Vrste i proizvodnja polimera koji se primenjuju u putogradnji

OPIS BITNIH PLASTIČNIH MATERIJALA KOJI SE PRIMENJUJU U NISKOGRADNJI

U ovom tekstu opisaće se plastični materijali koji se primenuju pri građenju puteva. Oni se često nazivaju i geosintetički materijali, asocirajući na tlo (geo) u kome se najčešće primenjuju i kompoziciju različitih izvedenih (veštačkih) plastičnih materijala (sintetički) od kojih su sastavljeni.

Opisaće se njihov strukturni sastav i dati njihova fizičko-hemijska svojstva, kao i mehaničke osobine. Navedena svojstva indirektno određuju primenu u putogradnji pojedinih geosintetičkih materijala, pa ih je zato važno poznavati.

Plastični ili geosintetički materijali koji se primenjuju pri izgradnji i održavanju puteva kao što su geotekstil, geomreže, geomembrane, geoposteljice, itd., u osnovi su sastavljene od raznih polimera, kao što su: polietilen (PE), polipropilen (PP), poliester (PET), polivinil hlorid (PVC), polivinil alhohol (PVA), aramid (A), itd. Polimeri koji se primenjuju pri proizvodnji geosintetičkih materijala imaju svoja svojstva, koja prenose na geosintetičke proizvode, koji se upotrebljavaju u putogradnji. Zato je neophodno poznavati genetsku strukturu geosintetičkih materijala, kako bi se ispravno primenili u putarskim objektima.

VRSTE I PROIZVODNJA POLIMERA KOJI SE PRIMENJUJU U PUTOGRADNJI

Plastične mase predstavljaju grupu materijala organskog porekla koje su sačinjene iz vezivne polimerske komponente i različitih dodataka (punioca), kao što su: očvršćivači, plastifikatori, stabilizatori, pigmenti, itd.

U zavisnosti od svog sastava, plastične mase mogu biti homogene (bez dodataka) i heterogene (sa dodacima). Kombinacijom navedenih materijala dobija se materijal koji može imati poželjna svojstva, podešena svrsi primene. Zato je sve veća primena raznih vrsta plastičnih materijala u putogradnji.

Najopštije, plastika je petrohemijski proizvod destilacije sirove nafte, naftnih gasova, prirodnog i rafinerijskog gasa. Osnovnim tehnološkim procesima: destilacijom, oksidacijom, konverzacijom, razdvajanjem, itd., dobijaju se monomeri. Oni mogu biti: vodonik, sintezni gas, izopren, butadien, eten, propen, C4 - frakcija, BTX-aromati.

Procesom polarizacije i sinteze monomera dobijaju se polimeri. Polimeri se dele na: plastomere, elastomere i silikone.

Plastomeri su polimerni materijali koji se dobijaju veštačkim putem iz derivata nafte.

Elastomeri su polimeri koji mogu biti prirodni ili veštački. Prirodni se dobijaju iz lateksa kaučukovog drveta, a veštački nastaje polimerizacijom monomera izoprena, butadiena, holoprena i dr. koji se dobijaju preradom sirove nafte.

Silikoni predstavljaju polimere sa silicijumom i imaju primenu kao zaštitni premazi, zbog izuzetne vodonepropustljivosti.

Postoje dve važne podele plastike: termoplastika i termostabilna plastika. Termoplastika može biti omekšana grejanjem, a očvrsla halađenjem. Termostabilna plastika kad jednom očvrsne iz njenog rastopljenog stanja, ona se više ne može razmekšati grejanjem.

Termoplastika je sirov neobrađen materijal za proizvodnju geosintetike. Osnovni element svake termoplastike je monomer, koji predstavlja molekul od više atoma. Jedan češće upotrebljavanje hidrokarboetilen, prikazan strukturno, na SI. 1.

SI. 1: Struktura molekula hidrokarboetilena

Svaka vrsta termoplastike-polimera, dodatkom određenih hemijskih aditiva dobija željene karakteristike.

Pomoću različitih hemijskih procesa monomeri mogu biti spojeni tako da obrazuju dugi molekularni niz. Ovaj proces se naziva polimerizacijom, a nastali proizvod se naziva polimer. Na strukturnoj šemi prikazujemo polietilenski molekularni niz, sačinjen od etilen monomera međusobno spojenih, SI. 2.

SI. 2: Molekularni niz etilena

Najviše primenjivani polimeri u putogradnji su: poliester (PET), polivinil hlorid (PVC), polistiren (PS), poliamid (PA), poluvinil alhohol (PVA), aramid (A), polipropilen (PP), polietilen (PE), zadnja dva čine familiju poliolefma.

Poliesteri (PET) su stabilniji materijali u mehaničkom smislu. Oni imaju znatne čvrstoće i otpornosti na zatezanje. Poliesteri nisu otporni na bazne sredine koje poseduju pH vrednost veću od 9, kao što je beton. Zato je nepoželjna direktna veza poliestera (PET-a) i betona, u građevinskim konstrukcijama, jer može nastati reakcija, koja se odražava na stabilnost poliestera, smanjenje njegovih mehaničkih svojstava i gubljenje funkcija.

Poliolefini (PE) i (PP) imaju dobru otpornost na dejstvo organskih kiselina i baza, ali poseduju slabije mehaničke karakteristike od poliesterskih materijala.

Polivinil alhohol (PVA) i aramid (A) imaju dobra fizičko-mehanička svojstva, kao i svostva otpornosti na uticaje kiselina, baza, soli, UV (ultra violetnih) zračenja, itd.

Pri izradi fleksibilnih kolovoznih konstrukcija sve više se koristi polimer-modifikovani bitumen i polimer-modifikovani asfalt.

Polimer-modifikovani bitumen izrađuje se od sledećih polimera: elastomera (SBS, SBR i SISO); plastomera (EVA, EPDM, Elivoli).
Za izradu polimer-asfalta (PmA) koristi se polietilen, polipropilen, etilvinilacet i SBR.

Izolacije na objektima puteva, npr. mostova, tunela, itd., obavljaju se korišćenjem polimera: APP-ataktički polipropilen, SBS za proizvodnju hidroizolacionih traka. Kao prethodna izolacija objekata (mostovi, tuneli) koriste se akrilni i epoksidni premazi.

Horizontalna signalizacija na putevima obavlja se bojama sačinjenih od polimera akrilata.

Pri izradi vertikalnih saobraćajnh znakova koriste se polimeri: polietilen visoke gustine ili polivinilhlorid.

Polimerni materijali odgovaraju principima zaštite životne sredine. Oni su podobni za recikliranje, posle prvobitnog korišćenja. Koriste se kao sekundarane sirovine za dobijanje drugih građevinskih materijala. Npr., stare hidroizolacione trake mogu se koristiti za proizvodnju polimer modifikovanih asfalta.

U nastavku dajemo osnovna fizičko-mehanička svojstva polimernih materijala:

Polietilen (PE)

Polipropilen (PP)

Polivinil hlorid (PVC)

Poliester (PET)

Poliamid (najlon) (PAN)

Polistiren (PS)

Poliakril (PA)

Epoksidi

Aminofor maldehin