Хімічні речовини застосовуються на різних стадіях виробничого процесу та в побуті. Однією з таких різновидів є синтетичні смоли. Ці речовини відрізняються складом і сферою застосування. Призначення штучних смол може бути найрізноманітнішим. Залежно від способу виробництва і складу визначаються основні їх характеристики. Про смолах штучного походження піде мова далі.
Загальний опис
Виробництво синтетичних смол активно почалося на початку минулого століття. Штучні полімери мають ряд характерних відмінностей від натуральних різновидів. Справа в тому, що склад, створений людиною, має особливі властивості. Їх можна поставити ще на етапі виготовлення. Склади можуть значно відрізнятися, що визначає область їх застосування.
Щорічно у світі виробляється близько 5 т штучних полімерів. Синтетичні смоли і пластмаси одержують у результаті переробки вугілля, нафти, газу або інших природних компонентів. Хімічні сполуки, які утворюються в такий спосіб, володіють низькою молекулярною масою. Причому вони можуть випускатися не тільки у вигляді липкої густої суміші. Це може бути також порошок або гранульована субстанція.
Синтетичні і натуральні смоли, тверднучи, забезпечують якісне зчеплення з різними матеріалами. У полімерних складів ця характеристика виражена більше. Коли штучна смола твердне, вона може утворювати відмінне зчеплення з бетоном, металом, склом та іншими будматеріалами. Процес твердіння в цьому випадку відбувається під впливом високих температур або каталізаторів. В деяких випадках в процесі створення якісного з’єднанні додатково застосовується пресування.
Деяким штучним сумішам для затвердіння потрібно тільки час. У результаті виходить стійке до різних несприятливих умов речовину, яка не боїться перепадів температури, механічних впливів. Вони не руйнуються під впливом води, луги, кислоти, бензину або масла.
Такі особливості визначають область застосування поданих складів. Вони стабільні, на відміну від природних аналогів, характеризуються високими експлуатаційними якостями. Область їх застосування велика.
Особливості виробництва
Синтетична смола – полімер, який отримують в ході певних хімічних реакцій. В результаті виробляється високомолекулярна сполука, що володіє заданим набором якостей. Смоли штучного походження отримують в результаті поліконденсації або полімеризації. Ці два процеси засновані на різних принципах.
Полімеризація являє собою ряд реакцій, в ході яких з’єднується задану кількість елементарних складових частин у складні молекули. При цьому побічні продукти не утворюються.
Поліконденсація являє собою процес, у ході якого прості молекули перетворюються в складні сполуки, створюючи органічні речовини. Це відбувається шляхом створення нових вуглецевих зв’язків з іншими атомами.
Сьогодні в різних сферах людської діяльності застосовуються обидві різновиди смол. Вибір типу матеріалу залежить від вимог до результату виконуваних робіт. В ході виробництва синтетичних смол і пластмас отримують два різновиди складів:
- термоактивні;
- термопластичні.
Термоактивні смоли штучного походження являють собою речовина, здатна плавитися тільки в певному температурному діапазоні. Якщо ж навколишнє середовище не відповідає заданим рамок, речовина стає неплавким і нерозчинним. Причому подібне властивість з’являється як при підвищенні, так і при зниженні температури понад встановленої межі.
Термопластична смола штучного походження зберігає пластичність і плавкость при будь-яких умовах. В залежності від типу вихідної сировини, способу виробництва може виходити емульсія, порошок, гранули, блоки або листи полімерного матеріалу.
Застосування
Синтетичні і натуральні смоли застосовуються в різних областях діяльності людини. Але штучні варіанти набули більшого поширення завдяки своїм особливим якостям. Простіше перерахувати сфери, де такі речовини не застосовуються, ніж навпаки. Область їх використання обширна.
Однією з основних сфер застосування синтетичних смол є виробництво лаків, фарб, клейових складів, а також абразивів. Завдяки своїй здатності полімеризовані, подібні речовини володіють особливими властивостями, які потрібні в процесах виготовлення штучного каменю, пластика, а також ПВХ.
Завдяки своїй хорошій адгезії смола утворює якісне з’єднання з бетоном, металом, склом, а також цілим переліком інших матеріалів. Штучні полімерні склади стійкі до різних несприятливих умов.
Існує безліч матеріалів на основі синтетичних смол. З полімерів сьогодні виготовляють штучний камінь. З нього виготовляються різні вироби, наприклад, підвіконня, мийки, стільниці і різна меблі.
З таких матеріалів створюється монолітне покриття для підлоги. Застосовуються синтетичні смоли і в деревообробці. Вони дозволяють створити якісне покриття для натуральних матеріалів. В будівництві, різних галузях промислового виробництва використовуються самі різні смоли штучного походження. Навіть в медицині і б’юті-індустрії подібні склади знайшли своє застосування.
