Строительство. Растворы и бетоны

Полимерные и полимерцементные бетоны, растворы и мастики

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Для облегчения работы с полимерными связующими или для улучшения их свойств используют растворители, пластификаторы и др.

Растворители — летучие жидкости, хорошо совмещающиеся с полимерами, создающие с ними молекулярно-дисперсную, стабильно однородную смесь. Способность растворителей растворять тот или иной полимер зависит от их молекулярного строения. Здесь действует закономерность, которая может быть выражена словами „подобное растворяется в подобном". Так, полистирол, содержащий большое число бензольных колец, хорошо растворяется в ароматических растворителях - бензоле, толуоле и практически нерастворим в алифатических углеводородных растворителях — бензине, уайт-спирите. Полиизобутилен, напротив, хорошо растворяется в алифатических углеводородах.

При выборе растворителей необходимо руководствоваться помимо их растворяющей способности и другими свойствами. Главнейшее из них — скорость испарения, которую характеризуют относительной летучестью, показьшающеи, во сколько раз медленнее по сравнению с ацетоном (он взят за эталон) испаряется испытуемый растворитель при одинаковых условиях:

Ацетон            1          Толуол 2,9

Этилацетат     1,4        Этиловый спирт          4,0

Бензол 1,4        Ксилол 6,5

Бензин „галоша"          1,7        Уайт-спирит    20...30

Дихлорэтан      2,0        Скипидар         30...34

Если скорость испарения очень велика, то возможно его улетучивание в процессе приготовления или при укладке смеси. Испаряющийся растворитель вызывает усадку твердеющего связующего.

Если скорость испарения растворителя мала, то это может вызвать замедление твердения материала и ухудшение его свойств. Так, при использовании термореактивных олигомерных смол может произойти такое явление: часть растворителя, оставаясь в материале после отверждения смолы и испаряясь в дальнейшем, образует в материале поры, снижающие его физико-механические свойства.

Во всех случаях необходимо обоснованно выбирать вид и количество растворителя, помня, что применение растворителя, в особенности в избыточном количестве, приводит к ухудшению свойств затвердевшего полимерного связующего.

К другим не менее важным свойствам растворителей относятся: химическая инертность к составляющим смеси и материалам, на которые наносится смесь, и минимальная токсичность.

По степени уменьшения токсичности растворители располагаются в такой последовательности: дихлорэтан, ксилол, толуол, бензол, ацетон, зтилацетат, уайт-спирит, бензин „галоша", скипидар. При работе с растворителями необходимо строго соблюдать меры безопасности: обеспечивать хорошее проветривание помещений, в которых ведутся работы; в необходимых случаях применять защитные приспособления — перчатки, респираторы.

Органические растворители горючи, а их пары вместе с воздухом при определенной концентрации образуют взрывоопасные смеси. Поэтому в помещениях, где хранятся растворители и работают с ними, надо строго соблюдать правила противопожарной безопасности: нельзя разводить открытый огонь, курить, все подсоединения электрических приборов должны исключать возможность искрообразования. При открывании металлических емкостей, содержащих органические растворители, следует пользоваться инструментом, не вызывающим искрообразования, и закрывать емкости только предназначенными для этой цели пробками.

В зависимости от химического состава органические растворители делятся на углеводородные (алифатические, алициклические, ароматические, нефтяные и терпеновые), кислородосодержащие (кетоны, спирты, эфиры и т. п.) и галогеносодержащие (хлорированные и др.) углеводороды.

Алифатические CnH22 (пентан, изопентан, гексан и др.) и алициклические СиН2и (циклогексан, циклопентан и др.) углеводороды - легколетучие бесцветные жидкости со слабым запахом. Они обладают слабой растворяющей способностью и относительно дороги. В чистом виде для строительных целей применяются крайне редко.

Ароматические углеводороды (бензол СвН6, ксилол, толуол и др.) — бесцветные жидкости с характерным запахом. Они обладают значительно большей, чем алифатические углеводороды, растворяющей способностью, однако их применение ограничивает высокая токсичность. Ароматические растворители хорошо растворяют битум, деготь, каучуки, полистирол, мочевиноформальдегидные, эпоксидные и другие олигомеры и легко смешиваются с другими углеводородными растворителями. В строительной практике чаще других применяют сольвент нефтяной и каменноугольный, представляющие собой, ксилол с примесью других ароматических углеводородов.

Нефтяные растворители — одни из самых дешевых и доступных растворителей, получаемые при фракционировании нефти. Состоят они в основном из смеси алифатических углеводородов с некоторой примесью ароматических. В зависимости от температуры кипения различают следующие виды нефтяных растворителей:

Температура кипения, "С

Петролейный эфир      Г               36...70

Бензин-растворитель „галоша"                80...120

Бензин-растворитель уайт-спирит           165...200

В качестве частичной замены в эти растворители могут добавляться керосин и лигроин.

Терпеновые растворители содержат ненасыщенные углеводороды состава (CsH8)n. В строительстве из этого класса растворителей применяют скипидар (терпеновое масло). Он хорошо растворяет органические масла, насыщенные полиэфирные (глифталевые) полимеры, кумаро-новые смолы, канифоль.

Кетоны — кислородосодержащие растворители, из которых в строительстве наиболее широко применяется ацетон — легкокипящая жидкость с температурой кипения 56°С. Он хорошо растворяет многие полимеры и опигомерные смолы (эпоксидные, фенолформальдегид-ные и др.) и эфиры целлюлозы. Благодаря способности растворять жиры ацетон используют для обезжиривания поверхностей перед нанесением клеящих мастик. Ацетон хорошо смешивается как с органическими растворителями, так и с водой. Недостаток его — гигроскопичность, так как в смеси с водой он хуже растворяет некоторые полимеры и отрицательно действует на физико-механические свойства полимерных материалов.

Спирты — кислородосодержащие растворители, из которых в строительстве применяют только низшие одноатомные спирты-: метиловый и зтиловый. Метиловый спирт (метанол) из-за высокой токсичности применяется ограниченно.

Сложные эфиры — кислородосодержащие растворители, получаемые взаимодействием спиртов с органическими кислотами. Чаще всего применяют зфиры уксусной кислоты (ацетаты): метилацетат, зтилацетат и бутилацетат — прозрачные жидкости с более или менее сильным фруктовым запахом. Это относительно дорогие растворители, применяют их обычно в смеси с другими более дешевыми растворителями.