Основни видове полимерни материали в строителството. Относно полимерите. Основни понятия

Полимерните материали (пластмаси, пластмаси) като правило са втвърдени композитни състави, в които полимери и олигомери служат като свързващи вещества. Те са получили широко разпространеното наименование „пластмаси“ (което не е съвсем правилно), защото при преработката им в продукти са в пластично (течно) състояние. Следователно научно обоснованите наименования са „полимерни материали“, „композитни материали на полимерна основа“.

Полимерите (от гръцки poly - много, meres - части) са високомолекулни химични съединения, чиито молекули се състоят от огромен брой повтарящи се елементарни единици с една и съща структура. Такива молекули се наричат ​​макромолекули. В зависимост от разположението на атомите и атомните групи (елементарни звена) в тях те могат да имат линейна (верижна), разклонена, мрежеста и пространствена (триизмерна) структура, което определя техните физични, механични и химични свойства. Образуването на тези молекули е възможно поради факта, че въглеродните атоми лесно и здраво се свързват помежду си и с много други атоми.

Има и формополимери (преполимери, преполимери), които са съединения, съдържащи функционални групи и способни да участват в реакции на растеж или омрежване на полимерна верига с образуването на високомолекулни линейни и мрежови полимери. На първо място, това са течни полиолни продукти с излишък от полиизоцианати или други съединения при производството на полиуретанови продукти.

По произход полимерите могат да бъдат естествени, изкуствени и синтетични.

Естествените полимери са предимно биополимери - протеини, нишесте, естествени смоли (боров колофон), целулоза, естествен каучук, битум и др. Много от тях се образуват в процеса на биосинтеза в клетките на живите и растителни организми. В повечето случаи обаче в промишлеността се използват изкуствени и синтетични полимери.

Основните суровини за производството на полимери са странични продукти от въглищната и петролната промишленост, производството на торове, природен газ, целулоза и други вещества. Процесът на образуване на такива макромолекули и полимера като цяло се причинява от излагане на първоначалното вещество (мономер) на поток от светлинни лъчи, електрически разряди на високочестотни токове, топлина, налягане и др.

В зависимост от метода на получаване на полимери, те могат да бъдат разделени на полимеризация, поликондензация и модифицирани природни полимери. Процесът на производство на полимери чрез последователно свързване на мономерни единици една към друга в резултат на отваряне на множество (ненаситени) връзки се нарича реакция на полимеризация. По време на тази реакция веществото може да премине от газообразно или течно състояние в много гъсто течно или твърдо състояние. В този случай реакцията не е придружена от отделяне на странични продукти с ниско молекулно тегло. И мономерът, и полимерът се характеризират с еднакъв елементен състав. Реакцията на полимеризация произвежда полиетилен от етилен, полипропилен от пропилей, полиизобутилен от изобутилен и много други полимери.

По време на реакцията на поликондензация, атомите на два или повече мономера се пренареждат и странични продукти с ниско молекулно тегло (например вода, алкохоли или други вещества с ниско молекулно тегло) се освобождават от реакционната сфера. Реакцията на поликондензация произвежда полиамиди, полиестери, епоксиди, фенолформалдехид, органосилиций и други синтетични полимери, наричани още смоли.

В зависимост от връзката им с топлината и разтворителите, полимерите, както и материалите на тяхна основа, се разделят на термопластични и термореактивни.

Термопластичните полимери (термопласти), когато се преработват в продукти, могат многократно да преминават от твърдо агрегатно състояние към вискозно-течно състояние (стопя се) и когато се охладят, да се втвърдят отново. Те, като правило, нямат висока температура на преход към вискозно-течно състояние и се обработват добре чрез леене под налягане, екструзия и пресоване. Оформянето на изделия от тях е физичен процес, който се състои във втвърдяване на течен или размекнат материал, когато се охлади и не настъпват химични промени. Повечето термопласти също са разтворими в подходящи разтворители. Термопластичните полимери имат линейна или леко разклонена структура на макромолекулите. Те включват някои видове полиетилен, поливинилхлорид, флуоропласт, полиуретани, битум и др.

Термореактивните (термореактивни) включват полимери, чиято преработка в продукти е придружена от химическа реакция на образуване на мрежа или триизмерен полимер (втвърдяване, омрежване на вериги) и преходът от течно към твърдо състояние се извършва необратимо. Тяхното втвърдено състояние е термостабилно и губят способността си да преминават отново във вискозно-течно състояние (например фенолни, полиестерни, епоксидни полимери и др.).

