Природные каменные материалы 9 страница

Фракционный состав жидких битумов определяют пу­тем перегонки испытуемого материала в стандартной колбе с холо-

дильником (рис. 8.10). Так, например, при перегонке жидких би­тумов класса СГ отбирают фракции, кипящие в интервале темпе­ратур 145, 215 и 300°С и их количество выражают в процентах по массе от первоначальной навески.

Температуру вспышки жидких битумов определяют по
методике, предусмотренной стандартом для обычных, вязких и
твердых битумов. < /^;

Вследствие испарения летучих фракций и п^цессов окисления жидкие битумы постепенно загустевают. В зависимости от скоро-

Рнс. 8.10. Прибор для фракционной разгонки жидких битумов: / — колба с жидким битумом; 2 ~ песчаная баня; 3 — трубка для отбора паров; 4 —термометр; 5 —пробка; 6 — горелка; 7 — холодильник: 8 —слив­ная трубка для конденсата; 9 — мерный сосуд

сти загустевания жидкие нефтяные битумы выпускают двух клас­сов— густеющие со средней скоростью (класс СГ) и медленногус-теющие (класс МГ).

Жидкие битумы класса СГ изготовляют путем разжижения обычных, вязких битумов легкими разжижителями типа керосина. Для получения битумов класса МГ применяют разжижители ка­менноугольного или нефтяного происхождения (нефть, мазут и т. п.). В зависимости от показателей вязкости дорожные жидкие битумы классов СГ и МГ каждый делят на три марки; эти битумы должны удовлетворять требованиям ГОСТа.

Получение нефтяных битумов. Нефтяные битумы получают на нефтеперерабатывающих заводах из различных нефтей, отличаю­щихся друг от друга химическим составом и свойствами.

Нефть на заводах подвергается фракционной перегонке с целью получения светлых продуктов (бензина, лигроина, керосина), сма­зочных масел и других видов нефтепродуктов. Нефтяные остатки после отбора более легких по массе фракций — гудрон, крекинг —

[! в дальнейшем используют в качестве сырья для получения нефтя­ных битумов заданных свойств.

J В настоящее время нефтяные битумы получают при атмосфер-ймо-вакуумной перегонке нефти (остаточные битумы); окислением щефтяных остатков (окисленные битумы) и смешением остатков, «образующихся при перегонке нефти (компаундированные битумы). К Остаточные битумы представляют собой продукты малой вяз­кости и обычно подвергаются окислению.

■ ' Окисленные битумы получают путем продувки воздухом нефтя-Ьных остатков (гудрона) на специальных окислительных установках ро заданной вязкости. В результате взаимодействия кислорода Евоздуха с гудроном в процессе продувки идет реакция образования ^высокомолекулярных компонентов окисленного битума и повыше-1ние его вязкости. За последнее время освоен метод непрерывного юкислення битума. Нефтяные остатки при температуре около f210°C поступают в реактор, где с помощью специальных аппаратов " (диспергаторов) засасывается воздух и распределяется в окисляе­мом продукте. В данной технологии наряду с интенсификацией про­цесса окисления улучшается качество окисленного битума. f Смешанные (компаундированные) битумы получают в основ­ном путем смешения битума деасфальтизации (остаточный продукт после обработки гудрона жидким пропаном) с масляными дистил­лятами.

Нефтяные битумы, как твердые или вязкопластичные, так и ■ жидкие, находят широкое применение в строительстве. Их исполь­зуют для устройства дорожных покрытий, покрытий аэродромов, ^устройства плоских кровель, ирригационных каналов, производства '•гидроизоляционных и кровельных материалов в лакокрасочной и химической промышленности.

Природные битумы. Природные битумы (вязкие и жидкие) мо­гут встречаться как в чистом виде, так ив «битуминозных» поро­дах. Битуминозными или асфальтовыми породами называют гор­дые породы (известняки или песчаники), пропитанные природными битумами. Они образовались в земной коре в результате длитель­ных процессов окисления и полимеризации нефти, пропитавшей эти ^осадочные горные породы.

