Syntetické živice: výroba, zloženie, štruktúra a rozsah

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Chemikálie sa používajú v rôznych fázach výrobného procesu av každodennom živote. Jednou z týchto odrôd sú syntetické živice. Tieto látky sa líšia zložením a rozsahom. Účel umelých živíc môže byť veľmi rôznorodý. V závislosti od spôsobu výroby a zloženia sa určujú ich hlavné charakteristiky. O umelých živiciach sa bude diskutovať ďalej.

Všeobecný popis

Výroba syntetických živíc začala aktívne začiatkom minulého storočia. Umelé polyméry majú množstvo charakteristických rozdielov od prírodných odrôd. Faktom je, že kompozícia vytvorená človekom má špeciálne vlastnosti. Môžu byť nastavené vo fáze výroby. Formulácie sa môžu výrazne líšiť, čo určuje ich rozsah.

V súčasnosti sa na svete ročne vyrobí asi 5 ton umelých polymérov. Syntetické živice a plasty sa získavajú spracovaním uhlia, ropy, plynu alebo iných prírodných zložiek. Chemické zlúčeniny, ktoré sa získajú týmto spôsobom, majú nízku molekulovú hmotnosť. Navyše sa dajú vyrábať nielen vo forme lepkavej hustej zmesi. Môže to byť aj prášok alebo granulovaná látka.

Syntetické a prírodné živice, vytvrdzujúce, poskytujú vysokokvalitnú priľnavosť k rôznym materiálom. V polymérnych kompozíciách je táto charakteristika výraznejšia. Keď umelá živica vytvrdne, môže vytvoriť vynikajúcu priľnavosť k betónu, kovu, sklu a iným stavebným materiálom. Proces vytvrdzovania v tomto prípade prebieha pod vplyvom vysokých teplôt alebo katalyzátorov. V niektorých prípadoch sa lisovanie používa dodatočne v procese vytvárania vysokokvalitného spojenia.

Niektoré umelé zlúčeniny potrebujú na vyliečenie len čas. Výsledkom je látka odolná voči rôznym nepriaznivým podmienkam, ktorá sa nebojí teplotných zmien, mechanických vplyvov. Nezničí ich voda, zásady, kyseliny, benzín ani olej.

Takéto vlastnosti určujú rozsah prezentovaných formulácií. Sú stabilné, na rozdiel od prírodných analógov, vyznačujú sa vysokým výkonom. Rozsah ich aplikácie je rozsiahly.

Výrobné funkcie

Syntetická živica je polymér, ktorý sa získava počas určitých chemických reakcií. Výsledkom je, že s daným súborom sa vyrába vysokomolekulárna zlúčeninakvality. Živice umelého pôvodu sa získavajú ako výsledok polykondenzácie alebo polymerizácie. Tieto dva procesy sú založené na rôznych princípoch.

Polymerizácia je séria reakcií, počas ktorých sa daný počet elementárnych zložiek spája do komplexných molekúl. V tomto prípade nevznikajú žiadne vedľajšie produkty.

Polykondenzácia je proces, pri ktorom sa jednoduché molekuly premieňajú na zložité zlúčeniny, čím vznikajú organické látky. To sa deje vytvorením nových uhlíkových väzieb s inými atómami.

V súčasnosti sa oba typy živíc používajú v rôznych oblastiach ľudskej činnosti. Výber druhu materiálu závisí od požiadaviek na výsledok vykonanej práce. Pri výrobe syntetických živíc a plastov sa získavajú dva typy zlúčenín:

• thermoactive;
• termoplast.

Termosetové živice umelého pôvodu sú látkou, ktorá sa môže topiť len v určitom teplotnom rozsahu. Ak prostredie nezodpovedá danému rámcu, látka sa stáva netaviteľnou a nerozpustnou. Navyše, podobná vlastnosť sa objavuje pri zvýšení aj znížení teploty nad stanovený limit.

