В действующую в настоящее время в России классификацию искусственных положены их эксплуатационные потребительские свойства. Из нескольких существующих классификаций выберем основные – по технологическому признаку (или характеру производства) и назначению.
По характеру производства различают мягкие искусственные и синтетические кожи, синтетические материалы для низа обуви, искусственные жесткие кожи типа картона.
По назначению выделяют галантерейные, обувные, одежные, обивочные, декоративно-хозяйственные, технические, переплетные материалы и клеенку. Кроме того, материалы можно классифицировать и по виду применяемого для их изготовления полимера и тогда различают материалы на основе ПУ, ПВХ, ПА, нитроцеллюлозы, термоэластопластов, каучуков или их смесей.
По строению и структуре искусственные кожи могут быть пористыми, монолитными и пористо-монолитными, одно- и многослойными, безосновными и на волокнистой основе, армированными и т.п.
По условиям эксплуатации искусственную кожу можно разделить на обычные, морозо-, тропико-, огне-, кислото-, щелоче-, водо-, жиро-, масло-, озоно-, бензо-, термо- и раздиростойкие, виброгасящие, шумозащитные, электропроводящие, антистатические и т.д. По цвету различают черные и цветные материалы.
Словом, уже одно перечисление возможных вариантов такого рода материалов позволяет представить практически неограниченных возможностях при их создании и использовании.
Полиуретановые лаки
Лаки на основе исходных веществ для синтеза полиуретанов. Полиуретановые лаки подразделяют на т. н. двух- и одноупаковочные. Первые состоят чаще всего из двух растворов: один - с гидроксилсодержащим олигомером (простой или сложный олигоэфир, эпоксидная или алкидная смола), другой - с низкомолекулярным продуктом взаимодействия диизоцианата, взятого в избытке, с двух- или трёхатомным спиртом (например, 2,4-толуилендиизоцианата с диэтиленгликолем). Растворы смешивают непосредственно перед применением во избежание желатинизации лака, компоненты которого быстро реагируют при комнатной температуре. Одноупаковочные полиуретановые лаки содержат раствор сложного олигоэфира и т. н. "блокированного", или "скрытого", изоцианата (например, продукта его взаимодействия с фенолом), реагирующего с олигоэфиром только при повышенных температурах; блокирующий агент при этом улетучивается. Растворители и разбавители полиуретановые лаки - кетоны, сложные эфиры (главным образом ацетаты), ароматические углеводороды, не содержащие следов воды и спиртов; катализаторы отверждения покрытий - третичные амины, соли органических кислот. Полиуретановые лаки наносят на защищаемую поверхность методами распыления (в т. ч. в электрическом поле), электроосаждения и др. . Плёнки одноупаковочных систем сушат при 150-350°С, двухупаковочных - при обычных температурах (иногда во влажной атмосфере) или при 80-120°С. Покрытия нерастворимы (необратимы), отличаются хорошей адгезией к металлу, дереву, пластмассам, коже, тканям, бетону, штукатурке, высокими электроизоляционными свойствами, абразивостойкостью. Они устойчивы в пресной и морской воде, парах неорганических кислот, углеводородных растворителей, длительно (до нескольких лет) сохраняют блеск, а пигментированные материалы - полиуретановые эмали - также и цветовой тон. Полиуретановыми покрытиями защищают химическую и радиоэлектронную аппаратуру, детали судов и самолётов, строительные конструкции из бетона, полы, мебель, спортинвентарь и др.
Меламин и ламинат
Меламин и ламинат - покрытия, различающиеся технологией изготовления и областью применения. Изначально ламинат - немецкий термин - это тип слоистого пластика на основе бумаги с пропиткой меламиноформальдегидной смолой. Ламинаты изготавливаются из непроклеенной бумаги, пропитываемой смолой и подвергаемой затем воздействию давления и температуры, после чего методом офсетной печати наносится рисунок. Для придания ламинату желаемой текстуры применяют станки для выдавливания пор древесины или специальные матрицы. Различают ламинаты высокого давления (собственно русский термин "ламинат") и ламинаты низкого давления (к их числу относят "меламин"). Ламинаты используют, например, для изготовления полов (даже сам пол, изготовленный по этой технологии, многие называют просто "ламинат"). Меламин часто ипользуют в мебельном производстве.
