Συνθετικές ρητίνες: παραγωγή, σύνθεση, δομή και πεδίο εφαρμογής

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Οι χημικές ουσίες χρησιμοποιούνται σε διαφορετικά στάδια της παραγωγικής διαδικασίας και στην καθημερινή ζωή. Μία από αυτές τις ποικιλίες είναι οι συνθετικές ρητίνες. Αυτές οι ουσίες διαφέρουν ως προς τη σύνθεση και το εύρος. Ο σκοπός των τεχνητών ρητινών μπορεί να είναι πολύ διαφορετικός. Ανάλογα με τη μέθοδο παραγωγής και τη σύνθεση προσδιορίζονται τα κύρια χαρακτηριστικά τους. Οι τεχνητές ρητίνες θα συζητηθούν περαιτέρω.

Γενική περιγραφή

Η παραγωγή συνθετικών ρητινών ξεκίνησε ενεργά στις αρχές του περασμένου αιώνα. Τα τεχνητά πολυμερή έχουν μια σειρά από χαρακτηριστικές διαφορές από τις φυσικές ποικιλίες. Το γεγονός είναι ότι η σύνθεση που δημιουργεί ο άνθρωπος έχει ειδικές ιδιότητες. Μπορούν να ρυθμιστούν στο στάδιο της κατασκευής. Τα σκευάσματα μπορεί να διαφέρουν σημαντικά, γεγονός που καθορίζει το εύρος τους.

Σήμερα, περίπου 5 τόνοι τεχνητών πολυμερών παράγονται στον κόσμο κάθε χρόνο. Οι συνθετικές ρητίνες και τα πλαστικά λαμβάνονται από την επεξεργασία άνθρακα, πετρελαίου, αερίου ή άλλων φυσικών συστατικών. Οι χημικές ενώσεις που λαμβάνονται με αυτόν τον τρόπο έχουν χαμηλό μοριακό βάρος. Επιπλέον, μπορούν να παραχθούν όχι μόνο με τη μορφή κολλώδους παχύρρευστου μείγματος. Μπορεί επίσης να είναι σκόνη ή κοκκώδης ουσία.

Συνθετικές και φυσικές ρητίνες, σκληρυντικές, παρέχουν υψηλής ποιότητας πρόσφυση σε διαφορετικά υλικά. Σε πολυμερείς συνθέσεις, αυτό το χαρακτηριστικό είναι πιο έντονο. Όταν η τεχνητή ρητίνη σκληραίνει, μπορεί να σχηματίσει εξαιρετική πρόσφυση σε σκυρόδεμα, μέταλλο, γυαλί και άλλα δομικά υλικά. Η διαδικασία σκλήρυνσης σε αυτή την περίπτωση λαμβάνει χώρα υπό την επίδραση υψηλών θερμοκρασιών ή καταλυτών. Σε ορισμένες περιπτώσεις, το πάτημα χρησιμοποιείται επιπλέον στη διαδικασία δημιουργίας σύνδεσης υψηλής ποιότητας.

Ορισμένες τεχνητές ενώσεις χρειάζονται μόνο χρόνο για να θεραπευτούν. Το αποτέλεσμα είναι μια ουσία ανθεκτική σε διάφορες δυσμενείς συνθήκες, η οποία δεν φοβάται τις αλλαγές θερμοκρασίας, τις μηχανικές επιρροές. Δεν καταστρέφονται από νερό, αλκάλια, οξύ, βενζίνη ή λάδι.

Τέτοια χαρακτηριστικά καθορίζουν το εύρος των σκευασμάτων που παρουσιάζονται. Είναι σταθερά, σε αντίθεση με τα φυσικά ανάλογα, χαρακτηρίζονται από υψηλή απόδοση. Το πεδίο εφαρμογής τους είναι εκτεταμένο.

