Синтетикалық шайырлар: өндірісі, құрамы, құрылымы және қолдану саласы

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Химиялық заттар өндіріс процесінің әртүрлі кезеңдерінде және күнделікті өмірде қолданылады. Осы сорттардың бірі - синтетикалық шайырлар. Бұл заттар құрамы мен көлемі бойынша ерекшеленеді. Жасанды шайырлардың мақсаты өте әртүрлі болуы мүмкін. Өндіріс әдісі мен құрамына байланысты олардың негізгі сипаттамалары анықталады. Жасанды шайырлар әрі қарай талқыланады.

Жалпы сипаттама

Синтетикалық шайырларды өндіру өткен ғасырдың басында белсенді түрде басталды. Жасанды полимерлердің табиғи сорттардан бірқатар ерекшеліктері бар. Өйткені, адам жасаған композиция ерекше қасиеттерге ие. Оларды өндіріс сатысында орнатуға болады. Формулалар айтарлықтай өзгеруі мүмкін, бұл олардың қолданылу аясын анықтайды.

Бүгінде әлемде жыл сайын шамамен 5 тонна жасанды полимерлер өндіріледі. Синтетикалық шайырлар мен пластмассалар көмірді, мұнайды, газды немесе басқа табиғи компоненттерді өңдеуден алынады. Осы жолмен алынатын химиялық қосылыстардың молекулалық салмағы төмен. Сонымен қатар, олар жабысқақ қалың қоспа түрінде ғана емес шығарылуы мүмкін. Ол сондай-ақ ұнтақ немесе түйіршікті зат болуы мүмкін.

Синтетикалық және табиғи шайырлар, қатайтатын, әртүрлі материалдарға жоғары сапалы адгезияны қамтамасыз етеді. Полимерлі композицияларда бұл сипаттама айқынырақ. Жасанды шайыр қатайған кезде ол бетонға, металлға, шыныға және басқа құрылыс материалдарына тамаша адгезия құра алады. Бұл жағдайда емдеу процесі жоғары температураның немесе катализаторлардың әсерінен жүреді. Кейбір жағдайларда жоғары сапалы қосылымды жасау процесінде басу қосымша қолданылады.

Кейбір жасанды қосылыстар тек емделу үшін уақытты қажет етеді. Нәтижесінде температураның өзгеруінен, механикалық әсерлерден қорықпайтын әртүрлі қолайсыз жағдайларға төзімді зат. Олар сумен, сілтімен, қышқылмен, бензинмен немесе маймен жойылмайды.

Мұндай мүмкіндіктер ұсынылған құрамдардың көлемін анықтайды. Олар тұрақты, табиғи аналогтардан айырмашылығы жоғары өнімділікпен ерекшеленеді. Олардың қолдану аясы кең.

Өндіріс мүмкіндіктері

Синтетикалық шайыр – белгілі бір химиялық реакциялар кезінде алынатын полимер. Нәтижесінде берілген жиынтықпен жоғары молекулалы қосылыс түзіледіқасиеттер. Жасанды текті шайырлар поликонденсация немесе полимерлеу нәтижесінде алынады. Бұл екі процесс әртүрлі принциптерге негізделген.

Полимерлену – белгілі бір элементар құрамдас бөліктер саны күрделі молекулаларға біріктірілетін реакциялар тізбегі. Бұл жағдайда жанама өнімдер түзілмейді.

Поликонденсация – қарапайым молекулалардың күрделі қосылыстарға айналу процесі, нәтижесінде органикалық заттар түзіледі. Бұл басқа атомдармен жаңа көміртегі байланыстарын жасау арқылы болады.

Бүгінгі таңда шайырдың екі түрі де адам қызметінің әртүрлі салаларында қолданылады. Материалдың түрін таңдау орындалатын жұмыс нәтижесіне қойылатын талаптарға байланысты. Синтетикалық шайырлар мен пластмассаларды өндіру кезінде қосылыстардың екі түрі алынады:

• термоактивті;
• термопластикалық.

Жасаннан жасалған термореактивті шайырлар белгілі бір температура диапазонында ғана балқу мүмкін болатын зат. Егер қоршаған орта берілген шеңберге сәйкес келмесе, зат ерімейтін және ерімейтін болады. Сонымен қатар, ұқсас қасиет температура белгіленген шектен жоғары көтерілгенде де, төмендегенде де пайда болады.

