Huvudtyper av polymermaterial i konstruktion. Om polymerer. Grundläggande koncept

Polymermaterial (plaster, plaster) är som regel härdade kompositkompositioner i vilka polymerer och oligomerer fungerar som bindemedel. De fick det utbredda namnet "plast" (vilket inte är helt korrekt) eftersom de när de bearbetas till produkter är i ett plastiskt (flytande) tillstånd. Därför är vetenskapligt baserade namn "polymermaterial", "polymerbaserade kompositmaterial".

Polymerer (från det grekiska poly - många, mers - delar) är högmolekylära kemiska föreningar, vars molekyler består av ett stort antal upprepade elementära enheter med samma struktur. Sådana molekyler kallas makromolekyler. Beroende på arrangemanget av atomer och atomgrupper (elementära enheter) i dem kan de ha en linjär (kedjeliknande), grenad, nätverks- och rumslig (tredimensionell) struktur, som bestämmer deras fysikaliska, mekaniska och kemiska egenskaper. Bildandet av dessa molekyler är möjligt på grund av det faktum att kolatomer lätt och fast kombineras med varandra och med många andra atomer.

Det finns också formopolymerer (prepolymerer, prepolymerer), som är föreningar som innehåller funktionella grupper och som kan delta i reaktioner av tillväxt eller tvärbindning av en polymerkedja med bildning av högmolekylära linjära och nätverkspolymerer. För det första är dessa också flytande polyolprodukter med överskott av polyisocyanater eller andra föreningar vid framställning av polyuretanprodukter.

Till sitt ursprung kan polymerer vara naturliga, konstgjorda och syntetiska.

Naturliga polymerer är huvudsakligen biopolymerer - proteiner, stärkelse, naturliga hartser (tallkolofonium), cellulosa, naturgummi, bitumen, etc. Många av dem bildas under processen för biosyntes i cellerna hos levande och växtorganismer. Men i de flesta fall används konstgjorda och syntetiska polymerer inom industrin.

De huvudsakliga råvarorna för framställning av polymerer är biprodukter från kol- och oljeindustrin, gödseltillverkning, naturgas, cellulosa och andra ämnen. Processen för bildning av sådana makromolekyler och polymeren som helhet orsakas av exponering av det ursprungliga ämnet (monomeren) för en ström av ljusstrålar, elektriska urladdningar av högfrekventa strömmar, värme, tryck, etc.

Beroende på metoden för framställning av polymerer kan de delas in i polymerisation, polykondensation och modifierade naturliga polymerer. Processen att framställa polymerer genom att sekventiellt fästa monomerenheter till varandra som ett resultat av öppnandet av flera (omättade) bindningar kallas en polymerisationsreaktion. Under denna reaktion kan ett ämne ändras från ett gasformigt eller flytande tillstånd till ett mycket tjockt flytande eller fast tillstånd. I detta fall åtföljs reaktionen inte av separation av några biprodukter med låg molekylvikt. Både monomer och polymer kännetecknas av samma elementära sammansättning. Polymerisationsreaktionen producerar polyeten från eten, polypropen från propen, polyisobutylen från isobuten och många andra polymerer.

Under polykondensationsreaktionen omarrangeras atomerna av två eller flera monomerer och lågmolekylära biprodukter (till exempel vatten, alkoholer eller andra lågmolekylära ämnen) frigörs från reaktionssfären. Polykondensationsreaktionen ger polyamider, polyestrar, epoxi, fenol-formaldehyd, organosilicium och andra syntetiska polymerer, även kallade hartser.

Beroende på deras förhållande till värme och lösningsmedel delas polymerer, såväl som material baserade på dem, in i termoplast och härdplast.

Termoplastiska polymerer (termoplaster), när de bearbetas till produkter, kan upprepade gånger övergå från ett fast aggregationstillstånd till ett viskös-flytande tillstånd (smälta), och när de kyls, härda igen. De har som regel inte en hög temperatur för övergång till ett viskös flytande tillstånd och är väl bearbetade genom formsprutning, extrudering och pressning. Formningen av produkter från dem är en fysikalisk process, som består i härdning av en flytande eller uppmjukat material när det kyls och inga kemiska förändringar sker. De flesta termoplaster är också lösliga i lämpliga lösningsmedel. Termoplastiska polymerer har en linjär eller lätt grenad struktur av makromolekyler. Dessa inkluderar vissa typer av polyeten, polyvinylklorid, fluorplast, polyuretaner, bitumen, etc.

Termohärdare (thermosets) inkluderar polymerer vars bearbetning till produkter åtföljs av en kemisk reaktion av bildandet av ett nätverk eller tredimensionell polymer (härdning, tvärbindning av kedjor) och övergången från ett flytande till ett fast tillstånd sker irreversibelt. Deras härdade tillstånd är termostabilt och de förlorar förmågan att återgå till ett viskös-flytande tillstånd (till exempel fenol, polyester, epoxipolymerer, etc.).

