სინთეზური ფისები: წარმოება, შემადგენლობა, სტრუქტურა და მოცულობა

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

ქიმიკატები გამოიყენება წარმოების პროცესის სხვადასხვა ეტაპზე და ყოველდღიურ ცხოვრებაში. ერთ-ერთი ასეთი ჯიშია სინთეზური ფისები. ეს ნივთიერებები განსხვავდება შემადგენლობითა და მოცულობით. ხელოვნური ფისების დანიშნულება შეიძლება იყოს ძალიან მრავალფეროვანი. წარმოების მეთოდისა და შემადგენლობის მიხედვით განისაზღვრება მათი ძირითადი მახასიათებლები. ხელოვნური ფისები შემდგომში იქნება განხილული.

ზოგადი აღწერა

სინთეზური ფისების წარმოება აქტიურად დაიწყო გასული საუკუნის დასაწყისში. ხელოვნურ პოლიმერებს აქვთ მრავალი დამახასიათებელი განსხვავება ბუნებრივი ჯიშებისგან. ფაქტია, რომ ადამიანის მიერ შექმნილ კომპოზიციას განსაკუთრებული თვისებები აქვს. მათი დაყენება შესაძლებელია წარმოების ეტაპზე. ფორმულირებები შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს, რაც განსაზღვრავს მათ ფარგლებს.

დღეს მსოფლიოში ყოველწლიურად დაახლოებით 5 ტონა ხელოვნური პოლიმერი იწარმოება.სინთეტიკური ფისები და პლასტმასი მიიღება ქვანახშირის, ნავთობის, გაზის ან სხვა ბუნებრივი კომპონენტების გადამუშავების შედეგად. ამ გზით მიღებულ ქიმიურ ნაერთებს აქვთ დაბალი მოლეკულური წონა. უფრო მეტიც, მათი წარმოება შესაძლებელია არა მხოლოდ წებოვანი სქელი ნარევის სახით. ის ასევე შეიძლება იყოს ფხვნილი ან მარცვლოვანი ნივთიერება.

სინთეზური და ბუნებრივი ფისები, გამკვრივება, უზრუნველყოფს მაღალი ხარისხის ადჰეზიას სხვადასხვა მასალაზე. პოლიმერულ კომპოზიციებში ეს მახასიათებელი უფრო გამოხატულია. როდესაც ხელოვნური ფისი გამკვრივდება, მას შეუძლია შექმნას შესანიშნავი ადჰეზია ბეტონის, ლითონის, მინისა და სხვა სამშენებლო მასალებთან. გამაგრების პროცესი ამ შემთხვევაში ხდება მაღალი ტემპერატურის ან კატალიზატორების გავლენის ქვეშ. ზოგიერთ შემთხვევაში, დაჭერა დამატებით გამოიყენება მაღალი ხარისხის კავშირის შექმნის პროცესში.

ზოგ ხელოვნურ ნაერთს მხოლოდ დრო სჭირდება განკურნებაზე. შედეგი არის ნივთიერება, რომელიც მდგრადია სხვადასხვა არახელსაყრელი პირობების მიმართ, რომელსაც არ ეშინია ტემპერატურის ცვლილებების, მექანიკური გავლენის. მათ არ ანადგურებს წყალი, ტუტე, მჟავა, ბენზინი ან ზეთი.

ასეთი მახასიათებლები განსაზღვრავს წარმოდგენილი ფორმულირებების არეალს. ისინი სტაბილურია, ბუნებრივი ანალოგებისგან განსხვავებით, ხასიათდებიან მაღალი ეფექტურობით. მათი გამოყენების სფერო ვრცელია.

წარმოების მახასიათებლები

სინთეზური ფისი არის პოლიმერი, რომელიც მიიღება გარკვეული ქიმიური რეაქციების დროს. შედეგად, მაღალმოლეკულური ნაერთი წარმოიქმნება მოცემული კომპლექტითთვისებები. ხელოვნური წარმოშობის ფისები მიიღება პოლიკონდენსაციის ან პოლიმერიზაციის შედეგად. ეს ორი პროცესი ეფუძნება განსხვავებულ პრინციპებს.

პოლიმერიზაცია არის რეაქციების სერია, რომლის დროსაც ელემენტარული კომპონენტების მოცემული რაოდენობა გაერთიანებულია რთულ მოლეკულებად. ამ შემთხვევაში არ წარმოიქმნება გვერდითი პროდუქტები.

