Высокомолек соед-ия (полимеры) и их св-ва.

ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ (полимеры) - характеризуются мол. массой от неск. тысяч до неск. (иногда многих) миллионов.

Полимеры— это неорганические и органические, аморфные и кристаллические вещества, получаемые путём многократного повторения различных групп атомов, называемых «мономерами», соединённых в длинные макромолекулы химическими или координационными связями. Полимер это высокомолекулярное соединение, вещество с большой молекулярной массой (от нескольких тысяч до нескольких миллионов).

Классификация. По происхождению В. с. делят на природные, или биополимеры (напр., белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды), и синтетические (напр., полиэтилен, полистирол, феноло-алъдегидные смолы). В зависимости от расположения в макромолекуле атомов и атомных групп различают: 1) линейные B.C., макромолекулы к-рых представляют собой открытую, линейную, цепь (напр., каучук натуральный)или вытянутую в линию последовательность циклов (напр., целлюлоза); 2)разветвленные B.C., макромолекулы к-рых имеют форму линейной цепи с ответвлениями (напр., амилопектин); 3) сетчатые В.с. - трехмерные сетки, образованные отрезками B.C. цепного строения (напр., отвержденные феноло-альдегидные смолы, вулканизов. каучук).

Свойства и основные характеристики. В. с. обладают специфич. комплексом физ.-хим. и мех. св-в. Важнейшие из них: 1) способность образовывать высокопрочные анизотропные волокна и пленки; 2)способность к большим обратимым, т. наз. высокоэластическим, деформациям; 3) способность набухать перед растворением и образовывать высоковязкие р-ры. Эти св-ва обусловлены высокой мол. массой B.C., цепным строением макромолекул, их гибкостью и наиб. полно выражены у линейных В. с. По мере перехода от линейных цепей к разветвленным, редким трехмерным сеткам и, наконец, к частым сетчатым структурам комплекс характерных св-в В. с. становится все менее выраженным. Трехмерные В. с. с очень большой частотой сетки нерастворимы, неплавки и неспособны к высокоэластич. деформациям.

По фазовому состоянию В. с. могут быть кристаллическими или аморфными. Необходимое условие кристаллизации - регулярность достаточно длинных участков молекулярной цепи. В таких В. с. возможно образование разнообразных кристаллич. форм (фибрилл, сферолитов, монокристаллов и др.Х тип к-рых во многом определяет св-ва полимерного материала. Аморфные В. с. помимо высокоэластического могут находиться в двух других физ. состояниях: стеклообразном состоянии и вязкотекучем состоянии. В. с., к-рые переходят из высокоэластич. состояния в стеклообразное при т-рах ниже комнатной, относят к эластомерам, при более высокой т-ре-к пластикам. Кристаллические B.C. обычно являются пластиками.

Св-ва отдельных B.C. определяются хим. составом, строением, конформацией и взаимным расположением макромолекул (надмолекулярной структурой). В зависимости от этих факторов св-ва B.C. могут изменяться в широких пределах. Так, цис-1,4-полибутадиен, построенный из гибких углеводородных цепей, при т-рах ок. 20 °С представляет собой эластичный материал, к-рый ниже — 90 °С переходит в стеклообразное состояние, тогда как полиметилметакрилат, построенный из более жестких цепей, при т-рах ок. 20°С - твердый стеклообразный продукт, переходящий в высокоэластич. состояние лишь выше 100°С. Целлюлоза - полимер с очень жесткими цепями, соединенными межмол. водородными связями,-вообще не может существовать в высокоэластич. состоянии до т-ры ее разложения. Большие различия в св-вах В. с. могут наблюдаться даже в том случае, когда различия в строении макромолекул на первый взгляд и невелики. Так, изотактич. полипропилен-кристаллическое вещество, плавящееся ок. 175°С, а атактический вообще не способен кристаллизоваться и размягчается ок. — 40 °С. В данном случае различия в микроструктуре макромолекулярной цепи определяют качеств. различия и в характере надмолекулярной структуры.