Klassificering och egenskaper hos polymermaterial

Beroende på sammansättningen eller antalet komponenter är polymera material uppdelade i ofyllda, representerade av endast ett bindemedel (polymer) - organiskt glas, i de flesta fall polyetenfilm; fyllda, som för att erhålla den erforderliga uppsättningen egenskaper kan innefatta fyllmedel, mjukgörare, stabilisatorer, härdare, pigment - glasfiber, textolit, linoleum och gasfyllda (skum och skumplaster) - polystyrenskum, polyuretanskum, etc.

Beroende på det fysiska tillståndet vid normal temperatur och viskoelastiska egenskaper är polymermaterial hårda, halvstyva, mjuka och elastiska.

Hårda material är hårda, elastiska material med en amorf struktur med en elasticitetsmodul på mer än 1000 MPa. De går sönder sprött med försumbar förlängning vid brott. Dessa inkluderar fenoplaster, aminoplaster, plaster baserade på glyftalsyra och andra polymerer.

Densiteten hos polymermaterial ligger oftast i intervallet 900-1800 kg/m3, d.v.s. de är 2 gånger lättare än aluminium och 5,6 gånger lättare än stål. Samtidigt kan densiteten hos porösa polymermaterial (skum) vara 30..15 kg/m3, och täta sådana - överstiga 2 000 kg/m3.

Tryckhållfastheten hos polymermaterial överstiger i de flesta fall många traditionella byggnadsmaterial (betong, tegel, trä) och är cirka 70 MPa för ofyllda polymerer, mer än 200 MPa för armerade plaster, 100,150 MPa för draghållfasta material för material med pulverfyllmedel, och 100.150 MPa för glasfibermaterial 276.414 MPa och mer.

Värmeledningsförmågan hos sådana material beror på deras porositet och produktionsteknik. För skum och skumplast är det 0,03,0,04 W/m-K, för resten är det 0,2,0,7 W/mK eller 500,600 gånger lägre än för metaller.

Nackdelen med många polymermaterial är låg värmebeständighet. Till exempel har de flesta av dem (baserade på polystyren, polyvinylklorid, polyeten och andra polymerer) en värmebeständighet på 60,80 °C. Baserat på fenol-formaldehydhartser kan värmebeständigheten nå 200 °C, och endast på silikonpolymerer - 350 °C.

Eftersom de är kolväteföreningar är många polymermaterial brännbara eller har låg brandbeständighet. Produkter baserade på polyeten, polystyren och cellulosaderivat klassificeras som mycket brandfarliga och brännbara med riklig sotavgivning. Produkter baserade på polyvinylklorid, polyesterglasfiber och fenolplaster, som först blir förkolnade vid förhöjda temperaturer, är svåra att bränna. Polymermaterial med hög halt av klor, fluor eller kisel är ej brandfarliga.

Många polymermaterial, under bearbetning, förbränning och till och med uppvärmning, avger hälsofarliga ämnen, såsom kolmonoxid, fenol, formaldehyd, fosgen, saltsyra, etc. Deras betydande nackdel är också deras höga värmeutvidgningskoefficient - från 2 till 10 gånger högre än vid stål.

Polymermaterial kännetecknas av krympning under härdning och når 5,8%. De flesta av dem har en låg elasticitetsmodul, mycket lägre än för metaller. Under långvarig belastning uppvisar de hög krypning. Med ökande temperatur ökar krypningen ännu mer, vilket leder till oönskade deformationer.

Polymerer är makromolekylära föreningar. Deras bas är monomerer, från vilka en makrokedja av polymerämnen bildas. Användningen av polymerer gör det möjligt att skapa material med hög styrka, slitstyrka och ett antal andra användbara egenskaper.

Klassificering av polymerer

Naturlig. Bildas naturligt. Exempel: bärnsten, siden, naturgummi.

Syntetisk. De tillverkas i laboratorieförhållanden och innehåller inga naturliga ingredienser. Exempel: polyvinylklorid, polypropen, polyuretan.

Artificiell. De tillverkas i laboratorieförhållanden, men är baserade på naturliga ingredienser. Exempel: celluloid, nitrocellulosa.

Typerna av polymerer och deras tillämpningar är mycket olika. De flesta av föremålen som omger en person skapas med dessa material. Beroende på typ har de olika egenskaper, som bestämmer deras användningsområde.

