Sünteetilised vaigud: tootmine, koostis, struktuur ja ulatus

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Kemikaale kasutatakse tootmisprotsessi erinevatel etappidel ja igapäevaelus. Üks neist sortidest on sünteetilised vaigud. Need ained erinevad koostise ja ulatuse poolest. Kunstvaikude otstarve võib olla väga mitmekesine. Sõltuv alt tootmismeetodist ja koostisest määratakse nende peamised omadused. Kunstvaikusid arutatakse edasi.

Üldkirjeldus

Sünteetiliste vaikude tootmine algas aktiivselt eelmise sajandi alguses. Kunstlikel polümeeridel on mitmeid iseloomulikke erinevusi looduslikest sortidest. Fakt on see, et inimese loodud kompositsioonil on erilised omadused. Neid saab seadistada tootmisetapis. Koostised võivad oluliselt erineda, mis määrab nende ulatuse.

Täna toodetakse maailmas igal aastal umbes 5 tonni tehispolümeere. Sünteetilised vaigud ja plastid saadakse kivisöe, nafta, gaasi või muude looduslike komponentide töötlemisel. Sel viisil saadud keemilised ühendid on madala molekulmassiga. Pealegi saab neid toota mitte ainult kleepuva paksu segu kujul. See võib olla ka pulber või granuleeritud aine.

Sünteetilised ja looduslikud vaigud, kõvenevad, tagavad kvaliteetse nakkumise erinevate materjalidega. Polümeerkompositsioonides on see omadus rohkem väljendunud. Kui kunstvaik kõvastub, võib see moodustada suurepärase nakkumise betooni, metalli, klaasi ja muude ehitusmaterjalidega. Kõvenemisprotsess toimub sel juhul kõrgete temperatuuride või katalüsaatorite mõjul. Mõnel juhul kasutatakse kvaliteetse ühenduse loomise protsessis lisaks vajutamist.

Mõned kunstlikud ühendid vajavad kõvenemiseks vaid aega. Tulemuseks on erinevatele ebasoodsatele tingimustele vastupidav aine, mis ei karda temperatuurimuutusi, mehaanilisi mõjusid. Neid ei hävita vesi, leelised, happed, bensiin ega õli.

Sellised omadused määravad esitatud koostiste ulatuse. Erinev alt looduslikest analoogidest on need stabiilsed, neid iseloomustab kõrge jõudlus. Nende rakendusala on lai.

Tootmisfunktsioonid

Sünteetiline vaik on polümeer, mis saadakse teatud keemiliste reaktsioonide käigus. Selle tulemusena toodetakse antud komplektiga kõrgmolekulaarne ühendomadused. Kunstliku päritoluga vaigud saadakse polükondensatsiooni või polümerisatsiooni tulemusena. Need kaks protsessi põhinevad erinevatel põhimõtetel.

Polümerisatsioon on reaktsioonide jada, mille käigus kombineeritakse teatud arv elementaarseid koostisosi keerukateks molekulideks. Sel juhul ei teki kõrvalsaadusi.

Polükondensatsioon on protsess, mille käigus lihtsad molekulid muudetakse keerukateks ühenditeks, luues orgaanilisi aineid. See juhtub uute süsiniku sidemete loomisega teiste aatomitega.

Tänapäeval kasutatakse mõlemat tüüpi vaikusid erinevates inimtegevuse valdkondades. Materjalitüübi valik sõltub tehtud töö tulemusele esitatavatest nõuetest. Sünteetiliste vaikude ja plastide tootmisel saadakse kahte tüüpi ühendeid:

• termoaktiivne;
• termoplast.

Kunstliku päritoluga termoreaktiivsed vaigud on aine, mis sulab ainult teatud temperatuurivahemikus. Kui keskkond ei vasta etteantud raamistikule, muutub aine infusiooniks ja lahustumatuks. Lisaks ilmneb sarnane omadus nii temperatuuri tõusul kui ka langusel üle kehtestatud piiri.

