Смолы, получаемые модификацией
Природных полимеров
Модификацией целлюлозы получают простые эфиры целлюлозы – метил-, этил- и бензилцеллюлозу, сложные эфиры целлюлозы – нитро- и ацетилцеллюлозу.
Модификацией белковых веществ казеина получают галлалит, а из крови животных – альбумин.
В строительстве применяют чаще всего нитроцеллюлозу (коллоксилин) для изготовления труб, лакокрасочных материалов, клеев, целлюлозной пленки.
Наполнители и другие составляющие пластмасс
Наполнители придают пластмассам требуемые свойства и снижают их стоимость. В качестве наполнителей применяются порошкообразные вещества (кварцевая мука, мел, тальк и др.), волокнистые (асбестовое, древесное, стеклянное волокно и др.), листообразные (бумага, стеклянная ткань, древесный шпон и др.).
Пластификаторы растворяют связующее и придают пластмассе более высокую пластичность. В качестве пластификаторов применяются диоктилфталат, камфора, дибутилфталат, олеиновая кислота и др.
Красители или пигменты окрашивают пластмассы (охра, сурик, ультрамарин и др.).
Смазывающие вещества предотвращают прилипание пластмассы к валкам, пресс-формам при обработке (олеиновая кислота, стеарин).
Катализаторы вводятся для сокращения времени отверждения (известь и уротропин для фенолоформальдегидных смол).
Виды строительных материалов и изделий
Из пластмасс
В зависимости от применения в строительстве материалы и изделия из пластмасс подразделяются на следующие виды: материалы для стен, материалы для полов, погонажные изделия, трубы и санитарные изделия, тепло- и звукоизоляционные материалы, кровельные, гидроизоляционные и герметизирующие материалы, полимерные бетоны и растворы.
Материалы для стен
Материалы для стен подразделяются на конструкционные и отделочные. Конструкционные материалы после дополнительной обработки могут применяться как отделочные.
Конструкционные материалы. К ним относятся стеклопластики, волокниты, углепластики, ткстолиты, древесностружечные плиты и древеснослоистые пластики. К этим материалам предъявляются требования по прочности, теплопроводности, а для светопрозрачных ограждений – по светопроницаемости.
Стеклопластикомназывается материал, состоящий из стеклонаполнителя и полимерного связующего.
В качестве связующего применяют полиэфирные, эпоксидные и фенолоформальдегидные смолы.
В зависимости от вида стеклонаполнителя и его расположения стеклопластики подразделяются на три группы: стеклопластик с рубленым волокном, стеклотекстолит с наполнителем в виде стеклоткани, и СВАМ (стекловолокнистый анизотропный материал), получаемый горячим прессованием листов стеклошпона, смоченных полимером.
Стеклопластики имеют высокую прочность. Предел прочности при сжатии составляет от 90 до 400 МПа, предел прочности при растяжении – от 60 до 450 МПа. Обладают высокой коррозионной стойкостью, обладают электроизоляционными свойствами, могут выпускаться прозрачными со светопропускаемостью до 85 % или окрашенными.
Применяют их для устройства стен, перегородок, погонажных изделий, труб, СВАМ применяют в условиях химически агрессивной среды.
Волокнитыполучают из рубленого волокна, пропитанного чаще всего фонолоформальдегидной или резорциноформальдегидной смолами. При использовании для их изготовления хлопкового или химического волокон материал называют органоволокнитом, углеродного волокна – карбоволокнитом, борного – бороволокнитом. Применяют для изготовления строительных изделий, подвергающихся ударным нагрузкам, плит, панелей и др.
Углепластики (карбопластики) состоят из углеродных волокон и полимера. В качестве связующих применяются фенольная, циклоалифитическая эпоксидная, полиамидная и другие смолы. Предел прочности углепластика на эпоксидной смоле при сжатии составляет 1650, при растяжении 1430 и при изгибе 1650 МПа. Применяют их при строительстве защитных экранов от электромагнитного излучения.
Текстолиты представляют собой материалы, состоящие из нескольких слоев ткани, пропитанных термореактивными смолами. Изготавливаются стеклоплиты на основе стеклоткани, асботекстоплиты на основе асбестовой ткани, органотекстолиты на основе синтетических тканей, карботекстолиты на основе угольных тканей.
Выпускают их в виде листов толщиною от 9 до 35 мм с пределом прочности при сжатии – 100 МПа, при изгибе 150 МПа.