პოლიკონდენსაცია არის პროცესი, რომლის დროსაც მარტივი მოლეკულები გარდაიქმნება რთულ ნაერთებად, რაც ქმნის ორგანულ ნივთიერებებს. ეს ხდება სხვა ატომებთან ნახშირბადის ახალი ბმების შექმნით.

დღეს ორივე ტიპის ფისები გამოიყენება ადამიანის საქმიანობის სხვადასხვა სფეროში. მასალის ტიპის არჩევანი დამოკიდებულია შესრულებული სამუშაოს შედეგის მოთხოვნებზე. სინთეტიკური ფისების და პლასტმასის წარმოებისას მიიღება ორი სახის ნაერთები:

• თერმოაქტიური;
• თერმოპლასტიკური.

ხელოვნური წარმოშობის თერმომამაგრებელი ფისები არის ნივთიერება, რომელსაც შეუძლია დნება მხოლოდ გარკვეული ტემპერატურის დიაპაზონში. თუ გარემო არ შეესაბამება მოცემულ ჩარჩოს, ნივთიერება ხდება შეუწველი და უხსნადი. უფრო მეტიც, მსგავსი თვისება ჩნდება როგორც ტემპერატურის მატებით, ასევე დადგენილ ლიმიტზე მაღლა კლებით.

ხელოვნური წარმოშობის თერმოპლასტიკური ფისი ინარჩუნებს პლასტიურობას და დნობას ნებისმიერ პირობებში. საკვების ტიპის მიხედვით, წარმოების მეთოდის მიხედვით, შეიძლება მიიღოთ ემულსია, ფხვნილი, გრანულები, ბლოკები ან პოლიმერული მასალის ფურცლები.

აპლიკაცია

სინთეზური და ბუნებრივი ფისები გამოიყენება ადამიანის საქმიანობის სხვადასხვა სფეროში. მაგრამ ხელოვნური ვარიანტები უფრო ფართოდ გავრცელდა მათი განსაკუთრებული თვისებების გამო. უფრო ადვილია ჩამოთვალოთ ის ადგილები, სადაც ასეთი ნივთიერებები არ გამოიყენება, ვიდრე პირიქით. მათი გამოყენების სფერო ფართოა.

სინთეზური ფისების ერთ-ერთი მთავარი გამოყენებაა ლაქების, საღებავების, წებოვანი და აბრაზიული მასალების წარმოება. პოლიმერიზაციის უნარის გამო, ასეთ ნივთიერებებს აქვთ სპეციალური თვისებები, რომლებიც საჭიროა ხელოვნური ქვის, პლასტმასის და PVC-ის წარმოებაში.

კარგი გადაბმის გამო, ფისი აყალიბებს ხარისხობრივ კავშირს ბეტონთან, ლითონთან, მინასთან და სხვა მასალების მთელ ჩამონათვალთან. ხელოვნური პოლიმერული ნაერთები მდგრადია სხვადასხვა არახელსაყრელი პირობების მიმართ.

არსებობს მრავალი მასალა, რომელიც დაფუძნებულია სინთეზურ ფისებზე. დღეს ხელოვნური ქვა მზადდება პოლიმერებისგან. მისგან მზადდება სხვადასხვა პროდუქცია, როგორიცაა ფანჯრის რაფები, ნიჟარები, პანელები და სხვადასხვა ავეჯი.

ასეთი მასალებისგან იქმნება იატაკის მონოლითური საფარი. სინთეტიკური ფისები ასევე გამოიყენება ხის დამუშავებაში. ისინი საშუალებას გაძლევთ შექმნათ მაღალი ხარისხის საფარი ბუნებრივი მასალებისთვის. მშენებლობაში გამოიყენება სამრეწველო წარმოების სხვადასხვა დარგები, ხელოვნური წარმოშობის სხვადასხვა ფისები. მედიცინასა და სილამაზის ინდუსტრიაშიც კი, ასეთმა ნაერთებმა იპოვეს მათი გამოყენება.

ეპოქსიდური ფისები

დღეს მრავალი სახის სინთეზური ფისები იწარმოება. ყველაზე ცნობილი და ფართოდ გამოყენებული პოლიმერული კომპოზიციები უფრო დეტალურად უნდა განიხილებოდეს.

ერთ-ერთი ყველაზე პოპულარული ჯიშია ეპოქსიდური ფისი. კომპოზიციას შეიძლება ჰქონდეს თხევადი კონსისტენცია ან წარმოებული იყოს მყარი სახით. ეს ნივთიერება უფეროა. ეპოქსიდური ფისები ორკომპონენტიანია, საჭიროებს გამაგრების გამოყენებას. კატალიზატორის გარეშე შემადგენლობა არ გამკვრივდება. უფრო სწრაფად პოლიმერიზაციისთვის საჭიროა ფისის ტემპერატურის გაზრდა.

