Nhựa tổng hợp: sản xuất, thành phần, cấu trúc và phạm vi

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Hóa chất được sử dụng ở các giai đoạn khác nhau của quá trình sản xuất và trong cuộc sống hàng ngày. Một trong những giống này là nhựa tổng hợp. Các chất này khác nhau về thành phần và phạm vi. Mục đích của nhựa nhân tạo có thể rất đa dạng. Tùy thuộc vào phương pháp sản xuất và thành phần, các đặc điểm chính của chúng được xác định. Nhựa nhân tạo sẽ được thảo luận thêm.

Mô tả chung

Việc sản xuất nhựa tổng hợp bắt đầu tích cực vào đầu thế kỷ trước. Polyme nhân tạo có một số đặc điểm khác biệt so với các giống tự nhiên. Thực tế là thành phần do con người tạo ra có những tính chất đặc biệt. Chúng có thể được thiết lập ở giai đoạn sản xuất. Các công thức có thể khác nhau đáng kể, điều này quyết định phạm vi của chúng.

Ngày nay, khoảng 5 tấn polyme nhân tạo được sản xuất trên thế giới mỗi năm. Nhựa tổng hợp và chất dẻo thu được từ quá trình chế biến than, dầu, khí đốt hoặc các thành phần tự nhiên khác. Các hợp chất hóa học thu được theo cách này có khối lượng phân tử thấp. Hơn nữa, chúng có thể được sản xuất không chỉ ở dạng hỗn hợp đặc dính. Nó cũng có thể là dạng bột hoặc dạng hạt.

Nhựa tổng hợp và tự nhiên, tăng độ cứng, tạo độ bám dính chất lượng cao cho các vật liệu khác nhau. Trong các chế phẩm polyme, đặc tính này rõ ràng hơn. Khi nhựa nhân tạo cứng lại, nó có thể tạo thành chất kết dính tuyệt vời với bê tông, kim loại, thủy tinh và các vật liệu xây dựng khác. Quá trình đóng rắn trong trường hợp này xảy ra dưới tác động của nhiệt độ cao hoặc chất xúc tác. Trong một số trường hợp, nhấn được sử dụng bổ sung trong quá trình tạo kết nối chất lượng cao.

Một số hợp chất nhân tạo chỉ cần thời gian để chữa khỏi. Kết quả là tạo ra một chất có khả năng chống chịu với các điều kiện bất lợi khác nhau, không sợ thay đổi nhiệt độ, ảnh hưởng cơ học. Chúng không bị phá hủy bởi nước, kiềm, axit, xăng hoặc dầu.

Các tính năng như vậy xác định phạm vi của các công thức được trình bày. Chúng ổn định, không giống như các chất tương tự tự nhiên, được đặc trưng bởi hiệu suất cao. Phạm vi ứng dụng của họ rất rộng.

Tính năng sản xuất

Nhựa tổng hợp là một loại polyme thu được trong một số phản ứng hóa học nhất định. Kết quả là, một hợp chất cao phân tử được tạo ra với một tập hợp nhất định làphẩm chất. Nhựa có nguồn gốc nhân tạo thu được là kết quả của quá trình trùng hợp hoặc trùng hợp. Hai quy trình này dựa trên các nguyên tắc khác nhau.

Phản ứng trùng hợp là một chuỗi phản ứng trong đó một số cấu tử cơ bản nhất định được kết hợp thành các phân tử phức tạp. Trong trường hợp này, không có sản phẩm phụ nào được hình thành.

Polycondensation là một quá trình trong đó các phân tử đơn giản được chuyển đổi thành các hợp chất phức tạp, tạo ra các chất hữu cơ. Điều này xảy ra bằng cách tạo ra các liên kết cacbon mới với các nguyên tử khác.

Ngày nay, cả hai loại nhựa này đều được sử dụng trong các lĩnh vực hoạt động khác nhau của con người. Việc lựa chọn loại vật liệu phụ thuộc vào yêu cầu đối với kết quả của công việc được thực hiện. Trong quá trình sản xuất nhựa tổng hợp và chất dẻo, người ta thu được hai loại hợp chất:

• nhiệt;
• nhựa nhiệt dẻo.

Nhựa nhiệt rắn có nguồn gốc nhân tạo là chất chỉ có thể nóng chảy trong một khoảng nhiệt độ nhất định. Nếu môi trường không tương ứng với khuôn khổ đã cho, chất này sẽ trở nên khó trộn lẫn và không hòa tan. Hơn nữa, một đặc tính tương tự xuất hiện với cả sự tăng và giảm nhiệt độ trên giới hạn đã thiết lập.

