Урок-15- 16 ОП.07 (Основы материаловедение)
Гр. МОСД 21-1
29.09.2021
Задание –Изучить материал урока 15- 16
Обратная связь - домашнее задание отправлять на страницу в контакте,при отсутствии интернета связь в телефонном режиме.
Тема урока: Классификация вяжущих. Олифы. Клеи.
Смолы. Полимеры. Синтетические клеи. Эмульсия.
Цели- обучающая- изучить основные виды вяжущих, применение.
-воспитывающая- воспитание уважения к труду,своей профессии,.
-развивающая- развитие познавательной активности и самостоятельности.
Тип урока -лекция
.
Домашнее задание -законспектировать материал, составить таблицу виды вяжущих для малярных работ.
Ход урока.
Связующие вещества
Связующие вещества
Связующие вещества предназначены для создания основы и пленкообразования лакокрасочных покрытий. В качестве связующих веществ в красочных составах используют: полимеры – в полимерных красках, лаках, эмалях; каучуки – в каучуковых красках; производные целлюлозы – в нитролаках; олифы – в масляных красках; клеи животный и казеиновый – в клеевых красках; неорганические вяжущие вещества – в цементных, известковых и силикатных красках. Связующее вещество является основным компонентом красочного состава, оно определяет консистенцию краски, прочность, твердость, атмосферостойкость и долговечность покрытия.
Связующие материалы выбирают с учетом адгезионных свойств с основанием после отвердения. Защитные свойства и долговечность лакокрасочного покрытия к бетону, металлу или другому материалу зависят не только от вида связующего, но и от пигмента, например алюминиевый пигмент замедляет коррозию стали, тогда как сажа его ускоряет.
Полимерные связующие вещества применяют в красочных составах и лаках как самостоятельное связующее вместе с растворителем, так и в композициях, например в сочетании с цементом в полимерцементных красочных составах. Использование синтетических полимеров не только значительно сокращает расход растительных масел на производство красочных составов, но и расширяет ассортимент производства новых видов долговечных и экономичных красочных составов. Применение полимерных лаков и эмалей позволило почти полностью отказаться от ввозимых дорогих природных смол.
В качестве полимерных связующих материалов широко используют синтетические смолы и каучуки и производные целлюлозы, растворяемые до требуемой консистенции в органических растворителях. Образование лакокрасочной пленки в этом случае происходит вследствие испарения растворителя.
Олифами называют связующие вещества, получаемые из высыхающих масел или некоторых искусственных продуктов, которые после отвердения в тонких слоях образуют прочные и эластичные покровные пленки. Пленкообразующие составы, не содержащие высыхающих масел, но способные заменить их в малярных работах, называют искусственными, или синтетическими олифами. Олифы применяют для разбавления красок, изготовления грунтовок, шпатлевок, для покрытия дерева, штукатурки и других поверхностей. Олифы должны высыхать в тонких слоях, не давая отлила за 24 ч при температуре 20 °C. Для ускорения высыхания в олифы вводят сиккатив.
Олифу натуральную (масляную) изготовляют двух видов: окисленную и полимеризационную. Окисленную олифу получают путем обработки льняного или конопляного масла продуванием воздуха при нагревании до 160 °C с введением марганцевого или марганцево-свинцово-кобальтового сиккатива. Полимеризованную олифу получают полимеризацией льняного масла нагреванием при температуре 275 °C с введением марганцево-свинцово-кобальтового сиккатива. Так как для приготовления натуральных олиф расходуются дорогие растительные масла, применение ее в строительстве для наружной и внутренней отделки металла, дерева и штукатурки ограничено.
Олифу полунатуральную изготовляют из полимеризованных, оксидированных и других уплотненных масел, обработанных при температуре 150–300 °C в присутствии сиккатива и растворенных в летучих растворителях (уайт-спирите, скипидаре, бензоле и др.). К полунатуральным олифам относят олифу оксоль и оксоль-смесь. Олифа оксоль представляет собой заменитель натуральной олифы, изготовленный уплотнением льняного масла при продувании воздуха в присутствии сиккатива с последующим добавлением растворителя (уайт-спирита или сольвент-нафты). Олифу оксоль применяют для разведения густотертых красок для внутренних и наружных работ. Олифа оксоль-смесь – заменитель натуральной олифы, изготовленный уплотнением смеси льняного или конопляного масла (или их смеси) с подсолнечным маслом путем продувания воздуха в присутствии сиккатива с последующим добавлением растворителя (уайт-спирита, сольвент-нафты). Олифу оксоль-смесь используют для разведения густотертых красок, используемых для внутренних отделочных работ.
