Пластики: определение, свойства и отличия. Свойства пластика
Пластики- физ. и хим. свойства материалов. Вторичная переработка.
Международное обозначение пластмасс.
1. PET (PETE).
ПЭТФ (полиэтилентерефталат, более известный как ПЭТ или лавсан) представляет собой сложный термопластичный полиэфир терефталевой кислоты и этиленгликоля. По физическим свойствам это твёрдое вещество белого цвета без запаха. Полиэтилентерефталат прочный, жёсткий и лёгкий материал.Имеет физиологическую инертность, что позволяет использовать в качестве упаковки пищевых продуктов и фармакологических препаратов.Высокая сопротивляемостью окрашиванию; устойчивость к воздействию моющих средств; устойчивость к воздействию кислот, легкая склеиваемость поверхностей. Пластик не ядовит.
2. HDPE— полиэтилен высокой плотности низкого давления (ПНД).
Полиэтилен высокой плотности (НDPE) – ПЭ с линейной макромолекулой и относительно высокой плотностью (0,960 г/см³). Это полиэтилен, называемый также полиэтиленом низкого давления (ПЭНД), его получают полимеризацией со специальными катализаторными системами.
Линейные полиэтилены образуют области кристалличности, которые сильно влияют на физические свойства образцов. Этот тип полиэтилена обычно называют полиэтиленом высокой плотности; он представляет собой очень твердый, прочный и жесткий термопласт, широко применяемый для литьевого и выдувного формования емкостей, используемых в домашнем хозяйстве и промышленности. Полиэтилен высокой плотности прочнее полиэтилена низкой плотности.
3. PVC— поливинилхлорид (ПВХ).
ПВХ получают блочной (ПВХ-М), суспензионной (ПВХ-С) и эмульсионной (ПВХ-Е) полимеризацией. Его химическая формула: [-СН2-СНС1-]n.
Поливинилхлорид или ПВХ – современный синтетический полимер, относящийся к числу так называемых базовых полимеров. Он был впервые синтезирован еще в 1870 году, а с 1930 выпускается в промышленном масштабе. С 1912 года начались поиски возможностей промышленного выпуска ПВХ, а в 1931 году концерном «BASF» были выпущены первые тонны этого материала.
Поливинилхлорид относится к группе термопластов. Чистый ПВХ — это порошок, который на 43% состоит из этилена (продукта нефтехимии) и на 57% из связанного хлора, получаемого из поваренной соли. Для производства листовых пластиков и оконного профиля в порошок добавляют стабилизаторы, пластификаторы, пигменты и вспомогательные добавки.
ПВХ пастики обладают достаточной механической прочностью и влагостойкостью, хорошими электроизоляционными свойствами, хорошей химической стойкостью: не растворяются в бензине и керосине, стойки к действию кислот и щелочей, имеют красивый внешний вид, легко подвергаются резке, формованию, сварке и склеиванию.Поливинилхлорид (ПВХ) — универсальный термопластичный полимер, получаемый суспензионной полимеризацией винилхлорида.
ПВХ был одним из первых полимеров, получивших широкое коммерческое распространение, и на сегодня он является одним и самых популярных. Сегодня ПВХ занимает второе место после полиэтилена по потреблению среди синтетических полимеров.
Температура плавления ПВХ составляет 165-170 °С, однако при нагревании свыше 135 °С в нем начинаются процессы деструкции, сопровождающиеся отщеплением атомарного хлора с последующим образованием хлористого водорода, вызывающего интенсивную деструкцию макроцепей.
Разложение полимера сопровождается изменением его цвета от «слоновой кости» до вишнево-коричневого. Для предотвращения этого явления в ПВХ вводят комплекс стабилизаторов, из которых наиболее известны соединения свинца (оксиды, фосфиды, карбонаты), соли жирных кислот, меламин, производные мочевины.
4. LDPE — полиэтилен низкой плотности высокого давления (ПВД).
Полиэтилен высокого давления (расшифровка ПВД или ПЭВД — аббревиатуры) – это термопластичный полимер, получаемый методом полимеризации углеводородного соединения «этилен» (этен) под действием высоких температур (до 1800), давления до 3000 атмосфер в среде кислорода.ПВД- легкий, прочный, эластичный материал, применим во многих областях жизнедеятельности человечества.Второе название пластика- полиэтилен низкой плотности (ПНП или ПЭНП), вследствие слабых внутримолекулярных связей и более низкую плотность, чем полимеры других видов. Обозначают как LDPE– английский вариант ПЭНП.
