Строительство. Стройматериалы

Строительные материалы и изделия

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Каучук и каучукоподобные полимеры в отличие от обыкновенных полимеров при приложении растягивающей силы могут удлиняться в 2... 10 раз, а при прекращении действия этой силы - восстанавливать свои первоначальные размеры. Это свойство объясняется особенностью строения каучуков: во-первых, их молекулы не вытянуты в линию, а как бы свернуты в спираль; во-вторых, взаимодействие между молекулами ниже, чем внутримолекулярные связи; в-третьих, молекулы соединены («сшиты») между собой в небольшом количестве мест.

Большинство каучуков из-за больших размеров молекул плохо растворяются, но сильно набухают в органических растворителях. Улучшить растворимость каучуков можно с помощью термомеханической деструкции их молекул, интенсивно перемешивая или перетирая материал на валках при повышенной температуре.

При сшивке молекул каучука (этот процесс называют вулканизацией) число связей между ними увеличивается. У образовавшегося продукта - резины - по сравнению с каучуком несколько снижается эластичность и совершенно пропадает способность растворяться. При очень большом количестве сшивок образуется твердый прочный материал - эбонит.

Каучуки выпускают в виде твердого эластичного продукта, вязкой жидкости (жидкие каучуки), водных дисперсий - каучуковых латексов. Латексы содержат 30...60 % каучука в виде мельчайших частиц средним диаметром 0,1 ...0,5 мкм, взвешенных в воде. Слиянию частиц препятствует находящаяся на их поверхности тончайшая оболочка из поверхностно-активных веществ - стабилизаторов. Латексы имеют преимущества перед другими формами синтетического каучука: они относительно легко совмещаются с другими материалами (цементом, наполнителями), легко распределяются на поверхности тонкой пленкой, абсолютно негорючи и в них отсутствуют дорогостоящие и токсичные органические растворители.

В строительстве каучук и каучукоподобные полимеры используют главным образом для изготовления эластичных клеев и мастик, модификации битумных и полимерных материалов, изготовления материалов для полов и герметиков, а также модификации бетонов.

Чаще других в строительстве применяют бутадиен-стирольный, полихлоропреновый, тиоколовый и бутилкаучук; кроме того, используют каучукоподобные полимеры: полиизобутилен и хлорсульфированный полиэтилен.

Бутадиен-стирольные каучуки получают обычно совместной полимеризацией дивинила со стиролом (каучук СКС). Это -основной вид (более половины производимых) синтетических каучуков. Выпускают большое число марок бутадиен-стирольных каучуков с различным соотношением стирола и бутадиена: от СКС-10 до СКС-65 (цифра показывает процентное содержание по массе стирола в каучуке).

Наиболее широко используется каучук марки СКС-30. Он хорошо растворяется в бензине, бензоле и хлорированных углеводородах. Клеящая способность каучуков СКС невысокая. Для ее повышения в них добавляют канифоль, кумароноинденовую смолу или природный каучук. Бутадиен-стирольные каучуки достаточно морозо- и атмосферостойки.

В строительстве широко применяют бутадиен-стирольные латексы (в основном латекс СКС-65). Содержание каучука в латексе - около 47 %. При смешивании с цементом и другими минеральными порошками латекс СКС-65 может коагулировать. Поэтому для строительных целей промышленность выпускает стабилизированный латекс СКС-65Б. Обычный латекс можно стабилизировать, добавив около 10 % стабилизатора - поверхностно-активного вещества ОП-7 (ОП-10) или смеси ОП-7 (ОП-10) с казеинатом аммония (1:1).

На основе латекса СКС-65 получают клеящие мастики (например, клей «Бустилат»), латексно-цементные краски, составы для наливных полов. Латексом модифицируют строительные растворы.

Полихлоропреновый каучук (наирит) - синтетический каучук, получаемый сополимеризацией хлоропрена с добавкой 5...30 % других мономеров (стирола, изопрена и др.). Выпускают твердые высокомолекулярные каучуки молекулярной массой 100000...500000, жидкие олигомерные каучуки, используемые для пластификации и антикоррозионных покрытий, и латексы. Плотность твердого каучука - 1230 кг/м3. Он хорошо растворяется в ароматических и хлорированных углеводородах, частично - в кетонах и эфирах. Хлоропреновый каучук обладает хорошими клеящими свойствами (наиритовый клей), поэтому его используют в клеящих мастиках (например, кумарононаирито-вых КН). Вулканизированные полихлоропреновые каучуки (вулканизуются окислами металлов при 90... 100 °С) обладают высокой масло-, бензо-, свето- и теплостойкостью.

