Строительство. Стройматериалы

Строительные материалы и изделия

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

К природным олигомерным и полимерным продуктам, применяемым в строительстве и других отраслях хозяйства, относятся природные смолы, ненасыщенные (высыхающие) масла, целлюлоза и некоторые белковые вещества.

Для получения связующих веществ природные продукты, как правило, модифицируют с целью улучшения их свойств.

Природные смолы - продукты растительного происхождения, содержащиеся в жидкостях, которые выделяются на поверхности коры деревьев самопроизвольно или в результате ранения.

Смолы состоят из смеси органических высоко- и низкомолекулярных веществ. Различают молодые (свежие) смолы, собираемые непосредственно с деревьев (например, живица - сосновая или еловая смола), и ископаемые смолы — продукты жизнедеятельности давно погибших деревьев (янтарь, копалы).

Молодые смолы содержат много низкомолекулярных летучих веществ, ископаемые смолы - твердые, хрупкие материалы. В строительстве чаще применяют продукты, получаемые при переработке смолы хвойных деревьев, - канифоль и скипидар.

Канифоль - остаток от отгонки скипидара из смолистого сока хвойных деревьев (живицы); хрупкая стекловидная масса желтого цвета, состоящая в основном из смоляных кислот (до 90 %), одной из которых является абиетиновая (С19Н29СООН).

Канифоль растворяется почти во всех органических растворителях, хорошо совмещается с растительными маслами. Ее в основном применяют для модификации других пленкообразующих веществ с целью повышения адгезионных свойств.

Скипидар (терпентинное масло) применяют как растворитель для масляных и глифталевых красок.

Олифы (от греческого aleipha - мазь, масло) - пленкообразующие вещества на основе жидких растительных масел или алкидных полимеров (глифталевых или пентафталевых), модифицированных растительными маслами.

Все олифы - олигомерные продукты. Для олиф используют ненасыщенные масла, т. е. имеющие двойные связи в углеводородной цепи. Благодаря двойным связям олифы могут отвердевать (а не высыхать) за счет окислительной полимеризации, т. е. сшивки кислородом воздуха. Образующиеся эластичные пленки со временем, особенно под действием УФ-излучения, становятся хрупкими и растрескиваются. Процесс отвердевания необратимый, т. е. высохшая масляная краска не растворяется повторно.

По составу и технологии приготовления олифы могут быть: натуральные, полунатуральные (олифы-оксоль) и алкидные

Натуральную олифу получают из ненасыщенных растительных масел (льняного и конопляного) двумя способами: окислением - продувкой воздуха через подогретое до 150... 160 °С масло или полимеризацией - нагревом масла до температуры 270...280 °С. При этом происходит частичная полимеризация молекул масел благодаря наличию в них двойных связей, т. е. натуральная олифа - олигомерный продукт. Для ускорения отвердевания олифы в нее вводят сиккативы (латинское siccativus - высушивающий) - соли жирных кислот РЬ, Мп, Со, катализирующие окислительную полимеризацию ненасыщенных масел. Количество вводимого сиккатива - 0,01...0,1 % (по сухому веществу) от массы масел. При отсутствии кислорода процесс полимеризации практически не идет. Например, краска, залитая водой, не отвердевает.

Полунатуральную олифу (олифу-оксоль) получают более глубокой окислительной полимеризацией растительных масел до образования вязкой жидкости. Ее растворяют уайт-спиритом в соотношении 1:1. Данный вид олифы производится как из льняного или конопляного масла (марка В), так и из подсолнечного, соевого (марки ПВ, СМ) и др.

Краски на олифе марки В используют для наружных и внутренних работ; марки ПВ - только для внутренних работ. Краски на олифе-оксоль менее долговечны и дают более хрупкую пленку, чем краски на натуральной олифе.

Алкидные олифы представляют собой растворы низковязких жирных алкидных смол (60...65 % масла) в уайт-спирите. Их выпускают двух типов: глифталевая (ГФ) и пентафталевая (ПФ). Получают их путем олигомеризации глицерина (или пентаэрит-рита), фталевого ангидрида и ненасыщенных растительных масел. Последние являются внутренними пластификаторами, придающими пленке эластичность.

По атмосферостойкости алкидная олифа почти не уступает натуральной, а по физико-механическим показателям пленки во многом превосходит ее. При этом расход пищевых масел в таких олифах минимальный.

В строительстве в основном используют алкидные олифы для красок и в качестве пластификатора в мастиках и замазках.

Целлюлоза (от латинского cellula - клетка) - полисахарид; самый распространенный природный полимер, образующий стенки растительных клеток. В чистом виде в качестве органического вяжущего целлюлозу не применяют. Она практически не растворяется ни в воде, ни в органических растворителях. Обычно используют простые и сложные эфиры целлюлозы: нитроцеллюлозу, карбоксиметилцеллюлозу и др.

Нитроцеллюлозу (коллоксилин) получают, обрабатывая целлюлозу азотной кислотой (до содержания азота 10..Л2 %). Она легко растворяется в ацетоне, этилацетате; хорошо пластифицируется дибутилфталатом, камфорой. Нитроцеллюлозу применяют для получения лаков, нитроэмалей, шпатлевок и клеев. В смеси с камфорой из нитроцеллюлозы получают целлулоид. Существенным недостатком нитроцеллюлозы является то, что она - легкогорючий материал.

Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) - порошкообразный или волокнистый продукт белого цвета, хорошо растворяющийся в воде. Образующийся с водой вязкий раствор используют в качестве клея для обоев, а также в отделочных композициях для улучшения связности и реологических свойств смеси. Карбоксиметилцеллюлоза биостойка, не токсична, стойка к действию жиров, масел и органических растворителей. Ее в больших количествах используют в строительстве, нефтедобывающей и горнообогатительной промышленности для повышения вязкости воды, в текстильной промышленности как аппретирующее вещество и в полиграфии.

Белковые вещества применяют в строительстве все в меньших объемах из-за их пищевой ценности и недостаточной водо-и биостойкости. В ограниченных количествах находят применение казеин и глютин.

Казеин - порошкообразный продукт, получаемый обработкой кислотой обрата (обезжиренного молока). Казеин плохо растворяется в воде, но хорошо - в щелочных водных растворах. Его применяют для приготовления клеев и мастик, а также после растворения в аммиачной воде (т. е. в виде казеината аммония) для стабилизации латексов в полимерцементных композициях.

Глютин (столярный клей) получают вывариванием из костей, соединительных тканей и кожи животных с последующим упариванием раствора. Поставляют глютин в виде твердых, хрупких плиток или гранул. Для приготовления клея плитки или гранулы заливают холодной водой; при этом они размягчаются и сильно набухают. В набухший глютин добавляют воду и нагревают до образования вязкого раствора - клея. При охлаждении и испарении воды клей переходит в студнеобразное состояние (желируется), а затем затвердевает. Применяют глютиновый клей в столярных (отсюда название - столярный клей) и малярных работах, для приклеивания облицовочных материалов, а также в качестве замедлителя схватывания гипсовых вяжущих.