Термопластичные и термореактивные полимеры

Термопластичные полимеры, для которых характерен первый тип межмолекулярных связей — сравнительно слабые силы взаимодействия между цепями, — могут очень много раз размягчаться при нагревании и отвердевать при охлаждении. С повышением температуры и без того не очень сильные связи между молекулами еще более ослабевают, и макромолекулы получают возможность перемещаться относительно друг друга: материал размягчается. Только после длительного термического воздействия термопластичные полимеры могут полностью или частично потерять способность к размягчению при нагревании.

Растворимость и примеры термопластов

Термопластичные полимеры способны также сравнительно легко набухать и растворяться в различных органических растворителях: молекулы растворителя проникают в промежутки между отдельными слабо связанными макромолекулами. По этим свойствам термопластичные полимеры напоминают хорошо известные строителю битумные материалы.

Примером термопластичных полимеров служат полистирольные, полиэтиленовые и поливинилхлоридные (полихлорвиниловые) смолы и пластмассы, с которыми нередко приходится иметь дело на стройке.

Термореактивные полимеры

Термореактивными называют полимеры, которые, будучи отформованы в процессе своего образования, после отверждения уже не способны значительно размягчаться при повышенных температурах. В таких полимерах между макромолекулами действуют прочные химические связи, которые нельзя существенно ослабить повышением температуры в определенных пределах. Поэтому термореактивные полимеры не размягчаются заметно при нагревании вплоть до температуры, при которой начинается разрушение органического вещества.

По отношению к повышенным температурам термореактивные полимеры несколько схожи с древесиной: она при высокой температуре не размягчается и не плавится, а разрушается (обугливается), если доступ воздуха недостаточен, или сгорает, когда кислорода достаточно. Примером термореактивных полимеров служат фенолоформальдегидные, мочевиноформальдегидные (карбамидные), полиэфирные и некоторые другие смолы.

Термопласты и реактопласты в современном строительстве

Сегодня на долю термопластов приходится основная масса полимеров, применяемых в строительстве. Из непластифицированного ПВХ изготавливают оконные и дверные профили, сайдинг, водосточные системы и канализационные трубы; пластифицированный ПВХ идет на линолеум, кровельные мембраны и изоляцию кабелей. Полиэтилен и полипропилен применяются для напорных и безнапорных трубопроводов, пароизоляционных и гидроизоляционных пленок, геомембран. Полистирол в виде пенополистирола и экструзионного пенополистирола стал одним из самых распространенных теплоизоляционных материалов.

Термореактивные полимеры (реактопласты) используются там, где важны теплостойкость, жесткость и стабильность формы. Эпоксидные смолы служат основой наливных полов, клеев, ремонтных составов и анкерных химических составов; ненасыщенные полиэфирные смолы — стеклопластиковых изделий и полимербетонов; фенолоформальдегидные и карбамидные смолы — связующего древесных плит и минеральной ваты. Полиуретаны в зависимости от рецептуры могут быть как термопластичными, так и сшитыми — к последним относятся, например, жесткие пенополиуретаны и монтажная пена.

Практическое значение различия

Принадлежность полимера к той или иной группе определяет способы его переработки и соединения. Термопласты можно сваривать нагревом (трубы из полиэтилена и полипропилена, швы ПВХ-мембран), формовать повторно и, при раздельном сборе, перерабатывать во вторичное сырье. Реактопласты после отверждения не свариваются и не переплавляются: их соединяют механически или на клею, а отходы чаще всего измельчают и используют как наполнитель либо утилизируют.

Строителю полезно помнить и о другом следствии: термопластичные материалы под нагрузкой при повышенной температуре заметно деформируются, поэтому трубы, профили и пленки из них имеют четко ограниченную рабочую температуру, указанную производителем. Монтаж таких изделий вблизи источников тепла (дымоходов, нагревательных приборов, ламп) требует соблюдения нормируемых расстояний.