БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ПО)

Цементный бетон с добавками полимерных материалов называется полимерцементным или цементно-полимерным бетоном. В нём полимер — лишь компонент, улучшающий его свойства. Полимеры в бетонную смесь вводят в виде водных дисперсий ( латексов, эмульсий) или растворов. Используют также водорастворимые мономеры, которые полимеризуются уже после введения в бетонную смесь. Содержание полимера в полимерцементном бетоне в зависимости от его назначения колеблется от 1—3 до 15—20% к массе цемента. Чаще всего применяют водные дисперсии поливинилацетата.

По сравнению с цементными бетонами П. и полимерцементные бетоны обладают большей прочностью на растяжение, меньшей хрупкостью, лучшей деформируемостью. У них более высокие водонепроницаемость, морозостойкость, сопротивление истиранию, стойкость к действию агрессивных жидкостей и газов.

Из П. и полимерцементных бетонов делают полы в промышленных зданиях, гаражах, больницах. Их применяют для получения высококачественных дорожных и аэродромных покрытий, ремонта поврежденных бетонных поверхностей, заделки трещин. Полимерцементные смеси и П. с мелким заполнителем используют как гидроизоляционные и защитные покрытия, отделочный и декоративно-облицовочный материалы, мастики. Из П. с лёгким заполнителем, например керамзитовым или перлитовым песком, получают теплоизоляционные плиты. П. используют также для изготовления неармированных тонкостенных изделий и моделей различных строительных конструкций. П. также находит применение в подземных конструкциях и сооружениях: при изготовлении элементов шахтной крепи, канализационных коллекторов и др.

Лит.: Саталкин А. В., Солнцева В. А., Попова О. С., Цементно-полимерные бетоны, Л., 1971; Скупин Л., Полимерные растворы и пластбетоны, пер. с чеш., М., 1967; Соломатов В. И., Полимерцементные бетоны и пластбетоны, М., 1967; Черкинский Ю. С., Полимерцементный бетон, М., 1960.

Л. А. Шиц.

Полимериза'ция, процесс получения высокомолекулярных веществ, при котором молекула полимера ( макромолекула ) образуется путём последовательного присоединения молекул низкомолекулярного вещества ( мономера ) к активному центру на конце растущей цепи. Молекула мономера, входя в состав цепи, образует её мономерное зерно. Число таких звеньев в макромолекуле называется степенью П.

По числу участвующих в П. мономеров различают гомополимеризацию (один мономер) и сополимеризацию (два и более). В зависимости от природы активного центра, ведущего цепь, различают: радикальную П., в которой активным центром является свободный радикал, а акт роста является гомолитической реакцией, и ионную П., при которой активные центры являются ионами или поляризованными молекулами, а раскрытие двойной связи (или цикла) происходит гетеролитически. В свою очередь, ионная П. подразделяется на анионную, если концевой атом растущей цепи несёт полный или частичный отрицательный заряд, и катионную, если этот атом заряжен положительно. Активные центры ионной П. редко являются свободными ионами; обычно в состав активного центра, наряду с растущим концом цепи, входит противоположно заряженный компонент (противоион). Во многих случаях присоединению мономера к растущему концу цепи предшествует образование координационного комплекса с противоионом. Такую П. называют координационно-ионной. Благодаря регулирующему действию противоиона при координационно-ионной П. возможно образование полимера с высокой степенью упорядоченности пространственного строения (см. Стереорегулярные полимеры ) . В этом случае П. называется стереоспецифической. Способность данного мономера к П. определяется как термодинамическими факторами (условие убыли свободной энергии — см. Термодинамика химическая ) , так и кинетическими, т. е. наличием подходящего возбудителя, выбором условий и т.д. П. большинства мономеров происходит либо путём раскрытия кратных связей

С = С, С º С, С = О, C º N и др.

n А = В ® [¾ А— В—] n

либо путём циклических группировок

где А, В, Х — различные атомы или группы атомов. Т. о., состав и структура мономерного звена в макромолекуле соответствует составу и строению исходного мономера (за исключением, конечно, размыкающейся в ходе процесса связи). Однако известен ряд примеров, в которых образующиеся при П. мономерные звенья отличаются от исходного мономера по структуре, а иногда и по составу, например вследствие образования новых связей внутри мономерного звена, сдвига одного или группы атомов во время присоединения мономера к растущей цепи, выделения низкомолекулярных веществ.

П. — особый тип цепных процессов, в которых развитие кинетической цепи сопровождается ростом материальной цепи макромолекулы. В П. можно выделить несколько основных стадий, т. н. элементарных актов: инициирование полимеризации, рост цепи, обрыв цепи, передача цепи.

Инициирование — превращение небольшой доли молекул мономера в активные центры, способные присоединять к себе новые молекулы мономера. Для этого в систему вводят специальные вещества (называется инициаторами или катализаторами П. в зависимости от того, входят их частицы в состав образующегося полимера или нет). П. можно также вызвать действием ионизирующего излучения, света или электрического тока.

Рост цепи состоит из ряда многократно повторяющихся однотипных реакций присоединения молекул мономера (М) к активному центру (М*):

М* + М ® М* 2; М* 2+ М ® М* 3 ... М* n + M ® M* n +1

В результате исходный низкомолекулярный активный центр вырастает в макромолекулу.

Обрыв цепи — дезактивация активного центра при его взаимодействии с др. активным центром, каким-либо посторонним веществом или вследствие перегруппировки в неактивный продукт. При передаче цепи активный центр с растущей макромолекулы переходит на какую-либо другую частицу Х (мономер, растворитель, полимер и т.д.), начинающую рост новой макромолекулы:

М* n + Х ® M n +Х*

X* + M ® XM*

В некоторых случаях при передаче цепи образуется устойчивое соединение, не присоединяющее к себе мономер. Такая реакция, кинетически эквивалентная обрыву, называется ингибированием, а вызывающее её вещество — ингибитором. Если в систему вводят эффективные передатчики цепи в достаточно больших количествах, то образуются только низкомолекулярные вещества; в этом случае процесс называется теломеризацией.

В отсутствие передачи цепи длина кинетической цепи процесса (т. е. число молекул мономера, прореагировавших с активным центром от момента его появления до гибели) равна длине молекулярной цепи (т. е. числу звеньев в образующейся макромолекуле). При наличии передачи длина кинетической цепи превышает длину молекулярной. Т. о., каждый акт инициирования приводит к образованию одной макромолекулы (если нет передачи цепи) или нескольких (если такие реакции есть).