5. PP — полипропилен (ПП).
Международное обозначение пластика- РР.Получают ПП полимеризацией пропилена в растворителе (бензине, гектане, пропане) при давлении 1—4 МПа (в зависимости от применяемого растворителя). Реакция идёт при 70°С в присутствии каталитического комплекса AiRg + T1CI3.Степень кристалличности полипропилена зависит от размера частиц катализатора.
6. PS — полистирол (ПС).
(ПС, бакелит, вестирон, стирон, фостарен, эдистер и др.), термопластичный полимер линейного строения. Аморфный бесцветный прозрачный хрупкий продукт.Для полистирола характерны легкость переработки, хорошая окрашиваемость в массе и очень хорошие диэлектрические свойства.Полистирол легко растворим в собственном мономере, ароматических и хлорированных углеводородах, сложных эфирах, ацетоне, не растворимых в низших спиртах, алифатических углеводородах, фенолах, простых эфирах.Обладает низким влагопоглощением, устойчив к радиоактивному облучению, в кислотах и щелочах, однако разрушается концентрированной азотной и ледяной уксусной кислотами. Легко склеивается. На воздухе при УФ облучении полистирол подвергается старению с появлением желтизны и микротрещин, происходит помутнение, увеличивается хрупкость. Термодеструкция начинается при 200 °С и сопровождается выделением мономера. Полистирол не токсичен.
Его недостатки — хрупкость и низкая теплостойкость; сопротивление ударным нагрузкам невелико. При температурах выше 60 °С снижается формоустойчивость.
7. OTHER или О — прочие. К этой группе относится любой другой пластик, который не может быть включен в предыдущие группы.
ПВХ можно отличить по признакам:
— при сгибании на линии сгиба появляется белая полоса;
— бутылки из ПВХ бывают синего или голубого цвета;
— шов на дне бутылки имеет два симметричных наплыва.
Определение вида пластика по горению:
| Вид полимера | Характеристики горения | Химическая стойкость | |||
| Горючесть | Окраска пламени | Запах продуктов горения | К кислотам | К щелочам | |
| ПВД | Горит в пламени и при удалении | Внутри синеватая, без копоти | Горящего парафина | Хорошая | |
| ПНД | Горит в пламени и при удалении | Внутри синеватая, без копоти | Горящего парафина | Отличная | Хорошая |
| ПП | Горит в пламени и при удалении | Внутри синеватая, без копоти | Горящего парафина | Отличная | Хорошая |
| ПВХ | Трудно воспламеняется и гаснет | Зеленоватая с копотью | Хлористого водорода | Хорошая | Хорошая |
| ПС | Загорается и горит вне пламени | Желтоватая с сильной копотью | Сладковатый, неприятный | Отличная | Хорошая |
| ПА | Горит и самозатухает | Голубая, желтоватая по краям | Жженого рога или пера | Плохая | Хорошая |
| ПК | Трудно воспламеняется и гаснет | Желтоватая с копотью | Жженой бумаги | Хорошая | Плохая |
| Вид полимера | Механические признаки | Состояние поверхности на ощупь | Цвет | Прозрачность | Блеск | ||||
| Мягкая, эластичная, стойкая к раздиру | Маслянистая, гладкая | Бесцветная | Прозрачная | Матовая | |||||
| ПНД | Жестковатая, стойкая к раздиру | Слегка маслянистая, гладкая, слабо шуршащая | Бесцветная | Полупрозрачная | Матовая | ||||
| ПП | Жестковатая, слегка эластичная, стойкая к раздиру | Сухая, гладкая | Бесцветная | Прозрачная или полупрозрачная | Средний | ||||
| ПВХ | Жестковатая, стойкая к раздиру | Бесцветная | Прозрачная | Средний | |||||
| ПС | Жесткая, стойкая к раздиру | Сухая, гладкая, сильно шуршащая | Бесцветная | Прозрачная | Высокий | ||||
| ПА | Жесткая, слабо стойкая к раздиру | Сухая, гладкая | Бесцветная или светло-желтая | Полупрозрачная | Слабый | ||||
| ПК | Жесткая, слабо стойкая к раздиру | Сухая, гладкая, сильно шуршащая | Бесцветная, с желтоватым или голубоватым оттенком | Высоко-прозрачная | Высокий | ||||
Физико-механические характеристики полимера:
| Вид полимера | Физико-механические характеристики при 20°C | ||||||