χαρακτηριστικά παραγωγής

Η συνθετική ρητίνη είναι ένα πολυμερές που λαμβάνεται κατά τη διάρκεια ορισμένων χημικών αντιδράσεων. Ως αποτέλεσμα, μια υψηλού μοριακής ένωσης παράγεται με ένα δεδομένο σύνολοποιότητες. Οι ρητίνες τεχνητής προέλευσης λαμβάνονται ως αποτέλεσμα πολυσυμπύκνωσης ή πολυμερισμού. Αυτές οι δύο διαδικασίες βασίζονται σε διαφορετικές αρχές.

Ο πολυμερισμός είναι μια σειρά αντιδράσεων κατά τις οποίες ένας δεδομένος αριθμός στοιχειωδών συστατικών συνδυάζεται σε πολύπλοκα μόρια. Σε αυτήν την περίπτωση, δεν σχηματίζονται υποπροϊόντα.

Η πολυσυμπύκνωση είναι μια διαδικασία κατά την οποία απλά μόρια μετατρέπονται σε σύνθετες ενώσεις, δημιουργώντας οργανικές ουσίες. Αυτό συμβαίνει δημιουργώντας νέους δεσμούς άνθρακα με άλλα άτομα.

Σήμερα, και οι δύο τύποι ρητινών χρησιμοποιούνται σε διαφορετικούς τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας. Η επιλογή του τύπου υλικού εξαρτάται από τις απαιτήσεις για το αποτέλεσμα της εργασίας που εκτελείται. Κατά την παραγωγή συνθετικών ρητινών και πλαστικών, λαμβάνονται δύο τύποι ενώσεων:

• θερμοενεργό;
• θερμοπλαστικό.

Οι θερμοσκληρυνόμενες ρητίνες τεχνητής προέλευσης είναι μια ουσία που μπορεί να λιώσει μόνο σε ένα συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασίας. Εάν το περιβάλλον δεν αντιστοιχεί στο δεδομένο πλαίσιο, η ουσία γίνεται αδιάλυτη και αδιάλυτη. Επιπλέον, μια παρόμοια ιδιότητα εμφανίζεται τόσο με αύξηση όσο και μείωση της θερμοκρασίας πάνω από το καθορισμένο όριο.

Η θερμοπλαστική ρητίνη τεχνητής προέλευσης διατηρεί την πλαστικότητα και την τήξη υπό οποιεσδήποτε συνθήκες. Ανάλογα με τον τύπο της πρώτης ύλης, μπορεί να ληφθεί μέθοδος παραγωγής, γαλάκτωμα, σκόνη, κόκκοι, μπλοκ ή φύλλα πολυμερούς υλικού.

Αίτηση

Συνθετικές και φυσικές ρητίνες χρησιμοποιούνται σε διάφορους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας. Αλλά οι τεχνητές επιλογές έχουν γίνει πιο διαδεδομένες λόγω των ιδιαίτερων ιδιοτήτων τους. Είναι ευκολότερο να απαριθμήσετε περιοχές όπου δεν χρησιμοποιούνται τέτοιες ουσίες παρά το αντίστροφο. Το εύρος της χρήσης τους είναι εκτεταμένο.

Μία από τις κύριες εφαρμογές των συνθετικών ρητινών είναι η παραγωγή βερνικιών, χρωμάτων, κόλλων και λειαντικών. Λόγω της ικανότητάς τους να πολυμερίζονται, τέτοιες ουσίες έχουν ειδικές ιδιότητες που απαιτούνται για την κατασκευή τεχνητής πέτρας, πλαστικού και PVC.

Λόγω της καλής πρόσφυσής της, η ρητίνη σχηματίζει έναν ποιοτικό δεσμό με το σκυρόδεμα, το μέταλλο, το γυαλί και μια ολόκληρη λίστα άλλων υλικών. Οι τεχνητές πολυμερείς ενώσεις είναι ανθεκτικές σε διάφορες δυσμενείς συνθήκες.

Υπάρχουν πολλά υλικά που βασίζονται σε συνθετικές ρητίνες. Σήμερα, η τεχνητή πέτρα κατασκευάζεται από πολυμερή. Από αυτό κατασκευάζονται διάφορα προϊόντα, όπως περβάζια παραθύρων, νεροχύτες, πάγκοι και διάφορα έπιπλα.