Класификация и свойства на полимерните материали

В зависимост от състава или броя на компонентите, полимерните материали се разделят на непълнежни, представени само от едно свързващо вещество (полимер) - органично стъкло, в повечето случаи полиетиленово фолио; запълнени, които за получаване на необходимия набор от свойства могат да включват пълнители, пластификатори, стабилизатори, втвърдители, пигменти - фибростъкло, текстолит, линолеум и газонапълнени (пяна и пенопласт) - пенополистирол, полиуретанова пяна и др.

В зависимост от агрегатното състояние при нормална температура и вискоеластични свойства полимерните материали биват твърди, полутвърди, меки и еластични.

Твърдите материали са твърди, еластични материали с аморфна структура с модул на еластичност над 1000 MPa. Чупят се крехко с незначително удължение при скъсване. Те включват фенопласти, аминопласти, пластмаси на базата на глифталови и други полимери.

Плътността на полимерните материали е най-често в диапазона 900-1800 kg/m3, т.е. те са 2 пъти по-леки от алуминий и 5,6 пъти по-леки от стомана. В същото време плътността на порестите полимерни материали (пенопласти) може да бъде 30..15 kg/m3, а плътните - над 2000 kg/m3.

Якостта на натиск на полимерните материали в повечето случаи надвишава много традиционни строителни материали (бетон, тухла, дърво) и е около 70 MPa за ненапълнени полимери, повече от 200 MPa за подсилени пластмаси, 100,150 MPa за материали на опън за материали с прахообразен пълнител и 100.150 MPa за фибростъкло 276.414 MPa и повече.

Топлопроводимостта на такива материали зависи от тяхната порьозност и производствена технология. За дунапрен и пенопласт е 0.03.0.04 W/m-K, за останалите е 0.2.0.7 W/mK или 500.600 пъти по-малко от това за металите.

Недостатъкът на много полимерни материали е ниската устойчивост на топлина. Например повечето от тях (на основата на полистирен, поливинилхлорид, полиетилен и други полимери) имат топлоустойчивост 60,80 °C. На основата на фенолформалдехидни смоли топлоустойчивостта може да достигне 200 °C, а само на силиконови полимери - 350 °C.

Като въглеводородни съединения, много полимерни материали са запалими или имат ниска огнеустойчивост. Продуктите на основата на полиетилен, полистирол и целулозни производни се класифицират като силно запалими и горими с обилно отделяне на сажди. Продуктите на базата на поливинилхлорид, полиестерно фибростъкло и фенолни пластмаси, които се овъгляват само при повишени температури, са трудни за изгаряне. Полимерните материали с високо съдържание на хлор, флуор или силиций са незапалими.

Много полимерни материали при обработка, горене и дори при нагряване отделят опасни за здравето вещества като въглероден окис, фенол, формалдехид, фосген, солна киселина и др. Техен съществен недостатък е и високият коефициент на топлинно разширение - от 2 до 10 пъти по-висока, отколкото при стоманата.

Полимерните материали се характеризират със свиване по време на втвърдяване, достигащо 5,8%. Повечето от тях имат нисък модул на еластичност, много по-нисък от този на металите. При продължителни натоварвания те проявяват силно пълзене. С повишаване на температурата пълзенето се увеличава още повече, което води до нежелани деформации.

Полимерите са високомолекулни съединения. Тяхната основа са мономери, от които се образува макроверига от полимерни вещества. Използването на полимери позволява да се създават материали с високо ниво на якост, устойчивост на износване и редица други полезни характеристики.

Класификация на полимерите

Естествено. Образува се естествено. Пример: кехлибар, коприна, естествен каучук.

Синтетичен. Произведени са в лабораторни условия и не съдържат естествени съставки. Пример: поливинилхлорид, полипропилен, полиуретан.

Изкуствени. Произведени са в лабораторни условия, но са базирани на естествени съставки. Пример: целулоид, нитроцелулоза.

Видовете полимери и техните приложения са много разнообразни. Повечето от предметите, които заобикалят човек, са създадени с помощта на тези материали. В зависимост от вида имат различни свойства, които определят обхвата им на приложение.

Има редица често срещани полимери, които срещаме всеки ден и дори не забелязваме:

• Полиетилен. Използва се за производство на опаковки, тръби, изолации и други продукти, където е необходимо да се осигури устойчивост на влага, устойчивост на агресивни среди и диелектрични характеристики.
• Фенол формалдехид. Той е в основата на пластмаси, лакове и лепила.
• Синтетичен каучук. Той има по-добри якостни характеристики и устойчивост на абразия от естествения. От него се произвежда каучук и различни материали на негова основа.
• Полиметилметакрилатът е добре познат плексиглас. Използва се в електротехниката, както и като конструктивен материал в други индустриални области.
• Полиамил. Използва се за направата на тъкани и конци. Това са найлон, найлон и други синтетични материали.
• Политетрафлуоретилен, известен още като тефлон. Използва се в медицината, хранително-вкусовата промишленост и различни други области. Всеки знае тигани с тефлоново покритие, които някога бяха много популярни.
• Поливинилхлорид, известен още като PVC. Често се среща под формата на филм, използва се за производство на кабелна изолация, изкуствена кожа, профили за прозорци, окачени тавани. Има много широк обхват на приложение.
• Полистирен. Използва се за производството на домакински продукти и широка гама строителни материали.
• Полипропилен. От този полимер се произвеждат тръби, контейнери, нетъкан материал, домакински продукти, строителни лепила и мастики.