Жасанды термопластикалық шайыр кез келген жағдайда икемділік пен балқығыштықты сақтайды. Шикізат түріне қарай өндіру әдісі, эмульсия, ұнтақ, түйіршіктер, блоктар немесе полимерлі материалдың парақтары алынуы мүмкін.

Қолданба

Синтетикалық және табиғи шайырлар адам қызметінің әртүрлі салаларында қолданылады. Бірақ жасанды опциялар олардың ерекше қасиеттеріне байланысты кеңірек тарады. Мұндай заттар пайдаланылмайтын аймақтарды тізімдеу керісінше оңайырақ. Оларды қолдану аясы кең.

Синтетикалық шайырларды қолданудың негізгі бағыттарының бірі лактарды, бояуларды, желімдерді және абразивтерді өндіру болып табылады. Полимерлену қабілетіне байланысты мұндай заттар жасанды тас, пластмасса және ПВХ өндірісінде қажет ерекше қасиеттерге ие.

Жақсы адгезиясының арқасында шайыр бетонмен, металмен, шынымен және басқа материалдардың толық тізімімен сапалы байланыс жасайды. Жасанды полимер қосылыстары әртүрлі қолайсыз жағдайларға төзімді.

Синтетикалық шайырларға негізделген көптеген материалдар бар. Бүгінгі күні жасанды тас полимерлерден жасалған. Одан терезе төсеніштері, раковиналар, үстел үстілері және әртүрлі жиһаздар сияқты әртүрлі бұйымдар жасалады.

Мұндай материалдардан монолитті еден жабыны жасалады. Синтетикалық шайырлар ағаш өңдеуде де қолданылады. Олар табиғи материалдар үшін жоғары сапалы жабынды жасауға мүмкіндік береді. Құрылыста өнеркәсіптік өндірістің әртүрлі салалары, жасанды текті шайырлар қолданылады. Тіпті медицина мен сұлулық индустриясында мұндай қосылыстар өз қолдануын тапты.

Эпоксидті шайырлар

Қазір синтетикалық шайырлардың көптеген түрлері шығарылады. Ең танымал және кеңінен қолданылатын полимерлік композицияларды толығырақ қарастырған жөн.

Ең танымал сорттардың бірі - эпоксидті шайыр. Композиция сұйық консистенцияға ие болуы немесе қатты күйде шығарылуы мүмкін. Бұл зат түссіз. Эпоксидті шайырлар екі компонентті, қатайтқышты қолдануды қажет етеді. Катализаторсыз композиция қатып қалмайды. Тезірек полимерлеу үшін шайырдың температурасын арттыру керек.

Эпоксид жақсы адгезияға ие. Бұл керамика, металл, фаянс және басқа да бірқатар материалдарды бекітуге мүмкіндік береді. Ең таза түрінде эпоксид балға ұқсайды.

Бұл зат фенол мен эпилхлоридриннің поликонденсациялануы кезінде алынады. Реакцияға аминдер мен спирттер де қатысады. Бұл санатта олардың қасиеттері бойынша біршама ерекшеленетін бірнеше заттар бар. Сонымен, полиэпоксидтер төмен тығыздыққа ие және металмен, таспен жақсы байланысуға қабілетті. Сонымен қатар материал іс жүзінде шөгілмейді, қышқылға төзімді.

Түрленбейтін эпоксидті диандар термореактивті синтетикалық шайырлар болып табылады. Олардың түсі сарыдан қоңырға дейін болуы мүмкін. Тұтқырлық әртүрлі болуы мүмкін. Бұл сұйық немесе қатты болуы мүмкін материалдар. Эпоксидиан шайыры диоксанда, эфирлерде ериді.

Түзілген эпоксидті шайырлар ерімейді. Катализатор ретінде полиамидтер, фенол-формальдегидтер және т.б. пайдалануға болады.

Эпоксидті шайырлар табиғи тас, бетон, керамика және т.б. арасында берік байланыстар жасау үшін қолданылатын желімдер өндірісінде қолданылады.

Полиэстер және акрил шайырлары

Синтетикалық шайырлар мен пластмассалар өндірісінде полиэфирлі қосылыстар сияқты алуан түрлілігі ерекшеленеді. Бұл материал спирттерді өңдеу кезінде жасалады. Мұндай шайыр эпоксидті қосылысқа қарағанда аз берік қосылым жасауға мүмкіндік береді. Бірақ өндірістің ерекшеліктеріне байланысты полиэфир сорттары арзанырақ. Сонымен қатар, бұл шайырлармен жұмыс істеу оңайырақ.