Олифы синтетические, в отличие от натуральных, не содержат растительных масел или содержат их не более 35 %. Из множества искусственных олиф широко применяют глифталевую, сланцевую, синтоловую и кумароноинденовую, а также этиноль (лак). Глифталевую олифу получают при взаимодействии растительных масел, глицерина и фталевого ангидрида с добавлением сиккатива с последующим разбавлением специальным бензином (растворителем для лакокрасочной промышленности) до малярной консистенции. Эту олифу применяют для изготовления высококачественных красочных составов для наружной и внутренней отделки металла, дерева и штукатурки. Сланцевая олифа представляет собой раствор дизельного и генераторного сланцевого масла в органических растворителях; применяют ее для изготовления красочных составов для внутренней отделки. Этиноль – отходы производства хлоро-фенового каучука; он используется для антикоррозионных грунтовок и красок. Кумароноинденовая олифа представляет собой раствор кумароноинденовой смолы в органических растворителях; используют ее только для изготовления шпатлевок и грунтовок для внутренних работ.
Клеи применяют в качестве связующего вещества в водо-клеевых красочных составах, для клеевых грунтовок и шпатлевок, а также в качестве стабилизатора при изготовлении покрасочных водных эмульсий. Различают клеи животные (мездровый, костный, казеин), растительные (декстрин) и искусственные. Клей мездровый, костный, казеин и декстрин находят ограниченное применение в строительстве, их вытесняют более эффективные искусственные клеи. Искусственный клей представляет собой раствор искусственных смол в воде, он бывает в виде смеси карбоксилметилцеллюлозы и метилцеллюлозы. Карбоксилметилцеллюлоза является продуктом химической переработки древесной целлюлозы желтоватого цвета, мало подверженной гниению, способна набухать и растворяться в воде. Карбоксилметилцеллюлозу используют в клеевых и масляных красках. Метилцеллюлоза обладает большой стойкостью к действию кислот и щелочей, чем и отличается от карбоксилметилцеллюлозы. Полимерный клей представляет собой смесь полимерных синтетических веществ, обладающих высокой клеящей способностью. Для его получения используют поливинил-ацетатную смолу. Полученное связующее применяют в виде эмульсий для приклеивания пленочных материалов и моющихся обоев, водных или спиртовых растворов поливинилацетата.
Синтетические смолы (полимеры)
По способу производства полимеры подразделяют на два класса: класс А — полимеры, получаемые цепной полимеризацией, и класс Б — полимеры, получаемые поликонденсацией и ступенчатой полимеризацией.
Полимеризационные полимеры (класс А). При полимеризации происходит соединение одинаковых или различных молекул. Получающийся полимер обладает молекулярной массой, равной сумме молекулярных масс реагирующих молекул мономера. Никаких побочных продуктов при полимеризации не образуется.
Полиэтиленовые смолы отличаются хорошей гибкостью, сохраняющейся при температурах до —60 °С, практически абсолютной водостойкостью и стойкостью к агрессивным средам. Полиэтиленовые смолы применяют при изготовлении гидроизоляционных пленок, водопроводных труб, трубопроводов для едких жидкостей и некоторых предметов санитарно-технического оборудования.
Полипропиленовые смолы получают полимеризацией пропилена СН3—СН = СН2, представляющего собой газ, получаемый при крекинге нефтепродуктов. Из пропилена изготовляют трубы, детали химической аппаратуры, антикоррозионные и декоративные материалы, паро- и газонепроницаемые пленки.
Поливинилхлоридные (полихлорвиниловые) смолы получают полимеризацией винилхлорида СНг = СНС1. При обычной температуре — это бесцветный газ с запахом эфира.
Поливинилхлоридная смола, полученная водосуспен- зионным способом, представляют собой гранулы крупностью 0,01—0,3 мм и плотностью 1,4 г/см3. Она обладает большой теплостойкостью, морозостойкостью и диэлектрическими свойствами. Поливинилхлорид применяют для изготовления линолеума, гидро- и газоизоляционных пленок.
Полиизобутиленовые смолы получают полимеризацией изобутилена СН2=С(СН3)2 при температуре около 100 °С в присутствии галоидных соединений бора, алюминия или титана.