Nhựa nhiệt dẻo có nguồn gốc nhân tạo giữ được độ dẻo và dễ chảy trong mọi điều kiện. Tùy thuộc vào loại nguyên liệu, phương pháp sản xuất, có thể thu được nhũ tương, bột, hạt, khối hoặc tấm vật liệu polyme.

Đơn

Nhựa tổng hợp và tự nhiên được sử dụng trong các lĩnh vực hoạt động khác nhau của con người. Nhưng các lựa chọn nhân tạo đã trở nên phổ biến hơn do những phẩm chất đặc biệt của chúng. Việc liệt kê những khu vực không được sử dụng những chất đó sẽ dễ dàng hơn là ngược lại. Phạm vi sử dụng của chúng rất rộng.

Một trong những ứng dụng chính của nhựa tổng hợp là sản xuất vecni, sơn, chất kết dính và chất mài mòn. Do khả năng trùng hợp của chúng, các chất này có các tính chất đặc biệt cần thiết trong sản xuất đá nhân tạo, nhựa và PVC.

Do khả năng kết dính tốt, nhựa tạo thành một liên kết chất lượng với bê tông, kim loại, thủy tinh và toàn bộ danh sách các vật liệu khác. Các hợp chất polyme nhân tạo có khả năng chống lại các điều kiện bất lợi khác nhau.

Có nhiều vật liệu dựa trên nhựa tổng hợp. Ngày nay, đá nhân tạo được làm từ polyme. Nhiều sản phẩm khác nhau được làm từ nó, chẳng hạn như ngưỡng cửa sổ, bồn rửa, mặt bàn và các đồ nội thất khác nhau.

Từ những vật liệu như vậy, một tấm phủ sàn nguyên khối được tạo ra. Nhựa tổng hợp cũng được sử dụng trong chế biến gỗ. Chúng cho phép bạn tạo ra một lớp phủ chất lượng cao cho các vật liệu tự nhiên. Trong xây dựng, các ngành sản xuất công nghiệp khác nhau, nhiều loại nhựa có nguồn gốc nhân tạo được sử dụng. Ngay cả trong y học và ngành công nghiệp làm đẹp, các hợp chất như vậy cũng đã được tìm thấy ứng dụng của chúng.

nhựa Epoxy

Nhiều loại nhựa tổng hợp được sản xuất ngày nay. Các chế phẩm polyme nổi tiếng và được sử dụng rộng rãi nhất nên được xem xét chi tiết hơn.

Một trong những loại phổ biến nhất là nhựa epoxy. Chế phẩm có thể có dạng lỏng nhất quán hoặc được sản xuất ở dạng rắn. Chất này không màu. Nhựa epoxy là loại nhựa hai thành phần, cần sử dụng chất làm cứng. Nếu không có chất xúc tác, chế phẩm sẽ không cứng lại. Để polyme hóa nhanh hơn, bạn cần tăng nhiệt độ của nhựa.

Epoxy có độ bám dính tốt. Điều này cho phép bạn buộc chặt đồ gốm sứ, kim loại, đồ gốm và một số vật liệu khác. Ở dạng tinh khiết nhất, epoxy tương tự như mật ong.

Chất này thu được trong quá trình trùng ngưng của phenol và epilchloridrin. Các amin và rượu cũng tham gia phản ứng. Trong loại này, có một số chất có phần khác nhau về chất lượng của chúng. Vì vậy, polyepoxit có mật độ thấp và có khả năng liên kết tốt với kim loại, đá. Đồng thời, vật liệu thực tế không bị co lại, có khả năng chống lại axit.

Dians epoxy loại không đóng rắn là nhựa tổng hợp nhiệt rắn. Chúng có thể có màu từ vàng đến nâu. Độ nhớt có thể thay đổi. Đây là những vật liệu có thể ở thể lỏng hoặc rắn. Nhựa Epoxy-Dian hòa tan trong dioxan, ete.

Nhựa epoxy đóng rắn không hòa tan. Polyamit, phenol-formaldehyt, v.v. có thể được sử dụng làm chất xúc tác.