Къде се използват полимери?

Обхватът на приложение на полимерните материали е много широк. Сега можем да кажем с увереност, че те се използват в индустрията и производството в почти всяка област. Благодарение на своите свойства полимерите напълно изместиха естествените материали, които са значително по-ниски по характеристики. Ето защо си струва да се разгледат свойствата на полимерите и техните области на приложение.

Според класификацията материалите могат да бъдат разделени на:

• композитни материали;
• пластмаси;
• филми;
• фибри;
• лакове;
• каучук;
• адхезивни вещества.

Качествата на всяка разновидност се определят от областта на приложение на полимерите.

живот

Оглеждайки се наоколо, можем да видим огромен брой продукти, изработени от синтетични материали. Това са части от домакински уреди, тъкани, играчки, кухненски прибори и дори домакински химикали. Всъщност това е огромна гама от продукти от обикновен пластмасов гребен до прах за пране.

Това широко разпространение се дължи на ниските производствени разходи и високите качествени характеристики. Продуктите са издръжливи, хигиенични, не съдържат вредни за човешкото тяло компоненти и са универсални. Дори обикновените найлонови чорапогащи са изработени от полимерни компоненти. Следователно полимерите се използват в ежедневието много по-често от естествените материали. Те са значително по-добри по качество и осигуряват ниска цена за продукта.

Примери:

• пластмасови съдове и опаковки;
• части от различни домакински уреди;
• синтетични тъкани;
• играчки;
• кухненски прибори;
• продукти за бани.

Всяко нещо, изработено от пластмаса или съдържащо синтетични влакна, е направено на базата на полимери, така че списъкът с примери може да бъде безкраен.

Строителен сектор

Използването на полимери в строителството също е много широко. Те започнаха да се използват сравнително наскоро, преди около 50-60 години. В наши дни повечето строителни материали се произвеждат от полимери.

Основни направления:

• производство на различни видове ограждащи и строителни конструкции;
• лепила и пяна;
• производство на инженерни комуникации;
• материали за топло и хидроизолация;
• Саморазливни подове;
• различни довършителни материали.

В областта на ограждащите и строителни конструкции това са полимербетон, композитна армировка и греди, рамки за стъклопакети, поликарбонат, фибростъкло и различни други материали от този тип. Всички продукти на полимерна основа имат високи якостни характеристики, дълъг експлоатационен живот и устойчивост на отрицателни природни явления.

Лепилата са устойчиви на влага и имат отлична адхезия. Използват се за залепване на различни материали и имат висока якост на сцепление. Пяните са идеалното решение за уплътняване на фуги. Те осигуряват високи топлоспестяващи характеристики и имат огромен брой разновидности с различни качества.

Използването на полимерни материали в производството на инженерни комуникации е една от най-обширните области. Използват се във водоснабдяване, електроснабдяване, топлинна енергия, оборудване за канализационни мрежи, вентилационни и отоплителни системи.

Материалите за топлоизолация имат отлични топлоспестяващи характеристики, леко тегло и достъпна цена. Хидроизолацията има високо ниво на водоустойчивост и може да се произвежда в различни форми (ролкови продукти, прахообразни или течни смеси).

Полимерните подове са специализиран материал, който ви позволява да създадете идеално равна повърхност върху грапава основа без трудоемка работа. Тази технология се използва както в битовото, така и в промишленото строителство.

Съвременната индустрия произвежда широка гама от довършителни материали на базата на полимери. Те могат да имат различни структури и форми на освобождаване, но техните характеристики винаги превъзхождат естествените покрития и имат много по-ниска цена.

Лекарство

Използването на полимери в медицината е широко разпространено. Най-простият пример са спринцовките за еднократна употреба. В момента се произвеждат около 3 хиляди продукта, използвани в областта на медицината.

В тази област най-често се използват силикони. Те са незаменими при извършване на пластична хирургия, създаване на защита върху изгорени повърхности, както и при производството на различни продукти. Полимерите се използват в медицината от 1788 г., но в ограничени количества. А през 1895 г. те стават по-широко разпространени след операция, по време на която костният дефект е затворен с полимер на целулоидна основа.