Termoplastická živica umelého pôvodu si zachováva plasticitu a tavivosť za akýchkoľvek podmienok. V závislosti od typu suroviny, spôsobu výroby je možné získať emulziu, prášok, granule, bloky alebo listy polymérneho materiálu.

Aplikácia

Syntetické a prírodné živice sa používajú v rôznych oblastiach ľudskej činnosti. Umelé možnosti sa však vďaka svojim špeciálnym vlastnostiam rozšírili. Jednoduchšie je vymenovať oblasti, kde sa takéto látky nepoužívajú, ako naopak. Rozsah ich použitia je široký.

Jednou z hlavných aplikácií syntetických živíc je výroba lakov, farieb, lepidiel a brusív. Vďaka svojej schopnosti polymerizácie majú tieto látky špeciálne vlastnosti, ktoré sa vyžadujú pri výrobe umelého kameňa, plastov a PVC.

Vďaka svojej dobrej priľnavosti tvorí živica kvalitné spojenie s betónom, kovom, sklom a celým radom ďalších materiálov. Umelé polymérové zlúčeniny sú odolné voči rôznym nepriaznivým podmienkam.

Existuje veľa materiálov na báze syntetických živíc. Dnes sa umelý kameň vyrába z polymérov. Vyrábajú sa z neho rôzne produkty, ako sú parapety, umývadlá, dosky a rôzny nábytok.

Z takýchto materiálov vzniká monolitická podlahová krytina. Syntetické živice sa používajú aj pri spracovaní dreva. Umožňujú vytvoriť vysokokvalitný náter na prírodné materiály. V stavebníctve sa používajú rôzne odvetvia priemyselnej výroby, rôzne živice umelého pôvodu. Dokonca aj v medicíne a kozmetickom priemysle našli takéto zlúčeniny svoje uplatnenie.

Epoxidové živice

V súčasnosti sa vyrába veľa druhov syntetických živíc. Najznámejšie a najpoužívanejšie polymérne kompozície by sa mali zvážiť podrobnejšie.

Jednou z najobľúbenejších odrôd je epoxidová živica. Kompozícia môže mať tekutú konzistenciu alebo môže byť vyrobená v pevnej forme. Táto látka je bezfarebná. Epoxidové živice sú dvojzložkové, vyžadujú použitie tužidla. Bez katalyzátora kompozícia nestvrdne. Ak chcete polymerizovať rýchlejšie, musíte zvýšiť teplotu živice.

Epoxid má dobrú priľnavosť. To vám umožní upevniť keramiku, kov, fajansu a množstvo ďalších materiálov. Vo svojej najčistejšej forme je epoxid podobný medu.

Táto látka sa získava počas polykondenzácie fenolu a epilchloridínu. Na reakcii sa zúčastňujú aj amíny a alkoholy. V tejto kategórii je viacero látok, ktoré sa svojimi vlastnosťami trochu líšia. Polyepoxidy majú teda nízku hustotu a sú schopné sa dobre spájať s kovom, kameňom. Zároveň sa materiál prakticky nezráža, je odolný voči kyselinám.

Nevytvrdzujúce epoxidové diány sú termosetové syntetické živice. Môžu mať žltú až hnedú farbu. Viskozita sa môže líšiť. Sú to materiály, ktoré môžu byť kvapalné alebo pevné. Epoxy-Dian živica sa rozpúšťa v dioxáne, éteroch.

Vytvrdené epoxidové živice sú nerozpustné. Ako katalyzátor možno použiť polyamidy, fenolformaldehydy atď.

Epoxidové živice sa používajú pri výrobe lepidiel, ktoré sa používajú na vytvorenie pevných spojov medzi prírodným kameňom, betónom, keramikou atď.

Polyesterové a akrylové živice

Pri výrobe syntetických živíc a plastov vyniká rozmanitosť polyesterových zlúčenín. Tento materiál vzniká pri spracovaní alkoholov. Takáto živica umožňuje vytvoriť menej odolné spojenie ako epoxidová zmes. Ale kvôli zvláštnostiam výroby sú polyesterové odrody lacnejšie. Zároveň sa s týmito živicami ľahšie pracuje.

