Полимерный материал: Что такое полимерные материалы, их свойства и применение?
alexxlab | 27.07.1994 | 0 | Разное
Полимерный материал для покрытия полов
- Плюсы и минусы полимеров в качестве материала для полового покрытия
- Разновидности полимерных покрытий для пола
- Покрытия рулонного типа
- Покрытия монолитного типа
- Самостоятельная заливка полимерного пола
С целью создания напольных покрытий в наши дни довольно часто применяются материалы из полимеров. И это не удивительно, ведь основные характеристики полимеров – прочность, экологичность, износостойкость, эластичность и долговечность. Несмотря на довольно высокую стоимость, полимерные покрытия не утрачивают популярности благодаря высоким эксплуатационным характеристикам.
Плюсы и минусы полимеров в качестве материала для полового покрытия
Для начала выясним, какие плюсы присущи напольным покрытиям из полимера. Начнём с того, что полимеры обладают прекрасной эластичностью и весьма устойчивы к истиранию, механическим ударам и большим нагрузкам.
Отметим также, что полимерные полы устойчивы к возгоранию, не впитывают в свою поверхность пыль и грязь. Укладку таких полов можно выполнить своими руками. Также данный вид покрытий отличается длительным сроком эксплуатации. Несмотря на визуальную гладкость, поверхность пола из полимера обладает отличными антискользящими характеристиками, очень эстетична, способна имитировать самые разные поверхности: дерево, воду, плитку, камень и т.д.
Помимо преимуществ у пола из полимеров имеются и некоторые недостатки. Конечно, необходимо сразу же отметить высокую стоимость полимерных покрытий, что не может пройти мимо внимания обычного потребителя. Впрочем, несмотря на высокую стоимость, полимерный пол со временем непременно окупит все затраты благодаря своей долговечности и безусловному качеству.
Строительный рынок предлагает и бюджетные варианты пола с полимерным покрытием, но помните, что такие покрытия достаточно быстро теряют свой изначальный вид.
От прямого воздействия солнечных лучей полимерное покрытие может выцвести и даже пожелтеть. Кроме того, пол из полимера требует хорошо подготовленного основания. Речь идёт не только об идеально ровной поверхности бетонной стяжки, но и о её прочности. Полимерный пол легко укладывается, но демонтировать его, если у вас появится такое желание, достаточно трудно. В этом случае лучше уложить новое половое покрытие на уже имеющееся. Начиная монтировать напольное покрытие из полимера, стоит особое внимание уделить уровню влажности и температуры бетонного основания.
Разновидности полимерных покрытий для пола
На рынке половые покрытия из полимера представлены самыми разными формами. Можно приобрести плитные, мастичные, рулонные покрытия. Как правило, рулонные и плитные покрытия используются во время строительства жилых домов, а полимеры мастичного типа используются в помещениях общественного и производственного назначения. Дело в том, что мастичные покрытия лучше противостоят износу и негативным факторам окружающей среды.
Покрытия рулонного типа
Поговорим о рулонных покрытиях. Напольные покрытия рулонного типа представлены различными видами линолеума. Линолеум поливинилхлоридный относится к самым распространённым видам линолеума. У него может не быть основы, он может состоять из одного слоя или нескольких слоёв, а также может иметь основу из полимера либо войлока. Пористая полимерная основа даёт напольному покрытию отличные тепло- и звукоизоляционные свойства, что даёт возможность его монтажа прямо на стяжку из бетона. Другие виды нуждаются в укладке дополнительных слоёв. Линолеум, состоящий из нескольких слоёв, будет всегда прочнее и устойчивее к износу однослойного линолеума.
Существует также алкидный тип линолеума. Он производится посредством нанесения алкидов на джутовую ткань. Состав алкидного полимера содержит растительное масло, а также древесную и пробковую муку. Такое покрытие изготавливается по довольно старой технологии, но его эксплуатационные характеристики превосходят те, что отличают покрытия из поливинилхлорида.
Данный тип покрытия довольно часто встречается на транспортных объектах.
На основе нитроцеллюлозы с минеральными примесями производят коллоксилиновый линолеум. У этого однослойного материала достаточно бедная цветовая гамма, представленная в основном коричневыми и красными тонами. В наши дни данный тип покрытия используется довольно редко.
