Полимеры и материалы на их основе. Тема № 20

1.

ТЕМА № 20:
ПОЛИМЕРЫ И МАТЕРИАЛЫ НА ИХ ОСНОВЕ

2.

Полимером называют химическое вещество, имеющее
большую молекулярную массу и состоящее из большого числа
периодически
повторяющихся
фрагментов,
связанных
химическими связями. Эти фрагменты называются элементарными
звеньями или мономерами.
Признаки полимеров
1. очень большая молекулярная масса (десятки и сотни тысяч а. е.)
2. цепное строение молекул (чаще встречаются простые связи).
Быстрое расширение производства
полимеров привело к тому, что их
пожароопасность (все они горят
лучше,
чем
дерево)
стала
национальным бедствием для многих
стран.
При горении и разложении полимеров
образуются различные токсичные для
человека вещества, представляющие также
угрозу для экологии.

3.

Полимеры труднорастворимы;
нелетучи; не имеют точной
Тпл.; существуют только в
двух агрегатных состояниях –
твёрдом и жидком; имеют
очень большую вязкость;
смачиваемость зависит от
наличия гидрофильных групп
(-NH-, -COOH).
Применение полимеров:
•полимеры
биологического
и
медицинского назначения
•ионно- и электронно-обменные
материалы
•тепло- и термостойкие пластики
•изоляторы
•строительные и конструкционные
материалы
ПАВы и материалы, стойкие к
агрессивной среде.
Классификация полимеров по составу основной
макромолекул (наиболее распространенная):
цепи
I. Карбоцепные ВМС – основные полимерные цепи построены
только из углеродных атомов
II. Гетероцепные ВМС – основные полимерные цепи, помимо
атомов углерода, содержат гетероатомы (кислород, азот,
фосфор, серу)
III. Элементоорганические полимерные соединения – основные
цепи макромолекул содержат элементы, не входящие в состав
природных органических соединений (Si, Al, Ti, B, Pb, Sb, Sn и
др.)

4.

I Карбоцепные ВМС
а) полимеры с насыщенными цепями: полипропилен
[-CH2-CH-]n,
полиэтилен – [-CH2-CH2-]n
I
CH3
б) полимеры с ненасыщенными цепями: полибутадиен
[-CH2-CH=CH-CH2-]n
в) галогензамещенные полимеры: тефлон [-CF2-CF2-]n,
ПВХ [-CH2-CHCl-]n;
г) полимерные спирты:
поливиниловый спирт
– [-CH2-CH-]n;
I
OH
д) производных
спиртов:
поливинилацетат –
[-CH2-CH-]n;
I
OCOCH3
е) полимерные альдегиды и
кетоны: полиакролеин
[-СН2-СН-]n;
I
з) полимерные нитрилы: ПАН – [-СН2-СН-]n;
Н-С=О
Полиакрилонитрил
I
ж) полимеры карбоновых
CN
кислот: полиакриловая и) полимеры ароматических углеводородов:
кислота
полистирол
[-СН2-СН-]n;
I
– [-СН2-СН-]n.
СООН
I
С 6Н5

5.

II Гетероцепные ВМС
Содержащие в основной цепи атомы кислорода:
а) простые полиэфиры: полигликоли – [-СН2-СН2-О-]n;
б) сложные полиэфиры: полиэтиленгликольтерефталат
[-О-СН2-СН2-О-С-С6Н4-С-]n;
II
II
O
O
в) полимерные перекиси: полимерная перекись стирола
[-СН2-СН-О-О-]n;
С6Н 5
2. Содержащие в основной цепи атомы азота:
а) полимерные амины: полиэтилендиамин
[-СН2–СН2–NН-]n;
б) полимерные амиды: поликапролактам (капрон)
[-NН—(СH2)5—С-]n;
II
O
3.Полимеры,
содержащие
в
основной
цепи
и
кислорода –
5.Полимеры, содержащие одновременно атомы азота
в основной цепи атомы полиуретаны:
фосфора
[-С—NН—R—NН—С—О—R—О-]n;
O
II
[- P – O-CH2-CH2-O-]n;
I
O-
II
O
II
О
4. Содержащие в основной цепи атомы серы:
а) простые политиоэфиры [-(СН2)4– S-]n;
б) политетрасульфиды
[-(СН2)4-S - S-]n;
II II
S
S

6.