Всички материали от този тип могат да бъдат разделени на три групи според приложението:

• Група 1 - за въвеждане в тялото. Това са изкуствени органи, протези, кръвозаместители, лепила и лекарства.
• Група 2 - полимери, които имат контакт с тъканите, както и вещества, предназначени за въвеждане в тялото. Това са контейнери за съхранение на кръв и плазма, стоматологични материали, спринцовки и хирургически инструменти, компоненти на медицинско оборудване.
• Група 3 - материали, които нямат контакт с тъканите и не се въвеждат в тялото. Това включва оборудване и инструменти, лабораторна стъклария, консумативи, болнични консумативи, спално бельо, рамки за очила и лещи.

селско стопанство

Най-активно полимерите се използват в оранжерийното земеделие и мелиорацията. В първия случай има нужда от различни филми, агрофибър, клетъчен поликарбонат, както и армировка. Всичко това е необходимо за изграждането на оранжерии.

При мелиорацията се използват тръби от полимерни материали. Те имат по-малко тегло от металните, достъпни са и имат по-дълъг експлоатационен живот.

Хранително-вкусовата промишленост

В хранително-вкусовата промишленост полимерните материали се използват за производството на контейнери и опаковки. Може да бъде под формата на твърди пластмаси или филми. Основното изискване е пълното спазване на санитарните и епидемиологичните стандарти. В хранителното инженерство не може без полимери. Използването им позволява да се създават повърхности с минимална адхезия, което е важно при транспортиране на зърно и други насипни продукти. Антиадхезивните покрития също са необходими в линиите за производство на хляб и полуфабрикати.

Полимерите се използват в различни области на човешката дейност, което ги прави много търсени. Без тях е невъзможно. Естествените материали не могат да осигурят редица характеристики, необходими за изпълнение на специфични условия на употреба.

Подробности Публикувани: 25 декември 2013 г

Терминът полимер е широко използван днес в производството на пластмаси и композити; доста често думата „полимер“ се използва за обозначаване на пластмаси. Всъщност терминът "полимер" означава много, много повече.

Специалисти от NPP Simplex LLC решиха да обяснят подробно какво представляват полимерите:
Полимерът е вещество с химичен състав на молекули, свързани в дълги повтарящи се вериги. Благодарение на това всички материали, изработени от полимери, имат уникални свойства и могат да бъдат адаптирани в зависимост от предназначението си.
Полимерите са както изкуствени, така и естествени. Най-разпространен в природата е естественият каучук, който е изключително полезен и се използва от човечеството от няколко хиляди години. Каучукът има отлична еластичност. Това е резултат от факта, че молекулярните вериги в молекулата са изключително дълги. Абсолютно всички видове полимери имат свойства на повишена еластичност, но заедно с тези свойства те могат да демонстрират и широк спектър от допълнителни полезни свойства. В зависимост от тяхното предназначение, полимерите могат да бъдат фино синтезирани, за да се увеличи максимално удобното и полезно използване на техните специфични свойства.

Основни физични свойства на полимерите:

• Устойчивост на удар
• Твърдост
• Прозрачност
• Гъвкавост
• Еластичност

  Химиците отдавна са забелязали една интересна характеристика, свързана с полимерите: ако погледнете полимерна верига под микроскоп, можете да видите, че визуалната структура и физическите свойства на молекулата на веригата ще имитират реалните физични свойства на полимера.

  Например, ако полимерна верига се състои от мономери, плътно усукани между нишките и те трудно се разделят, тогава най-вероятно този полимер ще бъде здрав и еластичен. Или, ако полимерната верига проявява еластичност на молекулярно ниво, най-вероятно полимерът също ще има гъвкави свойства.

  Преработка на полимери
  Повечето полимерни продукти могат да бъдат променени и деформирани, когато са изложени на високи температури, но на молекулярно ниво самият полимер може да не се промени и от него може да се създаде нов продукт. Например, можете да разтопите пластмасови контейнери и бутилки и след това да използвате тези полимери, за да направите пластмасови контейнери или части за автомобили.

