Состав пластмасса: Пластмассы — типы, виды, сферы применения

Содержание

Что входит в состав пластмассы

Пластмассы состоят преимущественно из смолы которая и является ее основой, пластификатора, наполнителя, а также стабилизатора и красителя и других веществ.

Каждая составляющая играет свою роль, повышающую свойства пластмассы.

Так как этот материал применяется в многочисленных областях, изменяются и компоненты, чтобы достичь нужных свойств.

Для изготовления деталей, которые не будут подвергаться сильной нагрузке, используют пресспорошки — порошкообразные полимеры с добавлением древесной муки. Для изготовления же более прочных материалов применяют волокнистые (хлопковые или асбестовые) наполнители. Самые же прочные пластмассы получаются с добавлением листовых наполнителей.

Наполнители придают пластмассе такие свойства как уменьшение или повышение теплостойкости, фрикционность и антифрикционность, а также механические и диэлектрические моменты. Наполнители делятся на органические и неорганические.

К органическим относятся, например, древесная мука, целлюлоза, хлопчатобумажная ткань, бумага и древесный шпон. Неорганические — это графит, асбест, слюда, кварц и другие.

Древесные пластмассы, или ДСП, изготавливают, применяя древесный шпон. Прочные как металл пластмассы делают из стекловолокна и стекломаты. Смола очень крепко сцепляется с этим наполнителем.

Чтобы изготовить теплоизоляционные материалы, применяют газы, в итоге получается пенопласт и поропласт. В общем, для всех видов пластмасс наполнитель составляет 40 — 70% массы.

Пластификаторы нужны для того, чтобы увеличить текучесть и пластичность материала, а также увеличить его морозостойкость. Пластификаторами часто служат такие вещества как трикрезилфосфат и дибутилфталат.

Стабилизаторы нужны в составе пластмасс для того, чтобы предотвратить их разложение во время эксплуатации. Отрицательно влияющими факторами могут быть атмосферные воздействия, температурные перепады и другое.

Например, чтобы стабилизировать полиэтилен, применяют фенол, ароматические амины, сернистые соединения.

Красители нужны для окрашивания пластмасс в различные цвета. Есть красители минеральные, такие как литопон, охра, умбра и другие, и органические — родамин, нигрозин.

Чтобы уменьшить вязкость материала, а также предотвратить прилипание к формам, используют смазочные вещества, такие как олеиновая кислота, стеарин, трансформаторное масло.

Популярные материалы

Что такое краски металлики

Большой популярностью в наше время пользуются краски с блестящими металлическими оттенками.
Этот оптический эффект позволяет отнести краску к особому типу — металлик. В состав краски действительно входят мельчайшие металлические частицы, в основном…

Что такое катализ

Катализ — это когда скорость химического процесса меняется из-за участвующих в процессе катализаторов.

Катализаторы влияют на скорость реакции, но по ее окончанию они остаются неизменными и не принимают участия в конечном итоге, а лишь в. ..

Что такое антидетонаторы



Когда стало понятно, что такое детонация, стали появляться вопросы — как от этого избавиться.

С одной стороны, можно изменить состав бензина, но этот вариант отпадает сразу, так как это выйдет слишком дорого. А с другой стороны можно…

Что собой представляет криогенный бластинг?

Криогенный бластинг — это отличный способ очистки загрязненной поверхности при помощи мощной струи сухих ледяных гранул.

Этот метод довольно универсален и поэтому получил широкое применение.

По действию данный метод напоминает пескоструйный….

Что важно учесть при выборе клея и лака для паркета

Положить паркет, как известно, дорогое удовольствие. Но эстетический вид этого покрытия, а также его долговечность, пожалуй, с лихвой перекрывают недостаток дороговизны.

Однако важно понимать, что прочным и долговечным паркет не станет сам по…

Новости

Чистая прибыль «Фосагро»

Компания «Фосагро» недавно выставило в публичный доступ последние показатели своего капитала в…

Химические предприятия Татарстана надежны?

