Полиматериал как класс строительных материалов¶

Полиматериал — обобщающее название группы конструкционных и отделочных материалов на основе полимеров (синтетических высокомолекулярных соединений), применяемых в строительстве, промышленности, упаковке и быту. К полиматериалам относят изделия и композиции, где связующим или основным компонентом выступает полимер — поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен, полистирол, поликарбонат, полиуретан и другие. Термин используется преимущественно в строительной и производственной документации, рекламе и технической литературе как собирательное обозначение «полимерных материалов».

¶Терминология

Строгого научного определения у слова «полиматериал» нет: это скорее торгово-технический, а не химический термин. В профессиональной среде чаще говорят о полимерных материалах, полимерных композитах или пластиках. Приставка «поли-» указывает на полимерную природу сырья, а не на многослойность или многокомпонентность изделия, хотя на практике полиматериалами нередко называют именно многослойные и комбинированные конструкции.

¶История

Первый промышленный пластик — целлулоид — был получен в 1860-х годах. В 1907 году Лео Бакеланд синтезировал бакелит, первую полностью синтетическую смолу, что положило начало массовому производству полимеров. Бурное развитие отрасли пришлось на середину XX века: после Второй мировой войны появились полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол, полиамиды. В СССР в 1950–1970-е годы были созданы крупные производства полимеров, а полимерные материалы стали массово применяться в строительстве, машиностроении и товарах народного потребления.

¶Классификация

Полиматериалы классифицируют по нескольким признакам.

По происхождению связующего:

• термопласты — размягчаются при нагреве и сохраняют способность к переработке (полиэтилен, полипропилен, ПВХ, полистирол);
• реактопласты — после отверждения необратимо теряют пластичность (эпоксидные, фенолформальдегидные, полиэфирные смолы).

По составу:

• гомополимерные — из одного полимера;
• композиционные — с наполнителями (стекловолокно, минеральная крошка, тальк, мел);
• вспененные — с газовой фазой внутри объёма (пенопласт, пенополиуретан, пенополистирол).

По назначению:

• конструкционные;
• тепло- и звукоизоляционные;
• отделочные;
• гидроизоляционные;
• упаковочные.

¶Основные виды

¶Свойства

К общим свойствам полиматериалов относят малую плотность, стойкость к коррозии, химическую инертность, низкую теплопроводность, простоту формообразования и относительно невысокую стоимость. Слабые стороны — невысокая термостойкость у большинства термопластов, склонность к старению под действием ультрафиолета и кислорода, горючесть, а также длительный срок разложения в природной среде.

¶Производство

Технологический цикл обычно включает синтез полимера (полимеризацию или поликонденсацию), введение добавок — стабилизаторов, пластификаторов, красителей, наполнителей — и формообразование. Основные методы переработки: экструзия, литьё под давлением, прессование, выдувное формование, каландрование. В России полимерная промышленность представлена предприятиями нефтехимического комплекса, выпускающими базовые смолы, и множеством заводов, перерабатывающих их в готовые изделия.

¶Применение

В строительстве полиматериалы используются для тепло- и гидроизоляции, оконных и дверных конструкций, труб, отделочных панелей, натяжных потолков, кровельных мембран. В промышленности — для корпусных деталей, ёмкостей, трубопроводов, электроизоляции. В упаковке — плёнки, бутылки, контейнеры. В сельском хозяйстве — тепличные покрытия, мульчирующие плёнки, шланги. В быту — посуда, мебель, предметы обихода.

¶Экология и переработка

Основная экологическая проблема — накопление полимерных отходов, поскольку большинство полиматериалов разлагаются десятилетиями и столетиями. Практикуются механическая переработка (дробление и повторное формование), сжигание с получением энергии и химическая переработка. В России действуют правила раздельного сбора отходов и расширенной ответственности производителей упаковки. Часть полимеров маркируется цифровыми кодами переработки от 1 до 7.

¶Критика

Полиматериалы критикуют за загрязнение окружающей среды, выделение токсичных веществ при горении и возможную миграцию добавок в продукты питания и воду. Одновременно отмечается, что в ряде применений полимеры позволяют снизить массу конструкций, сэкономить энергию при эксплуатации и сократить потребление древесины и металла.

Источники: технические регламенты и справочники по полимерным материалам, отраслевые издания по строительному материаловедению, обзоры нефтехимической отрасли, нормативные документы по обращению с отходами.