer.

Polystyrol(Polyvinylbenzol) - ein transparentes Polymer mit einer Dichte von 1050 ... 1080 kg / m; bei Raumtemperatur ist es hart und spröde, und bei Erwärmung auf 80 ... 100 ° C erweicht es. Zugfestigkeit (bei 20 °C) 35 ... 50 MPa. Polystyrol löst sich gut in aromatischen Kohlenwasserstoffen (die Wirkung des Benzolrings, der Teil der Polystyrolmoleküle ist), Estern und chlorierten Kohlenwasserstoffen. Polystyrol ist brennbar und zerbrechlich.

Im Bauwesen wird Polystyrol zur Herstellung von wärmedämmenden Materialien verwendet - expandiertes Polystyrol (mit einer Dichte von 15 ... 50 kg / m), Verblendfliesen und kleines Zubehör. Eine Lösung von Polystyrol in organischen Lösungsmitteln ist ein guter Klebstoff.

Polyvinylacetat- transparentes, farbloses Polymer, steif bei Raumtemperatur, mit einer Dichte von 1190 kg / m3. Polyvinylacetat ist löslich in Ketonen (Aceton), Estern, chlorierten und aromatischen Kohlenwasserstoffen, quillt in Wasser; löst sich nicht in aliphatischen und Terpenkohlenwasserstoffen. Polyvinylacetat ist nicht säure- und laugenbeständig; beim Erhitzen über 130 ... 150 ° C zersetzt es sich unter Freisetzung von Essigsäure. Die positive Eigenschaft von Polyvinylacetat ist eine hohe Haftung auf Steinmaterialien, Glas, Holz.

Im Bauwesen wird Polyvinylacetat in Form einer Polyvinylacetat-Dispersion (PVAD) verwendet - einer cremigen Masse von weißer oder hellcremefarbener Farbe, die mit Wasser gut mischbar ist. Polyvinylacetat-Dispersion wird durch Polymerisation von flüssigem Vinylacetat, emulgiert in Form kleinster Partikel (bis 5 µm) in Wasser, erhalten.

Polyvinylacetat wird häufig im Bauwesen verwendet. Auf seiner Basis werden Klebstoffe, Wasserdispersionsfarben und abwaschbare Tapeten hergestellt. PVAD wird zum Verlegen von selbstnivellierenden Mastixböden und zur Modifizierung von Zementmörteln verwendet. Die auf 5 ... 10. Konzentration verdünnte Dispersion wird auf Betonoberflächen vor dem Aufkleben der Verkleidung auf Polymermastix und vor dem Auftragen von Polymer-Zement-Lösungen grundiert.

Der Nachteil von Materialien auf Basis von Polyvinylacetat-Dispersionen ist die Wasserempfindlichkeit: Materialien quellen auf und es kann zu Ausblühungen kommen.

Polyvinylchlorid- das im Bauwesen am weitesten verbreitete Polymer - ist ein festes Material, geruchs- und geschmacklos, farblos oder gelblich (bei der Verarbeitung kann es durch thermische Zerstörung eine hellbraune Farbe annehmen). Der Pourpoint von Polyvinylchlorid beträgt 180 ... 200 °C, aber schon 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 gut schweißbar; es wird nur mit einigen Arten von Klebstoffen geklebt, 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 Linoleumsorten, Fliesen), Rohre, Formteile (Handläufe, Verkleidungsleisten usw.) sowie dekorative Dekorationsfolien und Polystyrol verwendet.

Perchlorvinyl- das Produkt der Chlorierung von Polyvinylchlorid, das 60 ... 70 (nach Gewicht) Chlor anstelle von 56 % in Polyvinylchlorid enthält. Die Dichte von Perchlorvinyl beträgt etwa 1500 kg / m3. 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 die 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 Lackformulierungen. Perchlorvinylfarben werden aufgrund der hohen Haltbarkeit dieses Polymers 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 nur wenig ändern. Dichte von Polycarbonaten 1200 kg / m 3; Zugfestigkeit 65 ± 10 MPa bei einer relativen Dehnung von 50 ... 100 %; sie haben eine hohe Schlagzähigkeit und Härte (HB 15… 16 MPa).

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

Coumaroneinden-Polymere- Polymere, die durch Polymerisation einer Mischung aus Cumaron und Inden erhalten werden, die in Kohlenteer- und Erdölpyrolyseprodukten enthalten sind.

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

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