Najväčšími spotrebiteľmi tohto typu produktov sú automobilový a lodiarsky priemysel, výroba osvetľovacích zariadení. Polyesterové živice sú potrebné aj pri výrobe priečok, spŕch a parapetov. Prezentovaný materiál sa po vytvrdnutí ľahko ohýba, môže byť natretý vhodnými zmesami.

Akrylové syntetické živice sa používajú pri výrobe plastov, mozaík, umelého kameňa. Takéto kompozície sú tiež široko používané pri stavebných a opravárenských prácach v kúpeľniach, sprchách, pri usporiadaní fontán, spŕch a iných vecí. Akrylová živica rýchlo vytvrdzuje. Materiál je menej toxický ako predtým uvedené formulácie.

Akrylové živice sa používajú ako samostatný materiál alebo pri výrobe iných kompozícií. Pridávajú piesok, mramorové štiepky, ako aj rôzne pigmenty. Preto akryl môže mať rôzne odtiene. Do tejto živice je možné pridať maximálne 50 % ďalších komponentov.

Akryl vyžaduje tužidlo. Po procese polymerizácie je kompozícia úplne neporézna, čo výrazne zlepšuje výkon. To výrazne rozširuje rozsah materiálu. Vzhľadom na neprítomnosť pórov v kompozícii nebude produkt natretý, keď farbiace látky vstúpia na povrch. Ak je pracovná doska vyrobená z akrylu, repná šťava na nej nezanechá stopy. Materiál je schopný vydržať ohrev až do 70 ºС. Formy na výrobu takýchto výrobkov sú vyrobené zo sadry, silikónu alebo skla.

Polyetylén, polypropylén, polyvinylchloridové živice

Pri porovnaní prírodných a syntetických živíc majú tieto živice oveľa pozitívnejšie vlastnosti. Táto kategória zahŕňa mnoho ďalších druhov skladieb.

V modernom priemysle sa často vyrábajú a používajú polyetylénové živice. Majú vysokú mieru flexibility, ktorá sa udržiava aj pri výraznom poklese teploty (až do -60 ° C). Materiály vyrobené z polyetylénových živíc sú vodotesné, nepodliehajú negatívnym účinkom agresívnych chemikálií. Preto sa prezentovaná paleta živíc používa na vytvorenie hydroizolačného filmu, ako aj inštalatérske komunikácie. Polyetylénové živice sa používajú na výrobu potrubí pre chemicky aktívne látky, ako aj položky pre zdravotnícke, sanitárne a hygienické zariadenia.

Ďalšou populárnou odrodou sú dnes polypropylénové živice. Získavajú sa počas polymerizácie propylénu. Ide o plyn, ktorý sa získava v procese krakovania produktov.ropný rafinérsky priemysel. Polypropylén na báze syntetických živíc sa používa na výrobu rúr, dekoratívnych materiálov, plynotesných fólií, ako aj dielov pre chemické zariadenia.

Ďalší typ živice známy v modernom priemysle je polyvinylchlorid. Získava sa počas polymerizácie. Tento proces využíva vinylchlorid, plyn, ktorý vonia ako éter a je bezfarebný.

PVC živica sa vyrába vo forme granúl. Materiál je odolný voči vysokým teplotám, nestráca svoje vlastnosti v chlade. Má tiež dielektrické vlastnosti. Tento materiál je široko používaný na výrobu hydroizolácií, linolea, fólií na strečové stropy, dekoratívnych materiálov atď.

Polyizobutyl, polystyrén, vinylacetát

Polyizobutylové živice sú široko používané v modernom priemysle, ktoré sa získavajú v procese polymerizácie pri teplote okolo 100 ºС. Tento materiál svojím vzhľadom pripomína gumu. Je elastický, používa sa ako antikorózna zložka. Neprepúšťa vodu, takže kovové povrchy sú spoľahlivo chránené pred oxidačnými reakciami. Laky a tmely sú vyrobené z polyizobutylénu.