III Элементоорганические
1.Кремнийорганические полимерные соединения
а) полисилановые соединения
R R
I I
[-Si-Si-]n;
I I
R R
б) полисилоксановые соединения
R
R
I
I
[-Si-O-Si-O-]n;
I
I
R
R
в) поликарбосилановые г) поликарбосилоксановые
I
I
I
I
[-Si-(-C-)n -Si-(-C-)n-]n
[-O-Si-O-(-C-)n-]n;
I
I
I
I
2. Титанорганические полимерные соединения:
OC4H9 OC4H9
I
I
[-O – Ti – O – Ti-]n;
I
I
OC4H9
OC4H9
3. Алюминийорганические полимерные соединения:
[-O – Al – O – Al-]n;
I
I
OCOR
OCOR

7.

Классификация полимеров по структуре макромолекул
Макромолекулы могут иметь линейную, разветвленную и пространственную
трехмерную структуру.
Линейные полимеры состоят из макромолекул линейной структуры; такие
макромолекулы представляют собой совокупность мономерных звеньев,
соединённых в длинные неразветвлённые цепи.
Разветвлённые полимеры
характеризуются наличием в
основных
цепях
макромолекул
боковых
ответвлений, более коротких,
чем основная цепь, но также
состоящих из повторяющихся
мономерных звеньев.
Пространственные полимеры с трёхмерной
структурой характеризуются наличием цепей,
связанных между собой при помощи поперечных
мостиков, образованных атомами или группами
атомов, например мономерными звеньями .
Пространственные
полимеры
с
частым
расположением поперечных связей называют
сетчатыми.

8.

Отдельные звенья макромолекул могут самостоятельно
вступать в химические реакции; свойства полимера
зависят от геометрической
формы макромолекул;
появление водородных связей между макромолекулами
значительно повышает прочность полимера.

9.

Классификация по поведению при нагревании
термопластичные - полимеры, свойства которых
обратимы
при
многократном
нагревании
и
охлаждении;
термореактивные - полимеры, макромолекулы
которых при нагревании в результате происходящих
между ними химических взаимодействий соединяются
друг с другом; при этом образуются пространственные
сетчатые структуры за счёт прочных химических связей.
После прогрева термореактивные полимеры обычно
становятся неплавкими и нерастворимыми –
происходит процесс их необратимого отверждения.
Классификация по горючести
Воспламенение и горение материалов зависят не только от природы
материала, но и от температуры источника зажигания, условий воспламенения,
формы изделия или конструкций и т.д.
Полимерные материалы делят на горючие, трудногорючие и негорючие. Из
сгораемых материалов выделяют трудновоспламеняемые и трудносгораемые самозатухающие.
Сгораемые полимеры: полиэтилен, полистирол, полиметилметакрилат,
поливинилацетат, эпоксидные смолы, целлюлоза и т.д.
Трудносгораемые полимеры: ПВХ, тефлон, фенолформальдегидные и
мочевиноформальдегидные смолы.

10.

Классификация по способу
получения (происхождения)
- природные (белки, нуклеиновые
кислоты, природные смолы,
целлюлоза) животного и
растительного происхождения;
- синтетические (полиэтилен,
полипропилен и т.д.)
- искусственные (химическая
Органические
и
модификация природных
неорганические полимеры
полимеров – эфиры целлюлозы)
Неорганические: кварц,
силикаты, алмаз, графит,
корунд, карбин, карбид бора
и т. д.
Органические: каучуки,
целлюлоза, крахмал,
органическое стекло и т. д.

11.

