Лекция 20. Строительные пластмассы

Пластмассы (пластики) — материалы, обязательным компонентом которых являются полимеры. В период формования изделий полимер находится в вязкотекучем или высокоэластичном состоянии, а в готовых материалах и изделиях — в отвержденном состоянии. Кроме полимеров в состав большинства пластмасс входят наполнители, пластификаторы, красители и специальные до­бавки.

Свойства пластмасс. У пластмасс довольно необычный для строи­тельных материалов набор свойств (как положительных, так и отрица­тельных):

• высокая прочность при малой плотности (р<1500 кг/м³, а у газо­наполненных пластмасс уникально низкая плотность — 50...10 кг/м3);

• более низкий, чем у традиционных материалов, модуль упругости и соответственно высокая деформативность; заметная ползучесть (раз­витие деформаций при длительном воздействии нагрузок);

• высокая износостойкость при малой поверхностной твердости;

» водостойкость, водонепроницаемость и универсальная химиче­ская стойкость (к кислотам, щелочам, растворам солей);

• невысокая теплостойкость (в основном 100...200° С; для некото­рых пластмасс 300...350° С) и зависимость механических свойств от температуры;

• декоративность — способность окрашиваться в яркие тона и принимать нужную текстуру поверхности;

• хорошие электроизоляционные свойства и склонность к накап­ливанию статического электричества;

• склонность к старению (особенно под действием УФ-излучения и кислорода воздуха);

• горючесть, усугубляемая токсичностью продуктов горения;

• экологическая проблемность пластмасс.

Применение пластмасс в строительстве целесообразно и экономи­чески оправданно в таких вариантах, когда при небольшом расходе полимера на единицу продукции (м² или м³) достигается определенный технико-экономический эффект. Это, например, декоративные и гид­роизоляционные полимерные пленки, листовые облицовочные мате­риалы, покрытия полов, лаки, краски, клеи и мастики, трубы и другие погонажные изделия, санитарно-технические изделия, а также ультра­легкие теплоизоляционные газонаполненные пластмассы (пено - и поропласты).

Состав пластмасс. Основные компоненты пластмасс: полимер, наполнитель, пластификатор, краситель и специальные добавки.

Полимер выполняет роль связующего и определяет основные свой­ства пластмассы.

Наполнитель уменьшает расход полимера и придает пластмассе определенные свойства. По виду и структуре наполнители могут быть порошкообразные (мел, тальк, древесная мука), грубодисперсные (стружка, песок, щебень), волокнистые (стекловолокно, целлюлозные волокна и т. п.), листовые (бумага, древесный шпон и т. п.). Волокни­стые и листовые наполнители являются армирующими наполнителями, ' существенно повышающими прочность и модуль упругости пластмасс. Так, стеклопластики, углепластики, бумажнослоистые пластики очень прочные и легкие конструкционные материалы. Пластмассы могут быть наполнены (до 90...95 % по объему) возду­хом. Такие материалы, называемые пенопластами, обладают очень высокими теплоизоляционными свойствами.

Пластификаторы — вещества, повышающие эластичность пласт­масс. Например, жесткий поливинилхлорид в линолеуме пластифици­руется слаболетучими вязкими жидкостями (лиоктил фталатом, трикрезилфосфатом и др.). Они, проникая между молекулами полиме­ра, повышают их подвижность. Это делает материал пластичным. Пластификаторы также облегчают переработку пластмасс, снижая температуру перехода в вязкопластичное состояние.

Пигменты, применяемые в пластмассах, могут быть как минераль­ные, так и органические. Чтобы пластмасса длительно сохраняла цвета, от пигментов требуется в основном светостойкость, так как полимеры, будучи сами химически инертными, защищают пигменты от других агрессивных воздействий.