Главная → Статьи

Характеристика компонентов синтетических материалов

Синтетические материалы состоят в основном из следующих компонентов: связующих веществ, наполнителей, пластификаторов, пигментов, красителей, стабилизаторов и катализаторов. Компоненты выбирают в зависимости от назначения материала и условий его эксплуатации. Так, в материалы, предназначенные для устройства покрытий полов, чтобы повысить их износостойкость, вводится большее количество наполнителей, чем в материалы, используемые для облицовки стен. Количество связующих веществ характеризует свариваемость синтетических материалов, что важно для материалов, применяемых для покрытий полов.

Из компонентов в специальных смесителях приготовляется синтетическая масса, из которой изготовляют рулонные, листовые и плиточные материалы, используемые для облицовки стен и потолков, а также для устройства полов.

Связующие вещества. Связующее вещество — главный компонент синтетических материалов, представляющий собой смесь родственных и взаимно растворимых органических высоко- и низкомолекулярных соединений, которые находятся в устойчивом твердом или жидком состоянии. Связующее вещество эластично или жестко связывает между.собой компоненты, входящие в синтетическую композицию. Иногда композиция состоит только из одного связующего вещества, например синтетический ворс ковровых покрытий полов. При нагревании связующие постепенно переходят из твердого состояния в жидкое.

Основные свойства облицовочных материалов зависят от используемого связующего вещества. В качестве связующих веществ для изготовления синтетических облицовочных материалов применяют: поливинилхлорид, полистирол, полиэфиры, полипропилен.

Поливинилхлорид — одно из распространенных связующих веществ, представляет собой продукт полимеризации хлористого винила (винилхлорида) (ГОСТ 10004—72). Поливинилхлорид — это порошок или гранулы светло-желтого цвета. Поливинилхлорид обладает высокой прочностью, стойкостью к действию щелочей, разбавленных кислот, спирта, бензина и смазочных масел. Предел прочности при разрыве доходит до 50 МПа, ударная вязкость — до 10 кгс-м/см2, а теплостойкость — до 65 °С. Перерабатывается в изделия методом вальцевания, экструзии и прессования. Применяют поливинилхлорид для изготовления линолеума и плиток для полов, безосновных и на различной основе пленок, погонажных изделий, шнура, проступей и других изделий, используемых при облицовке зданий.

Полистирол — продукт полимеризации стирола — представляет собой бесцветное вещество, нерастворимое в воде. При обычной температуре полистирол — это твердое, упругое, бесцветное вещество, и лишь при температуре 80 °С оно становится эластичным. Растворяется полистирол в ароматических углеродах и в эфирах. Теплостойкость полистирола до 70 °С. Механические свойства полистирола зависят от степени его полимеризации. Низкомолекулярный полистирол очень хрупкий, с увеличением объемной массы его механические свойства улучшаются. Полистирол используют для изготовления облицовочных листов, плиток, пленок. Недостаток полистирола — низкая атмосферостойкость, и поэтому изделия из него применяют для внутренней отделки зданий.

Глифталевый полимер, являющийся разновидностью полиэфира, получают путем взаимодействия глицерина и фталевого ангидрида. Глифталевый полимер — хрупкий материал. В соединении с маслами и смоляными жирными кислотами получается эластическое связующее вещество, применяемое для изготовления глифта-левого линолеума. Полиэфирное связующее применяют также при устройстве бесшовных синтетических покрытий полов и изготовлении стеклопластиков.

Полипропилен — газ пропилена, получаемого при крекинге нефтепродуктов. Полипропилен — легкий материал, обладающий высокой теплостойкостью, жесткостью и прочностью. Температура размягчения полипропилена составляет 165 °С, предел прочности при разрыве — 35 МПа. Применяют полипропилен при изготовлении облицовочных листов, различных пленок и пряжи для ворсовых ковров покрытий полов.

Поливинилацетат — продукт полимеризации винилацетата, получаемого из ацетилена и уксусной кислоты. В строительстве поливинилацетат применяют в вице водной дисперсии (ГОСТ 18992—73). Высокие показатели адгезионных свойств дали возможность использовать поливинилацетат для приготовления мастик и клеев, используемых для крепления облицовочных материалов, для изготовления акустических плит, а также для устройства бесшовных покрытий полов и полов на основе полимерцементной композиции. Вследствие низкой морозостойкости и недостаточной водостойкости поливинилацетат используют в основном для внутренних работ.