Реакции синтеза полимеров Полимеризация – это процесс
получения ВМС, при котором молекула полимера образуется путём
последовательного
присоединения
молекул
мономера
(низкомолекулярные вещества) и активному центру на конце растущей
цепи
nM Mn' ; где n-число отдельных молекул; n’-степень
полимеризации; М – молекулярная масса мономера.
Степень полимеризации указывает количество звеньев, входящих в
макромолекул: n= М полимера / М мономера, n 100-10000 и более.
Полимеризация
бывает
радикальной
и
ионной.
Радикальная полимеризация протекает с участием свободных радикалов.
Стадии: инициирования, роста цепи, обрыва цепи.
Инициирование:
нагреванием (термическая активация):
t
t
(С6Н5СОО)2 2 [С6Н5СОО ]= 2R
перекись бензоила
СН2=СН2 СН2-СН2 бирадикал
введением специальных инициаторов:
Далее СН2=СН2 + СН2-СН2 +СН2=СН2 Далее R + CH =CH R-CH -CH и
2
2
2
2
т.д.
СН2-(СН2)4-СН2 и т.д.
Обрыв цепи:
радиационный способ активации:
CН2=СН2
h
СН2-СН2
R—(CH2)n + (CH2)n–R'
R—(CH2)n—(CH2)n –R

12.

Ионная полимеризация – процесс с участием ионов, протекающий под действием
катализаторов (AlCl3, TiCl4, BF3, NaNH2, (C2H5)3Al).
Катионная: [Ti3+Cl4]- + CH=CH2 [Ti3+Cl4]-—CH—C+H2 карбкатион
I
C 6H5
I
C6H5
[Ti3+Cl4]--CH-C+H2 + nCH=CH2
I
I
C 6H5
C 6H5
[Ti3+Cl4]--CH-CH2--CH-CH2--CH-C+H2
I
I
I
C 6 H5
C 6H5
n C 6H5
обрыв
TiCl4
+ CH2—CH2— CH—CH2—CH=CH2
I
I
C 6H5 n
C6H5
NH
Анионная:
3
NaNH2 Na+ + NH2-
NH2- + CH2=CH NH2—CH2—CH- карбанион
I
I
C 6H5
C 6H5

13.

Мономерами для полимеризации могут быть вещества,
содержащие кратные связи или циклы, раскрывающиеся в
результате реакции.
Мономеры: этилен СН2=СН2; стирол СН2=СН; капролактам
NH2-(CH2)5COOH,
C6H5
метилметакрилат СН2= С-СООСН3, изопрен СН2=С-СН=СН2,
I
I
CH3
CH3
CI
I
бутадиен
СН2=СН-СН=СН2,
хлоропрен
СН2=С-СН=СН2;
винилхлорид СH2=CHCl; акрилонитрил CH2=CH—CN и другие.
Если в процессе участвует несколько видов мономеров,
то происходит сополимеризация (бутадиеннитрильный,
бутадиенстирольный каучуки и т.д.)

14.

Поликонденсация
- процесс получения полимеров из би– или
полифункциональных соединений (мономеров), сопровождающийся
выделением побочных низкомолекулярных веществ - воды, спирта, ННal
и т. д. Мономер должен содержать не менее двух функциональных
групп.

15.

В зависимости от структуры образующегося полимера
различают линейную и трёхмерную поликонденсацию.
Линейная поликонденсация – это процесс, приводящий к
образованию
макромолекул
линейной
структуры.
Это
обеспечивается участием в реакции только бифункциональных
мономеров.
Трёхмерной поликонденсацией называется процесс, приводящий к
образованию макромолекул трёхмерной структуры (три и более
функциональные группы).
Линейная поликонденсация:
1) этиленгликоля и терефталевой кислоты
2) аминокапроновой кислоты:

16.

Трехмерная поликонденсация: (синтез аминопласта)

17.

