Строительные материалы и изделия

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 улучшающие их эксплу­атационные свойства. К таким добавкам относятся растворители, наполнители, пластификаторы, отвердители, инициаторы отверждения и др.

Растворители применяют для расжижения, т. е. для придания рабочей консистенции краскам, клеям, мастикам и строительным растворам на органических вяжущих. Подробно о растворителях см. § 18.3. 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, загущающие смесь и придающие ей тиксотропные свойства. Наполнители, кроме того, вводят в полимерные материалы для снижения их стоимости и придания необходимых свойств: твердости, прочности, износостойко­сти и др. (подробнее о наполнителях см. § 15.1). 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 (поливинилхлоридом, поли - винилацетатом, эпоксидными смолами и др.).

Высокомолекулярные пластификаторы отличаются высокоэластиче­скими 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 крупные трехмерные (сетчатые) молекулы. По характеру действия эти вещества делят на две группы: собственно отвердители и инициаторы (или катализаторы) отвержде­ния.

Отвердителями термореактивных олигомеров служат полифункци - ональные (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 отвер- дителя определяется числом функциональных групп в молекуле оли­гомера и самого отвердителя.

Для фенолформальдегидных полимеров в качестве отвердителя применяют уротропин (гексаметилентетраамин), распадающийся при нагревании на три молекулы формальдегида, который и производит сшивку. Эпоксидные смолы отверждают полифункциональными ами­нами (наибольшее распространение получил полиэтиленполиамин — ПЭПА).

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 изопропил бензола — «гипериз». Так как перекиси рас­падаются относительно медленно, добавляют вещества — ускорители отверждения, в данном случае — ускоритель НК (нафтенат кобальта). Ускоритель и инициатор вместе называются отверждающей 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 уж соединяют эти смеси.

При отверждении некоторых термореактивных олигомеров, спо­собных к еамоотверждению при определенной реакции среды (опре­деленном pH), используют вещества, создающие необходимую реак­цию среды: кислоты, щелочи. Так, для отверждения мочевино - и меламиноформальдегидных смол добавляют кислоты — контакт Пет­рова, бензосульфокислоту, соляную кислоту и т. п.