Бутилкаучук - продукт полимеризации изобутилена с небольшим количеством (L..5 %) изопрена. Бутилкаучук - один из самых ценных видов каучуков. Он обладает высокой морозостойкостью, эластичностью, стойкостью к воздействию кислорода и озона и исключительно высокой газонепроницаемостью. Бутилкаучук растворяется в бензине, ароматических углеводородах и сложных эфирах. К положительным качествам бутил-каучука относится и его хорошая клеящая способность.

Несмотря на малое содержание двойных связей, бутилкаучук способен к вулканизации, и тем лучше, чем больше изопрена вошло в реакционную смесь при полимеризации. Вулканизированный бутилкаучук отличается высокой термостойкостью, температура деструкции составляет 160... 165 °С. Он - химически инертен (не растворяется, а лишь набухает в углеводородных растворителях; животные и растительные масла не оказывают на него никакого влияния).

Бутилкаучук широко применяют в автомобильной промышленности (автомобильные камеры), для получения прорезиненных тканей, гуммирования химической аппаратуры, в пищевой промышленности и для многих других целей. В строительстве бутилкаучук используют для получения клеящих мастик и герметизирующих материалов, а также для модификации битумных и полимерных материалов.

Тиоколовые (полисульфидные) каучуки - синтетические каучуки, в молекулах которых в основной цепи содержатся атомы серы (40...80 % по массе). Особенность тиоколовых каучу-ков - высокая стойкость к атмосферному старению и действию растворителей. Выпускают твердые и жидкие каучуки и латексы каучуков. В строительстве их применяют для изоляционных покрытий, стойких к солнечному свету и растворителям, герметизации стыков крупнопанельных зданий и в качестве пластифицирующего компонента в химически стойких мастиках и компаундах. Недостаток тиоколового каучука - стойкий неприятный запах.

Полиизобутилен - термопластичный каучукоподобный полимер, в зависимости от молекулярной массы представляющий собой вязкие клейкие жидкости (молекулярная масса - ниже 50000) или эластичный каучукоподобный материал (молекулярная масса - 100000...200000). Полиизобутилен хорошо растворяется в алифатических ароматических и хлорированных углеводородах и хорошо смешивается с различными наполнителями. Это - один из самых легких полимеров; его плотность - 910...930 кг/м3. Полиизобутилен щелоче- и кислотостоек. По химической стойкости и диэлектрическим свойствам он уступает только полиэтилену и фторопласту. Полиизобутилен сохраняет эластичность до температуры -50 °С. Поэтому его применяют для модификации полимерных и битумных материалов с целью улучшения их свойств при низких температурах.

Низкомолекулярный полиизобутилен и растворы высокомолекулярного полиизобутилена обладают очень высокими адгезионными свойствами к большинству строительных материалов (дереву, бетону, штукатурке и т. п.). Из низкомолекулярного полиизобутилена изготовляют невысыхающие клеи и мастики для приклеивания полимерных отделочных материалов из поливи-нилхлорида, полиэтилена и других полимеров с плохой адгезией. На основе полиизобутилена получают также нетвердеющие мастики для герметизации стыков в сборном строительстве.

Из высокомолекулярного полиизобутилена формуют листы для защиты химической аппаратуры от коррозии, для гидро-и электроизоляционных целей, а также его используют как пластификатор в пластмассах.

Хлорсульфированный полиэтилен - каучукоподобный продукт, получаемый при взаимодействии полиэтилена с хлором и сернистым ангидридом S02. Обработанный таким образом полиэтилен проявляет способность к вулканизации.

Хлорсульфированный полиэтилен хорошо растворим в ароматических растворителях (толуоле, ксилоле) и хлорированных углеводородах, хуже - в ацетоне и совсем не растворим в ароматических углеводородах. Отличительная черта хлорсульфиро-ванного полиэтилена - высокая атмосферо- и химическая стойкость; он хорошо противостоит действию кислот, щелочей и сильных окислителей, разрушающе действуют на него лишь уксусная кислота, а также ароматические и хлорированные углеводороды.

Вулканизированный хлорсульфированный полиэтилен характеризуется высокой термостойкостью. Изделия из него способны длительно работать при температуре от -60 до +180 °С. Хлорсульфированный полиэтилен хорошо совмещается с каучу-ками, повышая их износо-, тепло- и маслостойкость. Применяют хлорсульфированный полиэтилен и резины на его основе для получения износо- и коррозионностоиких покрытий полов. На его основе получают атмосферо- и коррозионностойкие лаки и краски для защиты металла, бетона и других материалов от атмосферных и химических агрессивных воздействий. Хлорсуль-фированный полиэтилен применяют также для получения клеев и герметиков, а также для модификации других полимеров.