| Плотность, кг/м3 | Прочность при разрыве, МПа | Относит-ое удлинение при разрыве,% | Прониц-мость по водяным парам, г/м2 за 24 часа | Прониц-мость по кислороду, см3/(м2хатм) за 24 часа | Прониц-мость по CO2, см3/(м2хатм) за 24 часа | Температура плавления, °C | |
| ПВД | 910-930 | 10-16 | 150-600 | 15-20 | 6500-8500 | 102-105 | |
| ПНД | 940-960 | 20-32 | 400-800 | 4-6 | 1600-2000 | 8000-10000 | 125-138 |
| ПП | 900-920 | 30-35 | 200-800 | 10-20 | 300-400 | 9000-11000 | 165-170 |
| ПВХ | 1370-1420 | 47-53 | 30-100 | 30-40 | 150-350 | 450-1000 | 150-200 |
| ПС | 1050-1100 | 18-22 | 50-150 | 4500-6000 | 12000-14000 | 170-180 | |
| ПА | 1100-1150 | 50-70 | 200-300 | 40-80 | 400-600 | 1600-2000 | 220-230 |
| ПК | 1200 | 62-74 | 20-80 | 70-100 | 4000-5000 | 25000-30000 | 225-245 |
Отличительные признаки пластиков при горении:
ПЭВД (полиэтилен высокого давления, низкой плотности).Горит синеватым, светящимся пламенем с оплавлением и горящими потеками полимера. При горении становится прозрачным, это свойство сохраняется длительное время после гашения пламени. Горит без копоти. Горящие капли, при падении с достаточной высоты (около полутора метров), издают характерный звук. При остывании, капли полимера похожи на застывший парафин, очень мягкие, при растираниимежду пальцами- жирны на ощупь. Дым потухшего полиэтилена имеет запах парафина. Плотность ПЭВД: 0,91-0,92 г/см. куб.
ПЭНД (полиэтилен низкого давления, высокой плотности).Более жесткий и плотный чем ПЭВД, хрупок.Проба на горение – аналогична ПЭВД. Плотность: 0,94-0,95 г/см. куб.
Полипропилен.При внесении в пламя, полипропилен горит ярко светящимся пламенем. Горение аналогично горению ПЭВД, нозапах более острый и сладковатый. При горении образуются потеки полимера. В расплавленном виде — прозрачен, при остывании— мутнеет. Если коснуться расплава спичкой, то можно вытянуть длинную, достаточно прочную нить. Капли остывшего расплава жестче, чем уПЭВД, твердым предметом давятся с хрустом. Дым с острым запахом жженой резины, сургуча.
Полиэтилентерафталат (ПЭТ).Прочный, жёсткий и лёгкий материал. Плотность ПЭТФ составляет 1, 36 г/см.куб. Обладает хорошей термостойкостью (сопротивление термодеструкции) в диапазоне температур от — 40° до + 200°. ПЭТФ устойчив к действию разбавленных кислот, масел, спиртов, минеральных солей и большинству органических соединений, за исключением сильных щелочей и некоторых растворителей. При горении сильно коптящее пламя. При удалении из пламени гаснет.
Полистирол.При сгибании полоски полистирола, легко гнется, потом резко ломается с характерным треском. На изломе наблюдается мелкозернистая структура.Горит ярким, сильно коптящим пламенем (хлопья копоти тонкими паутинками взмывают вверх!). Запах сладковатый, цветочный. Полистирол хорошо растворяется в органических растворителях (стирол, ацетон, бензол).
Поливинилхлорид (ПВХ).Структура эластичная. С трудом загорается, а при удалении из пламени гаснет. При горении сильно коптит, в основании пламени можно наблюдать яркое голубовато-зеленое свечение.Очень резкий, острый запах дыма. При сгорании образуется черное, углеподобное вещество (легко растирается между пальцами всажу). Растворим в четыреххлористом углероде, дихлорэтане. Плотность: 1,38-1,45 г/см. куб.
Сдача пластика на переработку – утилизация его без вреда для экологии: из 1 кг переработанного сырья получают 0,8 кг готового к дальнейшему использованию вторичного пластика.
По материалам сайта pererabotkatbo.ru
flexpet.ru
6.Свойства пластмасс.
Все свойства полимеров зависят от их химического состава и молекулярной массы. Прочность, твердость, температура перехода, диэлектрическая проницаемость, электрическая прочность, электросопротивление, тангенс угла диэлектрических потерь и другие свойства у различных полимеров изменяются в широком диапазоне .