Нек-рые св-ва В. с., напр. р-римость, способность к вязкому течению, стабильность, существенно зависят от небольших кол-в примесей или добавок, реагирующих с макромолекулами.

Применение. Мех. прочность, эластичность, электроизоляц. и др. ценные техн. св-ва В. с. обусловливают их широкое применение в разл. отраслях народного хозяйства и в быту. В. с. - основа пластических масс, волокон химических, резины, лакокрасочных материалов, клеев, герметиков, ионообменных смол.

Пластмассы

Пластмассы это искусственные материалы, получаемые на основе органических полимерных связующих веществ. Пластмассы включают обязательные компоненты - связующеи вещества. В качестве связующих для большинства пластмасс используют синтетические смолы, реже применяют эфиры целлюлозы.

Пластмассы также имееют другие важные элемент:

наполнители (порошкообразные, волокнистые)

красители

пластификаторы

стабилизаторы

Наполнители повышают механические свойства, снижают усадку при прессовании и придают материалу те или иные специфические свойства.

Свойства пластмассы зависит от состава отдельных компонентов, их сочетания и количественного отношения, что позволяет изменять характеристики пластиков в достаточно широких пределах.

Исключительно широкое применение получили пластмассы на основе синтетических полимеров. Название «пластмассы» означает, что эти материалы под действием нагревания и давления способны формоваться и сохранять после охлаждения или отверждения заданную форму. Процесс формования сопровождается переходом пластически деформируемого (вязкотекучего) состояния в стеклообразное. В зависимости от природы полимера и характера его перехода из вязкотекучего в стеклообразное состояние при формовании изделий пластмассы делят на термопласты и реактопласты.

Лакокрасочные материалы

Представляют комплексный состав основными компонентами, которые являются наполнителями (Пигмент, связующее вещество и растворитель). Наполнитель создаёт дополнительную шероховатость высохшей плёнки, улучшает прочность. Пигмент вводят для придания нужного цвета. Связующее вещество соединяет пигмент с наполнителем и образует при высыхании плёнку. Растворитель вводится для регулирования вязкости краски. Для разметки автодорог безвоздушным способом используются краски, имеющие в качестве основы акриловые сополимеры, алкидные и полиэфирные смолы. Краски, применяемые для нанесения разметки должны удовлетворять требованиям нормативно-технической аргументации: 1. цвет: белый, жёлтый (красный, синий, чёрный, серый). 2. плотность – не менее 1,5 грамм на куб. см. 3. содержание нелетучих веществ не менее 70 %. 4. вязкость при температуре 20 град. (диаметр отверстия 6 мм). Вязкость от 40 до 120 сек. 5. время высыхания при 20 град. И влажности 65 % не долее 30 мин. 6. степень перетира – не более 50-60 микрометра. 7. водостойкость пленки краски на асфальтобетоне. Краска должна выдерживать кипячение в воде или 3% растворе поваренной соли без значительного повреждения поверхности и цвета. 8. гарантийный срок хранения 12 месяцев. 9. износостойкость – число проходов колеса для износа одного микрометра. Толщина слоя краски – не менее 6 проходов. 10. срок эксплуатации от 6 до 12 месяцев. Для обеспечения видимости разметки и улучшения ориентации водителя в тёмное время суток на дорогах 1-3 категории разметка должна выполняться с применением световозвращающих материалов. Светоотражающие свойства придаются микро стеклошариками путём россыпи на свете нанесённую краску. В зависимости от назначения МСШ делятся на 4 группы : 1) для смешивании с компонентами пластичных материалов. 2) …..лакокрасочных материалов. 3) для нанесения на повер-ть пластичных материалов. 4) …….лакокрасочных материалов.

Размер шариков колеблется от 63 до 250 микрометров.