ეპოქსიდს აქვს კარგი ადჰეზია. ეს საშუალებას გაძლევთ დაამაგროთ კერამიკა, ლითონი, ფაიანსი და მრავალი სხვა მასალა. მისი სუფთა სახით ეპოქსია თაფლის მსგავსია.

ეს ნივთიერება მიიღება ფენოლისა და ეპიქლორიდრინის პოლიკონდენსაციის დროს. რეაქციაში ასევე მონაწილეობენ ამინები და სპირტები. ამ კატეგორიაში არის რამდენიმე ნივთიერება, რომელიც გარკვეულწილად განსხვავდება მათი თვისებებით. ასე რომ, პოლიეპოქსიდებს აქვთ დაბალი სიმკვრივე და კარგად აკავშირებენ ლითონს, ქვას. ამავდროულად მასალა პრაქტიკულად არ იკუმშება, მდგრადია მჟავას მიმართ.

არაგამყარებელი ტიპის ეპოქსიდური დიანები არის თერმომყარება სინთეტიკური ფისები. ისინი შეიძლება იყოს ყვითელი ყავისფერი ფერის. სიბლანტე შეიძლება განსხვავდებოდეს. ეს არის მასალები, რომლებიც შეიძლება იყოს თხევადი ან მყარი. ეპოქსიდიანი ფისი იხსნება დიოქსანში, ეთერებში.

გამკვრივებული ეპოქსიდური ფისები უხსნადია. კატალიზატორად შეიძლება გამოვიყენოთ პოლიამიდები, ფენოლ-ფორმალდეჰიდები და სხვ.

ეპოქსიდური ფისები გამოიყენება ადჰეზივების წარმოებაში, რომლებიც გამოიყენება მტკიცე კავშირის შესაქმნელად ბუნებრივ ქვას, ბეტონს, კერამიკას და ა.შ.

პოლიესტერი და აკრილის ფისები

სინთეზური ფისების და პლასტმასის წარმოებაში გამოირჩევა ისეთი ჯიში, როგორიცაა პოლიესტერის ნაერთები. ეს მასალა იქმნება სპირტების გადამუშავების დროს. ასეთი ფისი საშუალებას გაძლევთ შექმნათ ნაკლებად გამძლე კავშირი, ვიდრე ეპოქსიდური ნაერთი. მაგრამ წარმოების თავისებურებების გამო, პოლიესტერის ჯიშები უფრო იაფია. ამავდროულად, ამ ფისებთან მუშაობა უფრო ადვილია.

ამ ტიპის პროდუქციის უმსხვილესი მომხმარებელია საავტომობილო და გემთმშენებლობის მრეწველობა, განათების მოწყობილობების წარმოება. პოლიესტერის ფისები ასევე საჭიროა ტიხრების, საშხაპეების და ფანჯრის რაფების წარმოებაში. წარმოდგენილი მასალა გამკვრივების შემდეგ ადვილად იღუნება, შესაფერისად შეღებილია შესაბამისი ნაერთებით.

აკრილის სინთეტიკური ფისები გამოიყენება პლასტმასის, მოზაიკის, ხელოვნური ქვის წარმოებაში. ასევე, ასეთი კომპოზიციები ფართოდ გამოიყენება სველი წერტილების, საშხაპეების სამშენებლო და სარემონტო სამუშაოების დროს, შადრევნების, საშხაპეების და სხვა ნივთების მოწყობაში. აკრილის ფისი სწრაფად გამკვრივდება. მასალა ნაკლებად ტოქსიკურია, ვიდრე ადრე ჩამოთვლილი ფორმულირებები.

აკრილის ფისები გამოიყენება როგორც დამოუკიდებელი მასალა ან სხვა კომპოზიციების წარმოებაში. უმატებენ ქვიშას, მარმარილოს ჩიფსებს, ასევე სხვადასხვა პიგმენტებს. აქედან გამომდინარე, აკრილის შეიძლება ჰქონდეს სხვადასხვა ფერებში. ამ ფისს შეიძლება დაემატოს მაქსიმუმ 50% დამატებითი კომპონენტი.

