Органические вяжущие вещества Цели урока Изучение органических

Органические вяжущие вещества.

Цели урока Изучение органических вяжущих материалов для дальнейшего применения при проектировании зданий и сооружений. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес. Научиться выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач , оценивать их эффективность и качества. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

План Общие сведения Битумы, дегти Термопластические полимеры Термореактивные полимеры Каучуки и каучукоподобные полимеры

1 в. Общие сведения Органические вяжущие- это высокомолекулярные природные или синтетические вещества способные: - приобретать жидко-вязкую консистенция при нагревании или от растворителей и со временем переходить в твердое состояние.

Они делятся на : 1)По происхождению, хим-му составу: -черные вяжущие ( битумы и дегти); -природные смолы, клеи и полимеры; -синтетические полимерные полимеры. 2) По отношению к нагреванию и растворителям: -термопластичные- при нагреве переходят в жидкое состояние, при охлаждении затвердевают; ( битым, полиэтилен, полистирол и др. ) -термореактивные- переход из жидкого состояния в твердое происходит необратимо. ( эпоксидные смолы, олифы, каучуки)

2 в Битумы и дегти. Битумы- сложные высокомолекулярные углеводороды и их неметаллических производных.

Классификация битумов 1) По исходному сырью: -природные; - искусственные ( нефтяные). 2)По консистенции: -твердые; - полутвердые; - мягкие ( жидкие). 3) По назначению: -строительные; - дорожные; -кровельные.

Марки битумов определяют по основным показателям: температура размягчения, твердость и растяжимость.

Марки нефтяных битумов Марка битума температура размягчения, не ниже Растяжимость при 25 гр. Не менее, см Строительные битумы БН-50/50 50 40 БН-70/30 70 3 БН-90/10 90 1 Кровельные битумы БНК-45/180 40 -50 Не нормируется БНК-45/190 40 -50 То же БНК-90/40 85 -95 То же БНК-90/30 85 -95 То же

Свойства битумов Вязкость ( твердость)- св-во оказывать сопротивление перемещению частиц при изменении температуры. Определяется на приборе пенетрометр по погружению иглы в образец битума. Растяжимость- определяется по абсолютному удлинению образца битума растягиваемого в воде при 25 град. Температура размягчения- определяют на приборе « Кольцо и шар» .

Деготь – вязкая темно-бурая жидкость с характерным « дегтярным» запахом. Получают сухой перегонкой твердых видов топлива ( древесины, угля, горючих сланцев, торфа и т. п. )

Классификация дегтя 1) По исходному сырью: -каменноугольные; -сланцевые; -торфяные; -древесные. 2)По области применения: -строительные; -медицинские. 3) По консистенции: -твердые; -полутвердые.

Недостаток битума и дегтя узкий интервал температур, при котороых материалы на из основе обладают прочностью и эластичностью. При понижении температуры (0…-10) они становятся хрупкими, а при повышении до 40 -60 град. начинают течь. Для устранения этого недостатка в них добавляют термопластичные полимеры и каучуки.

Термопластические полимеры. Это полимеры способные многократно размягчаться при нагревании и отвердивать при охлаждении. Недостатки: низкая теплоемкость, низкая поверхностная твердость, хрупкость при пониженных температурах и текучесть при высоких, склонность к старению на солнце. Кроме мономеров получают сополимерыпродукты, полученные совместной полимеризацией двух и более мономеров.

Полиэтилен- продукт полимеризации этилена. Роговидный, жирный на ощупь, слегка просвечивающий, легко режется ножом, горит и плавится с запахом парафина. Плотность- 920 -960 кг/м 3. Температура плавления- 90 -130 град. Не растворяется в растворителях, но набухает в бензоле и хлоридных углеводородах, при температуре выше 70 -80 град. Он растворяется в указанных растворителях. Химически стоек, биологические инертен.

Прочность при растяжении- высокая- 2045 МПа, но при длительной нагрузке начинает течь. Легко перерабатывается в изделия, хорошо сваривается. Недостатки: низкая теплоемкость и твердость, горючесть, быстрое старение.