Известная компания, производящая оценку многочисленным корпорациям, «Стандарт и Пурс», на этот раз…

Термометр для клетки из алмазов

Нераскрытый потенциал нано масштабной термометрии на сегодняшний день может быть охотно использован…

Применение холодной кровли и ее конструкция

 

Часто устройство холодной кровли является самым оптимальным и экономичным решением для…

Отчет от ОАО «Уралхим»

Крупная корпорация ОАО «Уралхим» объявила итоги полугодия холдинговой фирмы «Уралхим Холдинг». Как…

Нефтяная компания «Альянс» расширяет зону торговли на Камчатку и в Китай

Нефтяная компания «Альянс» планирует расширять свой рынок сбыта, продавая топливо на Камчатке, в…

Индия тормозит ОАО «Фосагро»

Недавно компания ОАО «Фосагро» объявила свои показатели за первые шесть месяцев текущего 2013 года. ..

Виды пластмасс и их состав


Категория:

   Автомобильные эксплуатационные материалы


Публикация:

   Виды пластмасс и их состав


Читать далее:

   Основные свойства пластмасс

Виды пластмасс и их состав

Пластмассы, как п синтетические каучуки и волокна, относятся к высокомолекулярным синтетическим материалам (полимерам).

Пластмассами называют такие материалы, которые содержат в качестве основного компонента (связующего) полимер. На определенной стадии их получения они обладают пластичностью, т. е. способностью под влиянием тепла и давления принимать требуемую форму.

В наиболее полном виде пластмассы состоят пз полимера (связующего), наполнителя, пластификатора, красителя, смазки и стабилизатора.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

В отдельных случаях они состоят только из одного полимера, а в большинстве других — из полимера и некоторых перечисленных компонентов.

Полимер является основой любой пластмассы, он связывает компоненты пластмассы в монолитное целое, придает ей главные свойства. Полимерами называют высокомолекулярные вещества, состоящие из огромных молекул (макромолекул), образовавшихся из многократно повторяющихся звеньев (цепей) мономера. Молекулярная масса полимеров составляет от нескольких тысяч до нескольких миллионов единиц.

Если макромолекулы высокомолекулярных соединений состоят из нескольких видов повторяющихся звеньевг то их называют сополимерами.

Полимер, у которого макромолекулы состоят из разнородных относительно крупных звеньев (осколков макромолекул), называется блок-сополимером.

Значительный интерес представляют так называемые привитые сополимеры, к макромолекулам которых «прививаются» боковые отростки молекул другого вещества. Благодаря этому можно получать материалы с новыми, заранее заданными свойствами.

Схемы строения указанных разновидностей полимеров показаны па рис. 1.

В зависимости от химического состава полимеры делятся на органические, элементоорганические и неорганические ив зависимости от происхождения или способа получения — на природные, искусственные и синтетические.

В настоящее время при производстве пластмасс наиболее часто используются синтетические полимеры (смолы) и значительно реже искусственные (эфиры, целлюлозы) и природные полимеры (каучук, асфальты и канифоль).

Все синтетические полимеры получают реакцией полимеризации или поликонденсации. Исходные для этого низкомолекулярные вещества, называемые мономерами, обычно содержат в молекулах реакционно способные двойные или тройные связи или являются циклическими структурами, способными к разрыву своих химических связей.

При создании определенных условий (температура, давление, катализатор) у них разрывается часть связей и происходит соединение в длинные цепочки полимера.

При полимеризации определенное количество молекул мономера соединяется в одну молекулу полимера без выделения каких-либо побочных продуктов.

В реакции может участвовать не один, а несколько мономеров. Такой процесс называется сополимеризацией.

Рис. 1. Схемы строения полимеров:
А и В — различные звенья макромолекул

Полимеры, полученные поликонденсацией, имеют в основном пространственную структуру, где, помимо межмолекулярных сил сцепления между молекулами, действуют химические связи. Пространственная структура образуется под действием тепла, катализатора или же при добавке к полимеру специального вещества — отвердителя. От количества межмолекулярных связей у полимера зависит его способность растворяться и размягчаться при нагреве. При достижении их определенного количества полимер теряет способность растворяться и размягчаться (плавиться). Таким образом, физико-химические свойства полимерных материалов зависят не только от химической природы полимера, но и от характера сочетания молекул друг с другом в те или иные структуры.