Полиизобутилен представляет собой каучукоподоб- ный эластичный материал плотностью 0,91—0,93 г/см3. Он применяется в качестве антикоррозионного и как компонент гидроизоляционных материалов. Низкомолекулярный полиизобутилен используют для изготовления лака и мастик.
Полистирольные смолы получают полимеризацией стирола (углеводородвинилбензола — фенилэтилена) С6Н5СН = СН2.
Полистирольные смолы бесцветны, хорошо окрашиваются в разные цвета, легко формуются, но обладают хрупкостью, невысокой теплостойкостью.
Полистирольные смолы применяют для изготовления латексов, эмалей и гидроизоляционных пленок.
Поливинилацетатные смолы — полимер винилацета- га (сложный эфир уксусной кислоты) и винилового спирта СН2 = СН—ОН.
Винилацетат представляет собой бесцветную легкоподвижную жидкость. Поливинилацетат — это прозрачный бесцветный полимер, неустойчивый к действию кислот и щелочей, слабо набухает в воде, растворим в спиртах и сложных эфирах, ароматических углеводородах и т. д.
Поливинилацетатные смолы обладают высокой адгезией к камню, стеклу и т. д., поэтому их используют в производстве лаков и клеев, для приготовления эмульсий, полимербетонов и растворов, применяемых при внутренней отделке зданий.
Полиакрилатные смолы получают на основе производных акриловой СН2 = СН—СООН и метакриловой СН2= = С(СН3)СООН кислот. Они представляют собой бесцветную прозрачную стекловидную массу.
Полиакрилатные смолы применяют для изготовления гидроизоляционных пленок, придания водонепроницаемости бетону (раствору), а также в качестве грунтовок при внутренней отделке стен.
Инден-кумароновые смолы представляют собой смесь продуктов полимеризации кумарона и индена. Эти смо- си выпускают в виде кусков или чешуек плотностью 1,05—1,2 г/см3. При нагревании полимер дает своеобразный запах. Инден-кумароновые смолы применяют для производства латексов, красок, лаков и клеев.
Поликонденсационные полимеры (класс Б). Поликонденсацией называют процесс образования высокомолекулярного вещества при соединении большого количества одинаковых или разных полиреактивных молекул низкомолекулярных веществ, происходящий с выделением воды, хлористого водорода, аммиака и других веществ.
Фенолоформальдегидные смолы получают при взаимодействии фенолов с формальдегидами. К фенолам относят собственно фенол, крезолы и резорцин. Для совместной конденсации с фенолом и формальдегидом используют также анилин.
Фенолоформальдегидные смолы отличаются высокой прочностью и теплостойкостью. Применяют их в производстве древесностружечных и древесноволокнистых плит, слоистых пластиков, а также для изготовления лаков, клеев и мастик.
К фенолоформальдегидным полимерам относятся: – бакелитовый лак, применяемый для получения покрытий, стойких к действию кислот, солей и ряда растворителей; – полимер Б для горячего склеивания асбестоцемента и каменных материалов;
резорцинформальдегидный полимер ФР-12, используемый при изготовлении клея холодного отверждения для склеивания строительных конструкций.
Аминоформальдегидные смолы, из которых наиболее важны мочевиноформальдегидные, получают в результате гголиконденсации мочевины и меламина с формальдегидом в определенных, строго контролируемых условиях, в виде раствора полимера и сухого полимера.
Аминоформальдегидные смолы бесцветны, сравнительно дешевы и применяются для изготовления теплоизоляционных материалов, слоистых пластиков и клеев.
Полиуретановые смолы представляют собой высоко-плавкие линейные кристаллические полимеры, получаемые взаимодействием диизоцнанатов с многоатомными, чаще двухатомными, спиртами. Они отличаются низкой температурой плавления, незначительной гигроскопичностью, высокой атмосферостойкостью, устойчивостью к воздействию кислорода воздуха и озона, кислот и щелочей.
Полиуретаны на основе полиэфиров используют для изготовления клеев марок ПУ-2 и ПУ-2/10, применяемых для склеивания строительных конструкций и каменных материалов.
Кремнийорганические смолы представляют собой особую группу высокомолекулярных соединений, в которых совмещены свойства, присущие некоторым органическим и неорганическим веществам. Эти смолы содержат в своем составе кремний наряду с органической частью смолы.