  Примери за полимери
  По-долу е даден списък на най-разпространените полимери, използвани днес, заедно с основните им приложения:

  • Полипропилен (PP) – Производство на килими, контейнери за храна, бутилки.
  • Неопрен - Неопренови костюми
  • Поливинилхлорид (PVC) - Производство на тръбопроводи, гофрирани листове
  • Полиетилен с ниска плътност (LDPE) - торби за хранителни стоки
  • Полиетилен с висока плътност (HDPE) – контейнери за препарати, бутилки, играчки
  • Полистирен (PS) - Играчки, дунапрен, мебели без рамки
  • Политетрафлуоретилен (PTFE, флуоропласт) - тигани с незалепващо покритие, електрическа изолация
  • Полиметилметакрилат (PMMA, плексиглас, плексиглас) – офталмология, производство на акрилни вани, осветителна техника
  • (PVA) - Бои, лепила

  

Развитието на съвременните технологии доведе до появата на материали, които имат изключителни експлоатационни свойства. Полимерните материали могат да имат молекулно тегло от няколко хиляди до няколко милиона. Основните качества на такива материали определят тяхното широко разпространение. Всяка година полимерите представляват все по-голям брой продукти. Ето защо ще разгледаме техните характеристики по-подробно.

Свойства на полимерите

Използването на полимери е много широко. Това се дължи на специалните качества, които притежава въпросният материал. Днес полимерните материали се срещат в голямо разнообразие от области и присъстват в почти всеки дом. Процесът на производство на полимерни материали непрекъснато се подобрява, съставът се променя, поради което придобива нови експлоатационни качества.

Физичните свойства на полимерите могат да се характеризират, както следва:

1. Нисък коефициент на топлопроводимост. Ето защо някои полимери могат да се използват като изолация за някои работи.
2. Високият TCLE се дължи на относително високата подвижност на връзките и постоянната промяна в коефициента на деформация.
3. Въпреки високия TCLE, полимерните материали са идеални за пръскане. Напоследък често може да се срещне ситуация, при която полимерът се нанася върху повърхността под формата на тънък слой, за да придаде антикорозионни свойства на метал и други материали. Съвременните технологии за нанасяне позволяват получаването на тънък защитен филм.
4. Специфичното тегло може да варира в доста широк диапазон в зависимост от характеристиките на конкретен състав.
5. Доста високата якост на опън се дължи отчасти на повишената пластичност. Разбира се, показателят значително отстъпва на тези на метала или сплавите.
6. Силата на полимерите е относително ниска. За да се увеличи стойността на якостта на удар, към състава се добавят различни допълнителни компоненти, което води до специални видове полимери.
7. Струва си да се има предвид ниската работна температура. Полимерните материали не се справят добре с топлината. Ето защо много версии могат да работят при температури не по-високи от 80 градуса по Целзий. Ако превишите препоръчителния температурен праг, тогава има вероятност силното нагряване да доведе до увеличаване на пластичността на полимерния материал. Твърде високата пластичност води до намаляване на якостта и промяна в други физични свойства.
8. Съпротивлението може да варира в доста голям диапазон. Пример за такива полимери е твърдият PVC, който има 10 17 Ohm×cm.
9. Много полимерни материали имат повишена запалимост. Тази точка определя, че полимерите не могат да се използват в някои отрасли. В допълнение, химическият състав определя, че по време на горенето те могат да отделят токсични вещества или остър дим.
10. При използване на специална производствена технология повърхността може да има намален коефициент на триене срещу стомана. Благодарение на това покритието издържа много по-дълго и по него не се появяват дефекти.
11. Коефициентът на линейно разширение варира от 70 до 200 10 -6 на градус по Целзий.

Когато разглеждате характеристиките на обикновените полимери, не забравяйте за следните качества:

1. Добрите диелектрични свойства позволяват използването на полимерен материал без риск от токов удар. Ето защо полимерите често се използват за създаване на инструменти и оборудване, предназначени за работа с електричество.
2. Линейните полимери са в състояние да възстановят първоначалната си форма след продължително излагане на стрес. Пример е ефектът от напречно натоварване, което огъва част, но след изчезването му формата не се запазва.
3. Важно качество на всички полимери е значителна промяна в производителността при въвеждане на малко количество примеси.
4. Днес полимерните материали се намират в голямо разнообразие от агрегатни състояния. Примерите включват лепило, смазка, уплътнител, боя и някои твърди полимерни материали. Твърдите пластмаси са широко разпространени и се използват в производството на голямо разнообразие от оборудване. Както беше отбелязано по-рано, веществото има висока еластичност, поради което са получени силикон, каучук, гума от пяна и други подобни полимерни материали.

Струва си да се има предвид фактът, че химичният състав на полимерните материали може да се различава значително. GOST представя процедура за качествена оценка, която се основава на точки.

Полимерните материали се използват широко в промишлеността, тъй като имат повишена устойчивост на неорганични реагенти. Ето защо те се използват в производството на резервоари за чиста вода или високочисти реактиви.