Применение: Пленки, трубы, электроизоляция, тепло и звукоизоляция, герметизирующие прокладки.

Полипропилен- по свойствам близок к полиэтилену При синтезе полипропилена образуются различные по строению полимеров: -изотактический полипропилен –большая твердость, прочность теплоемкость, но переход в хрупкое состояние уже при минус 10 -20 град. Плотность-920 -930 кг/м 3; Прочность на растяжении 25 -30 МПа.

Применение Так же как и полиэтилен, но изделия из полипропилена более жесткие и формоустойчивые.

Атактический полипропилен(АПП) – мягкий эластичные продукт плотностью 840 -845 кг/м 3. Температура размягчения 30 -80 град. Применяют АПП как модификатор битумных композиций в кровельных материалах.

Полистирол- прозрачный жесткий полимер плотностью 1050 -1080 кг/м 3, при комнатной температуре жесткий и хрупкий, при нагревании до 800 -1000 град. размягчается. Прочность при растяжении 35 -50 МПа. Хорошо растворяется в ароматических, эфирных и хлорированных углеводородах. Горюч и хрупок. Для снижения хрупкости его синтезируют с другими мономерами или совмещают с каучуком.

Применение Для изготовления теплоизоляционного материала- пенополистирола. Облицовочных плиток и фурнитуры. Раствор полистирола в органических растворителях- хороший клей.

Поливинилацетат – прозрачный бесцветный жесткий полимер. Плотность- 1190 кг/м 3. Растворим в ацетоне, эфирах, хлорированных и ароматических углеводородах. Набухает в воде. Не стоек к действию кислот и щелочей; При нагреве выше 130 -150 град. Разлагается с выделением уксусной кислоты.

Положительные свойства- высокая адгезия к каменным материалам, стеклу, древесине. Применение: в виде поливинилацетатной дисперсии (ПВАД), клеи, водно-дисперсные краски, моющиеся обои, при устройстве наливных полов. Недостаток: чувствительность к воде: материал набухает и появляются высолы, коррозия металлов.

Поливинилхлорид- твердый мат-л без запаха и вкуса, бесцветный или желтоватый. Плотность 1400 кг/м 3; Предел прочности при растяжении 40 -60 МПа. Температура текучести 180 -200 град. Положительные свойства: высокая хим-я стойкость, диэлектрик, низкая горючесть.

Применение: линолеум, плитки, трубы погонажные изделия ( поручни, плинтусы и т. д. ), отделочные декоративные пленки, пенопласт.

Перхлорвинил- продукт хлорирования поливинилхлорида. Плотность 1500 кг/м 3. Высокая хим-я стойкость, легко растворяется в ацетоне, этилацетоне и других растворителях. Положительные свойства: высокая адгезия к металлу, бетону, древесине, коже и поливинилхлориду. Краски на его основе используют для отделки фасадов.

Кумароноинденовые полимеры – полученные полимиризацией смеси кумарона и индена, содержащихся в каменноугольной смоле и продуктов пиролиза нефти. Может быть каучукоподобным или твердым хрупким материалом. Хорошо растворяются в растворителях и минеральных красках. Применение: плитки для полов, лакокрасочные мат-лы, приклеивающие мастики.

4 в. Термореактивные полимеры. После отвердевания перестают размягчаться при нагревании, не растворяются, а набухают в растворителях, становятся прочными, твердыми и термостойкими.

Фенолоальдегидные полимеры: Фенолформальдегидные полимеры – коричневый цвет: - новолачные смолы; -резольные смолы. Резорцинформальдегидные смолы Применение: Для получения самазок, мастик и клеев

Карбамидные полимеры – продукты поликонденсации мочевины и ее производных с формальдегидом. Бесцветные, светостойкие, без запаха, малая токсичность по сравнению с фенолформальдегидами.