Вязкие природные битумы получают путем извлечения их из из­вестняков, доломитов или песчаников, пропитанных природными битумами. Битум извлекается путем выварки в воде или экстраги­рованием с помощью органических растворителей (трихлорэтан и др.). В настоящее время промышленное значение в нашей стране имеет лишь Сызранское месторождение битуминозных пород. Обычно природный битум получают вываркой в воде асфальтовых пород. Асфальтовая горная порода измельчается до крупности зе­рен 6...8 мм и загружается в котел с водой, предварительно подкис­ленной соляной кислотой. При кипячении воды битум размягчается, отделяется от породы и всплывает на поверхность. Всплывший би-тгум с помощью лотков переводится в отстойники для отделения во-

ды и минеральных примесей. Экстрагирование битума приводит­ся реже вследствие неэкономичности извлечения битума с помощью растворителей.

Природные битумы по ряду показателей их свойств (высокой адгезии, погодоустойчивости) превосходят нефтяные. Применение природных битумов в строительстве ограничивается высокой стои­мостью и относительно малым объемом их производства. Вязкие природные битумы используются главным образом в химической и лакокрасочной промышленности. При переработке асфальтовых горных пород могут быть получены асфальтовый порошок, асфаль­товая мастика или асфальтовый бетон для холодной укладки. Ас­фальтовый порошок получают путем измельчения карбонатных по­род, если содержание природного битума в них не превышает 2... 3% по массе. Он имеет широкое применение Для изготовления, ас­фальтовых бетонов и растворов. Асфальтовая мастика — продукт объединения асфальтового порошка с природным или нефтяным би­тумом.

К недостаткам как природных, так и нефтяных битумов следует отнести их повышенную хрупкость при отрицательных температу­рах.

В качестве природных жидких битумов в строительстве исполь­зуются тяжелые, высокосмолистые нефти.

Дегти. Дегтями называют продукт сухой (без доступа воздуха) перегонки твердых топлив — каменного угля, древесины, торфа, го­рючих сланцев и других органических веществ. В зависимости от исходного сырья может быть получен каменноугольный, древесный, торфяной или сланцевый деготь. Для строительных целей наиболь­шее применение получили каменноугольные дегти. В состав дегтей входят углеводороды ароматического ряда (производные бензола) и их соединения с кислородом, азотом, серой и некоторыми другими элементами. Путем фракционной разгонки из дегтей можно выде­лить твердую составляющую часть — «свободный углерод» и жид­кую, состоящую из масел: легких, кипящих до 170°С; средних, ки­пящих в интервале температур 170...270°С; тяжелых — 27О...30О°С и антраценовых — 300... 360°С. После отгонки всех фракций до 360°С получают твердый остаток — пек, состоящий в основном из смолистых веществ — тонкодисперсных частиц и «свободного уг­лерода». Эти группы углеводородов дегтя образуют сложную дис­персную систему типа суспензии, в которой «свободный углерод» и твердые смолы, ограниченно растворимые в дегтевых маслах, яв­ляются дисперсной фазой, а масла — дисперсионной средой. При этом высокопл, астичные смолы, адсорбированные твердыми дис­персными частицами, придают устойчивость всей системе в це­лом.

Сырой каменноугольный деготь, получаемый в процессе коксо­вания и газификации угля, представляет собой вязкую жидкость черного цвета с характерным запахом фенола, крезола и нафта­лина.

*" В зависимости от температуры коксования сырые дегти (смо-ы) разделяют на высокотемпературные (900..Д100°С с плотностью

!, о 1, 2 г/см³) и низкотемпературные, получаемые в процессе выра-отки доменного генераторного газа при температуре полукоксо-ання 45О...700°С (плотностью до 0, 95 г/см¹*). Их не применяют в троительстве вследствие наличия большого количества легколету-их фракций и резкого изменения первоначальных свойств во вре-(ени (старение). Для строительных целей и в промышленности строительных ма-ералов применяются дегти отогнанные, получающиеся после от-ора из сырых дегтей летучих веществ, или составленные, изготов-яемые смешением горячего пека с антраценовым маслом или дру­гими жидкими дегтевыми материалами. Наибольшее распростра­нение имеют составленные дегти.