Двухслойный резиновый линолеум имеет лицевую сторону из синтетического каучука, который окрашен в тот или иной оттенок. Нижний слой материала состоит из резины, битума и небольшого процента синтетического каучука. Для придания покрытию теплоизолирующих свойств его нижний слой делается пористым. Этот тип линолеума часто встречается на промышленных объектах, а также в зданиях с повышенной влажностью и тех, к которым предъявляются повышенные гигиенические требования.
Покрытия монолитного типа
Наряду с рулонными полимерами бетонный пол может быть покрыт и полимерами плитного типа.
Полимерные плитки изготавливаются из синтетических материалов с добавлением наполнителей, красителей и пластификаторов. Технические свойства плитных покрытий довольно близки к покрытиям из линолеума и отличаются от последних лишь формально. Применять их лучше всего в помещениях жилого типа, где из разных по форме, цвету и размерам элементов складываются оригинальные орнаменты.
Монолитные покрытия для пола производятся из так называемых мастичных материалов. Их наносят на основание в жидком состоянии, а потом на несколько дней оставляют твердеть. В итоге покрытие получается ровным, гладким и бесшовным. После высыхания мастичные покрытия становятся прочными, износостойкими и хорошо противостоят как механическим нагрузкам, включая удары, так и химическому воздействию. Полимерные полы без шва производятся из разных материалов.
Существую метилметакрилатные мастики, которые отличает быстрое затвердевание. С такими составами можно производить манипуляции даже в условиях низких температур.
Что касается мастик на эпоксидной основе, то их прочностные характеристики ни в чём не хуже характеристик метилметакрилатных смесей. Более того, эпоксидное покрытие не боится даже самых агрессивных химических соединений, включая щёлочи, растворители и кислоты. Покрытия этого типа довольно часто встречаются в помещениях с повышенной влажностью и риском контакта химикатов с поверхностью пола.
Не меньшей прочностью характеризируются и мастики из полиуретана. Отличительная особенность этих мастик – повышенная эластичность. Полиуретан способен не растрескаться и не раскрошиться даже при сильном его сгибании. Наравне с эпоксидными, покрытия из полиуретана нейтрально ведут себя по отношению к химикатам. Отличная эластичность полиуретана защищает его от ударных нагрузок и прочих механических воздействий. Полиуретановый пол довольно часто укладывается в жилых помещениях, где он долгое время не изнашивается и хорошо противостоит бытовым нагрузкам.
Говоря о цементно-акриловых покрытиях, нужно отметить, что их делают из сухих смесей. Данный вид покрытий отличает прочность, а также устойчивость к температурным перепадам и механическим воздействиям.
Стоимость полимерного покрытия для пола складывается из нескольких факторов:
- рыночная стоимость материала;
- покрываемая материалом площадь;
- толщина наливного покрытия;
- плата специалистам за работу.
Самостоятельная заливка полимерного пола
Полимерные мастики, как правило, наносят на основание из бетона, но это основание должно быть прочным и идеально ровным. Таким образом, перед заливкой пола бетонному основанию необходимо придать надлежащий вид. Должен быть произведён тщательный осмотр рабочей поверхности на предмет дефектов. Найденные бугры и выступы подвергаются срезанию и шлифовке. Все ямки заполняются бетонным составом из цемента и песка в следующем соотношении: на 4 части песка 1 часть цемента.
Необходимо дать грунтовке высохнуть, а уж затем наносить мастику. Ждать придётся около 4 часов. Но раньше этого времени работы начинать нельзя, так как бетонное основание должно быть увлажнено не более чем на 4%. В тех помещениях, где полы будут избавлены от больших нагрузок, полимерное покрытие может быть нанесено тонким слоем. В этом случае мастика наносится на поверхность как обычная краска. Сухой концентрат разводится жидкостью и микшируется. На основание мастика наносится при помощи валика. Валик окунается в раствор, освобождается от излишков мастики и прокрашивает пол небольшими участками.
Материал в случае такого нанесения расходуется экономно, так как финальный слой полимера будет тонким. Для обработки 1 м² пола может понадобиться где-то 0,5 кг раствора.
После обработки пол должен засохнуть. Не допускайте попадания на пол пыли, а помещение, в котором проводилась полимеризация пола, обеспечьте хорошей вентиляцией.
