Plasturgie, types, la production et l'utilisation

Les matériaux polymères – à des composés chimiques à haut poids moléculaire qui se composent de nombreux monomères malomolekulyarnyh (unités) de la même structure. Souvent, les polymères sont utilisés pour la fabrication des composants monomères suivants: l'éthylène, le chlorure de vinyle, le vinildenhlorid, l'acétate de vinyle, le propylène, le méthacrylate de méthyle, le tétrafluoroéthylène, le styrène, l'urée, la mélamine, du formaldéhyde, du phénol. Dans cet article, nous discuterons en détail ce que les matériaux polymères, ainsi que leurs propriétés physiques et chimiques, la classification et types.

types de polymères

Une caractéristique des molécules de ce matériau est le grand poids moléculaire, ce qui correspond à la valeur suivante: M> 5 * 103. Les composés ayant un niveau inférieur de ce paramètre (M = 5-5000), appelés oligomères. Lors des composés de faible poids moléculaire est inférieur à 500. Les types de matériaux polymères suivants: synthétiques et naturels. Ce dernier visée habituellement le caoutchouc naturel, le mica, la laine, l'amiante, la cellulose, et t. D. Cependant, les polymères synthétiques de base occupent caractère d'espace qui est obtenu par le procédé de synthèse chimique de composés de bas niveau moléculaire. Selon le procédé de fabrication de matériaux de haut poids moléculaire, sont des polymères qui sont distingués ou par polycondensation, ou par réaction d'addition.

polymérisation

Ce processus est une association de composants de faible poids moléculaire dans le haut poids moléculaire pour donner des chaînes longues. La quantité de niveau de polymérisation – est le nombre de « mer » dans les molécules de la composition. Le plus souvent, les matériaux polymères contiennent de milliers à des dizaines de milliers d'unités. Par la polymérisation, les composés suivants sont souvent utilisés: le polyéthylène, le polypropylène, le chlorure de polyvinyle, le polytétrafluoroéthylène, le polystyrène, le polybutadiène, et d'autres.

polycondensation

Ce processus est une réponse à un échelon, qui est un composé ou d' un grand nombre de monomères similaires, ou une paire de groupes distincts (A et B) dans les polymères de condensation (macromolécules) avec formation simultanée de ces sous-produits: l' alcool méthylique, le dioxyde de carbone, chlorure d'hydrogène, l' ammoniac, l' eau et et al. Utilisation des silicones de polycondensation obtenus, les polysulfones, les polycarbonates, les aminoplastes, les résines phénoliques, les polyesters, les polyamides et d'autres matériaux polymères.

polyaddition

Dans le cadre de ce processus comprend la formation de polymères dans de multiples réactions d'addition des composants monomères qui contiennent limite d'association réactive, les monomères des groupes insaturés (cycles actifs ou double liaison). Contrairement à la polycondensation, réaction de polyaddition se déroule sans évacuation des sous-produits. La tâche la plus importante de cette technologie croient le durcissement des résines époxy réception de polyuréthanes et.

classification de polymères

Dans la composition, tous les matériaux polymères sont divisés en inorganiques, organiques et organométalliques. Le premier de ces (verre de silicate, le mica, l' amiante, la céramique, etc.) ne contiennent pas de carbone atomique. Ils sont à la base de l'oxyde d'aluminium, le magnésium, le silicium et analogues. D. Les polymères organiques comprennent la classe la plus large, ils contiennent du carbone, de l'hydrogène, l'azote, le soufre, l'oxygène et un atome d'halogène. Matériaux polymères organométalliques – sont des composés qui sont composés de chaînes principales autres que ceux énumérés, et des atomes de silicium, d'aluminium, de titane et d'autres éléments qui peuvent être combinés avec des radicaux organiques. La nature de ces combinaisons ne se produisent pas. Il est uniquement des polymères synthétiques. Des représentants typiques de ce groupe sont les composés à base de silicone, ladite chaîne principale est construite à partir d'oxygène et de silicium.

Pour obtenir des polymères ayant les propriétés souhaitées est souvent utilisé dans la technique ne sont pas substance « pure », et des combinaisons de ceux-ci avec des composants organiques ou inorganiques. Un bon exemple est celui des matériaux de construction polymère: métal-plastique, fibre de verre, en béton de polymère.