Det finns ett antal vanliga polymerer som vi möter varje dag och inte ens märker:

Polyeten. Det används för produktion av förpackningar, rör, isolering och andra produkter där det är nödvändigt att säkerställa fuktbeständighet, motståndskraft mot aggressiva miljöer och dielektriska egenskaper.
Fenolformaldehyd. Det är grunden för plast, lack och lim.
Syntetiskt gummi. Den har bättre hållfasthetsegenskaper och nötningsbeständighet än naturlig. Gummi och olika material baserade på det tillverkas av det.
Polymetylmetakrylat är ett välkänt plexiglas. Det används inom elektroteknik, såväl som som ett strukturellt material inom andra industriella områden.
Polyamyl. Det används för att göra tyg och trådar. Dessa är nylon, nylon och andra syntetiska material.
Polytetrafluoreten, även känd som teflon. Används inom medicin, livsmedelsindustri och olika andra områden. Alla känner till teflonbelagda stekpannor som en gång i tiden var väldigt populära.
Polyvinylklorid, även känd som PVC. Hittas ofta i form av en film och används för tillverkning av kabelisolering, konstläder, fönsterprofiler, undertak. Den har ett mycket brett användningsområde.
Polystyren. Det används för produktion av hushållsprodukter och ett brett utbud av byggmaterial.
Polypropen. Rör, behållare, nonwoven-material, hushållsprodukter, konstruktionslim och mastik är gjorda av denna polymer.

Var används polymerer?

Tillämpningsområdet för polymermaterial är mycket brett. Nu kan vi med tillförsikt säga att de används inom industri och produktion inom nästan alla områden. På grund av sina egenskaper har polymerer helt ersatt naturliga material, som är betydligt sämre i egenskaper. Därför är det värt att överväga polymerernas egenskaper och deras användningsområden.

Enligt klassificering kan material delas in i:

kompositer;
plast;
filmer;
fibrer;
fernissor;
sudd;
vidhäftande ämnen.

Kvaliteterna hos varje sort bestäms av polymerernas användningsområde.

Liv

När vi ser oss omkring kan vi se ett stort antal produkter tillverkade av syntetiska material. Dessa är delar av hushållsapparater, tyger, leksaker, köksredskap och till och med hushållskemikalier. Faktum är att detta är ett enormt utbud av produkter från en vanlig plastkam till tvättpulver.

Denna utbredda användning beror på låga produktionskostnader och höga kvalitetsegenskaper. Produkterna är hållbara, hygieniska, innehåller inga komponenter som är skadliga för människokroppen och är universella. Även vanliga nylontights är gjorda av polymerkomponenter. Därför används polymerer i vardagen mycket oftare än naturliga material. De är avsevärt överlägsna i kvalitet och ger ett lågt pris för produkten.

Exempel:

plastskålar och förpackningar;
delar av olika hushållsapparater;
syntetiska tyger;
leksaker;
Köksredskap;
produkter för badrum.

Alla saker gjorda av plast eller som innehåller syntetiska fibrer är gjorda på basis av polymerer, så listan med exempel kan vara oändlig.

Byggsektorn

Användningen av polymerer i konstruktion är också mycket omfattande. De började användas relativt nyligen, för cirka 50-60 år sedan. Numera tillverkas de flesta byggmaterial med polymerer.

Huvudriktningar:

produktion av omslutande och byggnadskonstruktioner av olika slag;
lim och skum;
produktion av ingenjörskommunikation;
material för värme- och vattentätning;
Självutjämnande golv;
olika efterbehandlingsmaterial.

Inom området för inkapsling och byggnadskonstruktioner är dessa polymerbetong, kompositarmering och balkar, ramar för tvåglasfönster, polykarbonat, glasfiber och olika andra material av denna typ. Alla polymerbaserade produkter har höga hållfasthetsegenskaper, lång livslängd och motståndskraft mot negativa naturfenomen.

Limmen är resistenta mot fukt och har utmärkt vidhäftning. De används för limning av olika material och har hög bindningsstyrka. Skum är den idealiska lösningen för tätning av fogar. De ger höga värmebesparande egenskaper och har ett stort antal sorter med olika kvaliteter.

Användningen av polymermaterial i produktionen av ingenjörskommunikation är ett av de mest omfattande områdena. De används inom vattenförsörjning, elförsörjning, värmebesparing, utrustning för avloppsnät, ventilation och värmesystem.

Material för värmeisolering har utmärkta värmebesparande egenskaper, låg vikt och överkomlig kostnad. Vattentätning har en hög nivå av vattenbeständighet och kan tillverkas i olika former (rullprodukter, pulver eller flytande blandningar).

Polymergolv är ett specialiserat material som gör att du kan skapa en perfekt plan yta på en grov bas utan arbetskrävande arbete. Denna teknik används i både hushålls- och industribyggen.

Modern industri producerar ett brett utbud av efterbehandlingsmaterial baserade på polymerer. De kan ha olika strukturer och släppformer, men deras egenskaper är alltid överlägsna naturliga ytbehandlingar och har en mycket lägre kostnad.

Medicin

Användningen av polymerer inom medicin är utbredd. Det enklaste exemplet är engångssprutor. För närvarande produceras cirka 3 tusen produkter som används inom det medicinska området.

Silikoner används oftast inom detta område. De är oumbärliga när man utför plastikkirurgi, skapar skydd på brännytor, samt tillverkning av olika produkter. Polymerer har använts inom medicin sedan 1788, men i begränsade mängder. Och 1895 blev de mer utbredda efter en operation där bendefekten stängdes med en celluloidbaserad polymer.