Составленные и отогнанные дегти характеризуются вязкостью (по стандартному вискозиметру) и фракционным составом. По сравнению с битумами дегти отличаются меньшей теплостойкостью и худшей погодоустойчивостью. Однако адгезия (прилипание) дег­тей выше, чем у битумов, вследствие большего содержания поляр­ных групп в молекулах масел дегтя.

Дорожные каменноугольные дегти и другие дегтевые материалы (пек, антраценовое масло) применяются для изготовления дегтебе­тонов, а также для производства дегтевых кровельных и гидроизо­ляционных материалов.

Легкие фракции дегтя, отгоняемые до 300°С, идут для получе­ния бензола, толуола, ксилола, нафталина и других веществ. Ан­траценовую фракцию (300...360°С) перерабатывают для получения сырого антрацена и антраценового масла. Дорожные дегти произ­водятся шести марок от Д-I до Д-6. Применять дегти в городах за­прещено вследствие возможного содержания в них канцерогенных веществ (например, фенолыюй группы).

При совместном окислении битума и дегтя может быть получен вяжущий материал — гудрокам, отличающийся атмосферо- и био­стойкостью. Гудрокам используют для получения гидроизоляцион­ных материалов.

Сланцевые дегти получают при нагревании горючих сланцев без доступа воздуха. В настоящее время эти дегти в виде вязких и жидких продуктов производятся главным образом 'в Эстонской ССР, где имеются большие запасы горючих сланцев. По химическо­му составу и свойствам сланцевые дегти приближаются к битум­ным материалам и поэтому им присвоен не совсем точный термин «сланцевые битумы». Сланцевые битумы в большей степени по сравнению с нефтяными изменяют свои свойства при нагревании. ПогодоустоЙчивость таких битумов также меньше, чем у нефтяных. Сланцевые битумы используются обычно при тех же видах работ, как и нефтяные битумы.

Битумные и дегтевые эмульсии и пасты. Битумные и дегтевые эмульсии представляют собой дисперсные системы, в которых вода

является дисперсионной средой, а тонко диспергированный битум или деготь — дисперсной фазой. Образование и устойчивость эмуль­сий достигается путем введения в ее состав некоторых поверхност­но-активных веществ — эмульгаторов, понижающих поверхностное натяжение на границе раздела фаз —битум или деготь/вода. В качестве эмульгаторов применяют водорастворимые органиче­ские вещества (мыла, соли нафтеновых и сульфонафтеновых кис­лот и др.) или твердые минеральные порошки (глины, известь, це­менты, уголь). Содержание водорастворимых эмульгаторов в эмульсии не превышает 3% (твердых порошков —5...15%) в зави­симости от тонкости диспергирования битума или дегтя. В настоя­щее время часто используют более экономичные эмульгаторы (тал-ловое масло, жировой гудрон, стеарин и др.).

При 'изготовлении дорожных эмульсий битум или деготь в коли­честве 50...60% по массе диспергируют до размеров частиц от 0, 001 до 0, 1 мм.

Эмульсии, содержащие органические вяжущие материалы в большем количестве (60..70%), называют высококонцентрирован­ными. Они, а также эмульсии с твердыми эмульгаторами имеют зна­чительную вязкость и называются пастами. Для получения теку­чего состояния пасты разбавляют водой на месте производства ра­бот, что делает их при значительных перевозках экономичнее обыч­ных эмульсий.

Для изготовления эмульсий широко используются различного рода диспергаторы: мешалки, гомогенизаторы, ультразвуковые ус­тановки и т. п. Изготовление эмульсии в этих аппаратах состоит в диспергировании битума илидегтя, нагретых примерно до 100°С в горячей воде в присутствии эмульгатора.

Битумные или дегтевые эмульсии и пасты применяются в до­рожном строительстве при обработке дорожных покрытий во влаж­ную погоду, окраске кровель, гидроизоляционных работах, изготов­лении водостойких картонов и т. п.