Высокая прочность полимеров объясняется резким возрастанием сил межмолекулярного притяжения, так как у них большие молекулы взаимодействуют между собой огромным числом звеньев п отделить друг от друга такие молекулы очень трудно.

В зависимости от поведения при повышенных температурах все синтетические полимеры делятся на термореактивные и термопластичные. В связи с этим и пластмассы также делятся на термореактивные (неплавкие и нерастворимые) и термопластичные. В некоторые пластмассы входят одновременно термо-реактнвные и термопластичные смолы, термореактивные смолы и каучук.

Термореактивные пластмассы (реактопласты) при повторном нагревании вследствие протекания необратимых химических реакций превращаются в твердые труднорастворимые и не-размягчающиеся (неплавкие) вещества. Поэтому формование деталей из термореактивных пластмасс должно опережать процесс образования самой пластмассы, так как в противном случае оно будет затруднено или невозможно. Термореактивные пластмассы получают поликонденсацией низкомолекулярных веществ при повышенной температуре.

В отвержденном состоянии большинство термореактивных смол по сравнению с термопластичными меньше изменяет физические и механические свойства при нагреве, обладает малой хладо-текучестью, т. е. медленно деформируется в процессе эксплуатации под влиянием постоянно действующей нагрузки. В то же время у них, как правило, более низкая вязкость.

Термопластичные пластмассы (термопласты) при повторном нагревании размягчаются и поддаются формованию, а при охлаждении снова застывают, сохраняя прежние свойства, поэтому их можно многократно перерабатывать. Термопластичные пластмассы получают полимеризацией ннзкомолекулярных органических веществ. Чаще всего для производства термопластичных пластмасс используются следующие термопластичные смолы: поли-метилметакрилат, полистирол, поливи-иилхлорид, полиэтилен, политетрафторэтилен, полиамиды, полиуретаны. Все они имеют линейную, а не пространственную структуру молекул.

Большинство термопластичных смол обладает высокой ударной вязкостью, водостойкостью и хорошими диэлектрическими свойствами и в то же время низкой теплостойкостью и значительной хладотекучестыо. Многие из термопластичных пластмасс могут быть использованы при температуре не выше 60—80 °С. Для некоторых из этих пластмасс она может доходить до 150—160 и даже 250 °С (например, для фторопласта).

Термопластичные пластмассы (особенно фторопласты) подвержены значительному изменению линейных размеров и объема с изменением температуры.

Детали, изготовленные из термопластичных масс, поддаются сварке.

Пластификаторы вводят в состав для понижения хрупкости, придания пластическим массам мягкости, текучести, пластичности, для повышения гибкости и растяжимости. Они повышают стойкость пластических масс к теплу и холоду.

Пластификаторы с течением времени могут выделяться из материала и испаряться, вследствие чего увеличиваются жесткость и хрупкость деталей.

Пластификаторы — это своеобразные растворители замедленного действия. Сравнительно небольшие молекулы пластификатора, проникая между-цепочками полимера, разобщают их, силы взаимодействия между атомами соседних цепочек ослабевают, и цепочки получают достаточно большую свободу перемещения. Это и приводит к приданию полимеру новых свойств. Так, например, он может быть превращён из твердого материала в мягкий и эластичный.

В качестве пластификаторов применяют различные низкомолекулярные высококипящие малолетучие жидкости (сложные эфиры фталевой, фосфорной, себациновой и других кислот) и твердые низкомолекулярные каучукоподобные или воскоподобные смолы. Лучший пластификатор обладает меньшей летучестью.

Наполнители служат для частичной замены связующих, снижения стоимости пластических масс и придания им определенных свойств. Так, наполнители могут повышать прочность, теплостойкость, диэлектрические свойства или электропроводность, теплопроводность, уменьшать хрупкость и усадку. Иногда наполнитель, Улучшая один показатель, ухудшает другие. Наполнители разделяются на органические (древесная мука, измельченная сульфитная и натронная целлюлоза, ткань, бумага и др.) и минеральные (као-лип, тальк, мел, металлические порошки, кварцевая мука, цемент, асбест, асбестовое волокно, слюда, стеклянные нити и ткани и др.).