6.1. Плотность. Полимеры имеют плотность от 0,9 до 2,2 г/см³; самые легкие –полиэтилен и полистирол, а самый тяжелый фторопласт-4 с плотностью 2,2 г/см³. Плотность пластмасс обычно равна 1,1-1,6 г/см³, а у пористых пластмасс- всего 0,01-0,2г/см³.
6.2.Стойкость в агрессивных средах. Полимеры стойки против долговременного действия промышленных агрессивных сред, включая щелочи и концентрированные кислоты и применяются для изготовления защитных покрытий на металлы. В отличие от металлов полимеры не подвержены электрохимической коррозии. В то же время для каждой группы полимеров известны вещества, с которыми они взаимодействуют химически. К ним относятся окислители (азотная, хромовая и серная кислоты, органические перекиси), галоиды, амины, щелочи. Некоторые полимеры гидролизуются, для них опасны вода и водяной пар при температурах выше 100°С.
Термопластичные полимеры растворяются, а термореактивные с сетчатой структурой лишь набухают в органических растворителях. При растворении химических изменений не происходит и полимерные молекулы не разрушаются. При впитывании растворителя ослабляется межмолекулярное притяжение, понижается прочность и твердость, а также изменяются и другие свойства.
Под действием окружающей среды полимеры медленно стареют. При старании происходит как разрыв макромолекул на куски, так и соединение кусков и самих молекул друг с другом поперечными связями. Старение развивается при одновременном или раздельном действии нагрева, окисления, ионизации, механических напряжений, облучения ( свет, γ-излучение, потоки электронов и нейтронов). Интенсивность старения определяется условиями эксплуатации и структурой. Материалы, стойкие в одних условиях, в других быстро разрушаются. Термопласты и резины стареют быстрее, чем реактопласты.
Все полимеры разрушаются при нагреве и большинство разлагается при температурах 150-300°С. Стойкость сложных пластмасс зависит от свойств наполнителей, пластификаторов и других составляющих. Пластмассы с неорганическими наполнителями ( стеклянное волокно, асбест, графит и другие) более стойки, чем пластмассы с органическими наполнителями ( бумага, дерево, хлопчатобумажное волокно). Некоторые полимеры (полистирол, органическое стекло, а также пористые пластмассы на их основе) огнеопасны. Горючесть их устраняется специальными добавками или модифицированием полимеров.
6.3. Теплофизические свойства. Полимеры плохо проводят теплоту, сильно расширяются при нагреве и имеют значительную теплоемкость(0,3-0,5 кал/г.°С).
Теплопроводность полимеров в десятки и сотни раз меньше, чем у металлов. Коэффициент теплопроводности λ у полимеров не превышает 10∙10-4 кал/см∙г.°С∙с. Пластмассы, наполненные графитом или металлическими порошками значительно лучше проводят теплоту. Наименьшую теплопроводность имеют простые пористые пластмассы (λ=0,5-1∙10-4 кал/см∙г.°С∙с).
Коэффициенты теплового расширения полимеров (60÷100∙10-6°С-1) в 10-30 раз больше, чем металлов. Термопластичные полимеры расширяются сильнее термореактивных с сетчатой структурой. Из-за различия коэффициентов теплового расширения полимеров и металлов возникают термические напряжения при плотном соединении материалов друг с другом. Термические напряжения возникают в проводниках электрического тока, залитых пластмассами, клеевых швах, в пластмассовых деталях с металлическими вставками и т.д. Термическое расширение пластмасс можно уменьшить, используя неорганические наполнители с низким коэффициентом линейного расширения (стекло, порошки Al2O3; TiO2 и др.).
6.4 Электрические свойства. Полимеры характеризуются небольшими значениями ξ, высоким удельным объемным электросопротивлением (ρv>1010 Ом∙см) и большой электрической плотностью. (Табл. 2)
Таблица2. Электрические свойства полимеров и пластмасс.
Особенности электрических свойств полимеров:
1) Пластмассы легко электролизуются при трении и долго сохраняют статические заряды на поверхности. Не электризуются пластмассы, наполненные графитом или порошками металлов, а также пластмассы со специальными добавками против электролизации.
2) При разрушении полимеров под действием электрических разрядов на поверхности изделий образуется обугленный токопроводящий слой Этого недостатка не имеет полистирол, фторопласты, органическое стекло, кремнийогранические полимеры.
3) Свойства пластмасс с неорганическими наполнителями выше, чем с органическими наполнителями.
4) Свойства пластмасс снижаются при нагреве. У термопластов при нагреве немного выше температуры tст или tкр резко возрастают потери, снижается удельное объемное электросопротивление ρv; у реактопластов аналогичные изменения происходят более плавно по мере увеличения подвижности молекулярных цепей.