Alla material av denna typ kan delas in i tre grupper efter applikation:

Grupp 1 - för introduktion i kroppen. Dessa är konstgjorda organ, proteser, blodersättningsmedel, lim och mediciner.
Grupp 2 - polymerer som har kontakt med vävnader, såväl som ämnen avsedda för införande i kroppen. Dessa är behållare för förvaring av blod och plasma, dentala material, sprutor och kirurgiska instrument, komponenter till medicinsk utrustning.
Grupp 3 - material som inte har kontakt med vävnader och som inte förs in i kroppen. Detta inkluderar utrustning och instrument, laboratorieglas, förnödenheter, sjukhusmaterial, sänglinne, glasögonbågar och linser.

Lantbruk

Polymerer används mest aktivt i växthusodling och markåtervinning. I det första fallet finns det ett behov av olika filmer, agrofiber, cellulärt polykarbonat, såväl som förstärkning. Allt detta är nödvändigt för byggandet av växthus.

Vid landåtervinning används rör av polymermaterial. De har mindre vikt än metall, är prisvärda och har längre livslängd.

Livsmedelsindustrin

Inom livsmedelsindustrin används polymermaterial för tillverkning av behållare och förpackningar. Kan ha formen av hårdplast eller film. Huvudkravet är full överensstämmelse med sanitära och epidemiologiska standarder. Man kan inte klara sig utan polymerer inom livsmedelsteknik. Deras användning gör det möjligt att skapa ytor med minimal vidhäftning, vilket är viktigt vid transport av spannmål och andra bulkprodukter. Anti-vidhäftande beläggningar behövs också i brödbakning och halvfabrikat av livsmedelsproduktion.

Polymerer används inom olika områden av mänsklig aktivitet, vilket gör dem i hög efterfrågan. Det är omöjligt att klara sig utan dem. Naturmaterial kan inte ge ett antal egenskaper som är nödvändiga för att uppfylla specifika användningsvillkor.

Detaljer Publicerad: 25 december 2013

Termen polymer används numera i stor utsträckning inom plast- och kompositindustrin ganska ofta används ordet "polymer" för att hänvisa till plast. Faktum är att termen "polymer" betyder mycket, mycket mer.

Specialister från NPP Simplex LLC bestämde sig för att förklara i detalj vad polymerer är:
En polymer är ett ämne med den kemiska sammansättningen av molekyler sammankopplade i långa repeterande kedjor. Tack vare detta har alla material tillverkade av polymerer unika egenskaper och kan anpassas beroende på deras syfte.
Polymerer kommer i både artificiellt och naturligt ursprung. Det vanligaste i naturen är naturgummi, som är oerhört användbart och har använts av mänskligheten i flera tusen år. Gummi har utmärkt elasticitet. Detta är ett resultat av att molekylkedjorna i molekylen är extremt långa. Absolut alla typer av polymerer har egenskaper med ökad elasticitet, men tillsammans med dessa egenskaper kan de också visa ett brett spektrum av ytterligare användbara egenskaper. Beroende på syftet kan polymerer finsyntetiseras för att maximera den bekväma och fördelaktiga användningen av deras specifika egenskaper.

Grundläggande fysikaliska egenskaper hos polymerer:

Slaghållfasthet
Stelhet
Genomskinlighet
Flexibilitet
Elasticitet
Kemister har länge märkt en intressant egenskap förknippad med polymerer: om du tittar på en polymerkedja under ett mikroskop kan du se att den visuella strukturen och fysikaliska egenskaperna hos kedjemolekylen kommer att imitera polymerens verkliga fysikaliska egenskaper.

Till exempel, om en polymerkedja består av monomerer som är tätt tvinnade mellan strängarna och de är svåra att separera, kommer denna polymer troligen att vara stark och elastisk. Eller, om polymerkedjan uppvisar elasticitet på molekylär nivå, kommer polymeren troligen också att ha flexibla egenskaper.

Polymerbearbetning
De flesta polymerprodukter kan förändras och deformeras när de utsätts för höga temperaturer, men på molekylnivå kan polymeren i sig inte förändras och en ny produkt kan skapas av den. Till exempel kan du smälta plastbehållare och flaskor och sedan använda dessa polymerer för att göra plastbehållare eller bildelar.

Exempel på polymerer
Nedan är en lista över de vanligaste polymererna som används idag, tillsammans med deras huvudsakliga användningsområden:
- Polypropen (PP) – Tillverkning av mattor, matbehållare, flaskor.
- Neopren - Våtdräkter
- Polyvinylklorid (PVC) - Tillverkning av rörledningar, wellpapp
- Low Density Polyethylene (LDPE) - Matkassar
- High Density Polyethylene (HDPE) – Tvättmedelsbehållare, flaskor, leksaker
- Polystyren (PS) - Leksaker, skum, ramlösa möbler
- Polytetrafluoreten (PTFE, fluorplast) - non-stick pannor, elektrisk isolering
- Polymetylmetakrylat (PMMA, plexiglas, plexiglas) – oftalmologi, tillverkning av akrylbad, ljusteknik
- (PVA) - Färger, lim

Utvecklingen av modern teknik har lett till framväxten av material som har exceptionella prestandaegenskaper. Polymermaterial kan ha en molekylvikt från flera tusen till flera miljoner. Huvudegenskaperna hos sådana material bestämmer deras breda distribution. Varje år står polymerer för ett ökande antal produkter. Det är därför vi kommer att överväga deras funktioner mer i detalj.