Особенности горения полимеров
Для сгорания единицы веса полимера требуются большие объёмы
воздуха (в 1.5 – 2 раза больше, чем для древесины - 4.5 м3/кг);
Образуются большие объемы продуктов горения;
Значительный недожог – образуется обильный плотный дым;
В дыму содержится много токсичных продуктов недожога (CO, NO2,
HCl, HCN, CO2 и т.д.);
Плавление и растекание горящих полимеров – происходит
распространение пожара по всем направлениям;
Высокая температура горения – 1100 – 1300 оC и более (до 2500 оC);
Высокая излучательная способность пламени с передачей
воспламеняющего светового импульса на большие расстояния.
Горение полимеров – это многостадийный (в
пространстве и времени) многофазный циклический
самоподдерживающийся процесс со взаимосвязанным
тепломассопереносом.
Разрыв цикла горения может быть осуществлен как в газовой, так и в
конденсированной фазе, и на поверхности раздела фаз (расплав/газ).
Как правило, необходимо замедлить тепломассоперенос в системе и
уменьшить долю возвращенной теплоты на разогрев и расплавление
твердой фазы и снизить выход горючих газов.

18.

Способы защиты полимеров от огня:
а) обработка полимера растворами неорганических солей – инертный
способ, соль не гасит огонь, а лишь препятствует его распространению
от одного волокна к другому, образуя корку.
б) обработка полимера веществом, разлагающимся под действием
огня с выделением негорючих газов либо твердой коксовой пленки
(антипиреном). Над поверхностью
материала
либо
образуется
защитная газовая подушка либо прекращается доступ кислорода в зону
горения.
При введении в материал огнезащитных добавок (антипиренов)
изменяется состав и структура материала, что зачастую приводит к
снижению горючести.
Антипирены снижают горючесть различным образом:
1) ингибируют реакцию горения;
2) изменяют долю возвращённой теплоты горения;
3) приводят к получению менее горючих продуктов пиролиза или
снижают долю газов при деструкции;
4) снижают скорость диффузии горючих продуктов пиролиза к фронту
пламени.
Антипиренами могут быть вещества, которые содержат фосфор,
галогены, азот, сурьму в своём составе. К этой категории могут быть
причислены гидроокись алюминия и магния, соединения бора, силикаты,
карбонаты.
Наиболее
эффективными
и
практически
универсальными
антипиренами являются фосфор - и галогенсодержащие соединения.

19.

Основные
полимеров
реакции
термического
разложения
и
горения
Виды деструкции:
• химическая (+Н2О, + кислоты, + щёлочи и т. д.);
• механическая (необратимая деформация под действием нагрузки);
• термоокислительная (О2 + нагрев);
• термическая;
• фотохимическая (h );
• радиационная (n, , , - излучения);
• биологическая (нитраты целлюлозы, ряд каучуков разлагаются под
действием микроорганизмов).
При разложении полимеров образуется твердые (коксовый остаток),
жидкие и газообразные вещества. Жидкие и газообразные вещества
называются "летучими". Выделение летучих веществ – признак
разложения полимеров.
Температура, при которой начинают выделяться летучие вещества температура начала разложения.
Конечными продуктами разложения сложного вещества (полимеров)
являются простые вещества (C2H2 – C, H2 , капрона – C, O2, H2, N2).
Распад на простые вещества возможен при Т ~ 3000 оС.
На пожаре Т 1500 оС состав выделяющихся веществ сложный (H2, CO, C2H4, C2H6, СН4, СО2, О2, НСN, NН3 и т.д.)

20.

При воздействии сравнительно низких температур (до 500-600 оС) на
полимер, летучие вещества в своём составе будут содержать больше
смолистых и меньше газообразных веществ. С повышением температуры
образование газообразных веществ увеличивается.
В зависимости от того, разложение полимеров идёт в присутствии или
отсутствии О2 воздуха, различают термическое и термоокислительное
разложение.
Под
термическим
разложением
понимают
распад
полимерного материала под действием температуры в отсутствии
окислителя (относительное движение составляющих приводит к
разрушению связей). Термическая деструкция обычно идёт по
радикальному
механизму.
При
этом
происходит
деполимеризация, т.е. отщепление мономеров.
При 300 оС полистирол деполимеризуется на 60-70%,
органическое стекло – на 90-95 %:
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
I
I
I
I
I
I
—CH2 – C—CH2—C—CH=C –CH2—C—CH2 + C—CH=C
I
I
I
I
I
I
COOCH3
COOCH3 COOCH3
COOCH3 COOCH3 COOCH3

21.

