53.Полимерные органические материалы

Вопрос: Кремнийорганические полимеры. Битумы и дегти.

Силиконы (полиорганосилоксаны) — кислородосодержащие высокомолекулярные кремнийорганические соединения с химической формулой [R2SiO]n, где R = органическая группа (метильная, этильная или фенильная). Сейчас этого определения придерживаются уже крайне редко, и в «силиконы» объединяются также полиорганосилоксаны (например силиконовые масла типа ПМС, гидрофобизаторы типа ГКЖ или низкомолекулярные каучуки типа СКТН) и даже кремнийорганические мономеры (различные силаны), стирая различия между понятиями «силиконы» и «кремнийорганика».

Строение

Силиконы имеют строение в виде основной неорганической кремний-кислородной цепи (…-Si-O-Si-O-Si-O-…) с присоединёнными к ней боковыми органическими группами, которые крепятся к атомам кремния. В некоторых случаях боковые органические группы могут соединять вместе две или более кремнийорганических цепей. Варьируя длину основной кремнийорганической цепи, боковые группы и перекрёстные связи, можно синтезировать силиконы с разными свойствами.

Силиконы делятся на три группы, в зависимости от молекулярного веса, степени сшивки, вида и количества органических групп у атомов кремния:

1).«Силиконовые жидкости» — менее 3000 силоксановых звеньев.

2).«Силиконовые эластомеры» — от 3000 до 10000 силоксановых звеньев.

3).«Силиконовые смолы» — более 10000 силоксановых звеньев и высокая степень сшивки.

Применение

Силикон нашел широкое применение в строительстве и в быту. Силиконы обладают рядом уникальных качеств в комбинациях, отсутствующих у любых других известных веществ: способности увеличивать или уменьшать адгезию, придавать гидрофобность, работать и сохранять свойства при экстремальных и быстроменяющихся температурах или повышенной влажности, диэлектрические свойства, биоинертность, химическая инертность, эластичность, долговечность, экологичность. Это обуславливает их высокую востребованность в разных областях.

Силиконовые жидкости и их эмульсии широко применяются в качестве или в основе:

-силиконовых антиадгезионных смазок для пресс-форм,

-гидрофобизирующих жидкостей,

-силиконовых масел и пластичных (консистентных) смазок,

-силиконовых амортизационных и демпфирующих жидкостей,

-силиконовых теплоносителей и охлаждающих жидкостей,

-силиконовых диэлектрических и герметизирующих составов,

-силиконовых пеногасителей,

-различных добавок и модификаторов.

Силиконовые эластомеры применяются в виде:

-силиконовых низкомолекулярных и высокомолекулярных каучуков,

-силиконовыхгерметиков холодного отверждения,

-силиконовых резин горячего отверждения (высокомолекулярных),

-силиконовых компаундов холодного отверждения (низкомолекулярных),

-жидких силиконовых резин горячего отверждения (LSR).

Силиконовые смолы чаще всего применяются в сополимерах с другими полимерами (силикон/алкиды, силикон/полиэфиры и т. д.) в составах для нанесения покрытий, отличающихся стойкостью, электроизоляционной способностью или гидрофобностью.

Cиликон используется для изготовления уплотнений — силиконовых прокладок, колец, втулок, манжет, заглушек и многого другого. Силиконовые изделия обладают рядом качеств, позволяющих использовать их даже в таких условиях, где применение традиционных эластомеров неприемлемо. Изделия из силикона сохраняют свою работоспособность от −60 °C до +200 °C. Из морозостойких типов силиконовых резин — от −100 °C, из термостойких — до +300 °C. Уплотнительные кольца из силикона устойчивы к воздействию озона, морской и пресной воды (в том числе кипящей), спиртов, минеральных масел и топлив, слабых растворов кислот, щелочей и перекиси водорода.

Силиконовые изделия устойчивы к воздействию радиации, УФ излучения, электрических полей и разрядов. При температурах выше +100 °C они превосходят по изоляционным показателям все традиционные эластомеры. Физиологическая инертность и нетоксичность силиконовых изделий используются практически в любых промышленностях.

Битумы— твёрдые или смолоподобные продукты, представляющие собой смесь углеводородов и их азотистых, кислородистых, сернистых и металлосодержащих производных. Битумы не растворимы в воде, полностью или частично растворимы в бензоле, хлороформе, сероуглероде и др. органических растворителях; плотностью 0,95—1,50 г/см³.

Применение

-Битумные лаки

-Битумные материалы

Дёготь — жидкий продукт сухой перегонки древесины, а также твёрдого топлива — каменных и бурых углей, сланцев, торфа.

Применение соснового дёгтя

Разбавленный водой применяется как ароматическое вещество со специфическим вкусом и запахом:

-как добавка в конфеты (например, TervaLeijona) и алкоголь (TervaViina), Финляндия

-как пряность для производства продуктов питания, например, мяса.

-как аромат для сауны: смешивается с водой, бросаемой на каменку

-как компонент против перхоти в шампуне

-как компонент косметики

-cмешивая дёготь с льняным маслом, получают краски для дерева.

Сосновый дёготь получают при пиролизе древесины. До создания современных пиролизных установок получали в специальной яме, уплотненной глиной, имеющей наклонное дно в сторону выходного отверстия. Отверстие может быть и в центре, если печь выложена из камня. Древесина расщепляется на мелкие части и плотно укладывается. Сверху плотно укрывается грязью со мхом, чтобы прекратить доступ воздуха. Дерево поджигается. Продукты пиролиза вытекают наружу через несколько часов и продолжают вытекать несколько дней. Побочными продуктами были скипидар и канифоль. Следующим шагом в технологии были стальные бочки, используемые как реактор.