La structure des polymères

La particularité des propriétés de ces matériaux en raison de leur structure qui, à son tour, est divisée en les types suivants: linéaire-ramifié, linéaire, les groupes moléculaires ayant des structures spatiales géométriques grandes et très spécifiques et escalier. Examinons brièvement chacun d'eux.

Les matériaux polymères ayant une structure linéaire ramifiée que les molécules d'ossature ont des branches latérales. De tels polymères comprennent le polypropylene et le polyisobutylène.

Les matériaux présentant une structure linéaire ont une longue zigzag ou tordus en une chaîne d'hélice. Les macromolécules principalement caractérisé par des répétitions de terre dans une unité de construction ou du groupe d'unités de la chaîne de produits chimiques. Des polymères à structure linéaire caractérisés par la présence de macromolécules de très longues avec une différence substantielle dans la nature des liaisons le long de la chaîne et entre eux. Nous entendons des liaisons intermoléculaires et chimiques. Macromolecules tel matériau est très souple. Et cette propriété est à la base des chaînes de polymère, ce qui conduit à des caractéristiques qualitativement nouvelles: une élasticité élevée, ainsi que l'absence de fragilité à l'état durci.

Et maintenant, nous apprenons que ces matériaux polymères avec une structure spatiale. Ces substances forment en combinaison les uns aux autres macromolécules liaisons chimiques fortes dans la direction transversale. Le résultat est une structure de filet, qui présente un cadre de grille spatiale non uniforme. Les polymères de ce type ont une résistance à la chaleur et la rigidité que linéaire. Ces matériaux sont à la base de nombreux matériaux de construction non métalliques.

Les molécules de matériaux polymères ayant une structure en échelle constituée d'une paire de chaînes qui sont reliés par une liaison chimique. Ceux-ci comprennent des polymères de silicone qui sont caractérisées par une rigidité accrue, une résistance à la chaleur, en outre, ils ne réagissent pas avec des solvants organiques.

La composition de phase des polymères

Ces matériaux sont des systèmes qui sont constitués de régions amorphes et cristallines. Le premier de ceux-ci contribue à réduire la rigidité, rend polymère élastique qui est capable de grandes déformations de nature réversible. La phase cristalline contribue à augmenter leur résistance, la dureté, le module d'élasticité, et d'autres paramètres, tout en minimisant la substance de flexibilité moléculaire. Le rapport du volume de l'ensemble de ces zones au volume total est appelé le degré de cristallisation, dans lequel le niveau maximal (80%) sont des polypropylènes, des fluoropolymères, des polyéthylènes haute densité. Un niveau plus bas, le degré de cristallisation ont des chlorures de polyvinyle, les polyéthylènes de faible densité.

En fonction du comportement de matériaux polymères lors du chauffage, ils peuvent être divisés en thermodurcissable et thermoplastique.

polymères thermodurcissables

Ces matières premières ont une structure linéaire. Lorsqu'il est chauffé, ils se ramollissent, mais les changements de structure dans l'espace et le matériau est transformé en un solide à la suite d'une fuite dans des réactions chimiques. À l'avenir, cette qualité est maintenue. Sur ce principe , polymères matériaux composites. Leur chauffage ultérieur ne ramollit pas le matériel, et ne conduit qu'à sa dégradation. mélange thermodurcissable prêt ne se dissout pas ou fondre, il est donc inacceptable pour le recyclage. Par ce type de matériau comprennent des silicones époxy, phénol-formaldéhyde et d'autres résines.

des polymères thermoplastiques

Ces matières lorsqu'elles sont chauffées, d'abord ramollissent et fondent et se solidifie ensuite de refroidissement ultérieur. polymères thermoplastiques lorsque ce traitement ne subissent pas de modifications chimiques. Cela rend le processus complètement réversible. Les substances de ce type sont la structure linéaire linéaire ou ramifié de macromolécules, parmi lesquels il y a une petite force, et il n'y a absolument pas de liaisons chimiques. Ceux-ci comprennent le polyéthylène, le polyamide, le polystyrène, et d'autres. La technologie des matériaux polymères thermoplastiques tels que prévoit la fabrication par moulage par injection dans des formes de refroidissement par eau moulage, extrusion, moulage par soufflage, et d'autres méthodes.