Από τέτοια υλικά δημιουργείται ένα μονολιθικό κάλυμμα δαπέδου. Οι συνθετικές ρητίνες χρησιμοποιούνται επίσης στην ξυλουργική. Σας επιτρέπουν να δημιουργήσετε μια επίστρωση υψηλής ποιότητας για φυσικά υλικά. Στην κατασκευή, χρησιμοποιούνται διάφοροι κλάδοι βιομηχανικής παραγωγής, ποικιλία ρητινών τεχνητής προέλευσης. Ακόμη και στην ιατρική και τη βιομηχανία ομορφιάς, τέτοιες ενώσεις έχουν βρει την εφαρμογή τους.

εποξειδικές ρητίνες

Σήμερα παράγονται πολλοί τύποι συνθετικών ρητινών. Οι πιο διάσημες και ευρέως χρησιμοποιούμενες συνθέσεις πολυμερών θα πρέπει να εξεταστούν με περισσότερες λεπτομέρειες.

Μία από τις πιο δημοφιλείς ποικιλίες είναι η εποξειδική ρητίνη. Η σύνθεση μπορεί να έχει υγρή σύσταση ή να παράγεται σε στερεή μορφή. Αυτή η ουσία είναι άχρωμη. Οι εποξειδικές ρητίνες είναι δύο συστατικών, απαιτούν τη χρήση σκληρυντικού. Χωρίς καταλύτη, η σύνθεση δεν θα σκληρύνει. Για ταχύτερο πολυμερισμό, πρέπει να αυξήσετε τη θερμοκρασία της ρητίνης.

Το εποξειδικό έχει καλή πρόσφυση. Αυτό σας επιτρέπει να στερεώσετε κεραμικά, μέταλλο, φαγεντιανή και μια σειρά από άλλα υλικά. Στην πιο αγνή του μορφή, το εποξειδικό είναι παρόμοιο με το μέλι.

Αυτή η ουσία λαμβάνεται κατά την πολυσυμπύκνωση της φαινόλης και της επιχλωριδίνης. Στην αντίδραση συμμετέχουν επίσης αμίνες και αλκοόλες. Σε αυτή την κατηγορία, υπάρχουν αρκετές ουσίες που διαφέρουν κάπως ως προς τις ποιότητές τους. Έτσι, τα πολυεποξείδια έχουν χαμηλή πυκνότητα και είναι σε θέση να συνδεθούν καλά με το μέταλλο, την πέτρα. Ταυτόχρονα, το υλικό πρακτικά δεν συρρικνώνεται, είναι ανθεκτικό στο οξύ.

Τα εποξειδικά διαμάντια μη σκληρυνόμενου τύπου είναι θερμοσκληρυνόμενες συνθετικές ρητίνες. Μπορούν να έχουν κίτρινο έως καφέ χρώμα. Το ιξώδες μπορεί να ποικίλλει. Πρόκειται για υλικά που μπορεί να είναι είτε υγρά είτε στερεά. Η εποξειδική ρητίνη διαλύεται σε διοξάνιο, αιθέρες.

Οι σκληρυμένες εποξειδικές ρητίνες είναι αδιάλυτες. Πολυαμίδια, φαινόλη-φορμαλδεΰδες κ.λπ. μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως καταλύτες.

Οι εποξειδικές ρητίνες χρησιμοποιούνται στην παραγωγή συγκολλητικών ουσιών που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία ισχυρών δεσμών μεταξύ φυσικής πέτρας, σκυροδέματος, κεραμικών κ.λπ.

Πολυεστερικές και ακρυλικές ρητίνες

Στην παραγωγή συνθετικών ρητινών και πλαστικών, μια ποικιλία όπως οι πολυεστερικές ενώσεις ξεχωρίζει. Το υλικό αυτό δημιουργείται κατά την επεξεργασία των αλκοολών. Μια τέτοια ρητίνη σας επιτρέπει να δημιουργήσετε μια λιγότερο ανθεκτική σύνδεση από μια εποξειδική ένωση. Αλλά λόγω των ιδιαιτεροτήτων της παραγωγής, οι πολυεστερικές ποικιλίες είναι φθηνότερες. Ταυτόχρονα, αυτές οι ρητίνες είναι πιο εύκολο να δουλέψουν.

