Sintētiskie sveķi: ražošana, sastāvs, struktūra un apjoms

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Ķīmiskās vielas tiek izmantotas dažādos ražošanas procesa posmos un ikdienā. Viena no šīm šķirnēm ir sintētiskie sveķi. Šīs vielas atšķiras pēc sastāva un darbības jomas. Mākslīgo sveķu mērķis var būt ļoti dažāds. Atkarībā no ražošanas metodes un sastāva tiek noteiktas to galvenās īpašības. Mākslīgie sveķi tiks apspriesti tālāk.

Vispārīgs apraksts

Sintētisko sveķu ražošana tika aktīvi sākta pagājušā gadsimta sākumā. Mākslīgajiem polimēriem ir vairākas raksturīgas atšķirības no dabiskajām šķirnēm. Fakts ir tāds, ka cilvēka radītajam sastāvam ir īpašas īpašības. Tos var iestatīt ražošanas stadijā. Formulācijas var ievērojami atšķirties, kas nosaka to darbības jomu.

Šodien pasaulē katru gadu tiek saražotas aptuveni 5 tonnas mākslīgo polimēru. Sintētiskos sveķus un plastmasu iegūst, apstrādājot ogles, naftu, gāzi vai citus dabiskos komponentus. Šādā veidā iegūtajiem ķīmiskajiem savienojumiem ir zema molekulmasa. Turklāt tos var ražot ne tikai lipīga bieza maisījuma veidā. Tas var būt arī pulveris vai granulēta viela.

Sintētiskie un dabīgie sveķi, cietināšana, nodrošina kvalitatīvu saķeri ar dažādiem materiāliem. Polimēru kompozīcijās šī īpašība ir izteiktāka. Mākslīgie sveķi, sacietējot, var veidot lielisku saķeri ar betonu, metālu, stiklu un citiem būvmateriāliem. Sacietēšanas process šajā gadījumā notiek augstas temperatūras vai katalizatoru ietekmē. Dažos gadījumos augstas kvalitātes savienojuma izveides procesā papildus tiek izmantota nospiešana.

Dažiem mākslīgiem savienojumiem ir nepieciešams tikai laiks, lai izārstētos. Rezultāts ir pret dažādiem nelabvēlīgiem apstākļiem izturīga viela, kas nebaidās no temperatūras izmaiņām, mehāniskām ietekmēm. Tos neiznīcina ūdens, sārmi, skābe, benzīns vai eļļa.

Šādas pazīmes nosaka iesniegto formulējumu darbības jomu. Tie ir stabili, atšķirībā no dabiskajiem analogiem, tiem raksturīga augsta veiktspēja. To piemērošanas joma ir plaša.

Ražošanas funkcijas

Sintētiskie sveķi ir polimērs, ko iegūst noteiktu ķīmisko reakciju laikā. Rezultātā ar noteiktu komplektu tiek ražots augsts molekulārais savienojumsīpašības. Mākslīgās izcelsmes sveķi tiek iegūti polikondensācijas vai polimerizācijas rezultātā. Šie divi procesi ir balstīti uz dažādiem principiem.

Polimerizācija ir reakciju virkne, kuras laikā noteikts skaits elementāru sastāvdaļu tiek apvienotas sarežģītās molekulās. Šajā gadījumā neveidojas nekādi blakusprodukti.

Polikondensācija ir process, kurā vienkāršas molekulas tiek pārvērstas sarežģītos savienojumos, radot organiskas vielas. Tas notiek, veidojot jaunas oglekļa saites ar citiem atomiem.

Šodien abu veidu sveķus izmanto dažādās cilvēka darbības jomās. Materiāla veida izvēle ir atkarīga no prasībām attiecībā uz veiktā darba rezultātu. Sintētisko sveķu un plastmasas ražošanā tiek iegūti divu veidu savienojumi:

• termoaktīvs;
• termoplastiska.

Mākslīgās izcelsmes termoreaktīvie sveķi ir viela, kas var kust tikai noteiktā temperatūras diapazonā. Ja vide neatbilst dotajam karkasam, viela kļūst neplūstoša un nešķīstoša. Turklāt līdzīga īpašība parādās gan ar temperatūras paaugstināšanos, gan pazemināšanos virs noteiktās robežas.

