Синтетические смолы как линейные соединения

Несмотря на большое разнообразие состава, условий полу­чения и физико-химических свойств, клеящие смолы имеют и ряд общих особенностей, в силу которых их относят к одному классу органических высокомолекулярных соединений.

В отличие от низкомолекулярных веществ, например воды, щелочей, кислот, спиртов, солей и др., состоящих из молекул небольшой величины, высокомолекулярные соединения состоят из гигантских молекул, называемых макромолекулами. В состав макромолекул входят сотни и тысячи отдельных ато­мов, прочно связанных между собой химической связью. Вслед­ствие этого высокомолекулярные соединения имеют большой молекулярный вес, порядка десятков и сотен тысяч, а иногда и нескольких миллионов единиц.

Часто высокомолекулярные соединения называют поли­мерами.

Макромолекулы полимеров состоят из большого числа по­вторяющихся групп атомов одинакового или различного строе­ния. Такие группы атомов получили название элементар­ных звеньев.

Цепь молекул полимеров условно обозначают следующими формулами:

-А-А-А-А-А-А-А-А-А-

или      (-A-)n,

где А - элементарное звено цепи (черточки — химические связи, соединяющие элементарные звенья);

п - количество звеньев.

Звенья макромолекул всех высокомолекулярных соединений соединены между собой химическими связями.

В процессе получения высокомолекулярных соединений чи­сло элементарных звеньев, входящих в состав макромолекул, непостоянно. Как и все высокомолекулярные соединения, синте­тические клеящие смолы представляют собой сложную смесь близких по составу веществ, состоящих из молекул с различ­ным числом элементарных звеньев, т. е. с различным моле­кулярным весом. В связи с этим определяемый молекуляр­ный вес полимерных соединений следует рассматривать как средний молекулярный вес. Различные размеры макромолекул характеризуют поли­дисперсность поли­меров.

Высокомолекулярные соединения отличаются также геометрической структурой макромоле­кул. По этому признаку макромолекулы синтети­ческих смол разделяются на линейные, разветвлен­ные и пространственные.

Линейные полимеры представляют собой длинные цепи элементар­ных звеньев. Поперечные размеры цепей в тысячу и десятки тысяч раз меньше их длины.

Молекулы разветвлен­ной структуры отличают­ся от линейных наличием боковых групп ответвле­ний, также состоящих из звеньев одинакового хи­мического строения. Ли­нейная, разветвленная структура характерна для макромолекул полимеризационных смол.

Полимеры пространственной или трехмерной структуры по­лучаются в результате соединения линейных молекул попереч­ными химическими связями в виде мостиков, образованными различными атомами. Такие полимеры часто называют сши­тыми. Примером полимеров с трехмерной структурой явля­ются феноло-формальдегидные, меламино-мочевиноформальдегидные и другие термореактивные смолы в отвержденном со­стоянии.

Свойства синтетических клеящих смол разнообразны. Они обусловлены особенностями химического состава, строения ма­кромолекул, а также различными условиями их получения.

При нормальной температуре все синтетические смолы неле­тучие. При нагревании не перегоняются, т. е. не имеют точки кипения. Они не имеют также определенной точки плавления. Однако при нагревании одни смолы (термореактивные) пла­вятся в определенном температурном интервале и переходят вначале в текучее, а затем в твердое необратимое состояние, другие (термопластичные) - в вязкое пластическое состояние.

С увеличением длины цепи полимера, т. е. с возрастанием молекулярного веса, повышается температура плавления, уменьшается растворимость, увеличивается вязкость смолы.

С увеличением молекулярного веса до определенных пределов повышаются адгезионные свойства клеящих смол, которые, однако, при дальнейшем росте молекулярного веса, снижаются.

Большое влияние оказывает полидисперсность полимеров.

При большом (до определенных пределов) содержании низко­молекулярных фракций полимеров повышается пластичность смол и клеевых соединений на их основе и, наоборот, с увеличе­нием количества высокомолекулярных фракций повышается прочность, твердость и хрупкость клеевых соединений.

Все эти зависимости не являются прямыми и меняются от характера исходных веществ и условий синтеза полимеров.

Большинство полимеров линейной структуры обладает пла­стичностью, гибкостью. Многие из них плавятся без разложения, растворяются в некоторых растворителях.

Вещества с сильно разветвленной структурой отличаются сравнительно хорошей растворимостью и низкой температурой размягчения.

Синтетические смолы конденсационного типа, имеющие про­странственную структуру, характеризуются повышенной проч­ностью и твердостью. Они не плавятся при нагревании и не рас­творяются ни в каких растворителях.

Очень ценное свойство синтетических клеящих смол - спо­собность образовывать пленки и склеивать различные мате­риалы. Смолы, обладающие адгезионными свойствами, приме­няются также в качестве защитных покрытий и пропиточных составов.