აკრილს სჭირდება გამაგრება. პოლიმერიზაციის პროცესის შემდეგ შემადგენლობა სრულიად არაფოროვანია, რაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს მუშაობას. ეს მნიშვნელოვნად აფართოებს მასალის ფარგლებს. კომპოზიციაში ფორების არარსებობის გამო პროდუქტი არ შეიღებება საღებარი ნივთიერებების ზედაპირზე შესვლისას. თუ დახლი დამზადებულია აკრილისგან, ჭარხლის წვენი მასზე კვალს არ დატოვებს. მასალას შეუძლია გაუძლოს გათბობას 70 ºС-მდე. ასეთი პროდუქტების დასამზადებლად ყალიბები მზადდება თაბაშირის, სილიკონის ან მინისგან.

პოლიეთილენის, პოლიპროპილენის, პოლივინილქლორიდის ფისები

ნატურალური და სინთეზური ფისების შედარებისას ამ უკანასკნელს გაცილებით დადებითი მოქმედება აქვს. ამ კატეგორიაში შედის კომპოზიციების მრავალი სხვა სახეობა.

ხშირად თანამედროვე ინდუსტრიაში მზადდება და გამოიყენება პოლიეთილენის ფისები. მათ აქვთ მოქნილობის მაღალი მაჩვენებლები, რაც შენარჩუნებულია ტემპერატურის მნიშვნელოვანი შემცირებითაც კი (-60 ºС-მდე). პოლიეთილენის ფისებისგან დამზადებული მასალები წყალგაუმტარია, არ ექვემდებარება აგრესიული ქიმიკატების უარყოფით გავლენას. აქედან გამომდინარე, წარმოდგენილი ფისების მრავალფეროვნება გამოიყენება ჰიდროსაიზოლაციო ფილმის შესაქმნელად, ასევე სანტექნიკის კომუნიკაციებისთვის. პოლიეთილენის ფისები გამოიყენება ქიმიურად აქტიური ნივთიერებების მილსადენების დასამზადებლად, აგრეთვე სამედიცინო, სანიტარული და ჰიგიენური აღჭურვილობისთვის.

დღეს კიდევ ერთი პოპულარული ჯიშია პოლიპროპილენის ფისები. ისინი მიიღება პროპილენის პოლიმერიზაციის დროს. ეს არის გაზი, რომელიც მიიღება პროდუქტების გატეხვის პროცესში.ნავთობის გადამამუშავებელი ინდუსტრია. სინთეტიკურ ფისებზე დაფუძნებული პოლიპროპილენი გამოიყენება მილების, დეკორატიული მასალების, გაზგაუმტარი ფირების, აგრეთვე ქიმიური აღჭურვილობის ნაწილების დასამზადებლად.

ფისის კიდევ ერთი ტიპი, რომელიც ცნობილია თანამედროვე ინდუსტრიაში, არის პოლივინილ ქლორიდი. იგი მიიღება პოლიმერიზაციის დროს. პროცესი იყენებს ვინილის ქლორიდს, გაზს, რომელსაც აქვს ეთერის სუნი და უფერო.

PVC ფისი იწარმოება გრანულების სახით. მასალა მდგრადია მაღალი ტემპერატურის მიმართ, არ კარგავს თავის თვისებებს სიცივეში. მას ასევე აქვს დიელექტრიკული თვისებები. ეს მასალა ფართოდ გამოიყენება ჰიდროსაიზოლაციო, ლინოლეუმის, გასაჭიმი ჭერის ფილმების, დეკორატიული მასალების დასამზადებლად და ა.შ.

პოლიიზობუტილი, პოლისტირონი, ვინილის აცეტატი

პოლიიზობუტილის ფისები ფართოდ გამოიყენება თანამედროვე ინდუსტრიაში, რომლებიც მიიღება პოლიმერიზაციის პროცესში დაახლოებით 100ºС ტემპერატურაზე. ეს მასალა გარეგნულად რეზინის მსგავსია. არის ელასტიური, გამოიყენება როგორც ანტიკოროზიული კომპონენტი. ის არ აძლევს წყალს გავლის საშუალებას, ამიტომ ლითონის ზედაპირები საიმედოდ არის დაცული ჟანგვითი რეაქციებისგან. ლაქები და მასტიკები მზადდება პოლიიზობუტილენისგან.

პოლისტიროლის სინთეტიკური ფისები მიიღება პოლიმერიზაციის პროცესით. შედეგი არის უფერო ფისი, რომელიც გამოიყენება მინანქრების, ლატექსის და ჰიდროსაიზოლაციო ფილმების დასამზადებლად. პოლიმერისგან ასევე იქმნება საიზოლაციო მასალები.

პოლივინილაცეტატის ფისებიაძმარმჟავას და ვინილის სპირტის ეთერისგან შექმნილი პოლიმერები. ეს არის უფერო სითხე მაღალი მობილურობით.

