Нужно знать

Синтетические связующие вещества, главным образом смолы, применяемые в сравнительно небольших дозировках, дают возможность получать плиты, сегменты, скорлупы и некоторые другие изделия из минераловатного, стеклянного или древесного волокна, а также из стружек. Изделия из древесного волокна (древесноволокнистые плиты) и древес­ной стружки, при получении которых используются синтетические смолы, описаны в разделе «Материалы для стен». Минеральная вата состоит из тонких стекловидных нитей (волокон) с средним диаметром 4—7 мк. Такие нити образуются, когда расплавленные шлаки доменных и мартеновских печей или расплавленные горные породы (доломит, глина, сланцы и др.) «раздувают» струей пара или воздуха. При этом жидкотекучий расплав распадается на капли или мельчайшие струйки. Капли и струйки, увлекаемые паром или воздухом, вытягиваются и застывают, образуя волокнистую, очень рыхлую и легкую массу: ее объемный вес часто меньше 150—200 кг/м3. Минеральная вата выпускается в больших количествах, стоит дешево и обладает хорошими теплоизоляционными свойствами. Однако в том рыхлом и несвязном виде, в каком она получается на заводах, минеральная вата для строительных и монтажных работ неудобна, так как она пылит, а на открытом воздухе в ветреную погоду даже разлетается на клочья; к тому же эта вата отличается хрупкостью и значительной влагоемкостью.

Материалы из пластмасс, обладающие значительной прочностью при малом объемном весе, а также способностью легко формоваться в изделия, не нуждающиеся в какой-либо дополнительной отделке, в значительной мере отвечают задачам промышленного строительства. Рациональное применение пластмасс в крупнопанельном домостроении позволит значительно облегчить вес конструкций за счет их «тонкостенности» и уменьшения объемного веса использованных материалов. Значительно упростятся транспортирование изделий, их монтаж и послемонтажная отделка зданий. Кроме того, применение пластмасс в строительстве содействует повышению теплоизоляционных, звукоизоляционных и других эксплуатационных качеств помещений. Рассмотрение основных видов строительных материалов и изделий, получаемых из пластмасс, мы начнем с теплоизоляционных материалов. Наибольшее значение имеют следующие теплоизоляционные материалы и изделия, изготовляемые с применением синтетических смол и пластмасс: изделия из различного рода волокнистых материалов на синтетических связках; ячеистые пластмассы; сотопласты. Эти материалы и изделия, отличающиеся легкостью при относительно высокой прочности, а также водостойкостью и гнилостойкостью, применяют для тепловой и акустической изоляции. Некоторые теплоизоляционные материалы, изготовляемые с применением полимеров, например древесно-стружечные плиты, выполняют функции утеплителя и вместе с тем могут служить облицовочными и лицевыми материалами. Теплоизоляционные материалы и изделия из пластмасс приобретают исключительно важное значение в современном строительстве.

Кристалличность полимеров очень существенно сказывается на их свойствах. Степень кристалличности зависит от разных причин, в том числе и от условий изготовления изделий из полимера. При повышении температуры наступает момент, когда кристаллическая фаза полимера плавится, переходит в аморфную и создаются необходимые условия для формования изделия. Если изделия быстро охладить, то значительная часть полимера останется в аморфном состоянии. У некоторых высококристаллических полимеров при сильном нагревании наступает деструкция и их не удается довести до вязкотекучего состояния. К ним относится фторопласт Ф-4, у которого температура плавления кристаллитов равна 327°С.

При повышении температуры выше Тст полимер становится каучукоподобным, его можно растягивать (штамповать, формовать на оправках или пневмоспособом) и закреплять приданную форму охлаждением изделия. При повторном нагревании такого изделия его форма искажается вследствие обратимости деформации. Предельная температура, до которой сохраняется этот характер деформации, называется температурой текучести Ттек. Между точками Тст и Ттек деформация является высокоэластической, обратимой. При температуре около Ттек деформация полимера резко увеличивается за счет увеличения подвижности макроцепей, которые необратимо сдвигаются относительно друг друга. При более высокой температуре полимер течет подобно вязкой жидкости (вязкое течение). Однако текучесть полимеров зависит от их молекулярного веса и чем он выше, тем более высокая температура нужна для достижения состояния текучести. Один и тот же полимер в зависимости от условий синтеза может иметь разный молекулярный вес и разную степень молекулярной неоднородности. Выбор температуры переработки полимера в изделие должен производиться с учетом этих особенностей.

Беспрессовый способ получения пенополистирола основан на вспучивании мелких гранул полистирола путём нагрева их до 100 °С с последующим спеканием (склеиванием) гранул между собой в форме. Вспенивание полистирола происходит за счет его размягчения и перехода газообразователя (изопентана), находящегося в полистироле в жидком виде, в газообразное состояние. Процесс этот начинается при температуре 28 0С и выше. В шнеке температура достигает 100 °С, поэтому процесс перехода жидкого изопентана в газообразное состояние происходит очень интенсивно. Вспученные гранулы полистирола поступают в бункер, а из него с помощью дозаторов — в перфорированные формы. Окончательное вспенивание и склеивание гранул осуществляется в автоклаве в течение 10-15 мин. Вынутые из автоклава изделия расформовывают и сушат в сушильной камере при 40-50 °С. Этим способом можно быстро с небольшим расходом газообразователя получать изделия хорошего качества. Метод промазывания применяют для производства рулонных материалов на тканевой, бумажной или другой подоснове, напыления - для изделий из стеклопластиков. Сформованные и отвердевшие изделия перед отправкой на склад готовой продукции зачищают, разрезают на листы (плиты) нужных размером и сортируют. Способы переработки полимеров в значительной мере зависят от их структуры и свойств. Для переработки в изделия термореактивных поли­мерных материалов очень часто применяют повышенную температуру и в большинстве случаев повышенное давление. При переработке термореак­тивных полимеров происходит необратимая реакция сшивки между макромолекулами, происходящая под влиянием специальных добавок или благодаря особенностям структуры макроцепей. Термопластичные полимерные материалы перерабатывают в изделия при повышенной температуре и при давлениях, которые могут меняться в широком диапазоне. Характерной особенностью термопластичных материалов является возможность их повторной переработки после первого формования. В определенном интервале температур термопласт давлением можно деформировать и придать ему форму какого-либо изделия.

Прессование пластмассовых изделий происходит в обогреваемых гидравлических прессах. Этот метод целесоорбразен при переработке смесей на основе термореактивных полимеров. Его используют для получения слоистых пластиково древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит. Так, пенополистирол, применяемый для трехслойных панелей стен и покрытий жилых зданий, изготовляют на основе эмульсионного полистирола и газообразователя - порофора. Процесс складывается из трех основных операций: помол и смешение полимера и газообразователя, прессование массы, вспенивание заготовок. Помол и смешение компонентов производят в шаровых мельницах, снабженных системой охлаждения. Измельчение продолжается 12-24 ч до получения однородной смеси. Полученную смесь прессуют в закрытых пресс-формах при температуре 120-180 °С и давлении 12-20 МПа.