Термореактивные полимеры

Термореактивные (поликонденсационные) полимерные связующие обычно представляют собой вязкие жидкости или высококонцентрированные водные растворы. Не совсем верно их называют «смолами». Как правило, это олигомеры, которые в процессе отверждения переходят в высокомолекулярное состояние. В отвержденном виде они превосходят термопластичные полимеры по прочности и теплостойкости.

Фенолальдегидные полимеры получают путем ступенчатой поликонденсации фенолов с альдегидами в присутствии кислых или щелочных катализаторов. Наиболее распространены фенолоформальдегидиые смолы. Формальдегид является простейшим представителем альдегидов. Фенол — простейший представитель ароматических углеводородов, в молекуле которых имеются гидроксильные группы, связанные с ароматическим кольцом. В зависимости от соотношения фенола и формальдегида получают либо теропластичные (новолачные), либо термореактивные (резольные) полимеры. Для производства строительных материалов более широко применяются резольные олигомеры и полимеры, выпускаемые как в жидком, так и в твердом состоянии. Применяют их в качестве связующего для производства слоистых пластиков, клеев, газонаполненных пластмасс, минераловатных изделий, древесно-стружечных плит, в полимерных бетонах и растворах и т. д.

Плотность фенолоформальдегидной смолы 1 140... 1 300 кг/м3, предел прочности при растяжении — 12... 50 МПа, температурный предел применения до 100°С; не горит и сохраняет свою форму при нагревании; выделяет запах фенола и формальдегида.

Лучшими свойствами, чем фенолоформальдегидные смолы, обладают резорцинформальдегидные смолы (например, смолы ДФК, ФР, ФРФ). Они отверждаются формалином при температуре выше 10°С; жизнеспособность их с отвердителем 2... 3 ч.

В отвержденном состоянии фенолальдегидные смолы хрупкие. Хрупкость уменьшают путем модификации их битумами, каучуком, полиамидами и другими полимерными веществами. Фенольные смолы хорошо совмещаются с эпоксидными.

Аминоальдегидные полимеры получают путем поликонденсации аминов с альдегидами. Амины — производные аммиака, образованные замещением одного или нескольких водородных атомов углеводородными радикалами. Около 20% общего объема полимеров, выпускаемых в нашей стране, приходится на аминоальдегидные полимеры. Для производства строительных материалов применяют в основном карбамидно- и меламиноформальдегидные полимеры. Их изготавливают в виде водных растворов или эмульсий. Отверждаются они как при повышенной, так и при нормальной температуре. В последнем случае требуются ускорители отверждения — органические или минеральные кислоты. При холодном отверждении получаются менее прочные и водостойкие полимеры. Область применения аминоальдегидных полимеров примерно такая же, как у фенолоформальдегидных.

Карбамидиоформальдегидные (карбамидные) смолы — олигомерные продукты конденсации мочевины (карбамида) с формальдегидом (другое название — мочевиноформальдегидные). Это наиболее дешевый и доступный вид синтетических смол. Они обладают невысокой прочностью и водостойкостью; содержат 30... 40 % свободной воды, связывание которой является необходимым условием получения прочного материала. Связывание воды осуществляется введением дополнительных вяжущих — гипса, фосфогипса, изоцианатных продуктов, химически связывающих воду, или цеолитов, впитывающих ее. Применяются карбамидные смолы марок УКС, М-60, МФ-17, М-19-62 и др. В качестве отвердителя наиболее часто используется солянокислый анилин. Эффективным катализатором отверждения служит сернокислое железо. Необходимость кислой реакции среды затрудняет использование карбамидных смол в сочетании с цементами.