Кремнийорганические смолы обладают высокой теплостойкостью и гидрофобностыо. Их прочность и другие физические и механические свойства в меньшей мере зависят от колебаний температуры по сравнению с обычными смолами.
Кремнийорганические смолы служат для получения различных изделий, стойких к действию повышенных температур (400—500 °С). Эти смолы применяют в качестве добавок в бетонные и растворные смеси и в виде защитных покрытий для известняка, мрамора, травертина, бетона и других природных и искусственных каменных материалов, чтобы повысить их долговечность. Пропитка оказывает защитное действие в течение 6—10 лет, после чего должна быть возобновлена.
Кремнийорганические соединения для поверхностной пропитки изделий из природного камня и других строительных конструкций известны под названием гидрофо- бизирующих жидкостей.
Эпоксидные смолы получают поликонденсацией эпихлоргидрина с фенолами, спиртами или аминами. Типичным представителем этих полимеров считают поли- эпоксиды, которые при малой плотности 1,14—1,25 г/см3 обладают высокой адгезией к металлам и каменным материалам, малой усадкой, хорошей кпслотостойкостыо и значительной прочностью.
Эпокеидно-диановые неотверждспные смолы (ГОСТ!0587 76) выпускают следующих марок: ЭД-22, ЭД-20, ЭД-16, ЭД-8. Обозначения: Э — эпоксидная, Д —дифе- пилпропановая; цифры указывают нижний предел нормы содержания эпоксидных групп.
Эпоксидные неотвержденные полимеры представляют собой термопластичные продукты от желтого до коричневого цвета консистенцией от вязкой жидкости до твердого хрупкого материала. Хорошо растворяются в сложных эфирах, диоксане и хлорбензоле. Растворы и расплавы этих полимеров можно хранить длительное время.
Отвержденные эпоксидные полимеры характеризуются неплавкостыо и нерастворимостью. Отвердителями служат различные полимеры (фенолоформальдегидные, полиамидные, мочевино-меламиноформальдегпдные), а также полиспирты, амины, карбоновые кислоты, дифенолы.
Эпоксидные полимеры служат для получения клеев, используемых при склеивании плит из природного камня, керамики, бетона и различных строительных конструкций, а также при изготовлении компаундов (композиция, состоящая из эпоксидного полимера, наполнителя и огвердителя), которые могут быть использованы при ремонте облицовок из природного камня.
Синтетические смолы представляют собой органические комолекулярные вещества. Высокомолекулярными назыв вещества с большой молекулярной массой, молекулы которы. разованы десятками и даже сотнями тысяч атомов. Поэтому кие вещества называются полимерами.
Смолы производят в виде порошков, гранул или вязких костей. Твердые смолы применяются при заводском изготовлении изделий, а жидкие как при заводском, так и непосредственно на строительной площадке для приготовления клеев, гидроизоляционных составов, полимербетонов и других строительных смесей.
Все смолы по своим физическим свойствам можно разделить на две большие группы: термопластичные, существенно изменяющие упругость под действием температуры вплоть до расплавления, и термореактивные, которые после полимеризации незначительно изменяют свои свойства под действием температуры.
Наибольшее применение в строительстве находят карбомид-ные и фенолформальдегидные смолы. Их применяют для изготовления бумажных пластиков, клеев, лаков, гидроизоляционных материалов.
Широко также применяются полистирол, полиэтилен, поли-УРетан, полиэфирные смолы. Из них изготавливают пленки, трубы, плитки, теплоизоляционные материалы, бумажные пластики, клеи, лаки, гидроизоляционные составы и т. п.
Такие смолы, как полипропилен, эпоксидные, применяют мень-Ше в виду их высокой стоимости. Эти смолы обладают большой Тепловой и коррозионной стойкостью. Они предназначены для изготовления стеклопластиков, клеев, защитных и гидроизоляционных составов.
Синтетические латексы и эмульсии представляют собой водные дисперсии синтетических смол. Смола находится в них в виде мельчайших частиц размером 0,05 до 5 мк. После нанесения ла-тексов на поверхность вода испаряется и образуется полимерная пленка. Латексы и эмульсии имеют небольшую вязкость, что позволяет вводить в них большое количество наполнителей.
Латексы применяются для получения герметиков, гидроизоляционных составов, в качестве добавки в бетон, для приготовления красок, приклеивающих мастик и т. д.