propriétés chimiques

Les polymères peuvent être appelés dans les conditions suivantes: solide, liquide, en phase amorphe, cristallin, et très élastique, l'écoulement visqueux et le verre de déformation. L'utilisation répandue de matériaux polymères en raison de leur haute résistance à divers milieux corrosifs, tels que les acides concentrés et des alcalis. Ils ne sont pas sensibles à la corrosion électrochimique. En outre, en matériau augmentant la masse moléculaire est une diminution de la solubilité dans les solvants organiques. Et des polymères ayant la structure spatiale, généralement pas exposée auxdits fluides.

propriétés physiques

La plupart des polymères sont isolants, en plus, ce sont des matériaux non magnétiques. Parmi tous les matériaux de construction utilisés seulement ils ont la plus faible conductivité thermique et la capacité calorifique maximale, et le retrait thermique (environ vingt fois supérieure à celle du métal). La raison de la perte d'étanchéité des différents ensembles d'étanchéité à basse température est le soi-disant caoutchouc de vitrification, ainsi que d'une différence considérable entre les coefficients de dilatation du métal et de caoutchouc à l'état vitrifié.

propriétés mécaniques

Les matériaux polymères ont une large gamme de propriétés mécaniques qui dépendent fortement de leur structure. En dehors de ce cadre, une grande influence sur les propriétés mécaniques du matériau peut avoir une variété de facteurs externes. Ceux-ci comprennent :. température, la fréquence, la durée ou la vitesse de chargement, le type d'état de contrainte, la pression, la nature de l'environnement, traitement thermique, etc. La particularité des propriétés mécaniques des matériaux polymères est leur résistance relativement élevée à une rigidité très faible (par rapport aux métaux).

Les polymères peuvent être divisés en solide, qui correspond au module d'élasticité E = 1,10 GPa (fibre, un film en matière plastique), et un matériau élastomère souple, le module d'élasticité E = 1-10 MPa (caoutchouc). Et le mécanisme de la destruction des deux sont différents.

Pour les matériaux polymères caractérisés par une anisotropie marquée des propriétés, ainsi que la réduction de la force, le développement de fluage à condition chargement prolongé. En même temps, ils ont une résistance assez élevée à la fatigue. En comparaison avec les métaux, ils sont plus forte dépendance à l'égard des propriétés mécaniques de la température. L'une des principales caractéristiques des matériaux polymères est une aptitude à la déformation (ductilité). Selon ce paramètre dans une large gamme de températures adoptées pour évaluer leurs propriétés opérationnelles et technologiques de base.

matériaux polymères pour le sol

Considérons maintenant un mode de réalisation de l'application pratique des polymères, révélant toute la gamme possible de ces matériaux. Ces substances ont trouvé une large application dans la construction et la réparation et les travaux de finition, notamment dans le revêtement des sols. L'immense popularité est due aux caractéristiques des substances en question: ils sont résistants à l'abrasion, maloteploprovodny, ont une faible absorption d'eau, assez forte et ferme, possèdent de grandes qualités de peinture. Fabrication de matériaux polymères peuvent être divisés en trois groupes: linoléum (roulis), des produits en feuille et les chapes de l'appareil de mélanges. Maintenant, nous allons examiner brièvement chacun d'eux.

Linoléum produit par divers types de charges et des polymères. Leur composition peut également comprendre des plastifiants, des auxiliaires de traitement, et des pigments. En fonction du type de matériau polymère, distinguer polyester (Gliphtal), du chlorure de polyvinyle, le caoutchouc, kolloksilinovye et autres revêtements. En outre, ils structurellement divisés en fondement et avec son-, fond de teint isolant unilamellaires et multilamellaires, avec surface lisse, ondulée et laineux et à une ou plusieurs couleurs.

matériaux de carrelage en polymères à base de composants, ont une très faible résistance à l'abrasion, la résistance chimique et la durabilité. En fonction du type de matière première, ce type de produits polymères sont divisés en kumaronopolivinilhloridnye coumarone, PVC, caoutchouc, fenolitovye, tuiles de bitume, ainsi que des panneaux de particules et de panneaux de fibres.

Matériaux pour chapes sont le plus commode et hygiénique à utiliser, ils ont une grande résistance. Ces mélanges peuvent être divisés en ou polymère sont, en béton de polymère et de l'acétate de polyvinyle.