Термоокислительная деструкция – процесс разрушения
макромолекул под действием высоких температур в
присутствии кислорода. Этот процесс может идти при более
низких температурах, чем термическая деструкция.
Первичные продукты – перекиси, при распаде которых
образуются свободные радикалы.
-CH=CH- + O2 -CH-CH- -CH-CH- -CH + CHI
I
I
I
II
II
O–O
O O
O
O
OOH
O
O2
I
I
-CH2-CH-
-CH2-C -CH2-C- + ОН
I
I
I
С6Н5
С6Н5
С6Н5
O
O
I
II
-CH2-C-CH2-CH- -CH2-C + CH2-CHI
I
I
I
С6Н5 С6Н5
С6Н5
С6Н5
Образуется вода, альдегиды, кетоны, спирты и т.д.

22.

Токсичность продуктов горения и разложения полимеров
Газообразные продукты (NH3, HCI, CI2, SO2, HCN), растворимые в воде,
поглощаются носовой полостью.
Нерастворимые в воде (СО) продукты проникают в лёгкие, где происходит
интенсивный газообмен с кровью.
Твёрдые продукты горения проникают также в дыхательные пути (бронхи,
лёгкие).
Токсичные продукты горения: СО, СО2, NH3, Br2, CI2, COCI2, HCN, H2S, SO2,
HCI, HBr, HF, COF2, CH3CI, C2H5Br, CH2=CHCI, HCOH, CH3COH.
Их токсичное действие увеличивается при понижении концентрации О2,
которое всегда наблюдается при техногенных пожарах.
Нормальное содержание кислорода- в воздухе 21 %, при 14 % - ощущается
головокружение, головная боль, утомляемость; при 6 % - наступает смерть в
течении 6-8 минут.
СО2
(в воздухе 0,05-0,04 %). Наркотическое действие. При высокой
концентрации – химические ожоги. При 9 % - через 4 часа падение
давления и смерть.
СО – мало растворим в воде. Получается при неполном сгорании органики.
СО легко проникает через пористые материалы. Связь гемоглобина с СО
прочнее, чем с О2. Вдыхание 5 % СО составе воздушной смеси в течении
5-10 минут - смертельно.
HCl - резкий запах, хорошо растворим в воде. Вызывает раздражение
слизистых оболочек глаз, носа. Образуется при сгорании Cl – содержащих
полимеров. Вызывает коррозию металлов, разрушение бетона, цемента.
HF - резкий запах, хорошо растворим в воде (плавиковая кислота).
Образуется при сгорании фторсодержащих полимеров. Сильно раздражает
верхние дыхательные пути человека. Вызывает коррозию металлов.

23.

Н2S – запах тухлых яиц. Скапливается на дне ям колодцев и т.д. Горюч и
взрывоопасен. Образуется при горении шерсти, резины и т. д. В небольших
количествах вызывает жжение, слезотечение, светобоязнь. В больших
концентрациях – судороги и смерть от остановки дыхания. Углеводороды
усиливают его действие.
SO2 – характерный острый запах. Раздражает слизистые, травмирует лёгкие.
Сухой кашель, жжение и боль в горле, слезотечение, кровотечение.
HCN – бесцветная очень подвижная жидкость. Ткип. =25,7 оС. Легче воздуха.
Хорошо растворима в воде, горюча. Хорошо проникает через кожный и
легочный барьер, действует на нервную систему, парализует дыхательный
центр.
NO – образуется при сгорании азотсодержащих полимеров. Разрушает
гемоглобин.
NO2 - бурый газ. Раздражение слизистых, химические ожоги, отёк лёгких.
NH3 – образуется при сгорании азотсодержащих полимеров. Обладает
резким запахом. Хорошо растворим в воде. Горюч. Оказывает раздражающее
действие на слизистые оболочки.
COCI2
– запах прелых фруктов или сена. Тяжелее воздуха. Хорошо
растворяется в органике, плохо в холодной воде. При нагревании может
разлагаться: COCI2=CO+CI2. Боевое ОВ; запрещен после 1 мировой войны.
Хлор – поражает лёгкие, вызывает отек Квинке, легочные кровотечения.
Обычно на человека действует смесь продуктов горения.
Повышение температуры и влажности, понижение парциального
давления О2 усиливают токсичное действие ядов.