Латексы
Латексы, водные дисперсии полимеров. Наиболее распространены латексы каучуков. Натуральный латекс - млечный сок каучуконосных растений, главным образом бразильской гевеи, извлекаемый путём надреза (т. н. "подсечки") наружного слоя коры дерева; содержит 34-37% каучука, 52-60% воды, а также небольшие количества белков, смол, сахара и минеральных веществ. Синтетические латексы - водные дисперсии синтетических каучуков, образующиеся в результате эмульсионной полимеризации. К синтетическим латексам относят также дисперсии пластиков, например поливинилхлорида, поливинилацетата. Искусственные латексы (искусственные дисперсии) - продукты, которые образуются при диспергировании "готовых" полимеров в воде. Как правило, такие латексы получают из каучуков, синтезируемых полимеризацией в растворе, например бутилкаучука, изопреновых каучуков. Образующийся в процессе синтеза раствор каучука в углеводороде эмульгируют в воде, а затем углеводород отгоняют.
латексы - коллоидные системы, дисперсная фаза которых состоит из частиц (глобул) сферической формы. Коллоидно-химические характеристики латекса - размер глобул, вязкость, концентрация, или количество сухого остатка (см. табл.), агрегативная устойчивость - существенно влияют на технологическое поведение латекса при их переработке. Чем больше глобулы, тем меньше вязкость высококонцентрированных латексов; поэтому при необходимости снижения вязкости проводят агломерацию глобул, например путём замораживания латекса. Для концентрирования латекса с невысоким содержанием сухого вещества используют методы центрифугирования, отстаивания ("сливкоотделения") или упаривания. Устойчивость Л. обусловливает адсорбированный на поверхности глобул защитный слой, препятствующий самопроизвольной коагуляции латекса. В состав этого слоя входят анионные, катионные или неионные поверхностно-активные вещества (эмульгаторы). Свойства изделий и материалов, получаемых с применением латекса, в значительной степени зависят от химического состава и строения полимера
Свойства некоторых латексов
| Тип латекса | Тип полимера | Сухой остаток, % | Вязкость, мнЇсек/м2, или спз | Средний диаметр глобул, нм ( ) |
| Натуральный центрифугированный Синтетический хлоропреновый (неопрен 750) Синтетический бутадиеновый карбоксилатный (СКД-1) Искуственный изопреновый (СКИ-3) | цис-Полизопрен Полихлоропрен Сополимер бутадиена с метакриловой кислотой цис-Полизопрен | 61-62 58-60 | 500-600 2-5 400-500 | 600 (6000) 200 (2000) 100-130 (1000-1300) 550 (5500) |
Объём производства латекса составляет около 10% от объёма производства каучуков. Области применения латекса чрезвычайно разнообразны вследствие высокой технико-экономической эффективности их использования в различных отраслях промышленности. Применение латекса позволяет получать такие изделия, которые из твёрдых каучуков вообще не могут быть изготовлены, например тонкостенные бесшовные. При использовании каучуков в виде латекса исключается опасность преждевременной вулканизации, что расширяет возможности применения некоторых ценных каучуков, например винилпиридиновых, карбоксилатных. На основе латекса изготовляют клеи и краски, не содержащие токсичных и пожароопасных растворителей. Применение латекса в производстве бумаги способствует повышению её прочности, гибкости, влаго- и маслостойкости и улучшению внешнего вида. Латекс используют также для аппретирования текстильных материалов; для пропитки шинного корда; при изготовлении прошивных ковров, ворсовых тканей, искусственного меха с целью закрепления ворса и лучшего сохранения формы изделий из этих материалов; в качестве связующего при изготовлении нетканых материалов; для отделки натуральной и при получении искусственной кожи. Широкое применение латекс находят в строительстве при изготовлении полимерцементов, настилов для полов, дорожных покрытий, герметиков. Латекс вводят в состав композиций, применяемых для защиты почвы от ветровой эрозии. На основе латекса получают антикоррозионные покрытия и т.д. Наибольшее значение в современной технологической практике имеют синтетические латексы, благодаря их широкому ассортименту и разнообразию свойств.
Ледерин
Ледерин - хлопчатобумажная односторонняя ткань, отдаленно имитирующая кожу. На лицевую сторону ткани нанесен эластичный слой нитроцеллюлозы с наполнителем, пигментом и пластификатором. В настоящее время имеется заменитель ледерина.
Ледерин на бумажной основе (заменитель ледерина) - бумага с нанесенным на нее с одной стороны слоем нитроцеллюлозы, близкой по своему составу и свойствам к покрытию на ткани.
Линкруст
Линкруст - от латинского linum - лен, полотно и crusta - кора, облицовка.
Рулонный отделочный материал - бумага или ткань, покрытая тонким слоем пластмассы до 1 мм , полученной на основе алкидных смол.