Епоксидні смоли
Сьогодні випускається безліч видів синтетичних смол. Найбільш відомі і широко застосовуються полімерні склади слід розглянути докладніше.
Однією з найбільш популярних різновидів є епоксидна смола. Склад може мати рідку консистенцію або проводитися у твердій формі. Це речовина не має кольору. Епоксидні смоли двокомпонентні, вимагають застосування затверджувача. Без каталізатора склад не застигне. Щоб полімеризація проходила швидше, потрібно збільшити температуру смоли.
Епоксидна смола володіє хорошою адгезією. Це дозволяє скріпити кераміку, метал, фаянс і ряд інших матеріалів. У чистому вигляді епоксидна смола схожа на мед.
Це речовина виходить у ході поліконденсації фенолу і эпилхлоридрина. У реакції беруть участь аміни і спирти. У цієї категорії існує кілька речовин, які дещо відрізняються за своїми якостями. Так, полиэпоксиды володіють малою щільністю і здатні добре скріплюватися з металом, каменем. При цьому матеріал практично не дає усадки, стійкий до впливу кислоти.
Епоксидно-диановые речовини неотверждаемого типу – це синтетичні смоли термореактивні. Вони можуть мати відтінок від жовтого до коричневого. В’язкість може бути різною. Це матеріали, які можуть бути як поодинокими, так і твердими. Розчиняється эпоксидно-диановая смола в діоксані, ефірах.
Затверділі різновиди епоксидних смол є нерозчинними. В якості каталізатора можуть застосовуватися поліаміди, фенолформальдегиды і т. д.
Епоксидні полімери застосовуються в ході виробництва клеїв, які застосовуються для створення міцного з’єднання природного каменю, бетону, кераміки і т. д.
Поліефірні та акрилові смоли
У сфері виробництва синтетичних смол і пластмас виділяється такий різновид, як поліефірні склади. Цей матеріал створюється в процесі переробки спиртів. Така смола дозволяє створити менш міцне з’єднання, ніж епоксидний склад. Але завдяки особливостям виробництва поліефірні різновиди коштують дешевше. При цьому з подібними смолами простіше працювати.
Найбільшими споживачами продукції цього типу є галузі авто – і кораблебудування, виробництво освітлювальної техніки. Поліефірні смоли також потрібні при виробництві перегородок, душових кабін і підвіконь. Представлений матеріал легко гнеться після затвердіння, може бути пофарбований за допомогою відповідних складів.
Акрилові синтетичні смоли застосовуються в ході виробництва пластмас, мозаїки, штучного каменю. Також подібні склади широко застосовуються в ході будівельно-ремонтних робіт у ванних кімнатах, душових, при облаштуванні фонтанів, душових кабінок та іншого. Акрилова смола стає твердою швидко. Матеріал менш токсичний, ніж перераховані раніше склади.
Акрилові смоли застосовують в якості самостійного матеріалу або при виготовленні інших складів. В них додають пісок, мармурову крихту, а також різні пігменти. Тому акрил може мати різні відтінки. В цю смолу можна додати не більше 50% додаткових компонентів.
Акрил вимагає застосування затверджувача. Після процесу полімеризації склад виходить абсолютно непористим, що значно підвищує експлуатаційні якості. Це значно розширює область застосування матеріалу. З-за відсутності пір у складі виріб не буде забарвлюватися при попаданні на поверхню фарбувальних речовин. Якщо з акрилу зроблена стільниця, сік буряка не залишить на ній сліду. Матеріал здатний витримати нагрівання до 70 ºС. Форми для виготовлення подібної продукції виготовляють з гіпсу, силікону або скла.
Поліетиленові, поліпропіленові, смоли полівінілхлоридні
Якщо порівнювати смоли природні, і синтетичні, в останніх набагато більше позитивних експлуатаційних якостей. У цю категорію входить безліч інших різновидів складів.
Часто в сучасній промисловості виготовляють і застосовують поліетиленові смоли. Вони володіють високими показниками гнучкості, яка зберігається навіть при значному зниженні температури (аж до -60 º с). Матеріали з поліетиленових смол водостійкі, не піддаються негативному впливу агресивних хімічних речовин. Тому представлена різновид смол застосовується при створенні гідроізоляційної плівки, а також водопровідних комунікацій. З поліетиленових смол виготовляють трубопроводи для хімічно активних речовин, а також предмети для медичного, санітарно-гігієнічного обладнання.