Универсальным вариантом полимерного пола является наливной пол. Он встречается гораздо чаще высоконаполненных или тонкослойных полов. Приготовление мастики для такого пола производится в большой ёмкости. Необходимо замешать 25 л. мастики. Все компоненты тщательно микшируются дрелью с насадкой или строительным миксером.
Приготовленная таким способом масса выливается на подготовленную поверхность пола и разравнивается при помощи резиновой швабры до получения равномерного и однородного слоя. После этого ещё сырая поверхность обрабатывается игольчатым валиком. Если не провести данной процедуры, то в половом покрытии могут остаться полости, которые негативно скажутся на его прочностных характеристиках.
Как мы уже упомянули, полимерное покрытие пола мажет быть высоконаполненным.
Мастика для этого покрытия содержит в себе эпоксидный полимер и песок, который составляет 70% от общего объёма смеси. Основные характеристики этих полов – высокий показатель прочности, устойчивость к большим нагрузкам, длительный период эксплуатации.
Физические свойства
Воздействие лабораторных реактивов
Проницаемость тонкостенных изделий для газа
|
Он прозрачен, выдерживает автоклавирование и не растворяется в каких-либо известных растворителях при комнатной температуре. Его чувствительность к сильным окислителям немного выше, чем у полиэтилена. Обладает наилучшей стойкостью к трещинам от напряжения из всех полиолефинов. Изделия из полипропилена хрупки при 0 °С и могут треснуть или разбиться при падении с высоты стола.
Устойчивость к свету и неблагоприятным погодным условиям, к горячему водяному пару. не горюч.
стойкостью к действию кислот и щелочей
растворителях: спиртоэфирной смеси, ацетоне, частично в этиловом спирте
Новый 2D-полимер легкий, как пластик, прочнее стали
Инженеры-химики из Массачусетского технологического института (MIT) в США только что создали новый материал, легкий, как пластик, и прочный, чем сталь.
Это результат подвига, который считался невозможным: создание двумерного полимера. Все другие полимеры образуют длинные одномерные цепи, но это новое вещество состоит из полимера, который самособирается в двумерные листы.
По словам Майкла Страно из Массачусетского технологического института, старшего автора нового исследования в Nature , потенциальные области применения включают покрытие автомобильных деталей или сотовых телефонов, а также в качестве строительного материала для мостов.
«Обычно мы не думаем о пластике как о чем-то, что можно использовать для поддержки здания, но с этим материалом вы можете создавать новые вещи», — говорит он. «У него очень необычные свойства, и мы очень этому рады».
Подождите, что такое полимер?
Полимер представляет собой класс молекул, состоящих из повторяющихся звеньев, называемых мономерами, в длинной цепи. Они растут за счет добавления новых мономеров на конец. Некоторые полимеры имеют ответвления, тогда как другие представляют собой прямые линии, и они могут быть чрезвычайно простыми или необычайно сложными (например, антитела или ферменты).
Все пластмассы состоят из полимеров, которым при производстве придают форму трехмерных объектов, таких как контейнеры для пищевых продуктов или бутылки с водой, путем впрыскивания нагретых полимеров в форму.
Еще в 1935 году ученые задавались вопросом, можно ли заставить полимеры расти не в виде длинной цепи, а в виде двумерного листа. После многих лет исследований эта идея была отвергнута, и ученые пришли к выводу, что полимеры начнут расти в трех измерениях, если добавить всего один мономер в другой ориентации.
Но это новое исследование снова меняет правила игры.
Получайте новости о научных новостях прямо на свой почтовый ящик.
Страно и его коллеги разработали новый процесс полимеризации, который создает двумерные листы, называемые полиарамидом. В качестве мономеров они использовали кольца атомов углерода и азота, называемые меламином, которые при правильных условиях в растворе вырастают в двумерные диски.
Затем диски укладываются друг на друга, удерживаясь водородными связями, образуя прочную структуру.
«Вместо того, чтобы делать молекулу, похожую на спагетти, мы можем сделать пластинчатую молекулярную плоскость, где мы заставим молекулы соединяться друг с другом в двух измерениях», — объясняет Страно.
«Этот механизм происходит спонтанно в растворе, и после того, как мы синтезируем материал, мы можем легко наносить тонкие пленки методом центрифугирования, обладающие необычайной прочностью».
Кроме того, исследователи говорят, что материал будет легко производить в больших количествах, потому что он просто самособирается в растворе.