При работе с битумными и особенно с дегтевыми материалами (пек, антраценовое масло и т. п.) необходимо проинструктировать рабочих и строго соблюдать правила техники безопасности и про­тивопожарной техники. Погрузочно-разгрузочные работы дегтевых материалов желательно производить в прохладное время дня, из­бегая производства работ под лучами солнца. Антраценовое масло, например, при соприкосновении с кожными покровами человека может привести к ожогам, а пековая пыль, особенно в жаркую по­году, вызывает раздражение кожи и слизистых оболочек глаз.

При работе с пеком и антраценовым маслом следует снабдить рабочих специальной одеждой и следить за использованием ими предохранительных очков. Незащищенные части тела необходимо предварительно смазывать специальными защитными пастами, со­держащими крахмал, желатин, глицерин и другие компоненты.

Отвердевание основных органических вяжущих веществ. Отвер­девание основных органических вяжущих веществ (битумов и дег-

рёв) может происходить в объемном и пленочном состояниях. Ти-

|ичным случаем отвердевания в объемном состоянии является по-

1шение вязкости с переходом в вязкоупругое состояние органиче-

|ких вяжущих веществ, находящихся в емкостях — цистернах, кот-

IX, сосудах и др. Типичным отвердеванием в пленочном состоянии

дается постепенное или быстрое структурирование органическо-

вещества, находящегося в асфальтовом бетоне, кровельном или

щроизоляционнои материале, и т. п.

Битум или деготь, налитые в емкости, претерпевают внутренние груктурные изменения, в результате которых они повышают вяз-)сть, становятся густеющими и отвердевающими микродисперсны-Ш системами. Основной первопричиной изменения реологических»ойств органических вяжущих веществ служит снижение их тем-; ратуры, что сопряжено с уменьшением интенсивности движения дердых дискретных частиц в жидкой среде. Средами, как отмеча­ть выше, у битума является истинный раствор смол в маслах, в»гтях — истинный раствор масел, отличающихся между собой ве-1ИЧННОЙ молекулярной массы. В качестве дискретных частиц раз-)й степени плотности выступают в битуме асфальте и ы с адсорби­рованными на них асфальтогеновыми кислотами, карбены и кар­биды, в дегтях — «свободный углерод».

При высоких температурах ограническое вяжущее вещество в ► мкостях обладает ньютоновской вязкостью и находится в жидком гостоянии. Под влиянием броуновского (теплового) движения все твердые частицы хаотически перемещаются в жидкой среде. Эти дисперсные системы обнаруживают микроскопическую неоднород­ность, что проявляется, в частности, в самопроизвольном выделении йрри соударениях частиц, особенно в период постепенного охлажде-•$шя, некоторых локальных (местных) сгущений молекул и ассоци­аций, переходящих в сравнительно крупные микрочастицы. Они [достигают размеров от 10 до 2000 А, переходя в группу частиц, весьма характерных при коллоидном состоянии вещества. Ути час-$ицы становятся самостоятельной дисперсной фазой, которую хотя Як нельзя обнаружить с помощью обычного микроскопа, но она об­ладает реальной и развитой суммарной поверхностью, непосредст­венно отделяющей ее от дисперсионной среды. Вследствие малого Ьазмера частиц суммарная поверхность составляет сотни и тыся-

^™и квадратных метров на грамм дисперсной фазы, что предопреде-яет большую адсорбционную способность. Поверхностью поглоща­ется из системы поверхностно-активные растворенные вещества. Одновременно происходит самопроизвольное самоуплотнение час­тиц дисперсной фазы. Именно по такой схеме формируется струк­тура битума при его охлаждении в емкостях и предварительно пе­реведенного нагреванием в жидкое состояние. Процесс отдаленно [напоминает самопроизвольное образование центров кристаллиза­ции (и вообще центров выделения новой фазы) в растворах. При ^охлаждении же дегтей центрами притяжения к поверхности стано­вятся высокодисперсные частицы «свободного углерода», практи-