24.

Основные методы получения огнестойких полимерных материалов
Введение в состав молекул нитрильных групп, атомов галогенов
приводит к повышению термической устойчивости полимеров. Высокой
термической стойкостью характеризуется политетрафторэтилен (CF2-CF2-)n. В этом полимере прочность связи С-С составляет 361,2
кДж/моль (обычно 250 кДж/моль).
Введение
в
основную
цепь
бензольных
колец
повышает термостойкость
полимеров. Это связано с
большой термостойкостью
самого бензольного ядра
(энергия
образования
ароматического
ядра
4368,0
кДж/моль).
Термостойкий
полиимид
Полифенилен
[—С6Н4—
С6Н4—]n
(хрупкий)
выдерживает нагревание
до 240 оС в течение 72 ч.
При наличии в полимерах группировок: С=О, ОН, Р=О, S=O, C=N,
Si-О, B=N, P=N, энергия связи в которых велика, горючесть полимеров
снижается. Кратные связи обуславливают жёсткость и высокую
термическую стойкость [полиены (-CH=CH-)n- устойчивы до 800 оС,
полиины (карбин (-С С-)n - до 2300 оС].

25.

Зависимость пожарной опасности полимеров от их химического
строения
Оргстекло
Деполимеризация: при 300 оС – на 90-95 %. При термоокислительной деструкции
образуются и другие продукты. При пламенном горении в основном образуется СО2 и
Н2О.
Полистирол
До 400 оС происходит деполимеризация При пожаре - пеплообразование,
растекание, чёрный дым.
ПВХ материалы
Распад начинается уже при температуре 160-180 оС. Образуются HCI (до
95 % хлора) и COCl2.
Хлоропреновый каучук и резина
Повышенная термическая устойчивость (наличие галогена). Выделение
НСI начинается при 200-250 оС и заканчивается при 400 оС. Из готовой
резины выделяется SO2, SO3, H2S и много сажи.
Тефлон
Устойчив термически до 400 оС. Способен к горению только в среде,
обогащенной кислородом. В условиях пожара разлагается до мономера
С 2 F4 .
Капрон, нитрон, шерсть
Продукты горения: СО, СО2, Н2О, СnН2n+2, HCN, NO, NO2, NH3 и другие
(для шерсти – SO2, H2S, S – в виде жёлтого дыма). Комбинированное
отравляющее действие.

26.

Пластические массы
Пластическими массами называют материалы, полученные на
основе полимеров, содержащие различные добавки и способные
под влиянием температуры и давления становиться пластичными.
В состав пластмасс, кроме полимера, входят наполнители,
пластификаторы,
стабилизаторы,
красители,
отвердители,
смазывающие вещества и другие.
В качестве наполнителей применяют порошкообразные,
волокнистые и листообразные горючие и негорючие вещества.
Содержание наполнителя в пластмассах 30 - 70 %.
Порошкообразные наполнители – кварцевая мука, мел, тальк
и другие измельчённые материалы. Эти наполнители придают
пластмассе
твёрдость.
теплостойкость,
кислотостойкость,
увеличивают
Волокнистые наполнители – асбестовое волокно, хлопковое
очесы, древесное волокно, стеклянное волокно – также
увеличивают механическую прочность пластмасс и снижают их
хрупкость, повышают теплостойкость.
Листообразными наполнителями для пластмасс является
бумага, х/б и стеклоткани, асбестокартон и т. д.

