Добавяне на качества
Полимерните мембрани като покривен материал се появяват в края на 60-те години. Това беше улеснено от бързото развитие на химическата промишленост и строителството, както и от интереса на пазара към получаване на нови висококачествени материали. Високите експлоатационни свойства на полимерните мембрани все още осигуряват стабилно търсене на тези материали на пазара днес. Полимерните мембрани са издръжливи, лесни за използване, свойствата им не се променят под въздействието на климатичните условия, което ви позволява да работите с тях целогодишно, при всякакви метеорологични условия.
Полимерните мембрани са химически сложен продукт и кратък списък от компоненти вече е достатъчен, за да разберем това.
Има мембрани, които са устойчиви на битум и ултравиолетови лъчи, специални особено здрави мембрани, които предпазват основния хидроизолационен лист от динамични пробиви и други повреди. В зависимост от експлоатационните свойства полимерните добавки образуват две основни групи: еластомери и термопласти. Еластомерите включват етилен-пропилен-диен мономер (EPDM), полиизобутилен (PIB), неопрен, термопласти - директно PVC, етиленови интерполимери (EIP) и др.
В зависимост от предназначението, добавките се разделят на пластификатори, стабилизатори, антиоксиданти, антистатици, противогъбични и противопожарни добавки.
За да може полимерната мембрана да не загуби свойствата си под въздействието на ултравиолетовото лъчение, към суровината се добавят стабилизатори. Устойчивостта на мембраната на ултравиолетови лъчи зависи от състава и структурата на полимера. Те определят способността на мембраната да абсорбира UV лъчите. Те също са "отговорни" за химическите процеси, протичащи на покрива, и за техните "последствия":бързо стареене на материала и загуба на основните му физични и механични свойства. В този случай количеството и структурата на други химически добавки, като стабилизатори, са от голямо значение.
Мярката за светлоустойчивост се приема като реципрочна на скоростта на стареене на светлина. Характеризира се с квантовия добив на фототрансформация. На практика като мярка за светлоустойчивост по правило се приема времето на експозиция, през което под действието на светлината настъпват определени промени в свойствата на материала.
Функцията на стабилизаторите е да абсорбират активната част от радиацията. Използването на светлинни стабилизатори намалява скоростта на стареене на мембраната няколко пъти. Като светлинни стабилизатори могат да се използват неорганични пигменти, органични съединения, съдържащи хромофорни групи, органометални съединения, стабилни радикали и др.
В зависимост от веществото или съединението, действието на стабилизатора може да се основава на физични или химични принципи. В някои случаи и двата процеса могат да протичат едновременно. Трябва да се има предвид, че ефективността на стабилизатора се определя от неговата съвместимост с PVC и склонността към миграция от полимера.
Физическият принцип на светлинния стабилизатор се основава на способността му да абсорбира ултравиолетовите лъчи и да блокира възбудените състояния на PVC и други компоненти, които изграждат полимерния материал. Най-ефективни са светлинните стабилизатори, които абсорбират светлината главно в същата област като полимера.
В резултат на химични процеси, протичащи под въздействието на слънчевата радиация, се образуват свободни радикали. Химическият принцип на действие на светлинните стабилизатори се основава на факта, че образуваните свободни радикали реагират с други продукти.полимерни трансформации. В хода на такава реакция се образуват нови, по-устойчиви на радиация съединения. Изборът на стабилизатор зависи от характеристиките на крайния продукт.
Първоначално основните суровини за производството на поливинилхлорид (PVC) са били вар, въглища и каменна сол. Но дори и днес не всички PVC се произвеждат от петролни продукти: по-голямата част от производството - 56% - се прави от солна киселина, която от своя страна се получава от каменна сол, и 44% от етилен.
Като такъв, PVC е "обикновен" бял прах. Този прах е експлозивен и вреден за здравето и околната среда. Самият PVC не е суровина за по-нататъшно производство, а по-скоро е един от компонентите. По-нататъшна работа с PVC е възможна само ако по време на обработката към него се добавят други компоненти. В същото време свойствата на PVC пряко зависят от свойствата на добавките. Именно те придават на PVC материалите повишена якост и еластичност, поради което изборът на определени компоненти и техните съотношения зависи от това какви качества трябва да има крайният продукт и от условията за по-нататъшната му работа. В нашия случай полимерни мембрани.
PVC мембраната се състои от три компонента. „Горният“ компонент е пластифициран PVC. Този слой може да бъде с различни цветове, текстуриран или не. Именно в този слой се въвеждат стабилизатори и други химически добавки по време на производствения процес. „Средният“ компонент, подсилващият слой на мембраната за механично закрепване, е плат, изработен от специално изтъкана полиестерна нишка. Укрепването е предназначено да осигури най-голяма здравина на мембраната. „Долният“ компонент обикновено е нестабилизиран PVC.
За да се придадат на мембраната пластични свойства, се използват така наречените пластификатори.