I- 219

чески нерастворимые в среде масел. Рост частиц новой фазы со­провождается как бы переохлажденным состоянием среды, что бла­гоприятствует возрастанию скорости и интенсивности укрупнения частиц, т. е. структурированию системы. С дальнейшим охлаждени­ем среда не только избирательно адсорбируется _гйа поверхности дисперсной фазы,: ю становится основным носителем потенциаль­ных центров выделения новой фазы. Потенциалрые возможности среды реализуются в течение-всего периода охлаждения органиче­ского вещества в емкости, что сопровождается непрерывным Про­цессом структурообразования и формирования частиц различной дисперсности и плотности, *'центре которых сосредоточиваются твердые и лиофильные асфальтены в битумах или частицы «сво­бодного углерода» в дегтях, В сферу действия асфальтенов вовле­каются молекулы смол и масел, а непосредственно на их поверхно­сти адсорбируются асфальтогеновые кислоты с отнесением менее активных молекул. Возникают мицеллы, количество и размеры которых особенно значительны в битумах и менее —в дегтевых вя­жущих веществах. При высокой концентрации мицелл возможно их непосредственное контактирование, вследствие чего структура битума из состояния олеозоли переходит в олеогель (гель). Такая перестройка структуры сопряжена с ростом вязкости, поскольку резко уменьшается скорость теплового движения и нарастают силы взаимодействия частиц.

Битумы типа гель могут быть не только при пониженной и обыч­ной температурах, но и при повышенной, если содержится большое количество асфальтенов, например больше 25...30% по массе. Кро­ме того, на ускорение структурообразования с переходом из состоя­ния золи в гель оказывает влияние парафин в битуме, выделяю­щиеся кристаллы которого тем крупнее, чем медленнее понижалась температура битума при охлаждении. В состоянии структуры гель битум с некоторым приближением может рассматриваться состоя­щим из мицеллярной пространственной сетки, в промежутках кото­рой находится иммобилизованная и свободная жидкая среда. Ге-леобразный характер битума подтверждается рядом характерных явлений — наличием температурного интервала плавления, прояв­лением синерезиса и др. У битумов-гелей механические свойства характеризуются повышенной упругостью и эластичностью,

При понижении температуры дегтевого материала в емкостях происходят аналогичные изменения в структуре, но только при ме­нее развитой поверхности частиц твердой фазы. В результате де­готь обычно отличается меньшей вязкостью, чем битум.

Битум или деготь, переведенные с помощью порошкообразного или зернистого материала в пленочное состояние, по мере своего охлаждения также претерпевают отвердевание, хотя вязкость пле­ночного органического вещества всегда несколько выше, чем объ­емного, например в порах смеси. Снижение температуры приводит к повышению устойчивости мономолекулярного слоя и к ориенти-

оранному расположению пленок на поверхности минерального ма-ериала или другой «подкладке». В пленках (оболочках) и свободном (объемном) битуме или егте постепенно или быстро, что зависит от скорости охлаждения, нормируются центры сосредоточения (микрозародыши) будущих 1Ицелл. Рост мнкрозародышей и увеличение их концентрации при-одят к переводу жидкой среды в состояние повышенной вязкости к тенденции упорядочения в расположении молекул и мицелл. Оценка состояния органического вяжущего вещества при ох-аждении производится по изменению вязкости или предельного апряжения сдвига. На завершающем этапе твердость битума ха-актеризуется температурой хрупкости. На основании исследова-ий было установлено, что температура хрупкости (появление тре-(ины на битумной пленке, нанесенной на металлическую пластин-у, при ее изгибе) примерно соответствует температуре, при кото­рой абсолютная вязкость битума равна 4- 10^е Пас. Установлено |также, что температура хрупкости повышается при увеличении тол-'шины пленки, снижении скорости охлаждения, увеличении време­ни и циклов воздействия атмосферных и других климатических факторов, если битум в испытаниях остается постоянным. Важно ■ Также отметить определенную связь между температурой хрупко­сти битума и его долговечностью: чем ниже температура хрупкости, тем долговечнее битум, переведенный в пленочное состояние в ИСК. При относительно медленном отвердевании нарастает повы­шенная упорядоченность и ориентированность расположения час­тиц в пленках с возможным процессом кристаллизации, например г парафиновых углеводородов (или нафталина в дегтях). вГ При использовании жидких или разжиженных битумов возни-ркает процесс испарения легких фракций, который также является -фактором отвердевания. Для вязких битумов сохраняется тенден­ция к синерезису (выпотеванию жидкой фазы) и самопроизвольно­му уплотнению, что также способствует отвердеванию материала. Кроме качественных изменений при отвердевании органических вяжущих веществ возникают и количественные. Они связаны с уменьшением содержания жидкой, а также аморфной среды и уве­личением в пленочном вяжущем количества ориентированной час­ти. В результате уменьшается фазовое отношение, что типично и для других видов вяжущего при их отвердевании, согласно общей! теории (см. § 2.3).