Применение: линкруст используется для внутренней отделки общественных зданий, автомобилей, транспортных средств.
Магнeлит
А что это такое - магнезиальное вяжущее?
Современной строительной наукой описан своеобразный «портрет» идеального материала будущего: «Он должен быть универсален - обладать одновременно высокими конструктивными способностями и теплоизолирующими свойствами; совершенно обязательно, чтобы он был негорючим, долговечным, влагостойким, экологически чистым и обладал достаточными декоративными качествами, исключающими необходимость в дополнительной наружной и отчасти внутренней отделки зданий и сооружений; желательно, чтобы он был получен из минерального сырья». К этому следует добавить, что подобный материал должен производиться на существующем технологическом оборудовании и, самое главное, быть конкурентоспособным в сравнении с узкопрофильными материалами-аналогами.
Но, как часто это бывает, все новое - это хорошо забытое старое, с которого лишь необходимо стряхнуть «вековую пыль» и слегка модернизировать. Оказывается, предшествующие поколения решили нашу проблему еще 150 лет назад.
Каустический магнезит, получаемый после обжига при относительно невысоких температурах некоторых природных минералов, в составе которых значительное количество карбоната или гидроксида магния (магнезит, доломит), затворенный водным раствором магниевых солей (сульфатом или хлоридом магния - бишофитом) близких по составу к морским, образует пластическую массу, обладающую вяжущими свойствами.
Состав и свойства этого вяжущего были описаны еще в середине ХIХ века французским инженером Сорелем, положившим начало его применению в строительстве, а также названию московской производственно-строительной компании «Сорель-Эколоджи». Уникальность магнезиального вяжущего заключается в сочетании его высоких вяжущих свойств и совместимости практически с любыми видами заполнителей, в том числе органического природного и искусственного происхождения.
Цементный камень, образующийся на основе магнезиального вяжущего, является твердым раствором солей сложного состава. Именно на основе магнезиальных вяжущих получают различные камнеподобные материалы с заранее заданными свойствами под общим названием «магнэлит».
В зависимости от того, какие наполнители используются, магнэлит обладает следующими свойствами:
механической прочностью при сжатии, на уровне самых высокопрочных бетонов, (а при изгибе прочность превосходит бетоны в 3-5 раз! без использования дополнительных армирующих материалов), а также короткими сроками ее набора. Кроме того, это наиболее прочный из всех известных теплоизоляционных строительных материалов на минеральных вяжущих при равной с ними плотности;
• атмосферостойкостью на уровне большинства традиционных строительных материалов;
• абсолютной маслостойкостью и солестойкостю (при воздействие масел, нефтепродуктов, морской воды магнолиты только набирают прочность);
• декоративностью, то есть возможностью достоверно имитировать многие природные материалы (от дерева до малахита), чему способствует совместимость с различными пигментами, отличная полируемость, прозрачность вяжущего в тонком слое;
• пожаробезопасностью - при достаточной массивности конструкции из магнолита выдерживают пожар 5-й категории без деструкции материала и выделения каких-либо канцерогенных веществ;
• фунгицидностью, бактерицидностью и биоцидностью, что не позволяет развиваться грибкам и бактериям, а горько-соленый вкус бишофита препятствует также появлению насекомых и грызунов;
• обладает низкой диэлектрической проницаемостью и электропроводностью, стабильной во времени и мало зависящей от влажности окружающей среды. Для производства конструкций специального назначения, предназначенных для защиты от электромагнитных излучений, этот материал не заменим. Поверхности конструкций из магнезита не электризуются и исключают образование искр.
• магнезиальные напольные покрытия беспыльны, практически не имеют усадки, т.е. устраиваются сплошным покрытием не требуется нарезка деформационных швов, долговечны и высокопрочны, обладают высокой твердостью и низкой истираемостью, устойчивы к ударным нагрузкам. Обладают высокой адгезией практически ко всем видам органических и минеральных заполнителей в составе вяжущего, а также хорошим сцеплением к бетонным, кирпичным, деревянным основаниям.
Помимо прочих достоинств, консервирующие свойства магнэлита позволяют применять даже токсичные заполнители при производстве строительных изделий, которые впоследствии будут иметь фон, удовлетворяющий санитарным нормам. А значительное количество химически связанной воды в магнезиальном цементном камне делает магнолит лучшим из существующих бетонов для биологической защиты от радиационного поражения. Магнезиальное вяжущее и изделия на его основе являются биологически инертными, то есть экологически безопасными.