Mākslīgās izcelsmes termoplastiskie sveķi saglabā plastiskumu un kausējamību jebkuros apstākļos. Atkarībā no izejvielas veida, ražošanas metodes var iegūt emulsiju, pulveri, granulas, blokus vai polimēru materiāla loksnes.

Pieteikums

Sintētiskie un dabīgie sveķi tiek izmantoti dažādās cilvēka darbības jomās. Bet mākslīgās iespējas ir kļuvušas plašākas to īpašo īpašību dēļ. Vienkāršāk ir uzskaitīt jomas, kurās šādas vielas netiek izmantotas, nekā otrādi. To izmantošanas joma ir plaša.

Viens no galvenajiem sintētisko sveķu pielietojumiem ir laku, krāsu, līmvielu un abrazīvu ražošana. Pateicoties to spējai polimerizēties, šādām vielām ir īpašas īpašības, kas nepieciešamas mākslīgā akmens, plastmasas un PVC ražošanā.

Labās adhēzijas dēļ sveķi veido kvalitatīvu saiti ar betonu, metālu, stiklu un veselu sarakstu ar citiem materiāliem. Mākslīgie polimēru savienojumi ir izturīgi pret dažādiem nelabvēlīgiem apstākļiem.

Ir daudz materiālu, kuru pamatā ir sintētiskie sveķi. Mūsdienās mākslīgais akmens ir izgatavots no polimēriem. No tā tiek izgatavoti dažādi izstrādājumi, piemēram, palodzes, izlietnes, darba virsmas un dažādas mēbeles.

No šādiem materiāliem tiek izveidots monolīts grīdas segums. Sintētiskos sveķus izmanto arī kokapstrādē. Tie ļauj izveidot kvalitatīvu pārklājumu dabīgiem materiāliem. Būvniecībā tiek izmantotas dažādas rūpnieciskās ražošanas nozares, dažādi mākslīgas izcelsmes sveķi. Pat medicīnā un skaistumkopšanas nozarē šādi savienojumi ir atraduši savu pielietojumu.

Epoksīdsveķi

Šodien tiek ražoti daudzi sintētisko sveķu veidi. Sīkāk jāapsver slavenākās un plaši izmantotās polimēru kompozīcijas.

Viena no populārākajām šķirnēm ir epoksīdsveķi. Sastāvam var būt šķidra konsistence vai to var ražot cietā veidā. Šī viela ir bezkrāsains. Epoksīda sveķi ir divkomponentu, tiem nepieciešams izmantot cietinātāju. Bez katalizatora sastāvs nesacietēs. Lai polimerizētos ātrāk, jums jāpaaugstina sveķu temperatūra.

Epoksīdam ir laba adhēzija. Tas ļauj piestiprināt keramiku, metālu, fajansa un vairākus citus materiālus. Tīrākā veidā epoksīds ir līdzīgs medum.

Šo vielu iegūst fenola un epihloridrīna polikondensācijas laikā. Reakcijā piedalās arī amīni un spirti. Šajā kategorijā ir vairākas vielas, kuru īpašības nedaudz atšķiras. Tātad poliepoksīdiem ir zems blīvums un tie spēj labi savienoties ar metālu, akmeni. Tajā pašā laikā materiāls praktiski nesaraujas, ir izturīgs pret skābi.

Necietējoša tipa epoksīdsveķi ir termoreaktīvi sintētiskie sveķi. Tie var būt no dzeltenas līdz brūnai krāsai. Viskozitāte var atšķirties. Tie ir materiāli, kas var būt gan šķidri, gan cieti. Epoksīda-diāna sveķi izšķīst dioksānā, ēteros.

Sacietējuši epoksīdsveķi ir nešķīstoši. Kā katalizatoru var izmantot poliamīdus, fenola formaldehīdus utt.

Epoksīda sveķus izmanto līmju ražošanā, ko izmanto, lai izveidotu spēcīgas saites starp dabīgo akmeni, betonu, keramiku utt.

Poliestera un akrila sveķi

Sintētisko sveķu un plastmasas ražošanā izceļas tāda dažādība kā poliestera savienojumi. Šis materiāls rodas spirtu pārstrādes laikā. Šādi sveķi ļauj izveidot mazāk izturīgu savienojumu nekā epoksīda savienojums. Bet ražošanas īpatnību dēļ poliestera šķirnes ir lētākas. Tajā pašā laikā ar šiem sveķiem ir vieglāk strādāt.

