Конструкционные термопласты
ОРГАНИЧЕСКОЕ СТЕКЛО (ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАТ, ПЛЕКСИГЛАС)
Органическое стекло получается полимеризацией метилметакрилата — метилового эфира метакриловой кислоты. Исходными продуктами для его получения служат ацетилен и спирт. Органическое стекло — прозрачный, легкий (объемный вес 1,2 т/м3) листовой материал. Прозрачность его достигает 90%, причем оно пропускает также ультрафиолетовые лучи (до 75%).
Более дешевым является поделочное органическое стекло ПА, которое и находит наибольшее применение в строительстве. Органическое стекло обладает малой твердостью, легко царапается, легко шлифуется. Под воздействием света органическое стекло не желтеет, не становится хрупким, тем не менее для остекления оно не получило широкого применения, так как значительно дороже обычного силикатного стекла. Кроме того, под воздействием внешней среды в процессе длительной эксплуатации происходит «посеребрение» органического стекла — образование на поверхности сети микротрещин, которые требуется удалять шлифованием.
Органическое стекло следует применять в зенитных фонарях и куполах для создания верхнего света в тех случаях, когда желательно облегчить вес остекления больших поверхностей и избежать частой сетки переплетов (выставочные павильоны, научно-исследовательские лаборатории, большепролетные служебные и производственные помещения с обязательным верхним светом и т. д.). В качестве остекления органическое стекло, как пропускающее ультрафиолетовые лучи, целесообразно применять в оранжереях, теплицах и парниках.
По физико-химической природе полиметилметакрилат является линейным аморфным полимером, цепные молекулы которого переплетаются между собой, но не имеют химических связей.
При температуре 90° полиметилметакрилат находится в стеклообразном состоянии, при дальнейшем нагревании он постепенно переходит в высокоэластическое, а затем при температуре 150° в вязкотекучее состояние.
Органическое стекло горит, однако оно трудновоспламеняемо.
Органическое стекло хорошо режется пилой и вообще обрабатывается инструментом для дерева и металла. Оно также хорошо сваривается и может склеиваться.
Винипласт
Основу винипласта составляет поливинилхлорид — термопластичный полимер, получающийся в виде белого порошка полимеризацией хлорвинила в водно-эмульсионной среде. Производство хлорвинила имеет широкую сырьевую базу. Исходными для его получения продуктами являются ацетилен, вырабатываемый из метана (природный газ) или из кокса и извести, и хлористый водород, получаемый из поваренной соли. Винипласт является самым дешевым из термопластичных полимеров.
В строительстве поливинилхлорид применяется в виде пленок, изделий (обои, линкруст, линолеум и т. п.), листового жесткого и пластичного материала, пенопласта, различных профилей (плинтусы, поручни, раскладки, карнизы, проступи лестниц и т. д.), труб и арматуры к ним.
На первой стадии переработки поливинилхлорида производится его просеивание и смешивание с пластификаторами, стабилизаторами и другими технологическими добавками. После смешивания и нагревания при получении пленок производится вальцевание путем пропуска смеси в зазор между вальцами, вращающимися с разной скоростью. Структура поливинилхлорида при вальцевании получает направленность, упорядочивается, цепные молекулы полимера ориентируются. Этот эффект усиливается путем каландрирования, т. е. дополнительного пропуска готовой пленки через систему валков — каландров.
Товарный пленочный винипласт выпускается в рулонах шириной 50—90 см при толщине пленки 0,6—1 мм. Длина пленки до 20 м.
Пленочный винипласт является также полуфабрикатом для производства листового винипласта, получаемого прессованием множества слоев разогретой пленки в многоэтажных обогреваемых прессах.
Из отсевов поливинилхлоридных смол, шланговых и кабельных пластикатов с добавкой 30—50% пластификаторов изготовляется листовой прокладочный пластикат. Размеры листов 100x60 см при толщине от 1 до 5 мм.
Трубы, профили, сварочные прутки и другие погонажные изделия получаются методом экструзии, т. е. выдавливания поливинилхлоридной массы через пресс-инструмент, оформляющий профиль изделия. Сортамент выпускаемых труб легкого (Л), среднего (С) и тяжелого (Т) типа, рассчитанных соответственно на внутреннее давление в 2,5; 6 и 12 кг/см2.
Винипласт обладает относительно высокими физико-техническими свойствами. Его удельный вес 1,4 т/м3. Практически он водонепроницаем и морозостоек (до —30°). Винипласт обладает исключительной стойкостью к воздействиям различных агентов, что обусловило его широкое применение в конструкциях
как антикоррозийного материала. Винипласт легко обрабатывается на деревообделочных и металлообрабатывающих станках и сваривается. Винипластовые элементы могут склеиваться специальным перхлорвиниловым клеем, представляющим раствор перхлорвиниловой смолы (10—20%) в дихлорэтане (90—80%).
Недостатками винипласта являются относительно малая теплостойкость (до 60°) и старение при длительной эксплуатации.
В строительстве обычные винипластовые пленки применяются для устройства гидроизоляции и пароизоляции. Для этих же целей выпускаются специальные гидроизоляционные ленты ПХЛ с нанесенным на них липким слоем из перхлорвинилового клея. Толщина ленты 0,2—0,3 мм, прочность на разрыв 180 кГ/см2. поливинилхлоридная пленка толщиной 0,2 мм применена для гидроизоляции ложа оросительных каналов вместо железобетонной облицовки.
Поливинилхлоридную пленку можно применять в качестве кровельного покрытия. Она укладывается на битуме, разогретом до 130°, в один слой с нахлесткой 1—2 см по тщательно выровненному основанию. Пленки из ПВХ применяются также для покрытий в пневматических конструкциях. Очень высокую прочность имеют пленки, выполненные из аналога ПВХ — поливинилфторида, в молекуле которого место атома хлора занимает атом фтора.
Листовой винипластовый пластикат применяется как прокладочный материал и в качестве подслоя в химически стойких полах.
Винипластовые трубы, кроме специального использования в химической промышленности, применяются в качестве водопроводных для холодной воды. В заграничной практике винипластовые водопроводные трубы успешно конкурируют со стальными трубами. Имеются также случаи использования винипласта для устройства водосточных труб и карнизов. В отличие от металлических, такие трубы не подвергаются коррозии и не требуют окраски.
Листовой жесткий винипласт, используемый в строительстве, изготовляется непрозрачным (ВН) и прозрачным (ВП).
Основное назначение жесткого листового винипласта — антикоррозийные конструкции. В частности, он применяется для устройства вентиляционных коробов на предприятиях с вредными выделениями. Листовой винипласт, особенно прозрачный и полупрозрачный, может применяться в качестве обшивок стеновых панелей и плит покрытий на светопрозрачных участках (вместо фонарей) и в других несущих конструкциях.