Nhựa epoxy được sử dụng trong sản xuất chất kết dính dùng để tạo liên kết bền chặt giữa đá tự nhiên, bê tông, gốm sứ, …

Polyester và nhựa acrylic

Trong sản xuất nhựa tổng hợp và chất dẻo, rất nhiều loại như hợp chất polyester nổi bật. Vật liệu này được tạo ra trong quá trình chế biến rượu. Loại nhựa này cho phép bạn tạo kết nối kém bền hơn so với hợp chất epoxy. Nhưng do đặc thù của sản xuất, các loại polyester rẻ hơn. Đồng thời, những loại nhựa này dễ làm việc hơn.

Đối tượng tiêu thụ lớn nhất của loại sản phẩm này là ngành công nghiệp ô tô và đóng tàu, sản xuất thiết bị chiếu sáng. Nhựa polyester cũng cần thiết trong sản xuất vách ngăn, vòi hoa sen và ngưỡng cửa sổ. Vật liệu được trình bày rất dễ uốn cong sau khi cứng, có thể được sơn bằng các hợp chất thích hợp.

Nhựa tổng hợp acrylic được sử dụng trong sản xuất nhựa, tranh ghép, đá nhân tạo. Ngoài ra, các thành phần như vậy được sử dụng rộng rãi trong quá trình xây dựng và sửa chữa công việc trong phòng tắm, vòi hoa sen, trong việc bố trí đài phun nước, vòi hoa sen và những thứ khác. Nhựa acrylic đông cứng nhanh chóng. Vật liệu này ít độc hại hơn so với các công thức được liệt kê trước đây.

Nhựa acrylic được sử dụng như một vật liệu độc lập hoặc trong sản xuất các chế phẩm khác. Họ thêm cát, vụn đá cẩm thạch, cũng như các chất màu khác nhau. Do đó, acrylic có thể có nhiều sắc thái khác nhau. Có thể thêm tối đa 50% thành phần bổ sung vào loại nhựa này.

Acrylic yêu cầu chất làm cứng. Sau quá trình trùng hợp, chế phẩm hoàn toàn không xốp, giúp cải thiện đáng kể hiệu suất. Điều này mở rộng đáng kể phạm vi của tài liệu. Do không có lỗ rỗng trong thành phần, sản phẩm sẽ không được vẽ khi chất tạo màu xâm nhập vào bề mặt. Nếu mặt bàn làm bằng acrylic, nước củ cải đường sẽ không để lại dấu vết trên đó. Vật liệu có thể chịu nhiệt lên đến 70 ºС. Khuôn để sản xuất các sản phẩm như vậy được làm bằng thạch cao, silicone hoặc thủy tinh.

Nhựa polyethylene, polypropylene, polyvinyl clorua

Khi so sánh nhựa tự nhiên và nhựa tổng hợp, loại nhựa sau có hiệu suất tích cực hơn nhiều. Danh mục này bao gồm nhiều loại sáng tác khác.

Thường trong công nghiệp hiện đại, nhựa polyetylen được chế tạo và sử dụng. Chúng có tỷ lệ linh hoạt cao, được duy trì ngay cả khi nhiệt độ giảm đáng kể (xuống -60 ºС). Vật liệu làm bằng nhựa polyetylen không thấm nước, không chịu tác động tiêu cực của hóa chất xâm thực. Do đó, nhiều loại nhựa được trình bày được sử dụng để tạo màng chống thấm, cũng như thông tin liên lạc đường ống dẫn nước. Nhựa polyetylen được sử dụng để làm đường ống dẫn các chất hoạt tính hóa học, cũng như các mặt hàng cho thiết bị y tế, vệ sinh và vệ sinh.

Một loại khác phổ biến hiện nay là nhựa polypropylene. Chúng thu được trong quá trình trùng hợp propylen. Đây là một loại khí thu được trong quá trình crackinh sản phẩm.công nghiệp lọc dầu. Dựa trên nhựa tổng hợp, polypropylene được sử dụng để làm đường ống, vật liệu trang trí, màng kín khí, cũng như các bộ phận của thiết bị hóa chất.

Một loại nhựa khác được biết đến trong ngành công nghiệp hiện đại là polyvinyl clorua. Nó thu được trong quá trình trùng hợp. Quy trình sử dụng vinyl clorua, một chất khí có mùi giống như ete và không màu.

Nhựa PVC được sản xuất dưới dạng hạt. Vật liệu chịu được nhiệt độ cao, không bị mất phẩm chất khi trời lạnh. Nó cũng có tính chất điện môi. Vật liệu này được sử dụng rộng rãi để sản xuất chất chống thấm, vải sơn, màng cho trần căng, vật liệu trang trí, v.v.