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

I. Что такое органические вяжущие вещества? 2. Приведите классификации органических вяжущих веществ (битумов, дегтей) и синтетических полимеров. 3. Приведите определение и основные свойства битума. 4. В каком виде встре­чается природный битум и как его добывают? 5. Какие имеются способы полу­чения нефтяных битумов? 6. Какой материал называется дегтем и как он полу­чается? 7. Марки битумов и дегтей и области их применения. 8. Что такое раз­жиженный и жидкий битумы и как их производят? 9. Сущность отвердевания органических вяжущих веществ.

«.3. Полимерные связующие материалы

Состав и свойства полимеров. Полимерами называют высокомо­лекулярные вещества, молекулы которых состоят из огромного ко­личества структурных звеньев, взаимодействующих друг с другом посредством ковалентных связей с образованием Макромолекул.

По составу основной цепи макромолекул полимеры разделяют на три группы:

1. Карбоцепные полимеры — макромолекулярные цепи полиме-

I I II ра состоят лишь из атомов углерода: —С—С—С—С—

I I I I

2. Гетероцепные полимеры, в состав цепей которых входят кро­
ме атомов углерода еще атомы кислорода или серы, азота, фосфора

III и т. п.: — С—О—С—О—С—

ill

3. Элементоорганнческие полимеры, в основные цепи которых

могут входить атомы кремния, алюминия, титана и других эле­ментов (кремнийорганические соединения типа —Si—О—Si—,

имеющие кремний-кислородные, силоксаковые связи).

Макромолекулы могут иметь линейное, разветвленное или сет-, чатое (трехмерное) строение, что определяет физико-механические и химические свойства полимеров.

Макромолекулы линейного строения вытянуты в виде цепей, в которых атомы мономера (низкомолекулярного соединения) связа­ны химическими связями. Разветвленные макромолекулы харак­терны наличием мономерных звеньев, ответвленных от основной цепи полимера. Сетчатые (трехмерные) структуры макромолекул характеризуются тем, что образуются обычно «сшивкой» отдельных линейных или разветвленных цепей полимера (рис. 8.11, а, б, в).

Полимеры с макромолекулами линейного или разветвленного строения плавятся при нагревании с изменением свойств н раство­ряются в соответствующем органическом растворителе, а при ох­лаждении они вновь затвердевают. Такие полимеры, способные многократно размягчаться при нагревании и затвердевать при ох­лаждении, называют термопластичными (термопласты). Напротив, полимеры с макромолекулами трехмерного строения имеют повы­шенную устойчивость к термическим и механическим воздействиям, не растворяются в растворителях, а лишь набухают. Такие поли­меры не могут обратимо размягчаться при повторном нагревании и носят название термореактивные полимеры (реактопласты).

Полимеры в твердом состоянии имеют обычно аморфную струк­туру. Однако существуют полимеры с кристаллической или аморф­но-кристаллической структурой. Аморфные термопластичные поли­меры в зависимости от соотношений сил межмолекулярного взаи-

[одействия и теплового движения макромолекул могут быть в стек-юбразном, высокоэластичном и вязкотекучем пластичном состоя-

ЯХ.

В зависимости от метода получения полимеров их можно разде­нь на полимеризационные, поликонденсационные и модифициро-шные природные полимеры.