Kunstliku päritoluga termoplastne vaik säilitab plastilisuse ja sulatavuse mis tahes tingimustes. Sõltuv alt lähteaine tüübist võib tootmismeetodist saada emulsiooni, pulbrit, graanuleid, plokke või polümeerse materjali lehti.

Rakendus

Sünteetilisi ja looduslikke vaikusid kasutatakse erinevates inimtegevuse valdkondades. Kuid kunstlikud võimalused on nende eriliste omaduste tõttu laiem alt levinud. Lihtsam on loetleda valdkonnad, kus selliseid aineid ei kasutata, kui vastupidi. Nende kasutusala on lai.

Üks sünteetiliste vaikude peamisi kasutusalasid on lakkide, värvide, liimide ja abrasiivide tootmine. Tänu oma polümerisatsioonivõimele on sellistel ainetel erilised omadused, mis on vajalikud tehiskivide, plasti ja PVC valmistamisel.

Hea nakkuvuse tõttu moodustab vaik kvaliteetse sideme betooni, metalli, klaasi ja terve hulga muude materjalidega. Kunstlikud polümeeriühendid on vastupidavad erinevatele ebasoodsatele tingimustele.

Sünteetilistel vaikudel põhinevaid materjale on palju. Tänapäeval valmistatakse tehiskivist polümeeridest. Sellest valmistatakse erinevaid tooteid, nagu aknalauad, valamud, tööpinnad ja mitmesugune mööbel.

Sellistest materjalidest luuakse monoliitne põrandakate. Sünteetilisi vaike kasutatakse ka puidutöötlemisel. Need võimaldavad teil luua looduslike materjalide jaoks kvaliteetse katte. Ehituses kasutatakse erinevaid tööstusliku tootmise harusid, mitmesuguseid kunstliku päritoluga vaiku. Isegi meditsiinis ja ilutööstuses on sellised ühendid leidnud oma rakenduse.

Epoksüvaigud

Tänapäeval toodetakse mitut tüüpi sünteetilisi vaiku. Kõige kuulsamaid ja laialdasem alt kasutatavaid polümeeride koostisi tuleks käsitleda üksikasjalikum alt.

Üks populaarsemaid sorte on epoksüvaik. Kompositsioon võib olla vedela konsistentsiga või olla valmistatud tahkel kujul. See aine on värvitu. Epoksiidvaigud on kahekomponendilised, vajavad kõvendi kasutamist. Ilma katalüsaatorita kompositsioon ei kõvene. Kiiremaks polümerisatsiooniks peate tõstma vaigu temperatuuri.

Epoksiidil on hea nakkuvus. See võimaldab kinnitada keraamikat, metalli, fajansi ja mitmeid muid materjale. Epoksiid on oma puhtaimal kujul sarnane meega.

See aine saadakse fenooli ja epilkloridriini polükondensatsiooni käigus. Reaktsioonis osalevad ka amiinid ja alkoholid. Selles kategoorias on mitmeid aineid, mis oma omaduste poolest mõnevõrra erinevad. Seega on polüepoksiididel madal tihedus ja need on võimelised hästi siduma metalli, kiviga. Samas materjal praktiliselt ei kahane, on happekindel.

Kõvastumata tüüpi epoksüdiaanid on termoreaktiivsed sünteetilised vaigud. Nende värvus võib olla kollane kuni pruun. Viskoossus võib varieeruda. Need on materjalid, mis võivad olla kas vedelad või tahked. Epoksü-Dian vaik lahustub dioksaanis, eetrites.

Kõvenenud epoksüvaigud on lahustumatud. Katalüsaatorina võib kasutada polüamiide, fenoolformaldehüüde jne.

Epoksüvaikusid kasutatakse liimide tootmisel, mida kasutatakse tugevate sidemete loomiseks loodusliku kivi, betooni, keraamika jne vahel.

Polüester- ja akrüülvaigud

Sünteetiliste vaikude ja plastide tootmisel torkab silma selline valik nagu polüesterühendid. See materjal tekib alkoholide töötlemisel. Selline vaik võimaldab teil luua vähem vastupidava ühenduse kui epoksüühend. Kuid tootmise iseärasuste tõttu on polüestri sordid odavamad. Samal ajal on nende vaikudega lihtsam töötada.