Применяют текстолиты для изготовления конструкционных, конструкционно-изоляционных и отделочных материалов. Из них изготавливают трехслойные панели, кровельные листы, из стеклотекстолита – корпуса судов, из асботекстолита теплозащиту – вращающихся печей.
Древесностружечные плиты представляют собой листовой материал, состоящий из измельченной древесины и полимерного связующего. Древесины содержится 80–85 %, полимерного связующего 12 % и воды 6–10 %. В качестве связующего применяют фенолоформальдегидные, мочевиномеламиновые и мочевиноформальдегидные (карбамидные) смолы.
Получают их методом горячего прессования при температуре 140–180 0С и давлении 20 МПа. Применяют для устройства каркасных и щитовых стен, перегородок, потолков, встроенной мебели, полов.
Древеснослоистые пластики (ДСП) представляют собой листовые или плиточные материалы, состоящие из древесного шпона, пропитанного полимером.
В качестве связующего применяют фенолоформальдегидные, резорциноформальдегидные, карбамидные или смешанные фенолокарбамидные смолы. Наполнителем является древесный шпон толщиной от 0,3 до 1,5 мм. Для увеличения прочности между шпоном могут прокладывать ткань или бумагу.
Шпон пропитывают полимером, затем делают горячее прессование на многоэтажных гидравлических прессах при температуре 140–160 0С и давлении 15–16 МПа. Получается материал с высокими механическими свойствами. Предел прочности при сжатии составляет 150--280 МПа, при растяжении – 140–300 МПа.
Применяют ДСП для изготовления трехслойных стеновых панелей, обшивки стен, перегородок, подшивки потолков.
Отделочные материалы. К отделочным материалам относятся декоративный бумажнослоистый пластик, облицовочные плитки, древесноволокнистые плиты, поливинилхлоридные декоративные пленки, влагостойкие и моющиеся обои, линкруст. Для этих материалов предъявляются требования к качеству лицевой поверхности, способность сохранять свои свойства при эксплуатационных воздействиях, быть безвредными.
Декоративный бумажнослоистый пластик (ДБСП)представляет собой листовой материал, состоящий из бумаги и полимера. Сырьем служит бумага специальных сортов и фенолоформальдегидные или карбамидные смолы.
Бумагу пропитывают раствором полимерного связующего, сушат, укладывают в пакеты и прессуют при давлении 10–12 МПа и температуре 135–145 0С.
Применяют его для изготовления дверей, встроенной мебели, сплошной облицовки стен, перегородок, потолков.
Облицовочные полистирольные плитки изготавливаются квадратной или прямоугольной формы, чаще всего размером 100х100 или 150х150 мм. Основным сырьем служит полистирол или сополимеры стирола, а в качестве наполнителей – каолин, тальк. Изготавливают способом литья под давлением. Плитки гигиеничны, обладают высокой водостойкостью, не разрушаются при воздействии 10%-ных растворов кислот и щелочей. Их недостаток - горючесть. Применяют для внутренней облицовки ванных комнат, душевых, кухонь, столовых, магазинов. Не следует применять для облицовки нагреваемых поверхностей.
Древесноволокнистые плиты (ДВП) представляют собой листовые материалы, состоящие из органических волокнистых наполнителей и полимеров. В качестве связующих применяют фенолоформальдегидные и карбамидные смолы, водные эмульсии льняного и конопляного масла. Волокнистые наполнители получают путем переработки неделовой древесины или древесных отходов, стеблей камыша, подсолнечника, кукурузы и других растений. В качестве отделочных материалов применяют полутвердые, твердые и сверхтвердые плиты, получаемые вначале формованием на отливочных машинах, а затем горячим прессованием на многоэтажных прессах при температуре свыше 170 0С и давлением до 5,5 МПа. Плиты могут отделываться полимерными покрытиями.
Применяются ДВП для облицовки стен, перегородок. Сверхтвердые плиты – для покрытия полов.
Поливинилхлоридные декоративные пленкиизготавливают на основе поливинилхлорида в смеси с наполнителями, пластификаторами, стабилизаторами, красителями. Они могут быть безосновными или на бумажной основе разного цвета, без рисунка, с печатным или тисненым рисунком. Пленки стойки к действию мыльных растворов, слабых растворов кислот, щелочей. Пленка на бумажной основе применяется для внутренней отделки стен и перегородок с нормальным влажностным режимом. Для отделки мебели, дверных полотен, стен, перегородок выпускается самоприклеивающаяся пленка со слоем клея на поверхности.