27.

улучшают свойства полимеров: эластичность,
морозостойкость, огнестойкость, стойкость к действию Уф-света, а также
облегчают условия переработки. В качестве пластификаторов в
пластмассах применяют главным образом сложные эфиры различных
кислот, а также низкомолекулярные полиэфиры.
Пластификаторы
Стабилизаторы – вещества, которые вводят в пластмассы для
повышения их стойкости к действию тепла, света, кислорода воздуха и
т. д., т. е. замедления разрушения полимера, протекающего при
переработке и эксплуатации. В качестве стабилизаторов применяют
большое количество органических и металлоорганических соединений.
Красители и пигменты придают пластмассам определённый цвет.
Они должны иметь живые тона, не давать грязноватого оттенка,
обладать химической стабильностью. В качестве красителей применяют
нитрозин, пигмент жёлтый, хризондин, в качестве пигментов - охру,
сурик, умбру, ультрамарин, окись хрома, белила.
Отвердители вводят в некоторые полимеры для перевода их в
неплавкое и нерастворимое соединение. В качестве отвердителей
применяют различные перекиси и гидроперекиси, третичные амины,
ангидриды различных кислот и др. В ряде случаев для сокращения
времени отверждения применяют ускорители отверждения.
Смазывающие вещества вводят в пластмассы для предотвращения
прилипания к пресс-формам (олеиновая кислота, стеарин и другие).

28.

Пластмассы на основе полиэтилена устойчивы к действию растворителей
и концентрированных кислот; хорошие диэлектрики Тпл. ~ 300 оC. Горят
светящимся пламенем. Твоспл. – 300 оС, Твсп.- 400 оС. При нагревании идёт
деполимеризация с образованием горючих смесей [трубы, плёнка,
электроизоляция].
Пластмассы на основе полистирола – твёрдые, прозрачные, хрупкие
вещества, растворимые в бензоле, толуоле, диэлектрики. С целью
уменьшения хрупкости проводят сополимеризацию полистирола с каучуком.
В этом случае получают ударопрочное вещество. Тпл. и Твоспл. – 200 оС, Твсп. –
400 оС. Горит сильно коптящим пламенем. Пыль пожаровзрывоопасна.
[ванны, раковины, детали холодильников, облицовочная плитка, пенопласты
и т. д.].
Пластмассы на основе ПВХ – твёрдые, прозрачные
вещества. Не растворяются в кислотах, щелочах, в
большинстве
органических
растворителей.
Диэлектрики. Т размягчения
80-100 оС. При
оС
температуре
120-150
разлагаются.
При
нагревании
вспучиваются,
обугливаются
с
о
выделением НСI. Т воспл. = 1100 С. Пыль
взрывоопасна. Без пластификатора – винипласт, с
пластификатором – пластикат.
[Линолеум,
искусственная
кожа,
декоративная
плёнка, моющиеся обои, трубы, пищевая упаковка,
оконные рамы, травильные ванны, и т. д.].

29.

Строение волокон характеризуется упорядоченным, ориентированным
вдоль оси волокна, расположением линейных молекул. При таком
расположении молекул, в волокне возникают большие силы
притяжения, что обеспечивает его высокую прочность. Чем больше
молекулы, тем больше силы, удерживающие их друг возле друга.

30.

Капроновые волокна химически малостойкие. Под действием кислот и
щелочей они растворяются. Плотность их 140 кг/м3. Тпл.=208-215 оС,
при 300 оС волокно начинает разлагаться с выделением различных
продуктов разложения.
Волокно легко воспламеняется, в расплавленном состоянии интенсивно
горит с выделением большого количества дыма, в котором содержатся
много опасных продуктов разложения (HCN, NO2, NH3) К тепловому
самовозгоранию волокно не склонно.
Применение: добавки в шерстяные изделия, искусственные меха,
капроновые корды в шинной промышленности, тяжёлые транспортные
ленты, приводные ремни, спасательные верёвки, рыболовные снасти.