По време напокривните покрития многократно трябва да издържат на повишени механични натоварвания. Това важи за всички материали, независимо от вида им, както и конфигурацията на покрива. Естествено, всяка ситуация има свои собствени характеристики. Полимерите по своята същност са крехки материали. Ето защо, за да се осигури здравина на полимерните мембрани, към тях се добавят модификатори на ударна якост като добавка за „мощност“. Те абсорбират механична енергия. При обработката на PVC модификаторът се смесва равномерно с полимерната маса в сухо състояние. Частиците на модификатора не влизат в химична реакция с полимера. Меките акрилатни частици, влизащи в състава на модификатора, "обгръщат" PVC частиците, докато твърдият полимер осигурява необходимата степен на свързване на материала. Модификаторът образува един вид защитна мрежа, устойчива на удар в полимера, поради което равномерното разпределение на модификатора е толкова важно. В противен случай в крайния продукт, в полимерната мембрана, се появяват незащитени зони, от които на първо място ще започне разрушаването на материала. Използването на модификатор ви позволява да балансирате такива показатели като твърдост, устойчивост на удар и твърдост. Допълнителна положителна характеристика е стабилността на свойствата на PVC при ниски температури. Ефективността на модификатора на въздействието зависи от молекулното тегло на използвания PVC, дебелината на стената на крайния продукт и структурата на модификатора (съотношение сърцевина/черупка).
Поливинилхлоридът е диелектрик с ниска диелектрична константа, има способността да натрупва заряди от статично електричество, което от своя страна може да доведе до силно замърсяване на материалите, а понякога и до увеличаване на скоростта на разлагане на PVC. В допълнение, статични разрядиелектричество представлява сериозна опасност от пожар.
За да се предотврати появата на статично електричество, като добавки към PVC се използват антистатици. Те са предназначени да увеличат електрическата проводимост и да увеличат диелектричната константа на материалите. Използват се два вида антистатици – външни и вътрешни.
Вътрешните антистатични агенти се въвеждат в полимера преди обработката, външните се нанасят върху повърхността на продукта от разтвор. Ефективността на антистатиците зависи пряко от тяхната дифузионна способност. Срокът на годност на външните антистатици е много по-кратък от продължителността на вътрешните, така че тяхната концентрация по време на производството трябва да бъде по-висока.
За разлика от външните антистатици, към избора на вътрешни се налагат специални изисквания. Ефективността на използването на вътрешни антистатични добавки зависи от способността за реакция с PVC частици, устойчивостта на температури на обработка, както и от ефекта им върху устойчивостта на атмосферни влияния на крайния продукт. Почти всички антистатични средства намаляват устойчивостта на PVC материалите към температурни крайности.
Антистатичните агенти могат да взаимодействат със стабилизатори, така че е много важно да се предвиди кои стабилизатори е най-добре да се използват в комбинация с един или друг антистатичен агент. Свойствата на антистатичните агенти обикновено се оценяват по ефекта им върху повърхностното електрическо съпротивление на материалите. В същото време ефектът на антистатичните агенти върху разграждането на PVC може да бъде намален чрез въвеждане на подходящи комплексообразуващи агенти в състава.
Повечето полимерни материали имат ниска огнеустойчивост и са запалими. Намаляването на горимостта на полимерните материали се постига главно чрез модифицирането им или въвеждането в материала на забавители на горенето - компоненти, които забавят процеса на горене. Действието на забавителите на огънясе основава на два принципа: топенето на нискотопими вещества, въведени в състава на материала - това могат да бъдат соли на борна, фосфорна или силициева киселина, или върху разлагането на вещества, които отделят газове, които не поддържат горене, като амоняк или серен диоксид, при нагряване. В първия случай, в резултат на топене (забавителите на горенето се топят още при ниски температури), се образува тънък защитен слой, който предотвратява достъпа на кислород до горящия материал, а абсорбирането на голямо количество топлина за топене и изпаряване на забавителите на горенето, от своя страна, предпазва мембраните от нагряване до температурата на разлагане. Във втория случай незапалимите газове, отделяни при разлагането на соли, затрудняват запалването на газообразните продукти на полимера и предотвратяват разпространението на пламъка.
Количеството на използваните фунгициди - антибактериални и противогъбични добавки - също зависи от характеристиките на полимерната мембрана. Например, такива добавки са просто незаменими за инверсионни покриви, където се създават идеални условия за появата на гъбички и бактерии.
Чрез промяна на състава и процента на химическите добавки е възможно да се променят свойствата на материала в доста широк диапазон. Не трябва обаче да се забравя, че химическите добавки взаимодействат не само с PVC основата на самия материал, но също така могат да влязат в химични реакции помежду си, понякога намалявайки техните ефекти и по този начин намалявайки якостните характеристики на мембраната. По този начин високата концентрация на забавители на горенето неутрализира свойствата на някои стабилизатори. Пластификаторът, придаващ на мембраната еластичност и повишена якост, същевременно ускорява стареенето на материала. Това се обяснява главно с факта, че пластификаторът има способността да се изпарява от материала.
В зависимост от съставките на материала иСъщо така, по време на производствения процес се разграничават няколко вида полимерни мембрани, от които PVC мембраните са най-често срещаните.
Днес повечето производители на пазара предлагат PVC мембрани по собствен дизайн. Основната разлика между мембраните е в състава на суровините, процентното съдържание на PVC и химически добавки.