Өнімдердің бұл түрінің ең ірі тұтынушылары автомобиль және кеме жасау өнеркәсібі, жарықтандыру жабдықтарын өндіру болып табылады. Полиэфир шайырлары қалқаларды, душтарды және терезе төсеніштерін өндіруде де қажет. Ұсынылған материалды қатайтқаннан кейін майыстыру оңай, оны сәйкес қосылыстармен бояуға болады.

Акрил синтетикалық шайырлар пластмасса, мозаика, жасанды тас өндірісінде қолданылады. Сондай-ақ, мұндай композициялар ванна бөлмелерінде, душтарда, субұрқақтар, душтар және басқа да заттарды орналастыруда құрылыс және жөндеу жұмыстары кезінде кеңінен қолданылады. Акрилді шайыр тез қатаяды. Материалдың улылығы бұрын аталған құрамдарға қарағанда азырақ.

Акрилді шайырлар тәуелсіз материал ретінде немесе басқа композицияларды өндіруде қолданылады. Олар құм, мәрмәр чиптерін, сондай-ақ әртүрлі пигменттерді қосады. Сондықтан акрил әртүрлі реңктерге ие болуы мүмкін. Бұл шайырға ең көбі 50% қосымша компоненттер қосуға болады.

Акрил қатайтқышты қажет етеді. Полимерлеу процесінен кейін композиция толығымен кеуекті емес, бұл өнімділікті айтарлықтай жақсартады. Бұл материалдың ауқымын айтарлықтай кеңейтеді. Композицияда кеуектердің болмауына байланысты бояғыш заттар бетіне түскен кезде өнім боялмайды. Егер үстелдің үсті акрилден жасалған болса, қызылша шырыны оған із қалдырмайды. Материал 70 ºС дейін қызуға төтеп бере алады. Мұндай бұйымдарды жасауға арналған қалыптар гипстен, силиконнан немесе шыныдан жасалған.

Полиэтилен, полипропилен, поливинилхлоридті шайырлар

Табиғи және синтетикалық шайырларды салыстырған кезде, соңғылары әлдеқайда оң нәтиже береді. Бұл санат композициялардың көптеген басқа түрлерін қамтиды.

Қазіргі өнеркәсіпте көбінесе полиэтиленді шайырлар жасалады және қолданылады. Олар икемділіктің жоғары көрсеткіштеріне ие, ол тіпті температураның айтарлықтай төмендеуімен (-60 ºС дейін) сақталады. Полиэтиленді шайырлардан жасалған материалдар агрессивті химиялық заттардың теріс әсеріне ұшырамайды, су өткізбейді. Сондықтан ұсынылған шайырлардың әртүрлілігі гидрооқшаулағыш пленканы, сондай-ақ сантехникалық коммуникацияларды жасау үшін қолданылады. Полиэтиленді шайырлар химиялық белсенді заттарға арналған құбырларды, сондай-ақ медициналық, санитарлық және гигиеналық жабдықтарға арналған заттарды жасау үшін қолданылады.

Бүгінгі таңда тағы бір танымал сорт - полипропиленді шайырлар. Олар пропиленді полимерлеу кезінде алынады. Бұл өнімдерді крекинг процесінде алынатын газ.мұнай өңдеу өнеркәсібі. Синтетикалық шайырлар негізінде полипропилен құбырлар, сәндік материалдар, газ өткізбейтін пленкалар, сондай-ақ химиялық жабдықтардың бөлшектерін жасау үшін қолданылады.

Қазіргі өнеркәсіпте белгілі шайырдың тағы бір түрі – поливинилхлорид. Ол полимерлеу кезінде алынады. Процесс винилхлоридті, эфир иісі бар және түссіз газды пайдаланады.

ПВХ шайыры түйіршіктер түрінде шығарылады. Материал жоғары температураға төзімді, суықта өзінің қасиеттерін жоғалтпайды. Оның диэлектрлік қасиеттері де бар. Бұл материал гидрооқшаулағыш, линолеум, созылған төбеге арналған пленкалар, сәндік материалдар және т.б. өндіру үшін кеңінен қолданылады.