მასალა არ არის მდგრადი ტუტეებისა და მჟავების მიმართ. პოლივინილის აცეტატი ოდნავ იშლება წყალში. ის ხსნადია ეთერებსა და სპირტებში, ასევე არომატულ ნახშირწყალბადებში.

მასალა საშუალებას გაძლევთ შექმნათ ქვის, მინის ძლიერი კავშირი. ამიტომ, პოლივინილის აცეტატი ფართოდ გამოიყენება ლაქების და ადჰეზივების წარმოებაში. შენობის ინტერიერის გაფორმებაშიც ეს მასალები ფართოდ გამოიყენება.

პოლიაკრილატის ფისები

აკრილის ფისის საფუძველზე წარმოიქმნება პოლიაკრილატის ნაერთები, რომლებიც წარმოებისას ამატებენ მეტაკრილის მჟავას. ეს არის მინისებური გამჭვირვალე მასა, რომელიც გამოიყენება სხვადასხვა ფილმების, ხსნარების წარმოებაში. მაგალითად, პოლიაკრილატი გამოიყენება მასალის შესაქმნელად, რომელიც დაფარულია ბეტონზე, რათა ის წყალგაუმტარი იყოს. ასევე გამოიყენება ინტერიერის სამუშაოებისთვის სხვადასხვა პრაიმერების დასამზადებლად.

პოლიკონდენსაციის პოლიმერები იწარმოება სპეციალური გზით. ასეთი პროცესის დროს წარმოიქმნება მაღალმოლეკულური ნივთიერება იმავე ან სხვადასხვა ტიპის მოლეკულების მნიშვნელოვანი რაოდენობის შერწყმით. ამისათვის შერეულია დაბალი მოლეკულური წონის კომპონენტები. რეაქცია ხდება წყლის, ამიაკის, წყალბადის ქლორიდის გამოყოფით.

ფორმალდეჰიდის ჯგუფი

სინთეტიკური ფისების ჯიშების გათვალისწინებით, ყურადღება უნდა მიაქციოთ ფორმალდეჰიდის ჯგუფსაც. ერთ-ერთი ასეთი ნივთიერებაა ფენოლ ფორმალდეჰიდი. ესფისი მიიღება სხვადასხვა ფენოლებისა და ფორმალდეჰიდის შერწყმით.

შედეგი არის ნივთიერება, რომელიც არის ძალიან გამძლე და მდგრადი მაღალი ტემპერატურის მიმართ. ეს მასალა გამოიყენება ბოჭკოვანი დაფის, ჩიპბორდის წარმოებაში. ასევე დაკავებულია ლამინატების, ადჰეზივების, მასტიკების, ლაქების წარმოებაში.

ფენოლ-ფორმალდეჰიდის ფისებზე დაფუძნებული ყველაზე ცნობილი მასალებია ბაკელიტის ლაქი, პოლიმერი B. ეს მასალა საშუალებას გაძლევთ შექმნათ ქიმიურად მდგრადი საფარები, რომლებიც გამოიყენება აზბესტის ცემენტის ცხელ შეერთებაში, სხვადასხვა სამშენებლო მასალების შეერთებისას.

ამინოფორმალდეჰიდის ნაერთები მიიღება მელამინისა და ფორმალდეჰიდის შარდოვანასთან პოლიკონდენსაციის შედეგად. ამასთან, იქმნება მკაცრად რეგულირებადი პირობები. შედეგი არის უფერო ნივთიერება, რომელიც შედარებით იაფია. გამოიყენება თბოიზოლაციის, ადჰეზივებისა და ლამინატების შესაქმნელად.

პოლიურეთანის ფისები

პოლიურეთანის ფისები არის კრისტალური ტიპის პოლიმერები. ისინი გამოირჩევიან მაღალი დნობის თვისებებით. ეს ფისები მიიღება დიზოკანატების და პოლიჰიდრული სპირტების რეაქციით. ნივთიერება დნება დაბალ ტემპერატურაზე, აქვს მცირე ჰიგიროსკოპიულობა. პოლიურეთანის ფისი მდგრადია ამინდის, ჟანგბადის, ოზონის, ტუტეებისა და მჟავების მიმართ.

პოლიურეთანი გამოიყენება ადჰეზივების შესაქმნელად. გამოიყენება ქვის ფილების დასაწებებლად, სხვასამშენებლო მასალები.

ბევრი პოლიმერი გამოიყენება სამშენებლო, ხის, საინჟინრო და თანამედროვე წარმოების სხვა დარგებში. მათ აქვთ საჭირო თვისებები, ქმნიან გამძლე, ძლიერ კავშირებს, წყალგამძლე საფარებს.