Ще однією популярною різновидом сьогодні є поліпропіленові смоли. Їх отримують в ході полімеризації пропілену. Це газ, який виходить в процесі крекінгу продуктів нафтопереробної промисловості. На основі синтетичних смол з поліпропілену виготовляють труби, декоративні матеріали, непроникні для газу плівки, а також деталі для хімічної апаратури.
Ще однією відомою в сучасній промисловості різновидом смол є полівінілхлорид. Він виходить в ході полімеризації. В процесі застосовується вінілхлорид – газ, який має запах ефіру і не має кольору.
Смола з полівінілхлориду проводиться у вигляді гранул. Матеріал стійкий до високих температур, не втрачає своїх якостей на морозі. Також він має діелектричні властивості. Цей матеріал широко застосовують для виробництва гідроізоляції, лінолеуму, плівки для натяжних стель, декоративних матеріалів і т. д.
Полиизобутил, полістирол, вінілацетат
Широко застосовуються сучасною промисловістю полиизобутиловые смоли, що утворюються в процесі полімеризації при температурі близько 100 ºС. Це матеріал нагадує по виду каучук. Він еластичний, застосовується в якості протикорозійного компонента. Він не пропускає воду, тому металеві поверхні надійно захищені від окислювальних реакцій. З поліізобутилену виготовляють лаки, мастики.
Полістирольні синтетичні смоли отримують за допомогою процесу полімеризації. У результаті виходить безбарвна смола, яка застосовується для виробництва емалей, латексу, а також гідроізоляційних плівок. Також з полімеру створюються утеплювальні матеріали.
Полівінілацетатні смоли являють собою полімери, створені із складного ефіру оцтової кислоти і вінілового спирту. Це безбарвна рідина, характеризується високою рухливістю.
Матеріал не володіє стійкістю до дії лугів і кислот. У воді полівінілацетат слабо набухає. Він розчиняється в складних ефірах і спиртах, а також в ароматичних вуглеводнях.
Матеріал дозволяє створити міцне з’єднання каменю, скла. Тому полівінілацетат широко застосовують при виробництві лаків і клейових складів. При внутрішній обробці будівлі ці матеріали також широко використовують.
Поліакрилатні смоли
На основі акрилової смоли виробляють поликрилатные склади, додаючи при виробництві метакрилової кислоти. Це склоподібна прозора маса, яка застосовується при виробництві різних плівок, розчинів. Наприклад, з поліакрилату створюється матеріал, яким покривають бетон для додання йому водовідштовхувальних якостей. Також з нього виготовляють різні грунтовки для внутрішніх робіт.
Поликонденационные полімери виробляються особливим способом. В ході такого процесу утворюється високомолекулярна речовина допомогою з’єднання значної кількості однотипних або різнотипних молекул. Для цього змішують низькомолекулярні компоненти. Реакція відбувається з виділенням води, аміаку, хлористого водню.
Формальдегідна група
Розглядаючи різновиди синтетичних смол, варто звернути увагу також на формальдегидную групу. Одним з таких речовин є фенолформальдегід. Цю смолу отримують за допомогою з’єднання різних фенолів і формальдегіду.
У результаті виходить речовина, що відрізняється високою міцністю, стійкістю до високих температур. Цей матеріал застосовується при виробництві деревоволокнистих, деревостружкових плит. Також він бере участь в процесі виробництва шаруватого пластику, клейових сумішей, мастик, лаків.
Найвідомішими матеріалами на основі фенолформальдегідних смол є бакелітовий лак, полімер Б. Цей матеріал дозволяє створювати стійкі до хімічних речовин покриття, що застосовується в ході склеювання гарячим способом азбестоцементу, при склеюванні різних будівельних матеріалів.
Аминоформальдегидные склади отримують в результаті поліконденсації меламіну та формальдегіду з сечовиною. При цьому створюються строго регламентовані умови. У результаті виходить безбарвна речовина, яка коштує відносно недорого. Воно застосовується для створення теплоізоляції, клейових складів і шаруватих пластиків.
Поліуретанові смоли
Поліуретанові смоли є полімерами кристалічного типу. Вони характеризуються высокоплавкими якостями. Ці смоли утворюються в процесі реакції диизоцнанатов і багатоатомних спиртів. Речовина плавиться при низькій температурі, володіє незначною гігроскопічністю. Поліуретанова смола стійка до впливу атмосферних явищ, кисню, озону, а також лугів і кислот.
Поліуретани застосовують для створення клеїв. Вони використовуються для склеювання кам’яних плит, інших будівельних матеріалів.
Багато полімери застосовуються у будівельній, деревообробній, машинобудівній та інших галузях сучасного виробництва. Вони володіють необхідними якостями, створюючи довговічні, міцні з’єднання, водонепроникні покриття.