Polyisobutyl, polystyrene, vinyl axetat

Nhựa polyisobutyl được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hiện đại, thu được trong quá trình trùng hợp ở nhiệt độ khoảng 100 ºС. Vật liệu này giống cao su về bề ngoài. Nó có tính đàn hồi, được sử dụng như một thành phần chống ăn mòn. Nó không cho phép nước đi qua, vì vậy bề mặt kim loại được bảo vệ một cách đáng tin cậy khỏi các phản ứng oxy hóa. Vecni và ma tít được làm từ polyisobutylen.

Nhựa tổng hợp polystyrene thu được thông qua quá trình trùng hợp. Kết quả là một loại nhựa không màu, được sử dụng để sản xuất men, cao su và màng chống thấm. Vật liệu cách nhiệt cũng được tạo ra từ polyme.

Nhựa polyvinyl axetat làpolime được tạo ra từ một este của axit axetic và ancol vinylic. Nó là một chất lỏng không màu, có tính di động cao.

Chất liệu không có khả năng chống kiềm và axit. Polyvinyl axetat nở nhẹ trong nước. Nó có thể hòa tan trong các este và rượu, cũng như các hydrocacbon thơm.

Chất liệu cho phép bạn tạo ra sự kết nối bền chặt của đá, thủy tinh. Vì vậy, polyvinyl axetat được sử dụng rộng rãi trong sản xuất vecni và chất kết dính. Trong trang trí nội thất của tòa nhà, những vật liệu này cũng được sử dụng rộng rãi.

nhựa polyacrylate

Trên cơ sở nhựa acrylic, các hợp chất polyacrylate được sản xuất, bổ sung thêm axit metacrylic trong quá trình sản xuất. Đây là một khối trong suốt như thủy tinh thể, được sử dụng trong sản xuất các loại phim, dung dịch khác nhau. Ví dụ, polyacrylate được sử dụng để tạo ra một vật liệu phủ lên bê tông để làm cho nó không thấm nước. Nó cũng được sử dụng để làm sơn lót khác nhau cho công việc nội thất.

Polyme trùng ngưng được sản xuất theo cách đặc biệt. Trong quá trình như vậy, một chất cao phân tử được hình thành bằng cách kết hợp một số lượng đáng kể các phân tử cùng loại hoặc khác loại. Đối với điều này, các thành phần trọng lượng phân tử thấp được trộn lẫn. Phản ứng xảy ra giải phóng nước, amoniac, hydro clorua.

Nhóm formaldehyde

Xem xét các loại nhựa tổng hợp, bạn cũng nên chú ý đến nhóm formaldehyde. Một trong những chất đó là phenol fomanđehit. Đâynhựa được thu được bằng cách kết hợp các phenol khác nhau và fomanđehit.

Kết quả là một chất có độ bền cao và chịu được nhiệt độ cao. Vật liệu này được sử dụng trong sản xuất ván sợi, ván dăm. Ông cũng tham gia vào sản xuất laminates, chất kết dính, ma tít, vecni.

Vật liệu nổi tiếng nhất dựa trên nhựa phenol-formaldehyde là dầu bóng bakelite, polyme B. Vật liệu này cho phép bạn tạo ra các lớp phủ chống hóa chất, được sử dụng trong liên kết nóng của xi măng amiăng, khi kết dính các vật liệu xây dựng khác nhau.

Hợp chất aminoformaldehyde thu được bằng cách trùng hợp melamine và formaldehyde với urê. Đồng thời, các điều kiện quy định chặt chẽ được tạo ra. Kết quả là tạo ra một chất không màu có giá thành tương đối rẻ. Nó được sử dụng để tạo ra vật liệu cách nhiệt, chất kết dính và cán mỏng.

nhựa polyurethane

Nhựa polyurethane là loại polyme dạng tinh thể. Chúng được đặc trưng bởi chất lượng nóng chảy cao. Những loại nhựa này thu được bằng phản ứng của diisocnanat và rượu polyhydric. Chất nóng chảy ở nhiệt độ thấp, có tính hút ẩm nhẹ. Nhựa polyurethane chịu được thời tiết, oxy, ozon, kiềm và axit.

Polyurethanes được sử dụng để tạo chất kết dính. Chúng được sử dụng để dán các tấm đá, khácvật liệu xây dựng.

Nhiều polyme được sử dụng trong xây dựng, chế biến gỗ, kỹ thuật và các ngành sản xuất hiện đại khác. Chúng có các phẩm chất cần thiết, tạo ra các kết nối bền, chắc, lớp phủ chống thấm nước.