Οι μεγαλύτεροι καταναλωτές αυτού του τύπου προϊόντων είναι η αυτοκινητοβιομηχανία και η ναυπηγική βιομηχανία, η παραγωγή εξοπλισμού φωτισμού. Οι πολυεστερικές ρητίνες χρειάζονται επίσης για την παραγωγή χωρισμάτων, ντουζιέρας και περβάζια παραθύρων. Το παρουσιαζόμενο υλικό λυγίζεται εύκολα μετά τη σκλήρυνση, μπορεί να βαφτεί με κατάλληλες ενώσεις.

Ακρυλικές συνθετικές ρητίνες χρησιμοποιούνται στην παραγωγή πλαστικών, ψηφιδωτών, τεχνητής πέτρας. Επίσης, τέτοιες συνθέσεις χρησιμοποιούνται ευρέως κατά τη διάρκεια των εργασιών κατασκευής και επισκευής σε μπάνια, ντους, στη διάταξη συντριβάνι, ντους και άλλα πράγματα. Η ακρυλική ρητίνη σκληραίνει γρήγορα. Το υλικό είναι λιγότερο τοξικό από τα σκευάσματα που αναφέρονται προηγουμένως.

Οι ακρυλικές ρητίνες χρησιμοποιούνται ως ανεξάρτητο υλικό ή για την κατασκευή άλλων συνθέσεων. Προσθέτουν άμμο, μάρμαρα, καθώς και διάφορες χρωστικές. Ως εκ τούτου, το ακρυλικό μπορεί να έχει μια ποικιλία αποχρώσεων. Σε αυτήν τη ρητίνη μπορούν να προστεθούν έως και 50% επιπλέον συστατικά.

Το ακρυλικό απαιτεί σκληρυντικό. Μετά τη διαδικασία πολυμερισμού, η σύνθεση είναι εντελώς μη πορώδης, γεγονός που βελτιώνει σημαντικά την απόδοση. Αυτό διευρύνει σημαντικά το εύρος του υλικού. Λόγω της απουσίας πόρων στη σύνθεση, το προϊόν δεν βάφεται όταν εισέρχονται χρωστικές ουσίες στην επιφάνεια. Εάν ο πάγκος είναι κατασκευασμένος από ακρυλικό, ο χυμός τεύτλων δεν θα αφήσει σημάδι πάνω του. Το υλικό είναι σε θέση να αντέξει τη θέρμανση έως και 70 ºС. Τα καλούπια για την κατασκευή τέτοιων προϊόντων είναι κατασκευασμένα από γύψο, σιλικόνη ή γυαλί.

Ρητίνες πολυαιθυλενίου, πολυπροπυλενίου, πολυβινυλοχλωριδίου

Όταν συγκρίνουμε φυσικές και συνθετικές ρητίνες, οι τελευταίες έχουν πολύ πιο θετική απόδοση. Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει πολλές άλλες ποικιλίες συνθέσεων.

Συχνά στη σύγχρονη βιομηχανία, κατασκευάζονται και χρησιμοποιούνται ρητίνες πολυαιθυλενίου. Έχουν υψηλά ποσοστά ευελιξίας, η οποία διατηρείται ακόμη και με σημαντική μείωση της θερμοκρασίας (έως -60 ºС). Τα υλικά που κατασκευάζονται από ρητίνες πολυαιθυλενίου είναι αδιάβροχα, δεν υπόκεινται στις αρνητικές επιπτώσεις των επιθετικών χημικών ουσιών. Ως εκ τούτου, η παρουσιαζόμενη ποικιλία ρητινών χρησιμοποιείται για τη δημιουργία μιας στεγανωτικής μεμβράνης, καθώς και για τις υδραυλικές επικοινωνίες. Οι ρητίνες πολυαιθυλενίου χρησιμοποιούνται για την κατασκευή αγωγών για χημικά δραστικές ουσίες, καθώς και για είδη ιατρικού, υγειονομικού και υγειονομικού εξοπλισμού.