Lielākie šāda veida produktu patērētāji ir automobiļu un kuģubūves nozares, apgaismes iekārtu ražošana. Poliestera sveķi nepieciešami arī starpsienu, dušu un palodžu ražošanā. Iesniegtais materiāls pēc sacietēšanas ir viegli izliekts, krāsojams ar atbilstošiem savienojumiem.

Akrila sintētiskie sveķi tiek izmantoti plastmasas, mozaīkas, mākslīgā akmens ražošanā. Tāpat šādas kompozīcijas tiek plaši izmantotas celtniecības un remontdarbu gaitā vannas istabās, dušās, strūklaku, dušu un citu lietu iekārtošanā. Akrila sveķi ātri sacietē. Materiāls ir mazāk toksisks nekā iepriekš uzskaitītie preparāti.

Akrila sveķus izmanto kā neatkarīgu materiālu vai citu kompozīciju ražošanā. Tie pievieno smiltis, marmora skaidas, kā arī dažādus pigmentus. Tāpēc akrilam var būt dažādi toņi. Šiem sveķiem var pievienot ne vairāk kā 50% papildu komponentu.

Akrilam nepieciešams cietinātājs. Pēc polimerizācijas procesa kompozīcija ir pilnīgi neporaina, kas būtiski uzlabo veiktspēju. Tas ievērojami paplašina materiāla apjomu. Tā kā sastāvā nav poru, produkts netiks krāsots, kad uz virsmas nokļūst krāsvielas. Ja darba virsma ir izgatavota no akrila, biešu sula uz tās neatstās pēdas. Materiāls spēj izturēt karsēšanu līdz 70 ºС. Veidnes šādu izstrādājumu ražošanai ir izgatavotas no ģipša, silikona vai stikla.

Polietilēns, polipropilēns, polivinilhlorīda sveķi

Salīdzinot dabiskos un sintētiskos sveķus, pēdējiem ir daudz pozitīvāks sniegums. Šajā kategorijā ietilpst daudzas citas kompozīciju šķirnes.

Bieži mūsdienu rūpniecībā tiek izgatavoti un izmantoti polietilēna sveķi. Viņiem ir augsts elastības līmenis, kas tiek saglabāts pat ar ievērojamu temperatūras pazemināšanos (līdz -60 ºС). Materiāli, kas izgatavoti no polietilēna sveķiem, ir ūdensizturīgi, nav pakļauti agresīvu ķīmisko vielu negatīvajai ietekmei. Tāpēc piedāvātā sveķu dažādība tiek izmantota, lai izveidotu hidroizolācijas plēvi, kā arī santehnikas komunikācijas. Polietilēna sveķus izmanto ķīmiski aktīvo vielu cauruļvadu, kā arī medicīnas, sanitārā un higiēnas aprīkojuma priekšmetu izgatavošanai.

Cita mūsdienās populāra šķirne ir polipropilēna sveķi. Tos iegūst propilēna polimerizācijas laikā. Šī ir gāze, ko iegūst produktu plaisāšanas procesā.naftas pārstrādes rūpniecība. Uz sintētisko sveķu bāzes izgatavots polipropilēns, ko izmanto cauruļu, dekoratīvo materiālu, gāzi necaurlaidīgo plēvju, kā arī ķīmisko iekārtu detaļu izgatavošanai.

Vēl viens mūsdienu rūpniecībā pazīstams sveķu veids ir polivinilhlorīds. To iegūst polimerizācijas laikā. Procesā izmanto vinilhlorīdu - gāzi, kas smaržo pēc ētera un ir bezkrāsaina.

PVC sveķi tiek ražoti granulu veidā. Materiāls ir izturīgs pret augstām temperatūrām, nezaudē savas īpašības aukstumā. Tam ir arī dielektriskās īpašības. Šo materiālu plaši izmanto hidroizolācijas, linoleja, stiepļu griestu plēvju, dekoratīvo materiālu uc ražošanā.

Poliizobutils, polistirols, vinilacetāts

Mūsdienu rūpniecībā plaši izmanto poliizobutila sveķus, kurus iegūst polimerizācijas procesā aptuveni 100 ºС temperatūrā. Šis materiāls pēc izskata atgādina gumiju. Tas ir elastīgs, tiek izmantots kā pretkorozijas komponents. Tas neļauj ūdenim iziet cauri, tāpēc metāla virsmas ir droši aizsargātas no oksidatīvām reakcijām. Lakas un mastikas ir izgatavotas no poliizobutilēna.