Цялата горна информация определя, че полимерите са станали изключително широко разпространени в голямо разнообразие от индустрии. Не бива обаче да забравяме, че има няколко десетки основни вида полимерни материали, като всички те имат свои специфични качества. Ето защо трябва да се разгледа подробно класификацията на полимерните материали.

Класификация на полимерите

Има доста голям брой показатели, по които могат да се класифицират синтетичните полимерни материали. В същото време класификацията засяга и основните експлоатационни качества. Ето защо ще разгледаме видовете полимерни материали по-подробно.

Класификацията се извършва според състоянието на агрегиране:

1. Твърди. Почти всички хора са запознати с полимерите, тъй като те се използват в производството на корпуси за домакински уреди и други битови предмети. Друго име за този материал е пластмаса. В твърда форма полимерният материал има доста висока якост и пластичност.
2. Еластични материали. Високата еластичност на конструкцията се използва при производството на каучук, порест каучук, силикон и други подобни материали. Повечето се намират в строителството като изолация, което също е свързано с основните експлоатационни качества.
3. Течности. На базата на полимери се произвеждат доста голям брой различни течни вещества, повечето от които са приложими и в строителството. Примерите включват бои, лакове, уплътнители и много други.

Течни полимери - бои
Еластични полимери - гумено покритие

Различните видове полимерни материали имат различни експлоатационни качества. Ето защо трябва да се вземат предвид техните характеристики. Има налични в търговската мрежа полимери, които са течни преди да се комбинират, но стават твърди след реакция.

Класификация на полимерите по произход:

1. Изкуствени вещества, характеризиращи се с високо молекулно тегло.
2. Биополимери, наричани още естествени.
3. Синтетичен.

Полимерните материали от синтетичен произход станаха по-широко разпространени, тъй като чрез смесване на голямо разнообразие от вещества се постигат изключителни експлоатационни качества. Изкуствените полимери днес се намират в почти всеки дом.

Класификацията на синтетичните материали също се извършва според характеристиките на молекулярната мрежа:

1. Линеен.
2. Разклонени.
3. Пространствени.

Класификацията се извършва и според естеството на хетероатома:

1. Основната верига може да включва кислороден атом. Тази структура на веригата прави възможно получаването на полиестери и полиестери и пероксиди.
2. BMCs, които се характеризират с наличието на серен атом в основната верига. Благодарение на тази структура се получават политиоетери.
3. Можете също така да намерите съединения, които съдържат фосфорни атоми в основната верига.
4. Основната верига може да включва както кислородни, така и азотни атоми. Най-често срещаният пример за такава структура са полиуретаните.
5. Полиамините и полиамидите са видни представители на полимерни материали, които имат азотни атоми в основната си верига.

Освен това има две големи групи полимерни материали:

1. Въглеродна верига - вариант, който има основна верига на макромолекулата BMC с един въглероден атом.
2. Хетероверига - структура, която освен въглеродния атом има и атоми на други вещества.

Има просто огромен брой разновидности на полимери с въглеродна верига:

1. Съединения с високо молекулно тегло, наречени тефлон.
2. Полимерни алкохоли.
3. Структури с наситени главни вериги.
4. Вериги с наситени основни връзки, които са представени от полиетилен и полипропилен. Нека отбележим, че днес такива видове полимери са станали изключително широко разпространени, те се използват в производството на строителни материали и други неща.
5. ВМС, които се получават от преработката на алкохоли.
6. Вещества, получени при обработката на карбоксилна киселина.
7. Вещества, получени от нитрили.
8. Материали, които са получени на базата на ароматни въглеводороди. Най-често срещаният представител на тази група е полистиролът. Намира широко приложение поради високите си изолационни качества. Днес полистиролът се използва за изолация на жилищни и нежилищни помещения, превозни средства и друго оборудване.

Цялата горна информация определя, че има просто огромен брой разновидности на полимерни материали. Това обуславя и широкото им разпространение и приложение в почти всички индустрии и области на човешката дейност.

Приложение на полимери

Съвременната икономика и животът на хората просто не могат без полимерни материали. Това се дължи на факта, че те имат относително ниска цена, ако е необходимо, основните характеристики на работата могат да бъдат променени, за да отговарят на конкретни задачи.