Влагостойкие и моющиеся обои представляют собой обычные обои, покрытые с лицевой поверхности латексом, акриловой, поливинилацетатной эмульсиями или поливинилхлоридом. Срок их службы в 2–3 раза больше обычных обоев. Применяют для отделки стен, перегородок, вместо покраски в кухнях, санитарных узлах.
Линкруст состоит из бумажной основы, на которую с одной стороны наносится тонкий слой пасты со связующим из поливинилхлорида или глифталевой смолы. Применяется для отделки стен, перегородок.
Материалы для полов
Полимерные материалы для полов подразделяется на рулонные, плиточные и монолитные. К ним предъявляются требования по износостойкости, стабильности линейных размеров, теплозащитным свойствам.
Рулонные материалы. К рулонным материалам относят линолеум и ковровые покрытия. В зависимости от вида связующего линолеумы бывают поливинилхлоридными, алкидными, коллоксилиновыми и резиновыми (релины). Ковровые покрытия выпускаются двух видов – ворсолин и ворсонит.
Поливинилхлоридные линолеумыподразделяются на безосновные (однослойный и многослойный), на тканевой подоснове, на теплозвукоизолирующей войлочной или пористой подосновах. Сырьем служат поливинилхлоридная смола, пластификаторы (дибутилфталат, диоктилфталат и др.), наполнители (тальк, мел, барит и др.), пигмент или красители (мумия, сурик железный, охра, крон свинцовый и цинковый, ультрамарин, белила цинковые, сажа), разбавители (натуральная олифа или оксоль, веретенное, трансформаторное масла), стабилизаторы (стеораты кальция или свинца), добавки (стеарин, канифоль). В качестве подосновы применяют кордельную, полукордельную, джутовую и джутокенафную ткани, войлок, синтетическую подоснову из пористых полимерных материалов.
Безоснóвный линолеум изготавливают вальцово-каландровым или экструзионным способом. Сущность вальцово-каландрового способа заключается в том, что линолеумная масса проходит через несколько пар вальцов и приобретает необходимую толщину.
При экструзионном способе линолеумная масса при помощи шнека выдавливается через щелевидную головку и приобретает необходимые размеры.
Многослойный линолеум состоит из двух или более слоев, дублированных (соединенных) между собой, нижний слой изготавливается из линолеумной массы с повышенным количеством наполнителя, верхний – с меньшим и отделывается более тщательно.
Линолеум на тканевой и войлочной подоснове изготавливается промазным способом. Линолеумная паста наносится на движущуюся основу с последующей термообработкой.
Полиуретановый линолеум – рулонный материал, где связующим является полиуретановая смола. Изготавливают его на пористой подоснове из полимерных материалов или войлочной подоснове.
Алкидный линолеумпредставляет собой рулонный материал, где в качестве связующего применен алкидный полимер. Сырьем служит глифталевая смола, модифицированная натуральными растительными маслами, чаще всего льняным; наполнителями - пробковая и древесная мука; пигментами или красителями – мумия, сурик железный, охра, умбра и др. Не разрешается применять пигменты, дающие щелочную реакцию. В качестве подосновы применяется ткань из джуто-кенафного волокна, на которую методом прессования наносится линолеумная масса, предварительно отформованная на каландре до слоя заданной толщины.
Коллоксилиновый (нитроцеллюлозный) линолеум представляет собой рулонный безоснóвный материал. Исходным сырьем для его изготовления служит коллоксилин, являющийся продуктом нитрации древесной или хлопковой целлюлозы; пластификаторами – дибултилфталат и диоктилфталат; наполнителями – гипс, глинозем, хризотиловый асбест, пиритные огарки; пигментами или красителями – сурик железный, хризоидин; антипирен – борная кислота.
Формование полотнища заданной толщины из линолеумной массы производится вальцеванием.
Коллоксилиновый линолеум применяют для устройства полов в жилых, общественных и производственных зданиях. Нельзя применять в детских и зрелищных учреждениях, а также в местах работы с агрессивными жидкостями.
