Герметизирующие материалы

В качестве герметизирующих материалов чаще всего используются битумно-полимерные составы, которые имеют по сравнению с битумами более высокие эксплуатационные свойства (повышенную теплостойкость, эластичность при отрицательных температурах, медленный процесс старения).

Герметизирующие материалы получаются на основе каучуков, полиэтиленов, резины, битумов и т.д.

Пластмассы

Пластмассами называют большую группу материалов главным составляющим компонентом которых является высокомолекулярные соединения (ВМС).

Отличительной особенностью пластмасс является способность в процессе переработки переходить в пластичное состояние и под действием внешних сил принимать любую заданную форму.

Пластмассы в своем состав содержат следующие основные компоненты:

7. связующее вещество;

8. наполнитель;

9. пластификатор;

10. отвердитель;

11. стабилизатор;

12. краситель.

Связующие вещества

В качестве связующих используются различные высокомолекулярные соединения. Высокомолекулярных соединений очень много и они имеют несколько общепринятых классификаций.

В зависимости от происхождения все высокомолекулярные соединения подразделяют на:

1. природные высокомолекулярные соединения (каучук, целлюлоза, шелк, шерсть, янтарь);

2. искусственные высокомолекулярные соединении получают синтезом из низкомолекулярных соединений.

По составу основной цепи макромолекул подразделяют:

1. карбоцепные;

2. гетероцепные;

3. кремнеорганические соединения.

В зависимости от способа получения:

1. полимеризационные высокомолекулярные соединения, т.е. соединения, полученные в результате взаимодействия одинаковых молекул или различных молекул, в составе которых имеются кратные связи (двойные и тройные) (полиэтилен, поливинилхлорид, полиметилметакрилат и т.д.);

2. поликонденсационные высокомолекулярные соединения, которые получаются в результате соединения двух соединений с ненасыщенными связями, взаимодействие между ними происходит через функциональную группу (ОР, СООН, и т.д.) и при этом выделяется третье косвенное вещество (вода, СО₂, аммиак и т.д.) (фенолформальдегидные смолы и т.д.).

Классификация по внутреннему строению высокомолекулярных соединений:

3. линейные высокомолекулярные соединения. К линейным относятся высокомолекулярные соединения, которые имеют линейное строение, т.е. строение длинной цепочки (полиэтилен и т.д.);

4. полимерные. Они являются термопластичными веществами (при повышении температуры увеличивают пластичность и под воздействием внешних сил могут принимать любую форму);

5. пространственные высокомолекулярные соединения, которые в пространстве образуют сетку или структурный каркас (обладают термореактивностью, при нагревании не уменьшают вязкость и не могут изменять свою форму, при дальнейшем нагревании происходит разрыв химических связей, нарушение структуры и потеря основных эксплуатационных свойств).

Полимеризационные высокомолекулярные соединения

1. Полиэтилен ─ является термопластическим веществом.

2. Поливинилхлорид (ПВХ) ─ является продуктом полимеризации винилхлорида, представляет собой аморфный порошок с ρ ≈ 1400 кг/м³ с высокой прочностью на растяжение до 60 МПа, прочность при изгибе до 120 МПа, высокая твердость, высокая стойкость к действию кислот, щелочей, спирта, бензина, смазочных масел и т.д. применяется для изготовления изделий для полов, для изготовления коррозионно стойких труб, главный недостаток ─ резкое понижение прочности при повышении температуры.

3. Полистирол ─ получается полимеризацией стирола ρ ≈ 1050 кг/м³, R_сж = 100 МПа, R_изг = 85 МПа. Высокая водостойкость. Высокая химическая стойкость. Высокая морозостойкость. Прозрачный. Пропускает до 90 % света. Хорошо сваривается и склеивается. Главный недостаток ─ повышенная хрупкость, пониженная теплостойкость (до 85 ºС), повышенное старение. Используется в качестве облицовочных материалов.

4. Полиметилметакрилат (оргстекло).

5. Поливилоцетат.

Поликонденсационные высокомолекулярные соединения

1. Фенолформальдегидные смолы ─ применяются для получения клеев, бакелитового лака, фанеры и т.д.

2. Эпоксидные смолы ─ используются для изготовления клеев, красок, мастик и т.д.

3. Каучуки (изопреновые, бутодиеновые и т.д.) применяются для изготовления герметизирующих материалов, клеев, мастик и т.д.

Наполнители пластмасс

Наполнители вводят в пластмассы с целью:

1. снизить стоимость пластмасс (за счет снижения расхода вяжущего);

2. получить материал с требуемыми физико-механическими свойствами.

В качестве наполнителя применяют древесную муку.

Бумага используется для получения бумажно-слоистых пластмасс, хлопчатобумажной ткани, используется для получения текстолита.

Пластификаторы

Вводят для повышения пластичности пластмасс.

Стабилизаторы

Применяют для снижения процессов старения и другого изменения свойств.

Красители

Применяют для придания цвета и архитектурной выразительности пластмассе. Могут использоваться как природные пигменты, так и искусственно полученные красители.

Древесина

Во всех отраслях промышленности применяется древесина (скипидар, канифоль и т.д.)

Древесина, в отличие от угля, газа и нефти, к восстанавливаемым природным ресурсам. В России сосредоточено 1/5 часть мировой площади лесов. Запасы древесины на корню составляет 84 млрд. м³, из которых 66 млрд. м³ хвойные породы

Строение

Растущее дерево состоит из кроны, ствола, корней.

Назначение корня ─ всасывать из почвы воду и передавать ее через ствол в крону; кроме того он удерживает дерево в вертикальном положении.