Приложение на полимерни материали

Когато се обмисля използването на полимери, трябва да се обърне внимание на следните точки:

1. Активното производство започва в началото на 20 век. Първоначално технологията на производство включва обработка на нискомолекулни суровини и целулоза. В резултат на тяхната обработка се появиха бои и филми.
2. Съвременните полимери са повлияли на развитието на всички индустрии. По времето на развитието на киното, появата на прозрачни филми направи възможно заснемането на първите филми.
3. В съвременния свят разглежданите полимерни материали се използват в почти всички индустрии. Пример за това е използването на полимери в производството на играчки, оборудване, лекарства, тъкани, строителни материали и много други. Освен това те стават част от други материали, за да променят основните си експлоатационни качества; те се използват при обработката на естествена кожа или каучук. Използвайки пластмаса, производителите успяха да намалят цената на компютрите и мобилните устройства и да ги направят по-леки и тънки. Ако сравните метал и полимери, разликата в цената може да бъде просто огромна.
4. Подобренията в технологията на производство на полимерни материали доведоха до появата на по-модерни композити, които се използват в машиностроенето и много други индустрии.
5. Използването на полимер също е свързано с пространството. Като пример може да се даде създаването както на самолети, така и на различни спътници. Значителното намаляване на масата прави възможно преодоляването на гравитацията на по-ниска цена. В допълнение, полимерите са добре известни със способността си да издържат на влияния от околната среда като промени в температурата и влажността.

Първоначално като суровини при производството на полимери се използват нискокачествени нискомолекулни вещества. Ето защо те имаха огромен брой недостатъци. Въпреки това, подобряването на производствените технологии доведе до факта, че днес полимерите са много безопасни за употреба и не отделят вредни вещества в околната среда. Поради това те започнаха да се използват все повече в производството на неща, използвани в ежедневието.

В заключение отбелязваме, че разглежданата област непрекъснато се развива, поради което започнаха да се появяват композитни материали. Те са много по-скъпи от полимерите, но в същото време имат изключителни физични, химични и механични свойства. В близко бъдеще полимерните материали ще продължат да се използват активно в различни области, тъй като все още няма алтернатива, която да ги замени.

Малко от нас, участниците в полимерния бизнес, имахме честта да получим професионално образование по преработка на вторични полимери през студентските години. В същото време областта на „доходите от отпадъци“ винаги е привличала предприемачите като реална възможност за правене на пари. Секторът все още е доста слабо развит, особено по отношение на информационната поддръжка на бизнеса. На начинаещите специалисти често им е трудно да овладеят теоретичната база от знания за химията на полимерните материали. Има или много малко информация, или е описана със сложни технически и химически термини. В нашата практика често срещаме партньори и начинаещи играчи, които с нетърпение задават въпроси за това, което знаем добре. И ние сме готови да споделяме знания, тъй като извървяхме трънливия път от изучаването на основите до комплексните доставки и консултации в областта на суровините и оборудването от самото начало и самостоятелно.

В тази статия ще говорим за най-простите и в същото време важни понятия, които са точно описани в литературата, понякога по-сложни от всичко друго.

Какво представляват полимерите?

Полимерите или полимерните материали са огромна група вещества, сходни по структура. Тази структура е присъща както на живите, така и на неживите същества. Ако погледнем полимер под микроскоп, ще видим красива структура от повтарящи се фрагменти - мономери - здраво свързани един с друг. С други думи, полимерът е начин за организиране на молекула под формата на множество повторения на определени единици според сложен химичен алгоритъм. Пластмасите са вид полимер.

Откъде идват полимерите?

Въз основа на техния произход всички полимери могат да бъдат разделени на три големи групи: естествени, изкуствени и синтетични.

Естествени полимери - е продукт на жизнената дейност на растенията и животните. Те се намират в големи количества във вълна, дърво и кожа. Например нишестето, познато на всички, е полимер, отпадъчен продукт от картофи. Хората също съдържат полимерна структура. Протеинът, основата на живота, е именно полимерна, повтаряща се структура. От училищния курс по биология много хора обичаха да разглеждат веригата на ДНК: многоцветни нуклеотиди, които съхраняват генетична информация за цяло поколение от семейството, комбинирани във верига, която в своята цялост може да разкаже много за собственика.

Изкуствени полимери - Това е модификация на естествените. По правило естествените полимери преминават процедура на пречистване и насищане с допълнителни свойства, след което могат безопасно да бъдат класифицирани като изкуствени. Продуктът от такава обработка е например модифициран каучук и латекс (смола).

Синтетични полимери - отделна категория полимери. Това са двигателите на техническата революция. Такива материали нямат аналози в природата, те се получават в лаборатории при трудни условия и реакции на химична трансформация. Основата на синтетичните полимери е преработката на нефт и газ, синтезът на въглеводороди. Именно синтетичните полимери революционизираха оръдията на труда, превръщайки 21-ви век с право в ерата на високата химия, ерата на полимерите и пластмасите. Те бяха тези, които ни отвориха вратите към интересния и полезен бизнес с преработка на вторични суровини.

И така, откъде идват синтетичните полимери, ако нямат аналози в природата? Нека разгледаме стъпка по стъпка пътя на една гранула от суров нефт до готова за преработка суровина.