Egenskaper hos polymerer

Användningen av polymerer är mycket omfattande. Detta beror på de speciella egenskaper som materialet i fråga har. Idag finns polymermaterial i en mängd olika områden och finns i nästan alla hem. Produktionsprocessen för polymermaterial förbättras ständigt, sammansättningen förändras, på grund av vilken den får nya prestandaegenskaper.

De fysikaliska egenskaperna hos polymerer kan karakteriseras enligt följande:

Låg värmeledningskoefficient. Det är därför som vissa polymerer kan användas som isolering vid vissa arbeten.
Den höga TCLE beror på den relativt höga rörligheten för bindningar och en konstant förändring av deformationskoefficienten.
Trots den höga TCLE är polymermaterial idealiska för sprutning. På senare tid kan man ofta stöta på en situation där en polymer appliceras på en yta i form av ett tunt lager för att ge metall och andra material anti-korrosionsegenskaper. Modern applikationsteknik gör det möjligt att få en tunn skyddsfilm.
Den specifika vikten kan variera över ett ganska brett område beroende på egenskaperna hos den speciella kompositionen.
Den ganska höga draghållfastheten beror delvis på ökad duktilitet. Naturligtvis är indikatorn betydligt sämre än de för metall eller legeringar.
Polymerernas hållfasthet är relativt låg. För att öka värdet på slaghållfastheten läggs olika ytterligare komponenter till kompositionen, vilket resulterar i speciella typer av polymerer.
Det är värt att överväga den låga driftstemperaturen. Polymermaterial hanterar inte värme bra. Det är därför som många versioner kan fungera vid temperaturer som inte är högre än 80 grader Celsius. Om du överskrider den rekommenderade temperaturtröskeln, finns det en möjlighet att stark uppvärmning kommer att orsaka en ökning av polymermaterialets plasticitet. För hög plasticitet orsakar en minskning av styrkan och en förändring av andra fysikaliska egenskaper.
Resistiviteten kan variera över ett ganska stort område. Ett exempel på sådana polymerer är solid PVC, som har 10 17 Ohm×cm.
Många polymermaterial har ökad brandfarlighet. Denna punkt bestämmer att polymerer inte kan användas i vissa industrier. Dessutom bestämmer den kemiska sammansättningen att de vid förbränning kan frigöra giftiga ämnen eller skarp rök.
Vid användning av en speciell produktionsteknik kan ytan ha en reducerad friktionskoefficient mot stål. På grund av detta håller beläggningen mycket längre och inga defekter uppstår på den.
Den linjära expansionskoefficienten sträcker sig från 70 till 200 10 -6 per grad Celsius.

När du överväger egenskaperna hos vanliga polymerer, glöm inte följande egenskaper:

Goda dielektriska egenskaper tillåter användning av polymermaterial utan risk för elektriska stötar. Det är därför som polymerer ofta används för att skapa verktyg och utrustning som är utformade för att arbeta med elektricitet.
Linjära polymerer kan återställa sin ursprungliga form efter långvarig exponering för stress. Ett exempel är effekten av en tvärlast som böjer en del, men efter att den försvinner bibehålls inte formen.
En viktig egenskap hos alla polymerer är en betydande förändring i prestanda vid införande av en liten mängd föroreningar.
Idag finns polymera material i en mängd olika aggregationstillstånd. Exempel inkluderar lim, smörjmedel, tätningsmedel, färg och vissa fasta polymermaterial. Hårda plaster har blivit utbredda och används i tillverkningen av en mängd olika utrustningar. Som tidigare noterats har substansen hög elasticitet, på grund av vilken silikon, gummi, skumgummi och andra liknande polymermaterial erhölls.

