Виталий Митричев - Основы криминалистического исследования материалов, веществ и изделий из них

По типу мономерных звеньев полимеры подразделяются на:

• гомополимеры — полимеры, состоящие из одинаковых мономерных звеньев : например, полиэтилен (-СН 2-СН 2-) n , поливинилхлорид (-СН 2-CHCl-) n ;

• сополимеры — полимеры, содержащие несколько типов мономерных звеньев. В зависимости от характера распределения мономерных звеньев различают регулярные и нерегулярные сополимеры.

В регулярных сополимерах различные мономерные звенья чередуются в определенной последовательности: -А-В-А-В-А-В-; -АА-В-АА-В-, где А, В — мономерные звенья.

В нерегулярных сополимерах распределение звеньев случайное:

• сополимеры, в которых звенья каждого типа образуют достаточно длинные непрерывные последовательности, сменяющие друг друга в пределах макромолекулы, называют блоксополимерами: -(А) n -(В) m -(А) n -(В) m -; -(А) l(В) m -(С) n -(А) l-(В) m -(С) n -; где А, В, С — мономерные звенья; l, m, п — число мономерных звеньев в блоке.

В зависимости от состава основной цепи полимеры делят на гомоцепные (основная цепь построена из одинаковых атомов) и гетероцепные (в основной цепи содержатся атомы различных элементов).

Синтетические полимеры получают из низкомолекулярных веществ (мономеров) с помощью реакций полимеризации [72] Полимеризация — реакция соединения нескольким молекул, не сопровождающаяся выделением побочных продуктов. Метод полимеризации лежит в основе промышленного получения полиэтилена, полипропилена, полистирола, поливинилхлорида, фторопласта, нитрильного и бутадиенового каучуков. , поликонденсации [73] Поликонденсация — реакция соединения нескольких молекул одинакового или различного строения, сопровождающаяся выделением простейших низкомолекулярных веществ (воды, аммиака и др.). Процесс поликонденсации широко используется для получения фенолформальдегидных смол, поликарбонатов, полиамидов и др. , а также путем химических превращений других синтетических или природных полимеров.

Полимеры могут существовать в кристаллическом и аморфном состояниях. Незакристаллизованные полимеры могут находиться в трех физических состояниях: стеклообразном, высокоэластичном и вязкотекучем. Высокоэластичное состояние является специфичным для полимеров и характеризуется большими обратимыми деформациями (порядка 1000%) с очень малым временем релаксации. Основные свойства некоторых наиболее распространенных полимеров, используемых для изготовления полимерных пленок, приведены в табл. 30.

Полимеры с низкой (ниже комнатной) температурой перехода из стеклообразного в высокоэластичное состояние называются эластомерами (каучуками) , с высокой — пластиками. Так, например, 1,4-цислибутадиен при температуре около 20 °C представляет собой эластичный материал, который при температуре ниже -90 °C переходит в стеклообразное состояние и относится к эластомерам. Примером пластиков является полиметилметакрилат (органическое стекло), при температуре около 20 °C — твердый стеклообразный продукт, переходящий в высокоэластичное состояние только при 100 °C.

Таблица 30. Основные свойства полимеров

Все каучуки подразделяются на натуральные и синтетические.

Натуральный каучук — продукт растительного происхождения, содержащийся в растительном соке (латексе) каучуконосных растений [74] Натуральный каучук получают главным образом из латекса бразильской гевеи. . Сочетание хороших технологических свойств натурального каучука и его смесей с синтетическими изопреновыми, бутадиеновыми и другими каучуками обеспечило широкое применение натурального каучука в производстве шин, транспортерных лент, приводных ремней, электроизоляционных материалов, клеев, медицинского оборудования, товаров народного потребления.

В 30-е гг. прошлого столетия наряду с натуральным каучуком широкое распространение получают синтетические каучуки, которые обычно классифицируются по областям применения на:

• каучуки общего назначения, применяемые в производстве изделий, в которых реализуется основное качество резины — эластичность;

• каучуки специального назначения, применяемые для производства изделий, обладающих наряду с эластичностью стойкостью к действию различных реагентов, тепло- и морозостойкостью или другими специальными свойствами.

Синтетические каучуки применяются при производстве деталей автомобилей, резиновой обуви и прорезиненных тканей, герметизирующих составов, клеев, антикоррозионных материалов, изоляции проводов и оболочек кабелей.

Каучуки используются для производства резин — продуктов вулканизации каучуков [75] Вулканизация — технологический процесс превращения каучука или каучуковой смеси в эластичную резину. При вулканизации происходит соединение (сшивание) молекул каучука химическими связями в пространственную трехмерную сетку. . Резины отличаются способностью к большим обратимым высокоэластичным деформациям. В их состав входят наряду с каучуком или смесью каучуков вулканизирующие агенты, ускорители вулканизации, наполнители, пластификаторы, антиоксиданты, красители и др.

Другой важный класс полимерных материалов — пластические массы (пластмассы, пластики), основу которых составляют полимеры, находящиеся при формовании изделий в вязкотекучем или высокоэластичном состоянии, а при эксплуатации — в стеклообразном или кристаллическом. Пластмассы способны под влиянием нагревания и давления формоваться и затем сохранять приданную форму.