Polystyrénové syntetické živice sa získavajú procesom polymerizácie. Výsledkom je bezfarebná živica, ktorá sa používa na výrobu emailov, latexu a hydroizolačných fólií. Z polyméru sú vytvorené aj izolačné materiály.

Polyvinylacetátové živice súpolyméry vytvorené z esteru kyseliny octovej a vinylalkoholu. Je to bezfarebná kvapalina s vysokou pohyblivosťou.

Materiál nie je odolný voči zásadám a kyselinám. Polyvinylacetát vo vode mierne napučiava. Je rozpustný v esteroch a alkoholoch, ako aj v aromatických uhľovodíkoch.

Materiál umožňuje vytvoriť pevné spojenie kameňa, skla. Preto je polyvinylacetát široko používaný pri výrobe lakov a lepidiel. Vo výzdobe interiéru budovy sú tieto materiály tiež široko používané.

Polyakrylátové živice

Na báze akrylovej živice sa vyrábajú polyakrylátové zlúčeniny s pridaním kyseliny metakrylovej počas výroby. Ide o sklovitú priehľadnú hmotu, ktorá sa používa pri výrobe rôznych fólií, roztokov. Napríklad polyakrylát sa používa na vytvorenie materiálu, ktorý sa nanáša na betón, aby bol vodoodpudivý. Používa sa aj na výrobu rôznych základných náterov pre interiérové práce.

Polykondenzačné polyméry sa vyrábajú špeciálnym spôsobom. V priebehu takéhoto procesu vzniká vysokomolekulárna látka spojením značného počtu molekúl rovnakého alebo rôznych typov. Na tento účel sa zmiešajú zložky s nízkou molekulovou hmotnosťou. Reakcia prebieha za uvoľnenia vody, amoniaku, chlorovodíka.

Skupina formaldehydu

Vzhľadom na rôzne druhy syntetických živíc by ste mali venovať pozornosť aj skupine formaldehydov. Jednou z takýchto látok je fenolformaldehyd. Totoživica sa získava spojením rôznych fenolov a formaldehydu.

Výsledkom je látka, ktorá je vysoko trvácna a odolná voči vysokým teplotám. Tento materiál sa používa pri výrobe drevovláknitých dosiek, drevotrieskových dosiek. Venuje sa aj výrobe laminátov, lepidiel, tmelov, lakov.

Najznámejšími materiálmi na báze fenolformaldehydových živíc sú bakelitový lak, polymér B. Tento materiál umožňuje vytvárať chemicky odolné nátery, používané pri spájaní azbestocementu za tepla pri lepení rôznych stavebných materiálov.

Aminoformaldehydové zlúčeniny sa získavajú polykondenzáciou melamínu a formaldehydu s močovinou. Zároveň sú vytvorené prísne regulované podmienky. Výsledkom je bezfarebná látka, ktorá je relatívne lacná. Používa sa na výrobu tepelnej izolácie, lepidiel a laminátov.

Polyuretánové živice

Polyuretánové živice sú polyméry kryštalického typu. Vyznačujú sa vysokou kvalitou tavenia. Tieto živice sa získavajú reakciou diizonanátov a viacsýtnych alkoholov. Látka sa topí pri nízkej teplote, má miernu hygroskopickosť. Polyuretánová živica je odolná voči poveternostným vplyvom, kyslíku, ozónu, zásadám a kyselinám.

Polyuretány sa používajú na výrobu lepidiel. Používajú sa na lepenie kamenných platní, inéstavebné materiály.

Veľa polymérov sa používa v stavebníctve, drevospracujúcom priemysle, strojárstve a iných odvetviach modernej výroby. Majú požadované vlastnosti, vytvárajú odolné, pevné spoje, vodotesné nátery.