Рис. 2. Зависимость прочности пластмассы от температуры:
1 — термопласты; 2 — реактопласты

По структуре органические п минеральные наполнители делятся на порошкообразные, волокнистые и листовые. В зависимости от этого и пластмассы подразделяются на порошкообразные (пресс-порошки и литьевые массы), волокнистые и слоистые. Некоторые пластмассы (органическое стекло, винипласт, целлулоид и др.) изготовляются без наполнителей.

У пенопластов, кроме смол, вторым основным компонентом может быть газообразователь, т. е. добавка, разрушающаяся при размягчении смолы п образующая газообразные вещества (чаще всего азот).

Красители вводятся для придания пластической массе определенной окраски. Они представляют собой минеральные пигменты в тонкоизмельченном виде или органические красители. Красители могут также увеличивать долговечность пластмасс, повышать химическую и термическую стойкость и другие качества.

Смазки, или смазывающие вещества, вводятся в пластмассы для лучшей пластификации и предотвращения прилипания изделий к пресс-формам. Наиболее часто используют для этого парафин, стеарин.

Стабилизаторы (ингибиторы) способствуют сохранению первоначальных свойств пластмасс.

Отдельные виды пластмасс содержат отвердители (гексаметилендиамин, малеиновый ангидрид и др.), под действием которых жидкий состав превращается в твердую пластмассу катализаторы для ускорения процесса отверждения.

Пластик | Состав, история, использование, типы и факты

пластиковые бутылки из-под безалкогольных напитков

Посмотреть все материалы

Похожие темы:
микропластик
биопластик
полиметилметакрилат
композитный материал
полимеризация

Просмотреть весь связанный контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

пластмасса , полимерный материал, который можно формовать или формовать, обычно под воздействием тепла и давления. Это свойство пластичности, часто встречающееся в сочетании с другими особыми свойствами, такими как низкая плотность, низкая электропроводность, прозрачность и ударная вязкость, позволяет изготавливать из пластмасс самые разнообразные продукты. К ним относятся прочные и легкие бутылки для напитков из полиэтилентерефталата (ПЭТ), гибкие садовые шланги из поливинилхлорида (ПВХ), изолирующие пищевые контейнеры из вспененного полистирола и небьющиеся окна из полиметилметакрилата.

В этой статье представлен краткий обзор основных свойств пластмасс, за которым следует более подробное описание их переработки в полезные продукты и последующей переработки. Для более полного понимания материалов, из которых изготавливаются пластмассы, см. Химия промышленных полимеров.

Многие химические названия полимеров, используемых в качестве пластмасс, стали знакомы потребителям, хотя некоторые из них более известны по своим аббревиатурам или торговым наименованиям. Таким образом, полиэтилентерефталат и поливинилхлорид обычно называют ПЭТФ и ПВХ, а вспененный полистирол и полиметилметакрилат известны под своими товарными знаками: пенополистирол и оргстекло (или плексиглас).

Промышленные производители пластмассовых изделий обычно рассматривают пластмассы либо как «товарные» смолы, либо как «специальные» смолы. (Термин смола восходит к ранним годам индустрии пластмасс; первоначально он относился к встречающимся в природе аморфным твердым веществам, таким как шеллак и канифоль.) Товарные смолы — это пластмассы, которые производятся в больших объемах и по низкой цене для наиболее распространенных предметов одноразового использования. и товары длительного пользования. Они представлены в основном полиэтиленом, полипропиленом, поливинилхлоридом, полистиролом. Специальные смолы — это пластмассы, свойства которых адаптированы к конкретным применениям и которые производятся в небольших объемах и по более высокой цене. В эту группу входят так называемые инженерные пластмассы или инженерные смолы, представляющие собой пластмассы, которые могут конкурировать с литыми под давлением металлами в сантехнике, скобяных изделиях и автомобилях. Важными инженерными пластмассами, менее знакомыми потребителям, чем товарные пластмассы, перечисленные выше, являются полиацеталь, полиамид (особенно те, которые известны под торговой маркой нейлон), политетрафторэтилен (торговая марка тефлон), поликарбонат, полифениленсульфид, эпоксидная смола и полиэфиркетон. Еще одним представителем специальных смол являются термопластичные эластомеры, полимеры, которые обладают эластичными свойствами резины, но при этом могут подвергаться многократному формованию при нагревании. Термопластичные эластомеры описаны в статье эластомер.