Seda tüüpi toodete suurimad tarbijad on auto- ja laevatööstus ning valgustusseadmete tootmine. Polüestervaiku on vaja ka vaheseinte, dušikabiinide ja aknalaudade valmistamisel. Esitatud materjali on pärast kõvenemist lihtne painutada, värvida sobivate ühenditega.

Akrüüli sünteetilisi vaike kasutatakse plastide, mosaiikide, tehiskivide tootmisel. Samuti kasutatakse selliseid kompositsioone laialdaselt ehitus- ja remonditöödel vannitubades, duširuumides, purskkaevude, dušikabiinide ja muude asjade paigutamisel. Akrüülvaik kõvastub kiiresti. Materjal on vähem toksiline kui eelnev alt loetletud koostised.

Akrüülvaikusid kasutatakse iseseisva materjalina või muude kompositsioonide valmistamisel. Nad lisavad liiva, marmorilaaste, aga ka erinevaid pigmente. Seetõttu võib akrüülil olla mitmesuguseid toone. Sellele vaigule saab lisada kuni 50% lisakomponente.

Akrüül vajab kõvendit. Pärast polümerisatsiooniprotsessi on koostis täiesti mittepoorne, mis parandab oluliselt jõudlust. See laiendab oluliselt materjali ulatust. Kuna koostises puuduvad poorid, ei värvita toodet värvainete pinnale sattumisel. Kui töötasapind on akrüülist, ei jäta peedimahl sellele jälge. Materjal talub kuumutamist kuni 70 ºС. Selliste toodete valmistamiseks kasutatavad vormid on valmistatud kipsist, silikoonist või klaasist.

Polüetüleen, polüpropüleen, polüvinüülkloriidvaigud

Kui võrrelda looduslikke ja sünteetilisi vaiku, siis viimastel on palju positiivsemad omadused. See kategooria sisaldab palju muid kompositsioone.

Kaasaegses tööstuses valmistatakse ja kasutatakse sageli polüetüleenvaikusid. Neil on kõrge paindlikkus, mis säilib isegi temperatuuri olulise languse korral (kuni -60 ºС). Polüetüleenvaikudest valmistatud materjalid on veekindlad, ei allu agressiivsete kemikaalide negatiivsetele mõjudele. Seetõttu kasutatakse hüdroisolatsioonikile ja sanitaartehniliste kommunikatsioonide loomiseks esitatud erinevaid vaiku. Polüetüleenvaikudest valmistatakse torujuhtmeid keemiliselt aktiivsete ainete jaoks, samuti meditsiini-, sanitaar- ja hügieeniseadmete tarvikuid.

Teine populaarne tänapäeval on polüpropüleenvaigud. Need saadakse propüleeni polümerisatsiooni käigus. See on gaas, mis saadakse toodete krakkimise käigus.nafta rafineerimistööstus. Sünteetilistel vaikudel põhinevast polüpropüleenist valmistatakse torusid, dekoratiivmaterjale, gaasikindlaid kilesid, aga ka keemiaseadmete osi.

Teine kaasaegses tööstuses tuntud vaigutüüp on polüvinüülkloriid. See saadakse polümerisatsiooni käigus. Protsessis kasutatakse vinüülkloriidi – gaasi, mis lõhnab nagu eeter ja on värvitu.

PVC-vaiku toodetakse graanulitena. Materjal on vastupidav kõrgetele temperatuuridele, ei kaota oma omadusi külma käes. Sellel on ka dielektrilised omadused. Seda materjali kasutatakse laialdaselt hüdroisolatsiooni, linoleumi, pinglagede kilede, dekoratiivmaterjalide jms tootmiseks.

Polüisobutüül, polüstüreen, vinüülatsetaat

Kaasaegses tööstuses kasutatakse laialdaselt polüisobutüülvaikusid, mis saadakse polümerisatsiooniprotsessis temperatuuril umbes 100 ºС. See materjal meenutab välimuselt kummi. See on elastne, seda kasutatakse korrosioonivastase komponendina. See ei lase vett läbi, seega on metallpinnad usaldusväärselt kaitstud oksüdatiivsete reaktsioonide eest. Lakid ja mastiksid on valmistatud polüisobutüleenist.