Назначение ствола ─ проводить впитываемую корнями воду с растворенными в ней минеральными солями вверх в крону; отводить вниз питательные вещества, сохранять запасы питательных веществ, необходимых весной для развертывания листьев; служить опорой для кроны. Нижняя часть ствола называется комлем, верхняя вершиной. В месте перехода ствола в корень закомелистость ─ резкое увеличение диаметра ствола на небольшой длине.

В кроне листьями вырабатываются органические вещества ─ углеводы, необходимые для питания и роста дерева.

Главную массу древесины дает ствол, оставляющий от 70 до 90 % объема дерева, его древесину в основном и используют в строительстве.

Макроструктура

Макроструктура ─ это строение дерева, различимое невооруженным глазом или при незначительном увеличении.

Основные разрезы ствола. Рассматривают три основных разреза, различающихся по расположению годичных слоев:

P ─ торцевая поверхность ─ разрез ствола плоскостью, проходящей поперек его оси;

R ─ радиальная поверхность ─ разрез ствола плоскостью, проходящей через ось ствола по радиусу или диаметру поперечного сечения;

Т ─ тангентальная поверхность ─ разрез по хорде поперечного сечения параллельно оси ствола.

Ствол в основном состоит из клеток, вытянутых по его длине; клетки группируются наслоениями, которые на торце имеют вид концентрических колец, а на продольных разрезах (радиальном и тангентальном) — наклонных и параболических линий.

На торцовом разрезе, начиная от периферии к центру, различают следующие основные части ствола: кору, камбий, древесину и сердцевину.

Кора изолирует дерево от вредных воздействий внешней среды — резких колебаний температуры, от насекомых - вредителей и т.. Она представляет собой наружные покровные наслоения, резко отличающиеся от внутренних наслоений древесины. Кора также состоит из наружного слоя— корки или кожицы и внутреннего — пробковой ткани и луба.

Пробковая ткань обладает малой теплопроводностью.

Луб в растущем дереве служит проводником питательных веществ от кроны в ствол и корни; в нем откладываются запасы питательных веществ, необходимых дереву ранней весной для развертывания молодых листьев.

Кора занимает от 5 до 20% объема дерева

Камбий расположен между лубом и древесиной в виде очень тонкого слоя тонкостенных клеток, способных к делению
и росту. Клетка камбия, делясь, ежегодно откладывают в сторону коры клетки луба, а в противоположную сторону ─ клетки древесины. Зимой при температуре ниже 0 ºС рост дерева приостанавливается.

На поперечном разрезе ствола некоторых пород дерева можно легко различить наружную более светлую часть ─ заболонь и внутреннюю более темную ─ ядро.

Заболонь ─часть древесины более позднего образования, состоящая из молодых клеток, среди которых имеются живые
и омертвевшие. В растущем дереве по заболони (снизу вверх) движется влага с растворенными в ней минеральными веществами.

Ядро ─ состоит из мертвых клеток и образуется постепенно, по мере отмирания клеток заболони. Ядро не принимает участия в движении питательных веществ и служит только каркасом ствола, несущим собственный вес дерева и принимающим на себя внешние нагрузки. Потемнение древесины в ядре объясняется образованием смол ─ в хвойных деревьях и дубильных веществ ─ в лиственных. Эти вещества делают древесину ядровой части более стойкой против загнивания.

Срез некоторых пород имеет одинаковую окраску, центральная часть ствола, соответствующая положению ядра, отличается от периферийной только значительно меньшим содержанием влаги. В этом центральная, более сухая часть древесины называется спелой древесиной.

В зависимости от наличия или отсутствия ядра, заболони
и спелой древесины породы подразделяют:

1. ядровые, имеющие ядро и заболонь (дуб, сосна, лиственница, кедр и др.);

2. заболонные (безъядровые), имеющие одну лишь заболонную древесину (береза, ольха, граб, осина и др.);

3. спелодревесные, имеющие спелую древесину и заболонь (ель, пихта, бук).

Сердцевина расположена в центре поперечного сечения ствола и проходит по всей его длине. Она состоит из клеток
с тонкими стенками и представляет собой рыхлую ткань первичного образования; она очень слаба, непрочна и легко поддается загниванию.

Годичные слои. Каждый годичный слой состоит из двух зон: ранней, образовавшейся весной (светлая часть), и поздней (темная часть), образовавшейся к концу лета. Ранняя древесина ─ более рыхлая и слабая, поздняя ─ плотная и крепкая часть годичного слоя.

Сосуды. В древесине лиственных пород для движения влаги кроме клеток имеются и более крупные элементы ─ сосуды; они имеют форму трубочек, идущих вдоль ствола дерева.

Хвойные породы не имеют сосудов, а состоят в основном из замкнутых сравнительно длинных клеток.

Смоляные ходы. У большинства хвойных пород в промежутках между клетками, в смоляных ходах, сосредотачивается смола. Смоляные ходы находятся преимущественно в поздней древесине. На торцевом разрезе смоляные ходы видны при значительном увеличении, но на продольных разрезах их можно обнаружить в виде темных черточек и невооруженным глазом.

Серцевидные лучи. На поперечном разрезе ствола многих пород заметны узкие радиальные полоски ─ серцевидные лучи. На тенгентальном разрезе серцевидные лучи имеют вид темных штрихов с заостренными концами, расположенными по длине ствола.

Серцевидные лучи имеются у всех пород. У хвойных пород серцевидные лучи обычно очень узкие и видны только под микроскопом.

Серцевидные лучи в дереве в период его роста служат для передачи питательных веществ.