Полизобутил, полистирол, винилацетат

Полиизобутил шайырлары қазіргі өнеркәсіпте кеңінен қолданылады, олар шамамен 100 ºС температурада полимерлеу процесінде алынады. Бұл материал сыртқы түрі бойынша резеңкеге ұқсайды. Ол серпімді, коррозияға қарсы компонент ретінде қолданылады. Ол судың өтуіне жол бермейді, сондықтан металл беттері тотығу реакцияларынан сенімді қорғалған. Лактар мен мастикалар полиизобутиленнен жасалған.

Полистирол синтетикалық шайырлар полимерлеу процесі арқылы алынады. Нәтижесінде эмальдар, латекс және гидрооқшаулағыш пленкаларды өндіру үшін қолданылатын түссіз шайыр алынады. Оқшаулағыш материалдар да полимерден жасалған.

Поливинилацетат шайырлары болып табыладысірке қышқылы мен винил спиртінің күрделі эфирінен жасалған полимерлер. Бұл жоғары қозғалғыштығы бар түссіз сұйықтық.

Материал сілтілер мен қышқылдарға төзімді емес. Поливинилацетат суда аздап ісінеді. Ол күрделі эфирлерде және спирттерде, сондай-ақ ароматты көмірсутектерде ериді.

Материал тастың, әйнектің берік байланысын жасауға мүмкіндік береді. Сондықтан поливинилацетат лак пен желім өндірісінде кеңінен қолданылады. Ғимараттың ішкі безендіруінде де бұл материалдар кеңінен қолданылады.

Полиакрилатты шайырлар

Акрил шайыры негізінде өндіріс барысында метакрил қышқылын қосатын полиакрилат қосылыстары шығарылады. Бұл әртүрлі пленкаларды, ерітінділерді өндіруде қолданылатын шыны тәрізді мөлдір масса. Мысалы, полиакрилат су өткізбейтін ету үшін бетонмен қапталған материалды жасау үшін қолданылады. Ол сондай-ақ ішкі жұмыстарға арналған әртүрлі праймерлерді жасау үшін қолданылады.

Поликонденсациялық полимерлер ерекше әдіспен өндіріледі. Мұндай процесс барысында бірдей немесе әртүрлі типтегі молекулалардың едәуір санын біріктіру арқылы жоғары молекулалы зат түзіледі. Ол үшін төмен молекулалық құрамдас бөліктер араласады. Реакция судың, аммиактың, хлорсутектің бөлінуімен жүреді.

Формальдегид тобы

Синтетикалық шайырлардың түрлерін ескере отырып, формальдегид тобына да назар аудару керек. Осындай заттардың бірі фенолформальдегид болып табылады. Бұлшайыр әртүрлі фенолдар мен формальдегидтерді біріктіру арқылы алынады.

Нәтиже – өте берік және жоғары температураға төзімді зат. Бұл материал ДСП, ДСП өндірісінде қолданылады. Ол сонымен қатар ламинаттарды, желімдерді, мастикаларды, лактарды өндірумен айналысады.

Фенолформальдегидті шайырлар негізіндегі ең танымал материалдар - бакелит лак, полимер В. Бұл материал әртүрлі құрылыс материалдарын біріктіру кезінде асбест цементті ыстық жабыстыруда қолданылатын химиялық төзімді жабындарды жасауға мүмкіндік береді.

Аминоформальдегидті қосылыстар меламин мен формальдегидті мочевинамен поликонденсациялау арқылы алынады. Бұл ретте қатаң реттелетін жағдайлар жасалған. Нәтижесінде салыстырмалы түрде арзан түссіз зат пайда болады. Ол жылу оқшаулауды, желімдерді және ламинаттарды жасау үшін қолданылады.

Полиуретанды шайырлар

Полиуретанды шайырлар кристалдық типті полимерлер болып табылады. Олар жоғары балқыту қасиеттерімен ерекшеленеді. Бұл шайырлар диизокнанаттар мен көп атомды спирттердің реакциясы арқылы алынады. Зат төмен температурада ериді, аздап гигроскопиялық қасиеті бар. Полиуретанды шайыр ауа райына, оттегіге, озонға, сілтіге және қышқылға төзімді.

Полиуретандар желімдерді жасау үшін қолданылады. Олар тас тақталарды, басқаларды желімдеу үшін қолданыладықұрылыс материалдары.

Көптеген полимерлер құрылыста, ағаш өңдеуде, машина жасауда және заманауи өндірістің басқа салаларында қолданылады. Олар берік, берік байланыстар, су өткізбейтін жабындар жасайтын қажетті қасиеттерге ие.