ДОБАВКИ К ОРГАНИЧЕСКИМ ВЯЖУЩИМ

Органические вяжущие вещества в чистом виде применяют очень редко. В большинстве случаев в них добавляют различные ве­щества, либо облегчающие работу с вяжущими, либо улучшающие их эксплуатационные свойства. К таким добавкам относятся рас­творители, наполнители, пластификаторы, отвердители, инициато­ры отверждения и др.

Растворители применяют для разжижения, т. е. для придания рабочей консистенции краскам, клеям, мастикам и строительным растворам на органических вяжущих. Подробно о растворителях см. п. 18.3. Иногда, напротив, смесям с органическими вяжущими необходимо придать большую вязкость или структурную прочность. Например, клеям и мастикам, наносимым на вертикальную поверх­ность. В таком случае используют тонкодисперсные наполнители, загущающие смесь и придающие ей тиксотропные свойства. Напол­нители, кроме того, вводят в полимерные материалы для снижения их стоимости и придания необходимых свойств: твердости, прочно­сти, износостойкости и др. (подробнее о наполнителях см. п. 15.1). Пластификаторы и стабилизаторы добавляют к полимерам для при­дания им требуемых механических свойств и долговечности. Отвер­дители — необходимый компонент смесей, в которых в качестве вя­жущего использованы термореактивные олигомеры.

Пластификаторы— вещества, вводимые в полимерные материа­лы с целью повышения эластичности и пластичности. Действие пластификатора в упрощенном виде можно представить так. Отно­сительно небольшие молекулы пластификатора, проникая между молекулами полимера, ослабляют межмолекулярные связи и тем самым повышают подвижность полимерных молекул. Пластифика­торы должны хорошо совмещаться с полимером, образуя с ним ус­тойчивую композицию, должны обладать малой летучестью и спо­собностью проявлять пластифицирующее действие не только при нормальной, но и при пониженной температуре.

В строительстве применяют низкомолекулярные и высокомоле­кулярные пластификаторы. Из низкомолекулярных пластификато­ров применяют эфиры фталевой кислоты (фталаты) и эфиры фосфорной кислоты (фосфаты). Среди фталатов наибольшее рас­пространение получил диоктилфталат ДОФ, из фосфатов — трик резилфосфат. ДОФ — прозрачная маслянистая жидкость плотно­стью 980 кг/м , хорошо совмещающаяся со многими полимерами (поливинилхлоридом, поливинилацетатом, эпоксидными смолами и др.).

Высокомолекулярные пластификаторы отличаются высокоэла­стическими свойствами. В пластмассах в качестве пластификаторов используют эпоксидированные масла и олигомерные полиэфиры; битумные материалы пластифицируют добавками эластомеров, на­пример, каучука. Преимущество полимерных пластификаторов над низкомолекулярными состоит в том, что они не летучи и не экстра­гируются из материала растворителями.

Отвердители — вещества, вызывающие отверждение термореак­тивных олигомеров, т. е. связывающие относительно короткие ли­нейные молекулы органического вяжущего в крупные трехмерные (сетчатые) молекулы. По характеру действия эти вещества делят на две группы: собственно отвердители и инициаторы (или катализа­торы) отверждения.

Отвердителями термореактивных олигомеров служат полифунк­циональные (как минимум, бифункциональные) вещества. Эти ве­щества своими функциональными группами соединяются с молеку­лами олигомера, образуя как бы поперечные мостики (поэтому и нужны как минимум две функциональные группы). Потребное ко­личество отвердителя определяется числом функциональных групп в молекуле олигомера и самого отвердителя.

Для фенолоформальдегидных полимеров в качестве отвердителя применяют уротропин (гексаметилентетраамин), распадающийся при нагревании на три молекулы формальдегида, который и произ­водит сшивку. Эпоксидные смолы отверждают полифункциональ­ными аминами (наибольшее распространение получил полиэтилен-полиамин — ПЭПА).

Инициаторы отверждения — вещества, распадающиеся в услови­ях отверждения с образованием свободных радикалов, инициирую­щих соединение молекул олигомеров друг с другом. Так, для нена­сыщенных полиэфирных смол применяют перекисные инициато­ры, например гидроперекись изопропилбензола — «гипериз». Так как перекиси распадаются относительно медленно, добавляют ве­щества — ускорители отверждения, в данном случае — ускоритель НК (нафтенат кобальта). Ускоритель и инициатор вместе называ­ются отверждающей системой. Необходимо помнить, что смеши­вать непосредственно инициатор с ускорителем категорически вос­прещается, так как это может привести к взрыву с выбросом ток­сичных веществ. Принято раздельно смешивать инициатор с частью олигомера, а ускоритель с оставшейся частью, а затем соединяют эти смеси.

При отверждении некоторых термореактивных олигомеров, способных к самоотверждению при определенной реакции среды (определенном рН), используют вещества, создающие необходимую реакцию среды: кислоты или щелочи. Так, для отверждения мочевино- и меламиноформальдегидных смол добавляют кислоты — контакт Петрова, бензосульфокислоту, соляную кислоту и т. п.

Контрольные вопросы

1. Какие виды органических вяжущих веществ вы знаете?

2. В чем различие тер­мопластичных и термореактивных вяжущих?

3. Каковы общие свойства битумов и дегтей? В чем их различия?

4. Что такое пек?

5. Назовите основные свойства термо­пластичных полимеров.

6. Какие термопластичные полимеры применяют в строи­тельстве?

7. Расскажите, что такое поливинилацетатная дисперсия.

8. Назовите ос­новные свойства термореактивных полимеров. Что такое олигомеры?

9. Расскажите о свойствах фенолформальдегидных, карбамидных и эпоксидных полимеров.

10. Что такое каучуки?

11. Расскажите о свойствах дивинилстирольного латекса.

12. Что та­кое полиизобутилен?

13. Какие производные целлюлозы применяют в отделочных работах?

14. Что такое пластификаторы, отвердители, инициаторы и ускорители?

Контрольные вопросы по ЛПЗ № 13

1. Что представляют собой нефтяные битумы?

2. Как определяют вязкость битума?

3. Изложите методику определения растяжимости битума.

4. Изложите последовательность определения температуры размягчения битума.

5. Как определить температуру вспышки битума?

6. Приведите примеры марок строительных битумов и пока­затели их физико-механических свойств.