Нет никаких сомнений в том, что у такого материала в России, где сосредоточено более половины мировых запасов магнезиального сырья, могут быть просто блестящие перспективы. И не случайно в последнее время наблюдается значительный всплеск интереса к нему.
Современные технологии позволяют делать из магнэлита практически все, что угодно: стеновые материалы, конструкционные брусы, пеномагнэлитовые блоки с фасадной облицовкой под кирпич или колотый камень, разнообразные половые покрытия, детали интерьера. Следует отметить, что в домах из магнэлитовых конструкций создается благоприятный для человека микроклимат, сочетающий в себе достоинства деревянного дома и соляной пещеры, оказывающей бальнеологический эффект для больных астмой и другими аллергическими заболеваниями.
Большинство препятствий на пути массового применения магнэлита как строительного материала уже преодолены. Наряду с действующим предприятием по добыче магнезиального сырья разведаны и подготовлены к добыче ряд новых месторождений магнезитов на Урале и в Восточной Сибири, ведется промышленная добыча бишофита скважинным методом. Бишофит представляет собой уникальный по своему составу экологически чистый минерал - водный хлорид магния MgCl2∙6H2O и является продуктом кристаллизации солей замкнутых водных бассейнов. Впервые выявлен в цехштейнових отложениях Германии немецким ученым Густавом Бишофом, в честь которого со временем этот минерал был и назван.
Разработаны и эксплуатируются опытно-промышленные обжиговые агрегаты кипящего слоя, позволяющие получать недорогое магнезиальное вяжущее из самого распространенного магнезиального сырья - доломита.
Однако для широкого внедрения магнезиального вяжущего в строительную практику сегодня потребуется решить ряд проблем федерального масштаба: от разработки государственных стандартов и строительных норм касательно магнезиального вяжущего и строительных материалов на его основе - до организации добычи и переработки магнезиального сырья в промышленных объемах.
Мастика
Мастики — это клеевые составы, которыми не только соединяют различные материалы между собой, но и покрывают поверхности деталей и конструкций относительно толстым слоем для предохранения их от коррозии, заполняют щели, раковины, отверстия и другие углубления, чтобы получить однородную гладкую поверхность или обеспечить герметичность швов. По своим свойствам и технологии приготовления мастики мало чем отличаются от клеев, и только повышенная вязкость и значительное содержание наполнителей служат основанием для отнесения такого клеевого состава к разряду мастик.
Сочетая различные исходные материалы — синтетические смолы, каучуки, наполнители, пластификаторы и другие компоненты, получают мастики, обладающие высокой прочностью и эластичностью, стойкостью к старению и воздействию агрессивных сред, низких и высоких температур и другими свойствами. В зависимости от свойств связующего мастики подразделяют на пластичные и эластичные, высыхающие и невысыхающие. Связующим в пластичных мастиках могут быть синтетические и натуральные смолы, а в эластичных — каучуки. Высыхающие мастики в деле превращаются в жесткие, а невысыхающие в эластичные или гелеподобные материалы.
Мастики часто делят на строительные, авиационные, специального назначения и др., т. е. по отраслям применения, потому что мастики применяют почти во всех отраслях промышленности. Особенно широкое распространение мастики получили в строительстве, и потребность в них непрерывно растет. Но обилие рецептур и многообразие примеров технического применения мастик в значительной степени затрудняют их систематизацию. В связи с разработкой стандартов на мастики и методов определения их свойств делаются попытки систематизировать накопленные сведения о мастиках. Это облегчает их практическое использование.
В этой статье описаны мастики, применяемые преимущественно в строительстве. Разделение мастик принято по их назначению: гидроизоляционные, приклеивающие (для рулонных гидроизоляционных материалов, для приклеивания облицовочных плиток, для синтетических материалов); мастичные составы для бесшовных покрытий полов; шпаклевочные; герметизирующие; футеровочные мастики, мастики для покрытия форм взамен смазок. Некоторые мастики имеют различное назначение. При описании такие мастики поставлены в тот раздел, где они имеют большее применение.
Специалистами уже разработано большое количество составов мастик различного назначения, однако сведения о них разрознены. Это затрудняет выбор наиболее эффективных для данных условий мастик с учетом технических требований и наличия местного сырья. Составители настоящего справочника обобщили наиболее распространенные составы мастик, применяемых в строительстве, и изложили их в систематизированном виде. На наш взгляд, это поможет строителям и проектировщикам выбрать наиболее эффективные рецепты, обеспечивающие не только выполнение технических требований, но и высокую производительность труда.