Det är värt att överväga det faktum att den kemiska sammansättningen av polymermaterial kan skilja sig avsevärt. GOST presenterar ett kvalitativt bedömningsförfarande, som baseras på poäng.
Polymermaterial används i stor utsträckning inom industrin, eftersom de har ökat motståndskraft mot oorganiska reagens. Det är därför de används vid tillverkning av tankar för rent vatten eller högrena reagenser.
All ovanstående information bestämmer att polymerer har blivit extremt utbredda i en mängd olika industrier. Vi bör dock inte glömma att det finns flera dussin huvudtyper av polymermaterial, alla har sina egna specifika egenskaper. Det är därför som klassificeringen av polymermaterial bör övervägas i detalj.
Klassificering av polymerer
Det finns ett ganska stort antal indikatorer genom vilka syntetiska polymermaterial kan klassificeras. Samtidigt påverkar klassificeringen också de grundläggande prestationsegenskaperna. Det är därför vi kommer att överväga typerna av polymermaterial mer i detalj.
Klassificering utförs enligt aggregeringsläget:
Fast. Nästan alla människor är bekanta med polymerer, eftersom de används vid tillverkning av hus för hushållsapparater och andra hushållsartiklar. Ett annat namn för detta material är plast. I fast form har polymermaterialet ganska hög hållfasthet och duktilitet.
Elastiska material. Strukturens höga elasticitet används vid tillverkning av gummi, skumgummi, silikon och andra liknande material. De flesta finns i konstruktion som isolering, vilket också är förknippat med grundläggande prestandaegenskaper.
Vätskor. Ett ganska stort antal olika flytande ämnen produceras baserade på polymerer, varav de flesta även är tillämpbara i konstruktion. Exempel är färger, fernissor, tätningsmedel och mycket mer.

Flytande polymerer - färger
Elastiska polymerer - gummibeläggning
Olika typer av polymermaterial har olika prestanda. Det är därför deras egenskaper bör övervägas. Det finns kommersiellt tillgängliga polymerer som är flytande innan de kombineras, men som blir fasta efter att de reagerat.
Klassificering av polymerer efter ursprung:
Konstgjorda ämnen som kännetecknas av hög molekylvikt.
Biopolymerer, även kallade naturliga.
Syntetisk.

Polymermaterial av syntetiskt ursprung har blivit mer utbredda, eftersom exceptionella prestandaegenskaper uppnås genom att blanda en mängd olika ämnen. Konstgjorda polymerer finns i nästan alla hem idag.
Klassificeringen av syntetiska material utförs också enligt egenskaperna hos det molekylära nätverket:
Linjär.
Förgrenad.
Rumslig.

Klassificering utförs också enligt heteroatomens natur:
Huvudkedjan kan innefatta en syreatom. Denna kedjestruktur gör det möjligt att erhålla polyestrar och polyestrar och peroxider.
BMC, som kännetecknas av närvaron av en svavelatom i huvudkedjan. På grund av denna struktur erhålls polytioetrar.
Du kan också hitta föreningar som innehåller fosforatomer i huvudkedjan.
Huvudkedjan kan innefatta både syre- och kväveatomer. Det vanligaste exemplet på en sådan struktur är polyuretaner.
Polyaminer och polyamider är framträdande representanter för polymermaterial som har kväveatomer i sin huvudkedja.

Dessutom finns det två stora grupper av polymermaterial:
Kolkedja - en variant som har en huvudkedja av BMC-makromolekylen med en kolatom.
Heterokedja - en struktur som förutom kolatomen även har atomer av andra ämnen.

Det finns helt enkelt ett stort antal varianter av kolkedjepolymerer:
Högmolekylära föreningar som kallas teflon.
Polymeralkoholer.
Strukturer med mättade huvudkedjor.
Kedjor med mättade basbindningar, som representeras av polyeten och polypropen. Låt oss notera att idag har sådana typer av polymerer blivit extremt utbredda de används vid tillverkning av byggmaterial och andra saker.
IUD, som erhålls från bearbetning av alkoholer.
Ämnen erhållna från bearbetning av karboxylsyra.
Ämnen som härrör från nitriler.
Material som erhölls på basis av aromatiska kolväten. Den vanligaste representanten för denna grupp är polystyren. Det används ofta på grund av dess höga isoleringsegenskaper. Idag används polystyren för att isolera bostäder och lokaler, fordon och annan utrustning.

All ovanstående information bestämmer att det helt enkelt finns ett stort antal varianter av polymermaterial. Denna punkt bestämmer också deras breda spridning och tillämpning inom nästan alla branscher och områden av mänsklig verksamhet.
Applicering av polymerer
Den moderna ekonomin och människors liv kan helt enkelt inte klara sig utan polymermaterial. Detta beror på att de har en relativt låg kostnad om nödvändigt, de grundläggande prestandaegenskaperna kan ändras för att passa specifika uppgifter.
Applicering av polymermaterial
När man överväger användningen av polymerer bör man vara uppmärksam på följande punkter:
Aktiv produktion började i början av 1900-talet. Till en början innebar produktionstekniken bearbetning av lågmolekylära råvaror och cellulosa. Som ett resultat av deras bearbetning dök färger och filmer upp.
Moderna polymerer har påverkat utvecklingen av alla industrier. Vid tiden för bioutvecklingen gjorde tillkomsten av transparenta filmer det möjligt att spela in de första filmerna.
I den moderna världen används polymermaterialen i fråga i nästan alla industrier. Ett exempel är användningen av polymerer vid tillverkning av leksaker, utrustning, mediciner, tyger, byggmaterial och mycket mer. Dessutom blir de en del av andra material för att ändra deras grundläggande prestandaegenskaper de används vid bearbetning av naturligt läder eller gummi. Genom att använda plast kunde tillverkarna minska kostnaderna för datorer och mobila enheter och göra dem lättare och tunnare. Om du jämför metall och polymerer kan skillnaden i kostnad helt enkelt vara enorm.
Förbättringar i produktionstekniken för polymermaterial har lett till uppkomsten av mer moderna kompositer, som används inom maskinteknik och många andra industrier.
Användningen av polymer är också förknippad med utrymme. Ett exempel kan ges till skapandet av både flygplan och olika satelliter. En betydande minskning av massan gör det möjligt att övervinna gravitationen till en lägre kostnad. Dessutom är polymerer välkända för sin förmåga att motstå miljöpåverkan som förändringar i temperatur och luftfuktighet.