Кумароно-инденовые связующие получают полимеризацией смесей кумарона и индена, содержащихся в каменноугольной смоле, а также в некоторых фракциях нефтепродуктов. Температура размягчения этих связующих находится в пределах от 60 до 150ЭС. Они хорошо растворяются в органических растворителях, поэтому их используют для приготовления мастик и клеев. Кроме того, кумароно-инденовые связующие применяют при изготовлении плиток покрытий полов.

Мочевино-формальдегидное связующее, получаемое поликонденсацией мочевины с формальдегидом, обладает повышенной светостойкостью и твердостью, оно бесцветно и не имеет запаха. На основе мочевино-формальдегидного связующего прессуют древесностружечные плиты и листы бумажно-слоистого пластика. Иногда с целью получения более твердых и прочных облицовочных плит и листов применяют более дорогое связующее — меламино-формальдегидное, получаемое поликонденсацией меламина с формальдегидом. Преимущество этих связующих — нетоксичность, поэтому изготовленные на их основе облицовочные материалы допускаются к применению внутри помещений.

Эпоксидное связующее — продукт конденсации эпихлоргидрина с дифенилолпропаном в щелочной среде. Затвердевшие смолы обладают высокой прочностью, адгезией, малой усадкой и стойкостью к коррозионным средам. Если в эпоксидные смолы вводятся в качестве пластификаторов другие смолы, получаются эпоксидные компаунды. Компаунды широко применяют при устройстве бесшовных покрытий полов и для приготовления клеев.

Полиамиды (капрон, найлон) — синтетические полимеры, производство которых основано на использовании нефтяных углеводородов. Полиамиды характеризуются высокой прочностью, которую сохраняют во влажном состоянии, устойчивостью к истиранию, гнило-стойкостью, эластичностью. Применяют в производстве синтетических волокон, используемых для изготовления ворсовых ковров.

Наполнители. Наполнители — это нерастворимые минеральные или органические вещества, добавляемые в синтетические материалы для уменьшения расхода связующих веществ и придания этим материалам особых свойств: прочности, износостойкости, упругости и др.

В производстве облицовочных синтетических материалов в качестве наполнителей применяют тонкоизмельченные порошки — тальк, асбест, древесную муку, кварцевый песок (маршалит), резиновую крошку и др. Наполнители по-разному влияют на качество облицовочных материалов. Например, асбестовая мука увеличивает прочность изделий и их сопротивление истиранию; древесная мука улучшает теплоизоляционные свойства. Более наполненные материалы лучше предохраняют изделия от образования вмятин при сосредоточенном давлении. В некоторые типы облицовочных материалов (стеклопластики, линолеумы) вводят волокнистые наполнители, увеличивающие их прочность и гибкость.

Выбор наполнителя, его подготовка и смешение со связующим веществом — важные факторы при изготовлении синтетических облицовочных материалов. Наполнитель должен быть тонкодисперсным, стойким к химическим воздействиям, однородным, должен не набухать в воде, не содержать посторонних включений, не разлагаться под действием повышенных температур. Максимально допустимая влажность наполнителя —3%. Полярность наполнителя должна быть близка к полярности синтетического связующего.

Тальк (ГОСТ 21235—75)—мягкий, жирный на ощупь материал, получаемый механическим измельчением горной породы талькита или талькомагнезита. Тальк выпускают в виде тонких листочков размером от 0,01 до 0,05 мм светло-серого или бледно-зеленого цвета. Он стоек по отношению к кислотам и высоким температурам. Влажность его не должна превышать 0,5%. Тальк обладает хорошей адсорбционной способностью по отношению к основным синтетическим связующим веществам. Применяют тальк при изготовлении линолеумов, плиток и некоторых клеев.