Пластмассы также можно разделить на две отдельные категории на основе их химического состава. Одна категория — пластмассы, состоящие из полимеров, содержащих только алифатические (линейные) атомы углерода в основных цепях. Все перечисленные выше товарные пластики попадают в эту категорию. Примером может служить структура полипропилена; здесь к каждому второму атому углерода присоединена боковая метильная группа (CH 3 ):

Другая категория пластмасс состоит из гетероцепных полимеров. Эти соединения содержат такие атомы, как кислород, азот или сера в своих основных цепях, в дополнение к углероду. Большинство перечисленных выше инженерных пластиков состоят из гетероцепных полимеров. Примером может служить поликарбонат, молекулы которого содержат два ароматических (бензольных) кольца:

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Различие между полимерами с углеродной цепью и полимерами с гетероцепью отражено в таблице, в которой показаны избранные свойства и области применения наиболее важных пластиков с углеродной цепью и гетероцепью, а также даны прямые ссылки на статьи, описывающие эти материалы. более подробно. Важно отметить, что для каждого типа полимера, указанного в таблице, может быть множество подтипов, поскольку любой из десятка промышленных производителей любого полимера может предложить 20 или 30 различных вариаций для использования в конкретных приложениях. По этой причине свойства, указанные в таблице, следует принимать как приблизительные.

Свойства и применение коммерчески важных пластмасс
*Все значения приведены для образцов, армированных стекловолокном (кроме полиуретана).
Углеродная цепь
полиэтилен высокой плотности (HDPE) 0,95–0,97 высокая –120 137 —
полиэтилен низкой плотности (LDPE) 0,92–0,93 умеренный −120 110 —
полипропилен (ПП) 0,90–0,91 высокая −20 176 —
полистирол (ПС) 1,0–1,1 ноль 100 — —
акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) 1,0–1,1 ноль 90–120 — —
поливинилхлорид непластифицированный (ПВХ) 1,3–1,6 ноль 85 — —
полиметилметакрилат (ПММА) 1,2 ноль 115 — —
политетрафторэтилен (ПТФЭ) 2. 1–2.2 умеренно-высокий 126 327 —
гетероцепь
полиэтилентерефталат (ПЭТ) 1,3–1,4 умеренный 69 265 —
поликарбонат (ПК) 1,2 низкий 145 230 —
полиацеталь 1,4 умеренный –50 180 —
полиэфиркетон (PEEK) 1,3 ноль 185 — —
полифениленсульфид (PPS) 1,35 умеренный 88 288 —
диацетат целлюлозы 1,3 низкий 120 230 —
поликапролактам (нейлон 6) 1,1–1,2 умеренный 50 210–220 —
гетероцепь
полиэстер (ненасыщенный) 1,3–2,3 ноль — — 200
эпоксидные смолы 1,1–1,4 ноль — — 110–250
фенолформальдегид 1,7–2,0 ноль — — 175–300
мочевина и меламиноформальдегид 1,5–2,0 ноль — — 190–200
полиуретан 1,05 низкий — — 90–100
Углеродная цепь
полиэтилен высокой плотности (HDPE) 20–30 10–1000 1–1,5 молочные бутылки, изоляция проводов и кабелей, игрушки
полиэтилен низкой плотности (LDPE) 8–30 100–650 0,25–0,35 упаковочная пленка, продуктовые пакеты, сельскохозяйственная мульча
полипропилен (ПП) 30–40 100–600 1,2–1,7 бутылки, контейнеры для еды, игрушки
полистирол (ПС) 35–50 1–2 2,6–3,4 столовые приборы, пенопластовые пищевые контейнеры
акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) 15–55 30–100 0,9–3,0 корпуса приборов, каски, фитинги
поливинилхлорид непластифицированный (ПВХ) 40–50 2–80 2,1–3,4 трубы, трубопровод, сайдинг, оконные рамы
полиметилметакрилат (ПММА) 50–75 2–10 2,2–3,2 ударопрочные окна, световые люки, козырьки
политетрафторэтилен (ПТФЭ) 20–35 200–400 0,5 самосмазывающиеся подшипники, посуда с антипригарным покрытием
гетероцепь
полиэтилентерефталат (ПЭТ) 50–75 50–300 2,4–3,1 прозрачные бутылки, магнитофон
поликарбонат (ПК) 65–75 110–120 2,3–2,4 компакт-диски, защитные очки, спортивные товары
полиацеталь 70 25–75 2,6–3,4 подшипники, шестерни, душевые лейки, молнии
полиэфиркетон (PEEK) 70–105 30–150 3,9 машины, автомобильные и аэрокосмические детали
полифениленсульфид (PPS) 50–90 1–10 3,8–4,5 детали машин, приборы, электрооборудование
диацетат целлюлозы 15–65 6–70 1,5 фотопленка
поликапролактам (нейлон 6) 40–170 30–300 1,0–2,8 подшипники, шкивы, шестерни
гетероцепь
полиэстер (ненасыщенный) 20–70 <3 7–14 корпуса лодок, автомобильные панели
эпоксидные смолы 35–140 <4 14–30 ламинированные печатные платы, напольные покрытия, детали самолетов
фенолформальдегид 50–125 <1 8–23 электрические разъемы, ручки приборов
мочевина и меламиноформальдегид 35–75 <1 7,5 столешницы, посуда
полиуретан 70 3–6 4 гибкие и жесткие пеноматериалы для обивки, изоляции