Till en början användes lågmolekylära ämnen av låg kvalitet som råmaterial vid tillverkning av polymerer. Det är därför de hade ett stort antal brister. Förbättringen av produktionstekniken har dock lett till att polymerer idag är mycket säkra att använda och inte avger skadliga ämnen i miljön. Därför började de användas allt mer vid tillverkning av saker som används i vardagen.
Sammanfattningsvis noterar vi att det aktuella området ständigt utvecklas, på grund av vilket kompositmaterial började dyka upp. De är mycket dyrare än polymerer, men samtidigt har de exceptionella fysikaliska, kemiska och mekaniska egenskaper. Inom en snar framtid kommer polymermaterial att fortsätta att användas aktivt inom en mängd olika områden, eftersom det inte finns något alternativ att ersätta dem ännu.

Inte många av oss, deltagare i polymerbranschen, hade äran att få en professionell utbildning i bearbetning av sekundära polymerer under våra studentår. Samtidigt har området "inkomst från avfall" alltid lockat entreprenörer som en verklig möjlighet att tjäna pengar. Sektorn är fortfarande ganska dåligt utvecklad, särskilt när det gäller informationsstöd till företag. Nybörjarspecialister har ofta svårt att bemästra den teoretiska kunskapsbasen om polymermaterials kemi. Antingen finns det väldigt lite information eller så beskrivs den i komplicerade tekniska och kemiska termer. I vår träning möter vi ofta partners och nybörjare som ivrigt ställer frågor om vad vi kan väl. Och vi är redo att dela kunskap, eftersom vi gick igenom den svåra vägen från att lära oss grunderna till komplexa leveranser och konsultationer inom området råvaror och utrustning från allra första början och självständigt.

I den här artikeln kommer vi att prata om de enklaste och samtidigt viktiga begreppen, som beskrivs exakt i litteraturen, ibland mer komplexa än något annat.

Vad är polymerer?

Polymerer, eller polymera material, är en stor grupp av ämnen som har liknande struktur. Denna struktur är inneboende i både levande och icke-levande ting. Om vi tittar på en polymer under ett mikroskop kommer vi att se en vacker struktur av repeterande fragment - monomerer - tätt bundna till varandra. Med andra ord är en polymer ett sätt att organisera en molekyl i form av flera upprepningar av vissa enheter enligt en komplex kemisk algoritm. Plast är en typ av polymer.

Var kommer polymerer ifrån?

Baserat på deras ursprung kan alla polymerer delas in i tre stora grupper: naturliga, konstgjorda och syntetiska.

Naturliga polymerer - är en produkt av den vitala aktiviteten hos växter och djur. De finns i stora mängder i ull, trä och läder. Till exempel är stärkelse, bekant för alla, en polymer, en restprodukt av potatis. Människor innehåller också en polymerstruktur. Protein, grunden för livet, är just en polymer, repeterande struktur. Från skolbiologikursen var det många som gillade att titta på DNA-kedjan: flerfärgade nukleotider som lagrar genetisk information om en hel generation av familjen, kombinerat till en kedja som i sin helhet kan berätta mycket om ägaren.

Konstgjorda polymerer – Det här är en modifiering av naturliga. Som regel genomgår naturliga polymerer ett förfarande för rening och mättnad med ytterligare egenskaper, varefter de säkert kan klassificeras som konstgjorda. Produkten av sådan bearbetning är till exempel modifierat gummi och latex (harts).

Syntetiska polymerer - en separat kategori av polymerer. Dessa är motorerna bakom den tekniska revolutionen. Sådana material har inga analoger i naturen, de erhålls i laboratorier under svåra förhållanden och kemiska omvandlingsreaktioner. Grunden för syntetiska polymerer är olje- och gasbearbetning, kolvätesyntes. Det var syntetiska polymerer som revolutionerade arbetsredskapen och förvandlade 2000-talet, med rätta, till en tidsålder av hög kemi, polymerernas och plasternas tid. Det var de som öppnade dörrarna för oss till den intressanta och användbara verksamheten att bearbeta sekundära material.

Så var kom syntetiska polymerer ifrån om de inte har några analoger i naturen? Låt oss steg för steg överväga vägen för ett granulat från råolja till ett råmaterial redo för bearbetning.