Polüstüreeni sünteetilised vaigud saadakse polümerisatsiooniprotsessi kaudu. Tulemuseks on värvitu vaik, mida kasutatakse emailide, lateksi ja hüdroisolatsioonikilede tootmiseks. Polümeerist luuakse ka isoleermaterjale.

Polüvinüülatsetaatvaigud onäädikhappe ja vinüülalkoholi estrist valmistatud polümeerid. See on värvitu vedelik, millel on suur liikuvus.

Materjal ei ole leeliste ja hapete suhtes vastupidav. Polüvinüülatsetaat paisub vees kergelt. See lahustub estrites ja alkoholides, aga ka aromaatsetes süsivesinikes.

Materjal võimaldab luua tugeva seose kivist, klaasist. Seetõttu kasutatakse polüvinüülatsetaati laialdaselt lakkide ja liimide tootmisel. Hoone siseviimistluses kasutatakse neid materjale ka laialdaselt.

Polüakrülaatvaigud

Akrüülvaigu baasil toodetakse polüakrülaatühendeid, lisades tootmise käigus metakrüülhapet. See on klaasjas läbipaistev mass, mida kasutatakse erinevate kilede, lahuste valmistamisel. Näiteks kasutatakse polüakrülaati materjali loomiseks, mis kaetakse betoonile, et muuta see vetthülgavaks. Seda kasutatakse ka erinevate sisetööde kruntvärvide valmistamiseks.

Polükondensatsioonipolümeere toodetakse erilisel viisil. Sellise protsessi käigus moodustub suure molekulmassiga aine, ühendades märkimisväärse hulga sama või erinevat tüüpi molekule. Selleks segatakse madala molekulmassiga komponendid. Reaktsioon toimub vee, ammoniaagi, vesinikkloriidi eraldumisega.

Formaldehüüdirühm

Arvestades sünteetiliste vaikude sorte, peaksite pöörama tähelepanu ka formaldehüüdi rühmale. Üks selline aine on fenoolformaldehüüd. Seevaiku saadakse erinevate fenoolide ja formaldehüüdi kombineerimisel.

Tulemuseks on aine, mis on väga vastupidav ja vastupidav kõrgetele temperatuuridele. Seda materjali kasutatakse puitkiudplaadi, puitlaastplaadi tootmisel. Ta tegeleb ka laminaatide, liimide, mastiksite, lakkide tootmisega.

Kõige kuulsamad fenoolformaldehüüdvaikudel põhinevad materjalid on bakeliitlakk, polümeer B. See materjal võimaldab luua kemikaalikindlaid katteid, mida kasutatakse asbesttsemendi kuumliimimisel erinevate ehitusmaterjalide liimimisel.

Aminoformaldehüüdi ühendeid saadakse melamiini ja formaldehüüdi polükondensatsioonil karbamiidiga. Samal ajal luuakse rangelt reguleeritud tingimused. Tulemuseks on värvitu aine, mis on suhteliselt odav. Seda kasutatakse soojusisolatsiooni, liimide ja laminaatide loomiseks.

Polüuretaanvaigud

Polüuretaanvaigud on kristallilist tüüpi polümeerid. Neid iseloomustavad kõrged sulamisomadused. Need vaigud saadakse diisoknaatide ja mitmehüdroksüülsete alkoholide reaktsioonil. Aine sulab madalal temperatuuril, on kerge hügroskoopsusega. Polüuretaanvaik on ilmastiku-, hapniku-, osooni-, leelise- ja happekindel.

Liimide valmistamiseks kasutatakse polüuretaane. Neid kasutatakse kiviplaatide liimimiseks, muuksehitusmaterjalid.

Palju polümeere kasutatakse ehituses, puidutöötlemises, masinaehituses ja muudes kaasaegse tootmisharudes. Neil on nõutavad omadused, luues vastupidavad, tugevad ühendused ja veekindlad katted.