Для целей настоящей статьи пластмассы в первую очередь определяются не на основе их химического состава, а на основе их технических характеристик. Более конкретно, они определяются как термопластичные смолы или термореактивные смолы.

Пластмасса

Пластмасса содержится в продуктах, которые мы используем каждый день, и помогает нам в безопасности. Они в велосипедных шлемах, детских креслах и автомобильных подушках безопасности, которые защищают нас и мобильные телефоны, которые нас соединяют. Пластмассы также помогают сделать продукты, которые мы едим и подаем нашим семьям, более безопасными и свежими, чем когда-либо прежде.

Прочные и легкие пластмассы позволяют нам жить лучше, одновременно способствуя устойчивому развитию во многих отношениях, и все они проистекают из способности пластмасс помогать нам делать больше с меньшими затратами.

Пластмассы помогают нам защищать окружающую среду, сокращая количество отходов, снижая выбросы парниковых газов и экономя энергию дома, на работе и в дороге. Пластиковая упаковка помогает значительно продлить срок годности свежих продуктов и напитков, а также позволяет нам поставлять больше продуктов с меньшим количеством упаковочного материала, сокращая как продукты питания, так и упаковочные отходы.

Пластиковая изоляция, герметики и другие строительные материалы делают наши дома значительно более энергоэффективными, снижая при этом затраты на отопление и охлаждение. А легкие пластмассы в автомобилях могут значительно увеличить количество миль на галлон, экономя деньги водителей на заправке.

Пластмасса не только помогает врачам спасать жизни, но и защищает наших близких дома, в дороге, на работе и в играх. И эти передовые материалы помогают сделать здравоохранение более доступным.

Изучите химические вещества, важные для пластмасс

Будьте в курсе последних новостей отрасли.

Химия в продуктах повседневного спроса

Связанные политики и правила
  • Цели по переработке и восстановлению
  • Передовая переработка
  • Снижение потерь пластиковой смолы
  • Энергетические коды
5 действий, которые Конгресс может предпринять для ускорения экономики замкнутого цикла

Узнайте больше на PlasticMakers.