Асбест хризотиловый (ГОСТ 12871—67) — минерал волокнистого строения, который залегает в виде жил в некоторых горных породах. По химическому составу представляет собой гидросиликат. Асбест характеризуется способностью к распушке; обладает несгораемостью (плавится при температуре около 1550 °С), малой теплопроводностью и высокой щелочестойкостью. Кислотостойкость асбеста незначительна. В зависимости от длины волокна и содержания гали и пыли асбест делится на семь сортов, а в зависимости от текстуры (степени сохранности агрегатов волокна) — на четыре группы: жесткая, промежуточная, полужесткая и мягкая. Чем длиннее волокна, тем выше сорт асбеста. Асбест применяют при изготовлении линолеумов, плиток, мастик и составов для устройства бесшовных покрытий полов.

Древесную муку изготовляют из древесины здоровых хвойных пород путем механического размола отходов лесопильного и деревообрабатывающего производства. Тонкость ее помола характеризуется остатком при просеивании на сите с 900 отв./см2 не более 15%. Мука имеет волокнистую структуру и хорошо пропитывается смолами.

Слюда молотая (ГОСТ 855—74) представляет собой водные алюмосиликаты щелочных и щелочноземельных металлов с частичной заменой их железом, хромом и другими элементами. Слюда изготовляется путем помола очищенной и расщепленной слюды. В зависимости от химического состава слюда имеет различные оттенки. Применяется слюда как декоративный наполнитель при изготовлении облицовочных материалов.

Резиновую крошку изготовляют путем рубки утильных резиновых изделий или отходов резинового производства. Крошка может быть любого цвета с частицами размером от 0,5 до 2 мм. Крошка обладает следующими свойствами меньше, чем каучук, изменяет

сбою пластичность под влиянием тепла, хорошо сопротивляется действию масел, нефти, бензина, кислот и щелочей. Применяют резиновую крошку при устройстве наливных бесшовных полов.

Каолин (ГОСТ 6138—61) — это белая глина, представляющая собой продукт разложения полевого шпата. По химическому составу каолин является водным силикатом алюминия и состоит из окиси алюминия, окиси кремния и гидратной воды. Каолин влажностью до 1% часто вводят как наполнитель в клеи и мастики, придавая им высокую удобонаносимость.

Природный мел (ГОСТ 12085—73) состоит из мелких раковин простейших животных. Мел обладает низкой прочностью и применяется как наполнитель при изготовлении синтетических материалов.

Маршалит (ГОСТ 9077—59) — мелкий молотый или естественный кварцевый песок с удельной поверхностью 1500 см2/г. Цвет маршалита белый или светло-желтый. Влажность при использовании его в качестве наполнителя в мастиках для наливных бесшовных полов и в некоторых синтетических клеях не должна превышать 1%.

Пластификаторы, пигменты, красители, стабилизаторы и катализаторы. Пластификаторы понижают температуру стеклования полимера, повышают его эластичность, улучшают перерабатываемость, но при этом, как правило, несколько снижают его механическую прочность. От марки и количества пластификатора зависят такие свойства материала, как деформативность под нагрузкой, восстанавливаемость, гибкость и др.

Пластификаторы представляют собой низкомолекулярные высококипящие жидкости, прозрачные, однородные, маслянистые, со слабым специфическим запахом, которые хорошо совмещаются с синтетическими связующими веществами. К ним относятся сложные эфиры фталевой, фосфорной, адипиновой, себациновой и других кислот. Наиболее распространенные пластификаторы, применяемые для изготовления синтетических облицовочных материалов: дибутилфталат, трикрезилфосфат, диоктилфталат, диоктилсебацинат и дибутиладипинат. Добавка пластификаторов в синтетическую композицию обеспечивает стабильность ее текучести в течение 10— 15 суток. В качестве разбавителей пластификаторов используют хлорированные парафины с различным содержанием хлора.

Пигменты и красители применяют для окраски синтетических составов, используемых в облицовочных работах. Пигменты обычно бывают неорганические, а красители — органические. Пигменты и красители должны иметь чистый цвет, быть светостойкими и иметь достаточную устойчивость к действию воды.

В облицовочных работах применяют следующие пигменты: охру сухую, сурик железный, крон свинцовый, лазурь железную, белила цинковые и др.

Охра сухая (ГОСТ 8019—71) — земляная краска желтого цвета, состоящая из тонкого порошка глины различных оттенков в зависимости от содержания в ней окислов железа. В строительстве применяют сухую охру марки 0-1 с укрывистостью 65 г/м2 и марки 0-2 с укры-вистостью 85 г/м2.

