Состав строительных пластмасс

Полимерными называют материалы, основными компонентами в которых являются полимеры. Другое их название — пластмассы (пластические массы). Это название они получили благодаря способности в процессе переработки принимать требуемую форму и сохранять ее после снятия действующих усилий. Полимеры в пластмассах выполняют роль связующего вещества. Кроме них в состав пластмасс входят наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, отвердители, красители и другие компоненты.

Наполнители снижают расход полимера и тем самым удешевляют пластмассы. Кроме того, они придают им необходимые свойства: повышают прочность, твердость, теплостойкость, сопротивляемость усадке и ползучести, снижают их горючесть и т. д. Наполнители входят в состав пластмасс преимущественно на основе термореактивных смол и могут занимать большую часть их объема.

По своей природе наполнители могут быть органическими (хлопковый пух, отходы деревообработки, лигнин, древесный шпон, измельченные отходы пластмассового производства, различные ткани) и неорганическими (асбест, стекловолокнистые материалы, тальк, слюда, кварц, каолин, литопон, графит, сажа и др.).

По виду наполнители могут быть: порошкообразными (древесная мука, мел, тальк, сажа, кварцевая мука, целлюлоза и т.д.), волокнистыми (хлопковые очесы, стеклянное, синтетическое, асбестовое волокно), листовыми (бумага, древесный шпон, ткани, рогожки из стекловолокна). Наполнители не должны разлагаться при температуре переработки и выделять летучие продукты, растворяться в пластификаторах, менять цвет и окрашиваться в процессе переработки, ухудшать перерабатываемость смеси. Поверхность наполнителя должна смачиваться полимером.

Пластификаторы придают полимерам большую пластичность при нормальной температуре, повышают их гибкость и эластичность, облегчают переработку пластмасс. Пластификаторами обычно служат нелетучие органические жидкости, хорошо совмещающиеся с полимером (например, глицерин, эфиры фталевой и фосфорной кислот — дибутилфталат, диоктилфталат, трикрезилфосфат). Механизм действия пластификаторов заключается в том, что относительно небольшие молекулы пластификатора, проникая между макромолекулами полимера, ослабляют межмолекулярные связи и тем самым повышают подвижность полимерных молекул.

Кроме низкомолекулярных применяют высокомолекулярные пластификаторы, отличающиеся высокими эластическими свойствами, например полимерные эпоксидированные масла и олигомерные полиэфиры (с молекулярной массой около 2 000).

Стабилизаторы способствуют сохранению структуры и свойств пластмасс во времени, предотвращая или замедляя их старение при воздействии солнечного света, кислорода воздуха, нагрева и других неблагоприятных факторов. В зависимости от характера деструктивных факторов при изготовлении полимерных изделий вводят термо- или светостабилизаторы, антиоксиданты. Так, для снижения скорости окисления полимеров вводят тонкодисперсные металлы, оксиды переходных металлов. В необходимых случаях вводятся вещества, связывающие летучие продукты, выделяющиеся при термодеструкции полимера. Например, для связывания хлористого водорода, выделяющегося при термодеструкции поливинилхлорида, вводят стеараты кальция и свинца. Сущность светостабилизации заключается в способности некоторых веществ (производные фенола, газовая сажа, оксид цинка) поглощать ультрафиолет и преобразовывать его в тепловую энергию.

Отвердители — вещества, являющиеся инициаторами реакции полимеризации, ускоряющие процесс отверждения пластмасс. В качестве красителей в пластмассах применяют как органические (нигрозин, хризоидин и др.), так и минеральные пигменты (охра, природная мумия, железный сурик, белила и т.д.). Для производства пористых пластмасс вводятся добавки — порообразователи (получение пено- и поропластов), для повышения стойкости против возгорания — антипирены.