Резиновый линолеум (релин)представляет собой двухслойныйрулонный материал.Нижний слой изготавливают из дробленой старой резины и битума, верхний слой – из синтетического каучука. Каждый слой изготавливают отдельно, а затем дублируют. Релин обладает высокой износостойкостью, водостойкостью, химической стойкостью. Применяют его в жилищном, общественном и промышленном строительстве. Рекомендуют в помещениях с повышенной влажностью.
Синтетические ковровые покрытия представляют собой рулонные материалы на основе полимеров.
Ворсолин– нетканый материал, получаемый закреплением ворсовой пряжи из полипропиленовых или полиамидных волокон поливинилхлоридным связующим. Верхний слой изготавливается из петлевого или безпетлевого ворса.
Ворсонит– нетканый материал, получаемый пропиткой холстов связующими. Холсты изготавливаются из штапельного, полиэфирного, полиамидного, капронового и других волокон. В качестве связующего чаще всего используют латекс, которым пропитывают холст, а затем подвергают тепловой обработке. Может быть однослойным и двухслойным. Верхний слой выполняется из волокна, противостоящего истиранию. Нижний слой изготавливается из более дешевого штапельного волокна, или в виде губки из вспененного латекса.
Полы из ворсовых ковров бесшумны, легко обеспыливаются и моются.
Плиточные материалы. Плиточные материалы для полов подразделяются по виду связующего на поливинилхлоридные, фенолитовые, кумароновые и резиновые.
Поливинилхлоридные плитки изготавливают из пластмассы, состоящей из поливинилхлоридного полимера с добавкой наполнителей, пластификаторов, пигментов. Применяют в жилых и общественных зданиях.
Фенолитовые плитки изготавливают прессованием порошкообразной смеси, состоящей из фенолоформальдегидной смолы и минерального наполнителя. Они прочны, водо-, морозостойки. Применяют в химических цехах, душевых, банях.
Кумароновые плиткиизготавливают на основе инденкумаронового полимера. Применяют в жилых и общественных зданиях.
Резиновые плитки высекают из резинового линолеума или получают методом прессования. Применяют во влажных помещениях и с наличием агрессивной среды.
Монолитные покрытия для полов. Для устройства полов применяются полимербетонные, полимерцементные и полимерцементнобетонные покрытия. В качестве связующего служат поливинилацетат, латекс, полиэфирные и эпоксидные смолы.
Бесшовные покрытия для полов на основе поливинилацетатной эмульсии выполняются мастичными, полимерцементными и полимерцементнобетонными.
Мастичное покрытие состоит из поливинилацетатной эмульсии, наполнителей и пигментов. Оно наносится на основание методом распыления толщиной 3–4 мм. Устраивается в помещениях с пешеходным движением или в цехах с малоинтенсивным движением.
Полимерцементное покрытие содержит в качестве связующего 50 % эмульсии ПВА и 50 % цемента. В качестве заполнителя применяется песок. Нашло применение на обувных и текстильных предприятиях.
Полимерцементнобетонное покрытие выполняется из бетона, в состав которого входит цемент, поливинилацетатная эмульсия, декоративный щебень, песок и различные добавки. После укладки через 1–2 суток поверхность его шлифуется. Такое покрытие применяется в местах с интенсивным движением людей.
Латексоцементное покрытие выполняется раствором, состоящим из портландцемента, латекса и песка. Латекс представляет собой дисперсию каучука в воде. Его берется 40 % от расхода цемента. В латексоцементобетонный состав вводится крупный заполнитель. Составы на основе латекса применяются на сахарных, кондитерских предприятиях, в цехах по производству лимонной и других органических кислот.
Полиэфирные покрытия выполняются растворами, состоящими из полиэфирных смол, наполнителей и отвердителей. Наполнителем служит маршалит, молотый или мелкий кварцевый песок. Покрытия имеют высокую прочность, кислото- и солестойкость. Они водостойки, не разрушаются машинными маслами.
Эпоксидные и эпоксидоцементнобетонные покрытияизготавливаются на основе эпоксидных смол. Отверждение смол происходит при введении 10–12 % полиэтиленполиамина. Могут применяться и другие отвердители.
Покрытия на основе эпоксидных смол имеют низкую истираемость, высокую химическую стойкость.
Погонажные изделия
Погонажные изделия представляют собой длинномерные изделия профилированного вида. В основном они изготавливаются из пластмассы на основе поливинилхлорида методом экструзии. В строительстве нашли применение поручни, плинтусы, защитные накладки на ступени.