Для чего его можно использовать?
Новый материал, получивший название 2ДПА-1, обладает рядом полезных свойств: его в два раза сложнее разбить, чем сталь, несмотря на то, что он на одну шестую менее плотный, и его в 4-6 раз сложнее деформировать, чем пуленепробиваемое стекло.
2DPA-1 также непроницаем для газов, поскольку он состоит из мономеров, соединенных вместе, как кирпичики Lego, поэтому молекулы газа не могут просачиваться между ними, как в полимерных цепях.
«Это может позволить нам создавать сверхтонкие покрытия, которые могут полностью предотвратить проникновение воды или газов», — говорит Страно. «Этот тип барьерного покрытия можно использовать для защиты металла в автомобилях и других транспортных средствах или стальных конструкций».
Следующая задача команды — отладить этот материал в надежде, что он проложит путь к новому поколению полимеров.
Двумерный полимер — новый сверхпрочный материал
- автор: Левин Дэй
Пластмассы, по большому счету, хорошо изученные материалы. Не такие прочные, как большинство металлов, но часто гораздо более легкие, эти искусственные полимеры нашли бесчисленное множество применений, которые произвели революцию в нашем образе жизни. Свойства пластмасс за прошедшие годы были улучшены во многих отношениях, и композитные материалы, такие как стекловолокно и углеродное волокно, доказали свою прочность и легкость, намного превосходящие простые свойства одних только основных полимеров.
Тем не менее, группа инженеров Массачусетского технологического института работает над революционным типом полимера, который обещает большую прочность, чем когда-либо прежде, но при этом остается удивительно легким. Все дело в двумерной молекулярной структуре материала, что когда-то считалось непозволительно сложным в мире науки о полимерах.
Двухмерный полимерный материал собирается в листы. Есть надежда, что сверхпрочный материал может найти применение в качестве защитного покрытия или в композитных материалах. Кредит: Массачусетский технологический институтКак правило, полимеры собираются в длинные одномерные цепи, в которых несколько копий одной и той же молекулярной субъединицы или мономера многократно соединяются в цепь, образуя то, что часто называют макромолекулой. Эти длинные молекулы сплетаются между собой и друг с другом в массе, образуя полимерные материалы, которые мы знаем и любим.
Однако способ соединения мономеров обычно препятствует любым попыткам создания двухмерной полимерной структуры.
Если хотя бы один мономер соединяется с другим при неправильном вращении, другие мономеры также будут связываться с ним, создавая беспорядочную трехмерную структуру вместо аккуратного и аккуратного двухмерного листа.
При тщательном синтезе оказывается, что двумерная молекулярная структура полимера действительно возможна. Согласно исследовательской статье, опубликованной в журнале Nature в феврале этого года, этот подвиг был достигнут за счет использования молекул меламина в качестве мономерного звена. Рабочая теория состоит в том, что использование амидно-ароматических взаимодействий на этапах синтеза препятствовало вращению молекул меламина вне плоскости во время фазы связывания.
Материал самостоятельно собирается в 2D листы в растворе, что позволяет создавать тонкие пленки большой прочности. Эта структура также обладает уникальной способностью быть непроницаемой для молекул газа. Мономеры сцепляются друг с другом так тесно, что просто не могут пройти сквозь них.
Полученный материал обладает замечательными свойствами; Двумерный полимер был испытан на предмет удивительного предела текучести 976 МПа, что почти в четыре раза больше, чем у конструкционной стали, несмотря на то, что он имеет гораздо более низкую плотность, составляющую всего 1/6 плотности. Между тем, модули упругости были измерены примерно от 30 до 90 ГПа, что значительно выше, чем у традиционных пластиков, которые обычно находятся в диапазоне от 3 до 5 ГПа. Это означает, что материал намного жестче и меньше деформируется в эластичном режиме по сравнению с такими пластиками, как поликарбонат и нейлон. Эта цифра намного ближе к показателям таких металлов, как алюминий, модуль упругости которого равен 69.ГПа.
Конечно, до сих пор в лаборатории было создано лишь небольшое количество двумерного полимера. Проверка механических свойств материала должна была проводиться в наномасштабе с использованием процесса, называемого АСМ-наноиндентированием. Это позволяет тестировать микроскопические образцы с помощью твердого наконечника для вдавливания на атомно-силовом микроскопе для измерения свойств материала.