31.

применение полиамидных полимеров в строительстве
и автомобильной промышленности

32.

Лавсан
(полиэтилентерефталат) по своим свойствам близок к
натуральной шерсти. Он имеет самую высокую прочность, изделия из
него не сминаются. Из всех видов синтетических волокон волокно
лавсан наиболее термически стойкое. Оно может работать в диапазоне
температур от –70 до +1750С. Изделия из лавсана имеют высокую
светостойкость. Диэлектрик.
Лавсан относится к химически устойчивым волокнам. Он стоек к
действию органических и минеральных кислот. Твоспл.=390 оС. В
расславленном состоянии интенсивно горит ярким, сильно коптящим
пламенем. К тепловому возгоранию волокно не склонно.
Применение: одежда, утеплители, набивка мягкой мебели, гибкие
рукава, корд, транспортные ленты, приводные ремни, заменитель
шерстяного волокна.
Волокно нитрон легко воспламеняется под действием пламени (Твоспл =
200 о С). При 220-230 оС оно размягчается и одновременно разлагается.
Горит ярким, коптящим пламенем. К тепловому самовозгоранию не
склонно.
В химическом отношении нитрон менее стоек, чем лавсан, но более
стоек, чем капрон. По внешнему виду напоминает шерсть. Нитрон
дешевле капрона и лавсана.
Применение: верхний трикотаж, технические изделия и ткани:
специальная одежда, плетеные рукава и т. д.

33.

Полиэфирные материалы в мировой химической и текстильной промышленности
занимают доминирующую позицию:
Кордовые нити
и ленты для
шин
Геосетки для
выравнивания дорог
Тара бытовая,
техническая,
медицинская
Конвеерные ленты
Строповые и
такелажные ленты,
канаты
Носители информации

34.

Текстильные нити ,
шнуры
Игрушки
Лаки, смолы, клеи,
шпатлевки
Гардинно-тюлевые
изделия
Ткани , трикотаж, лечебное белье,
искусственный мех
Наполнители подушек, матрасов, утеплители одежды:
синтепон, файбертек, холлофайбер , спанбонд и.т.д.
Отделочные и
строительные
материалы

35.

Ткань техническая
влагозащитная для
боевой одежды пожарного
– до 30 % ПЭ
Пожарные рукава высокого
давления
Дышащие ветро- и
водоотталкивающие
мембраны для спортивной
и защитной спецодежды
Материалы для боновых
заграждений и спасательных
жилетов
Винилискожа для боевой
одежды пожарных III уровня
защиты - до 50 % ПЭ

36.

применяется в резиновой, кабельной, обувной
промышленности. Из него готовят мягкие и эбонитовые изделия,
резиновую обувь, наружные оболочки различных кабелей и т. д. Резины
из БК содержат до 60 % сажи, хорошо сопротивляются тепловому
сгоранию и многократным деформациям.
Бутадиеновый каучук
Бутадиен-стирольный каучуки. Хорошо растворяются в углеводородах и
хлорированных углеводородах, петролейном эфире, бензине. Горят
ярким, сильно коптящим пламенем. При определённых условиях
склонны к самовозгоранию.
Резины из БСК по морозостойкости в большинстве случаев уступают
натуральным, но по износостойкости, сопротивлению тепловому,
озоновому и естественному старению, пароводонепроницаемости
превосходят натуральные. Работоспособность шин из них на 10 %
больше, чем из других эмульсионных каучуков общего назначения.
Хлоропреновые каучуки Каучуки типа наирит в основном горючи. Резины
на основе наирита свето- и озоностойкие хорошо сопротивляются
истиранию, некоторые из них не горючи и имеют повышенную масло
стойкость.
Применение: резиновая и кабельная промышленность (ремни,
транспортные
ленты, рукава, формовые изделия, наружные оболочки
кабелей, специальные озоно- и маслостойкие изделия).

37.

Изделия из синтетического каучука