Μια άλλη δημοφιλής ποικιλία σήμερα είναι οι ρητίνες πολυπροπυλενίου. Λαμβάνονται κατά τον πολυμερισμό του προπυλενίου. Αυτό είναι ένα αέριο που λαμβάνεται κατά τη διαδικασία πυρόλυσης προϊόντων.βιομηχανία διύλισης πετρελαίου. Βασισμένο σε συνθετικές ρητίνες, το πολυπροπυλένιο χρησιμοποιείται για την κατασκευή σωλήνων, διακοσμητικών υλικών, αεροστεγών μεμβρανών, καθώς και εξαρτημάτων για χημικό εξοπλισμό.

Ένας άλλος τύπος ρητίνης γνωστός στη σύγχρονη βιομηχανία είναι το πολυβινυλοχλωρίδιο. Λαμβάνεται κατά τον πολυμερισμό. Η διαδικασία χρησιμοποιεί χλωριούχο βινύλιο, ένα αέριο που μυρίζει σαν αιθέρας και είναι άχρωμο.

Η ρητίνη PVC παράγεται με τη μορφή κόκκων. Το υλικό είναι ανθεκτικό στις υψηλές θερμοκρασίες, δεν χάνει τις ιδιότητές του στο κρύο. Έχει επίσης διηλεκτρικές ιδιότητες. Αυτό το υλικό χρησιμοποιείται ευρέως για την παραγωγή στεγανοποίησης, λινέλαιο, μεμβρανών για τεντωμένες οροφές, διακοσμητικά υλικά κ.λπ.

Πολυισοβουτύλιο, πολυστυρόλιο, οξικός βινυλεστέρας

Οι ρητίνες πολυισοβουτυλίου χρησιμοποιούνται ευρέως από τη σύγχρονη βιομηχανία, οι οποίες λαμβάνονται κατά τη διαδικασία πολυμερισμού σε θερμοκρασία περίπου 100 ºС. Αυτό το υλικό μοιάζει με καουτσούκ στην εμφάνιση. Είναι ελαστικό, χρησιμοποιείται ως αντιδιαβρωτικό συστατικό. Δεν επιτρέπει τη διέλευση του νερού, έτσι οι μεταλλικές επιφάνειες προστατεύονται αξιόπιστα από οξειδωτικές αντιδράσεις. Τα βερνίκια και οι μαστίχες κατασκευάζονται από πολυισοβουτυλένιο.

Οι συνθετικές ρητίνες πολυστυρενίου λαμβάνονται μέσω μιας διαδικασίας πολυμερισμού. Το αποτέλεσμα είναι μια άχρωμη ρητίνη, η οποία χρησιμοποιείται για την παραγωγή σμάλτων, λατέξ και στεγανωτικών μεμβρανών. Από το πολυμερές δημιουργούνται και μονωτικά υλικά.

Οι ρητίνες οξικού πολυβινυλίου είναιπολυμερή που δημιουργούνται από έναν εστέρα οξικού οξέος και βινυλικής αλκοόλης. Είναι ένα άχρωμο υγρό με υψηλή κινητικότητα.

Το υλικό δεν είναι ανθεκτικό σε αλκάλια και οξέα. Το οξικό πολυβινύλιο διογκώνεται ελαφρά στο νερό. Είναι διαλυτό σε εστέρες και αλκοόλες, καθώς και σε αρωματικούς υδρογονάνθρακες.

Το Το υλικό σας επιτρέπει να δημιουργήσετε μια ισχυρή σύνδεση πέτρας, γυαλιού. Ως εκ τούτου, το οξικό πολυβινύλιο χρησιμοποιείται ευρέως στην παραγωγή βερνικιών και κόλλων. Στην εσωτερική διακόσμηση του κτιρίου χρησιμοποιούνται ευρέως και αυτά τα υλικά.