Сурик железный (ГОСТ 8135—74) — природная минеральная краска красно-коричневого цвета, встречающаяся в виде различных железных руд (окиси и гидроокиси железа). В зависимости от содержания окиси железа в облицовочных работах сухой железный сурик применяют марок Г и Э (содержание окиси железа не менее 70%) и марки К (окиси железа не менее 65%).

Железный сурик обладает хорошей укрывистостью и атмосферостойкостью.

Крон свинцовый (ГОСТ 478—75) — краска желтого или оранжевого цвета различных оттенков, состоящая в основном из сульфохроматов и оксихроматов свинца. В зависимости от способа получения и физико-механических свойств крон свинцовый сухой выпускают лимонного, желтого и оранжевого цветов. Укрывистость крона от 40 до 65 г/м2. Крон свинцовый не рекомендуется смешивать с литопоном, ультрамарином или другими содержащими серу пигментами, так как под влиянием сернистых соединений он темнеет.

Лазурь железная сухая (милори) (ГОСТ 21121— 75)-—искусственная минеральная краска синего цвета. По химическому составу представляет собой ферроци-аниды железа и калия.

Лазурь обладает хорошей укрывистостью и стойкостью к кислотам, но она неустойчива к действию щелочей. Лазурь применяют в смеси с кроном желтым для получения зеленых пигментов различных оттенков.

Белила цинковые сухие (ГОСТ 202—76) — продукт окисления цинка при высоких температурах, представляющий собой порошок белого цвета. Укрывистость этого пигмента 100—140 г/м2. Белила не растворяются в щелочах, не пропускают ультрафиолетовых лучей, светостойки и не меняют цвета под действием сероводорода.

Двуокись марганца (ГОСТ 4470—70) — краска марганцевая черная или пиромозит, представляющая собой природную марганцевую руду. Укрывистость пигмента 40 г/м2.

В облицовочных работах применяют следующие красители: лак рубиновый СК, красители фталоцианино-вые — голубой и зеленый.

Лак рубиновый СК (ГОСТ 7436—74) — синтетическая краска органического происхождения темно-красно-го цвета. Обладает средней устойчивостью к свету и атмосферным воздействиям, растворяется в слабых растворах кислот и щелочей.

Голубой фталоцианиновый краситель (ГОСТ 6220— 76) — порошок синего цвета, выпускаемый двух оттенков: зеленоватого марки «3» и красноватого марки «К»-Содержание влаги в нем не более 2%, а растворимых в воде веществ — не более 1%. Пигмент очень укрывист, имеет высокую светопрочность, не растворяется в спирте, бензоле и маслах, устойчив к щелочам и кислотам.

Зеленый фталоцианиновый краситель (ТУ МХП 3289—52) — порошок зеленого цвета, характеризующийся остатком при мокром просеве на сите с отверстием 0,15 мм «е более 20% и содержанием влаги не более 2,5%. Зеленый фталоцианиновый краситель нерастворим в воде и незначительно растворяется в спирте, обладает хорошей стойкостью к кислотам и средней стойкостью к щелочам.

Стабилизаторы — это вещества, предотвращающие старение пластмасс. Высокомолекулярные стабилизаторы не вымываются из полимеров в условиях эксплуатации. В производстве синтетических облицовочных материалов применяют следующие стабилизаторы: амины, фенолы и их производные, некоторые эфиры и Другие органические соединения. Подбирают стабилизаторы строго дифференцированно с учетом вида связующего вещества, назначения и условий эксплуатации синтетических материалов.

Катализаторы — вещества, изменяющие скорость химических реакций и не входящие в состав конечных продуктов. Наиболее распространены следующие катализаторы: окисные алюмохромовые и железохромовые катализаторы, хлорная ртуть, фосфорная кислота, нафтенат кобальта и др. Количество и тип катализатора зависят от применяемого связующего вещества и требуемой скорости химической реакции. Например, при устройстве наливных полиэфирных покрытий полов в качестве катализатора, ускоряющего твердение полиэфирной композиции, используют 8% нафтената кобальта.

Ваш отзыв