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 улучшающиеих 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. 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, загущаю-щие смесь и придающие ей тиксотропные свойства. Наполнители, кроме того, вводят в полимерные материалы для снижения их стои­мости и придания необходимых свойств: твердости, прочности, из-носостойкости и др. 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 — трикрезилфосфат. ДОФ — прозрачная маслянистая жидкость плотностью 980 кг/м³, хорошо совмещающаяся со многими полимерами (поливи-нилхлоридом, поливинилацетатом, эпоксидными смолами и др.).

Высокомолекулярные пластификаторы отличаются высокоэласти-ческими 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 трехмерные (сетчатые) макромолекулы. Эти вещества делят на две группы: собственно от-вердители 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 натри молекулы формальдегида, который и произво­дит сшивку. Эпоксидные смолы отверждают полифункциональными аминами (наибольшее распространение получил полиэтиленполиа-мин — ПЭПА).

Процесс отверждения каучуков, аналогичный отверждению оли­гомеров, принято называть вулканизацией, а продукт отвержде­ния — резиной (см. п. 9.5).

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 от-верждающей 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.

Некоторые олигомеры отверждаются кислородом, углекислым газом или парами воды, находящимися в воздухе.

Дата добавления: 2015-10-28