Полимеризационные полимеры получают в процессе полимери-щии мономеров вследствие раскрытия кратных связей ненасы-ьенных углеводородов и соединения тементарных звеньев мономера в шнные цепи. Поскольку при реакции толимеризации атомы и их группиров-ш не отщепляются, побочные продук-не образуются, а химический со-•тав мономера и полимера одинаков. Поликонденсационные полимеры Получают в процессе реакции поли-[конденсации двух или нескольких низ-: рсомолекулярных веществ. При этой ■ реакции наряду с основным продук­том поликонденсации образуются по­бочные соединения (вода, спирты И др.), а химический состав полимера отличается от химического состава исходных продуктов поликонденсации. Модифицированные полимеры по­лучают из природных высокомолеку­лярных веществ (целлюлоза, казеин, каучуки) путем их химической модификации, для изменения их первоначальных свойств в заданном направлении. Эти полимеры не находят широкого применения в строительстве вследствие их недостаточной водо- и атмосферостойкости.

Две первые группы полимеров вследствие практически неограни­ченной сырьевой базы для их производства являются основным связующим для большинства полимерных материалов.

Производство синтетических полимеров началось в первой по­ловине XX в. Осуществленный русским химиком А. М. Бутлеровым: интез изобутилена с последующим исследованием процесса его по­лимеризации сыграл исключительно важную роль для последую­щего развития синтеза полимеров. Немаловажное значение для эазвития теории и практики получения синтетических полимеров 1мели работы А. Е. Фаворовского, вскрывшего механизм изомерных превращений непредельных углеводородов; акад. С. В. Лебедева,. > богатившего науку по синтезу и полимеризации диеновых соеди­нений.

В период 1907—1914 гг. под руководством проф. Г. С. Петрова \ нашей стране было начато промышленное производство твердых: интетических полимеров на основе фенолоальдегидной конденса-

ции. В начале 1920 г. стали получать мочевиноформальдегидные полимеры, в этот же период большое значение приобретают поли-уретановые и другие полимеры. В 1937 г> впервые в Англии был получен полиэтилен высокого давления —один из важнейших син­тетических полимеров. В 1955 г. немецким химиком Циглером был разработан способ получения полиэтилена низлрго давления. За последние годы промышленное значение получиАи крем$ийоргани-ческие полимеры, разработанные на основе наследований акад. К- А. Андрианова.

Для производства полимеров основным сырьем служат мономе­ры, т. е. вещества, молекулы которых способны ^пРи определенных условиях соединяться друг с другом, образуя полимеры. Мономеры, в свою очередь, могут быть получены путем переработки природ­ных и нефтяных газов, каменного угля, аммиака, углекислоты и других подобных веществ. Высокомолекулярные соединения ха­рактеризуются не только структурой молекул, но и молекулярной массой полимера. К высокомолекулярным соединениям относятся обычно полимеры с молекулярной массой свыше 5000; полимеры с ■ более низкой молекулярной массой называют олигомерами. По ме­ре увеличения молекулярной массы полимера растворимость его в органических растворителях снижается, несколько снижается эла­стичность, однако прочность значительно возрастает.

Свойства многих полимеров неразрывно связаны с величиной мо­лекулярной массы и межмолекулярных сил, которые слабее обыч­ных валентных связей. При увеличении молекулярной массы поли­мера суммарный эффект межмолекулярных сил становится ощу­тимым, поскольку их источником является каждый атом. В этой связи возрастающая роль межмолекулярных сил при повышении молекулярной массы качественно отличает полимеры от низкомо­лекулярных соединений.

На свойства полимеров значительное влияние оказывают и во­дородные связи, когда водород непосредственно связан с кислоро­дом или азотом (ОН, NH₂ и др.). Водородная связь, хотя и слабее ковалентных связей, но все же прочнее межмолекулярных сил при­тяжения и представляет как бы вторую валентность водорода.

Общей технической храктеристикой многих полимеров являют­ся следующие свойства: термические (температура размягчения и теплостойкость, температура стеклования и текучести), механиче­ские (прочность, деформативная устойчивость и поверхностная твердость), химические (атмосферостойкость и деструкция).

Температуру размягчения определяют по методу Кре-мер-Сарнова на специальном приборе (рис. 8Л2) или по «К и Ш». За температуру размягчения по Кремер-Сарнову принимают тем­пературу глицерина в стакане прибора, при которой ртуть, нахо­дясь в стеклянной трубке на слое полимера, под действием собст­венной массы и нагрева глицерина проникнет через размягченный образецикоснется дна стакана. Расстояние от дна стакана и слоя испытуемого полимера стандартизовано.