Polistirola sintētiskie sveķi tiek iegūti polimerizācijas procesā. Rezultātā tiek iegūti bezkrāsaini sveķi, kurus izmanto emalju, lateksa un hidroizolācijas plēvju ražošanai. No polimēra tiek veidoti arī izolācijas materiāli.

Polivinilacetāta sveķi irpolimēri, kas izveidoti no etiķskābes un vinilspirta estera. Tas ir bezkrāsains šķidrums ar augstu mobilitāti.

Materiāls nav izturīgs pret sārmiem un skābēm. Polivinilacetāts ūdenī nedaudz uzbriest. Tas šķīst esteros un spirtos, kā arī aromātiskajos ogļūdeņražos.

Materiāls ļauj izveidot spēcīgu akmens, stikla savienojumu. Tāpēc polivinilacetātu plaši izmanto laku un līmju ražošanā. Ēkas iekšējā apdarē šie materiāli tiek plaši izmantoti arī.

Poliakrilāta sveķi

Uz akrila sveķu bāzes tiek ražoti poliakrilāta savienojumi, ražošanas laikā pievienojot metakrilskābi. Šī ir stiklveida caurspīdīga masa, ko izmanto dažādu plēvju, šķīdumu ražošanā. Piemēram, poliakrilātu izmanto, lai izveidotu materiālu, kas tiek pārklāts ar betonu, lai padarītu to ūdeni atgrūdošu. To izmanto arī dažādu gruntskrāsu izgatavošanai iekšdarbiem.

Polikondensācijas polimēri tiek ražoti īpašā veidā. Šāda procesa gaitā, apvienojot ievērojamu skaitu vienāda vai dažāda veida molekulu, veidojas viela ar lielu molekulmasu. Šim nolūkam tiek sajaukti zemas molekulmasas komponenti. Reakcija notiek ar ūdens, amonjaka, hlorūdeņraža izdalīšanos.

Formaldehīda grupa

Ņemot vērā sintētisko sveķu šķirnes, jāpievērš uzmanība arī formaldehīda grupai. Viena no šādām vielām ir fenola formaldehīds. Šissveķus iegūst, kombinējot dažādus fenolus un formaldehīdu.

Rezultāts ir viela, kas ir ļoti izturīga un izturīga pret augstām temperatūrām. Šo materiālu izmanto kokšķiedru plātņu, skaidu plātņu ražošanā. Viņš nodarbojas arī ar laminātu, līmju, mastikas, laku ražošanu.

Slavenākie materiāli, kuru pamatā ir fenola-formaldehīda sveķi, ir bakelīta laka, polimērs B. Šis materiāls ļauj izveidot ķīmiski izturīgus pārklājumus, ko izmanto azbestcementa karstai līmēšanai, līmējot dažādus būvmateriālus.

Aminoformaldehīda savienojumus iegūst, polikondensējot melamīnu un formaldehīdu ar urīnvielu. Tajā pašā laikā tiek radīti stingri reglamentēti nosacījumi. Rezultāts ir bezkrāsaina viela, kas ir salīdzinoši lēta. To izmanto, lai izveidotu siltumizolāciju, līmvielas un laminātus.

Poliuretāna sveķi

Poliuretāna sveķi ir kristāliska tipa polimēri. Tiem ir raksturīgas augstas kušanas īpašības. Šos sveķus iegūst, reaģējot diizokanātiem un daudzvērtīgiem spirtiem. Viela kūst zemā temperatūrā, tai ir neliela higroskopiskums. Poliuretāna sveķi ir izturīgi pret laikapstākļiem, skābekli, ozonu, sārmiem un skābēm.

Līmju veidošanai izmanto poliuretānus. Tos izmanto akmens plātņu, citubūvmateriāli.

Daudzus polimērus izmanto celtniecībā, kokapstrādes, mašīnbūves un citās mūsdienu ražošanas nozarēs. Tiem ir vajadzīgās īpašības, radot izturīgus, spēcīgus savienojumus, ūdensnecaurlaidīgus pārklājumus.