Skede	Bearbeta	Beskrivning	Användbart resultat	Avfall
	Utvinning av olja och gas	Åtföljs av förbränning av tillhörande petroleumgaser - avfall från olje- och gasproduktion - i facklor. Det finns två alternativ: förorena atmosfären med dessa gaser eller använd dem för ytterligare omvandlingar.	Primär insamling av olja och gas	Avfallsrelaterade gaser, som transporteras genom rörledningar till nästa steg.
	Gasbearbetning	Gasbearbetningsanläggningar köper tillhörande gaser och bearbetar dem för att producera speciella renade råvaror - NGL (bred del lätta kolväten). Dessa är inte polymerer ännu.	Torr gas, kommer in i brännarna i våra hem och värmekraftverk	Restblandning av gaser av en bred fraktion efter rengöring och bearbetning
	Gasfraktionering	Separering av naturgasvätskor i värdefulla fraktioner till flytande homogena gaser	Propan, butan, pentan, isobutan	Flytande petroleumgaser
	Pyrolys	Pyrolysanläggningen tar emot flytande kolvätegaser och värmer dem tills de bryts ner i små enheter, nämligen tills värdefulla gaser som propen eller eten frigörs. Dessa är monomerer - råmaterial för polymerer.	Eten- och propenmonomerer	Eten- och propenmonomerer
	Tillverkning av primära polymerer	I enklaver eller rörformiga reaktorer uppstår kemiska polymerisationsreaktioner där monomerer - byggstenarna i stora enheter - omvandlas till polymerer med hjälp av katalysatorer	Primära polymerer	Primära polymerer

Det är så primära råvaror föds, eller snarare, råvaror från tillverkningsanläggningar. Det finns inte särskilt många sådana fabriker och som regel har de kolossal produktion, och det är inte förvånande: dessa volymer borde räcka för hela vårt land och lite mer för export till våra partners utomlands. Följaktligen är sekundära råvaror råvaror som redan har tjänat en person och lever sitt andra liv i form av sekundära granuler, i väntan på nästa bearbetning. Antalet sådana bearbetningar kan vara mycket stort, eftersom syntetiska polymerer är förvånansvärt stabila ämnen.

Vad är termoplast?

Det faktum att alla plastprodukter ursprungligen var pellets och därefter antog någon form av produkt tyder på att pelletsen överlevde den tekniska omvandlingsprocessen. Vi kommer att kalla det återvinning, och vi kommer att ha rätt.

Det finns många metoder för att bearbeta polymerer, men alla kokar i princip ner till det faktum att granulat i specialiserad utrustning värms upp till en hög temperatur, blandas tills en homogen massa bildas, denna massa ges den önskade formen och kyls. Produkten som bildas på detta sätt förlorar inte särskilt kvalitet, polymerer är stabila ämnen. Emellertid är inte alla polymerer lämpliga för sådan bearbetning. Därför kommer vi just nu att införa en klassificering av polymerer efter deras återvinningsbarhet. Denna klassificering är mycket enkel

Vi ringer de som är lämpliga termoplaster, och de som är olämpliga - härdare. Vi är intresserade av termoplaster, eftersom det inte finns något att tjäna pengar på polymerer som inte kan återvinnas.

Så termoplaster, eller termoplastiska polymerer, är polymerer som, när de värms upp, lätt kan värmas upp och smälta utan att förlora sina värdefulla kemiska egenskaper, men som fysiskt kan anta vilken form som helst när de kyls, vare sig det är en toalettstol eller ett lock (från det samma) . Det är termoplastiska polymerer som deltar i ändlösa cykler av plastbearbetning. Detta fenomen i produktionen kallas återvinning. Men härdplaster kan inte överleva upprepad temperaturbehandling. När de värms upp förstörs de helt. Däremot tjänar härdplaster människor i form av limbaser, mastik och andra kemiska produkter.

Istället för resultat

I praktiken, att förstå dessa två enkla och samtidigt komplexa begrepp, kommer det inte att vara svårt för oss att dechiffrera de vetenskapliga definitionerna av polymerrepresentanter: polypropen Och polyeten. I vilken litteratur som helst kommer det att skrivas ungefär så här:

Polypropen (PP)är en syntetisk termoplastisk polymer, en produkt av propenpolymerisation.

Polyeten (PE)är en syntetisk termoplastisk polymer, en produkt av polymerisationen av eten.

En komplex formulering kan låta mycket enklare. Nu vet vi vad "syntetisk", "termoplast" betyder, och vi har en uppfattning om vad en monomer är. Det är inte klart vad polymerisation är. Polymerisation är den kemiska reaktionen att "omvandla" en monomer till en polymer.

I vårt arbete är det viktigt att förstå vad polymera råvaror är och vad deras egenskaper, egenskaper och egenskaper är. Många av våra artiklar ägnas åt dessa frågor, men början på lärandet ligger här. I de grundläggande begreppen och terminologin för en sådan komplex och intressant polymerkemi.

Med vänlig hälsning, generaldirektör för Mirovoye Oborudovanie LLC

Alexandra Alexandrovna Klemina