Πολυακρυλικές ρητίνες

Με βάση την ακρυλική ρητίνη παράγονται πολυακρυλικές ενώσεις, προσθέτοντας μεθακρυλικό οξύ κατά την παραγωγή. Πρόκειται για μια υαλώδη διαφανή μάζα, η οποία χρησιμοποιείται στην παραγωγή διαφόρων μεμβρανών, διαλυμάτων. Για παράδειγμα, το πολυακρυλικό χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ενός υλικού που επικαλύπτεται σε σκυρόδεμα για να το κάνει υδατοαπωθητικό. Χρησιμοποιείται επίσης για την κατασκευή διαφόρων ασταριών για εσωτερικές εργασίες.

Τα πολυμερή πολυσυμπύκνωσης παράγονται με ειδικό τρόπο. Κατά τη διάρκεια μιας τέτοιας διαδικασίας, σχηματίζεται μια υψηλού μοριακού χαρακτήρα ουσία συνδυάζοντας σημαντικό αριθμό μορίων ίδιου ή διαφορετικών τύπων. Για αυτό, αναμιγνύονται συστατικά χαμηλού μοριακού βάρους. Η αντίδραση συμβαίνει με την απελευθέρωση νερού, αμμωνίας, υδροχλωρίου.

Ομάδα φορμαλδεΰδης

Λαμβάνοντας υπόψη τις ποικιλίες των συνθετικών ρητινών, θα πρέπει επίσης να δώσετε προσοχή στην ομάδα φορμαλδεΰδης. Μια τέτοια ουσία είναι η φαινόλη φορμαλδεΰδη. ΑυτόΗ ρητίνη λαμβάνεται συνδυάζοντας διάφορες φαινόλες και φορμαλδεΰδη.

Το αποτέλεσμα είναι μια ουσία που είναι ιδιαίτερα ανθεκτική και ανθεκτική στις υψηλές θερμοκρασίες. Αυτό το υλικό χρησιμοποιείται στην παραγωγή ινοσανίδων, μοριοσανίδων. Ασχολείται επίσης με την παραγωγή laminates, κόλλες, μαστίχες, βερνίκια.

Τα πιο διάσημα υλικά που βασίζονται σε ρητίνες φαινόλης-φορμαλδεΰδης είναι το βερνίκι βακελίτη, πολυμερές Β. Αυτό το υλικό σας επιτρέπει να δημιουργείτε χημικά ανθεκτικά επιχρίσματα, που χρησιμοποιούνται στη θερμή συγκόλληση αμιαντοτσιμέντου, κατά τη συγκόλληση διαφόρων δομικών υλικών.

Οι ενώσεις αμινοφορμαλδεΰδης λαμβάνονται με πολυσυμπύκνωση μελαμίνης και φορμαλδεΰδης με ουρία. Ταυτόχρονα δημιουργούνται αυστηρά ρυθμισμένες συνθήκες. Το αποτέλεσμα είναι μια άχρωμη ουσία που είναι σχετικά φθηνή. Χρησιμοποιείται για τη δημιουργία θερμομόνωσης, κόλλων και ελασμάτων.

Ρητίνες πολυουρεθάνης

Οι ρητίνες πολυουρεθάνης είναι πολυμερή κρυσταλλικού τύπου. Χαρακτηρίζονται από υψηλές ιδιότητες τήξης. Αυτές οι ρητίνες λαμβάνονται με την αντίδραση διισοκνανικών και πολυϋδρικών αλκοολών. Η ουσία λιώνει σε χαμηλή θερμοκρασία, έχει ελαφρά υγροσκοπικότητα. Η ρητίνη πολυουρεθάνης είναι ανθεκτική στις καιρικές συνθήκες, το οξυγόνο, το όζον, τα αλκάλια και τα οξέα.

Οι πολυουρεθάνες χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία συγκολλητικών. Χρησιμοποιούνται για κόλληση πέτρινων πλακών, άλλαοικοδομικά υλικά.

Πολλά πολυμερή χρησιμοποιούνται στις κατασκευές, την ξυλουργική, τη μηχανική και άλλες βιομηχανίες σύγχρονης παραγωγής. Διαθέτουν τις απαιτούμενες ιδιότητες, δημιουργώντας ανθεκτικές, ισχυρές συνδέσεις, αδιάβροχες επικαλύψεις.