сцена	Процес	Описание	Полезен резултат	Отпадъци
	Добив на нефт и газ	Придружен от изгаряне на свързани нефтени газове - отпадъци от производството на нефт и газ - във факли. Има 2 варианта: да замърси атмосферата с тези газове или да ги използва за по-нататъшни трансформации.	Първично събиране на нефт и газ	Отпадъчни свързани газове,които се транспортират по тръбопроводи до следващия етап.
	Обработка на газ	Газопреработвателните заводи купуват съпътстващи газове и ги преработват за производство на специални пречистени суровини - NGLs (широка фракция от леки въглеводороди). Това все още не са полимери.	сух газ,влизащи в горелките на нашите домове и топлоелектрически централи	Остатъчна смес от газове от широка фракцияслед почистване и обработка
	Газово фракциониране	Разделяне на течни природни газове на ценни фракции до течни хомогенни газове	Пропан, бутан, пентан, изобутан	Втечнени нефтени газове
	Пиролиза	Инсталацията за пиролиза получава втечнени въглеводородни газове и ги нагрява, докато се разпаднат на малки единици, а именно докато се отделят ценни газове като пропилен или етилен. Това са мономери - суровини за полимери.	Етиленови и пропиленови мономери	Етиленови и пропиленови мономери
	Производство на първични полимери	В анклави или тръбни реактори протичат реакции на химическа полимеризация, при които мономерите - градивните елементи на големи единици - се превръщат в полимери с помощта на катализатори	Първични полимери	Първични полимери

Така се раждат първичните суровини или по-скоро суровините от производствените предприятия. Няма много такива фабрики и като правило те имат колосална продукция и това не е изненадващо: тези обеми трябва да са достатъчни за цялата ни страна и малко повече за износ към нашите партньори в чужбина. Съответно вторичните суровини са суровини, които вече са служили на човек и живеят втория си живот под формата на вторични гранули, очакващи следваща обработка. Броят на такива обработки може да бъде много голям, тъй като синтетичните полимери са изненадващо стабилни вещества.

Какво е термопластичен?

Фактът, че всички пластмасови продукти първоначално са били пелети и впоследствие са приели някаква форма на продукт, предполага, че пелетите са оцелели в процеса на технологична трансформация. Ще го наречем рециклиране и ще бъдем прави.

Има много методи за обработка на полимери, но всички те основно се свеждат до факта, че гранулите в специализирано оборудване се нагряват до висока температура, смесват се, докато се образува хомогенна маса, на тази маса се придава желаната форма и се охлажда. Полученият по този начин продукт не губи особено качество, полимерите са стабилни вещества. Не всички полимери обаче са подходящи за такава обработка. Ето защо точно сега ще въведем класификация на полимерите според тяхната рециклируемост. Тази класификация е много проста

Ще извикаме тези, които са подходящи термопласти, и тези, които са неподходящи - дуропласти. Интересуваме се термопласти, защото няма какво да се правят пари от полимери, които не могат да се рециклират.

И така, термопластичните или термопластичните полимери са полимери, които при нагряване могат лесно да се нагреят и да се стопят, без да губят ценните си химични свойства, но са физически способни да приемат всякаква форма, когато са охладени, било то тоалетна седалка или капак (от същото) . Термопластичните полимери участват в безкрайни цикли на обработка на пластмаса. Това явление в производството се нарича рециклиране. Но термореактивните не могат да оцелеят при многократна температурна обработка. При повторно нагряване те се унищожават напълно. Въпреки това, термореактивните служат на хората под формата на лепилни основи, мастики и други химически продукти.

Вместо резултати

На практика, разбирайки тези две прости и в същото време сложни концепции, няма да ни е трудно да дешифрираме научните дефиниции на полимерните представители: полипропиленИ полиетилен. Във всяка литература ще бъде написано нещо подобно:

Полипропилен (PP)е синтетичен термопластичен полимер, продукт от полимеризацията на пропилен.

Полиетилен (PE)е синтетичен термопластичен полимер, продукт от полимеризацията на етилен.

Една сложна формулировка може да звучи много по-просто. Сега знаем какво означава „синтетичен“, „термопластичен“ и си представете какво е мономер. Не е ясно какво е полимеризация. Полимеризацията е химическа реакция на "преобразуване" на мономер в полимер.

В нашата работа е важно да разберем какви са полимерните суровини и какви са техните характеристики, характеристики и свойства. Много от нашите статии са посветени на тези въпроси, но началото на обучението е тук. В основните понятия и терминология на такава сложна и интересна полимерна химия.

С уважение, генерален директор на Mirovoye Oborudovanie LLC

Александра Александровна Клемина