Мочевиноформальдегидные полимеры – дешевые. Применяются в качестве полимерного связующего при изготовлении ДСП. Недостаток- большая усадка при отверждении и недостаточная водостойкость.

Меламиноформальдегидные полимеры- обладают высокой твердостью и водостойкостью. Применение- изготовление клеев для древесины и бумаги, покрытия для полов ( ламинат), высококачественных красок, лаков.

Ненасыщенные полиэфиры- олигамерные продукты в виде вязких жидкостей, способные переходить в твердое состояние при введении отвердителей. Полиэфирмалеинатные смолы; Полиэфирнакрилаты – олигамерные смолы. В твердом виде прочные , хим. стойкие. Для снижения хрупкости их армируют стекловолокном- стеклопластики.

Применение: для получение наливных полов, изготовление замазок и шпаклевок, для лакирования и шлифования древесины.

Эпоксидные полимеры- высокая адгезия к большинству материалов , хим. Стойкость, водостойкость , водонепроницаемость, высокая прочность смол- 100 -150 МПа. Применение : эпоксидные смолы марок ЭД -16, ЭД-20 изготовление наливных полов, клеев, красок. Обладают малой усадкой при твердении , что повышает прочность им трещеностойкость изделий на их основе.

Полиуретановые полимеры имеют высокую прочность и стойкость к истиранию. Применяют для изготовлении шин, конвейерных лент, подошв для обуви, покрытия полов в общественных , пром. зданий, спортплощадках. Для получения пенопластов, поролона, изоляция покрытий.

5 в. Каучуки и каучукоподобные полимеры. Обладают высокой упругостью. Выпускаю в виде твердого эластичного продукта, вязкой жидкости, водных дисперсий- каучуковых латексов. Применяют для изготовления эластичных клеев и мастик, для модификации битумных и полимерных материалов, изготовления мат-в для полов, герметиков, для модификации бетонов.

Бутадиен-стирольные каучуки - получают совместной полимеризацией дивинила со стиролом. СКС-10 до СКС-65 (цифра показывает процент содержания стирола в каучуке). На основе латекса СКС-65 получают клей « Бустилат» , латексно - цементные краски, составы для наливных полов.

Полихлоропреновый каучук (наирит)обладает хорошими клеящими свойствами, поэтому его используют в клеящих мастиках. Вулканизированные полихлоропреновые каучуки обладают высокой масло-, бензо-, свето- и теплостойкостью.

Бутилкаучук – один из самых ценных видов каучука. Обладает высокой МРЗ, эластичностью, стойкостью к действию кислорода и озона, газонепроницаемостью, имеет хорошую клейкость. Применение- для получение клеящих мастик и герметиков, для модификации битумных и полимерных материалов.

Тиоколовые каучуки - высокая стойкость к старению и действию растворителей. Выпускают твердые, жидкие и латексные каучуки. Применяются для изоляции покрытий, для герметизации стыков крупнопанельных зданий, в качестве пластификатора в химически стойких мастиках.

Полиизобутилен – термопластический каучуковый полимер. Обладает высокой адгезией к большенству материалов( дереву, бетону, штукатурке и т. д. ) Применяют для модификации полимерных и битумных материалов, изготавливают клеи и мастики для приклеивания полимерных отделочных материалов с плохой адгезией, мастики для герметизации стыков в сборном строительстве.

Хлорсульфированный полиэтилен каучукоподобный продукт, получаемый при взаимодействии полиэтилена с хлором и сернистым ангидридом. Обладает высокой атмосферо- и хим. Стойкостью. Вулканизированный хлорсульфированный полиэтилен обладает высокой термостойкостью, хорошо смешивается с каучуками, повышая их износо-, тепло и маслостойкость. Применяют для изготовления лаков и красок для защиты металла, бетона и др. мат-в от атмосферных и хим. воздействий.

Домашнее задание 1) К. Н. Попов « Строительные материалы и изделия» стр. 173 -197. 2) Подготовить презентацию « Применения органических вяжущих в строительстве»