5) Пластмассы с неоднородной структурой анизотропны в результате ориентации макромолекул и наполнителей. Электрическая прочность вдоль вытянутых молекул понижена, а перпендикулярно вытянутым молекулам –увеличена. У полимерных пленок величина Епр в несколько раз больше, чем у массивных полимеров. При вытяжке пленок Епр увеличивается еще на 30-50% из-за ориентации молекул. Слоистые пластики имеют наилучшие свойства перпендикулярно слоям наполнителя, вдоль слоев величины Епр и ρv понижены.
6) Большинство пластмасс не используют при частотах выше 20 тыс. Гц, так как они недопустимо разогреваются и теряют электрическую прочность. Высокочастотными пластмассами являются неполярные полиэтилен, фторопласт-4, полистирол и специальные реактопласты с низкими потерями. Пористые полиэтилен и полистирол имеют самые низкие потери ( у них ξ близка к 1), но применяются только в слабых полях, так как электрическая прочность мала (Епр =3÷4 кВ/мм).
6.5. Механические свойства. Пластмассы характеризуются вязкоупругим поведением полимеров под нагрузкой. Деформация полимера-это сумма упругой, высоколэластичной и вязкотекучей деформации.
Соотношения между тремя составляющими общей деформации непостоянны и зависят от структуры материала, температуры и условий деформирования. Полная характеристика поведения пластмассы под нагрузкой представляет сложную задачу. По необходимости механические свойства оценивают по результатам испытаний на растяжение, сжатие, удар, хотя эта оценка не полна.
Рисунок1. Диаграммы растяжения пластмасс.
Реактопласты прочнее термопластов, более жестки и их свойства меньше зависят от температуры. Различие связей между молекулами сказывается на виде диаграмм «напряжение-деформация». Сетчатая структура мешает развиваться высокоэластичной деформации, и реактопласты разрываются с незначительной остаточной деформацией. Термопласты, как правило, разрываются с остаточной деформацией порядка десятков и сотен процентов. Это вынужденная высокоэластичная деформация возникает при вытягивании макромолекул под действием напряжений. При растяжении образец начинает течь, в нем появляется шейка. Пластическое течение на участке mn (рис. 1) представляет собой постепенное развитие шейки по всему образцу. Вынужденная высокоэластичная деформация при снятии напряжения не исчезает, так как ниже температуры tст или tкр повороты в главных цепях молекул заторможены.
Пластическое течение кристаллических полимеров сопровождается рекристаллизацией, т.е. заменой исходной кристаллической структуры на новую с ориентированными кристаллами. Кристаллическая решетка при этом, конечно не меняется. Рекристаллизация состоит из трех последовательных этапов: разрушения кристаллов под действием напряжения; вытягивания молекул вдоль направления растяжения на участке с разрушенными кристаллами; образования новых благоприятно ориентированных кристаллов между параллельно ориентированными молекулами. Новые кристаллы фиксируют полученную высокоэластичную деформацию, и она сохраняется после снятия нагрузки.
Особенности механически свойств пластмасс:
1) Малая жесткость. Все полимеры и пластмассы имеют низкие модули упругости, которые в 100-1000 раз меньше, чем у металлов. Наполнители незначительно увеличивают жесткость. Жесткость реактопластов больше жесткости термопластов (рис.2).
2) Зависимость свойств от температуры. При повышении температуры прочность и жесткость уменьшаются и пластмассы становятся более вязкими, ускоряется ползучесть под нагрузкой и теряется несущая способность. При понижении температуры возрастают прочность и жесткость, но уменьшается сопротивление удару.
3) Зависимость от скорости деформирования. При увеличении скорости деформирования повышается жесткость пластмасс, так как не успевает развиваться высокоэластичная деформация, и возрастает склонность к хрупкому разрушению.
4) Зависимость от длительности нагружения. При длительном действии нагрузки уменьшается прочность и появляется ползучесть. С ростом напряжений и температуры ползучесть увеличивается. Из-за ползучести приходится ограничивать напряжения, чтобы сохранить размеры изделий неизменными. Наибольшую стабильность размеров изделий под нагрузкой имеют термопласты с высокой температурой tст (например, поликарбонат, у которого tст около 150°С), наполненные термопласты и реактопласты с плотными поперечными связями.
5) Зависимость от структуры. Пластмассы с неоднородной структурой неоднородны по механическим свойствам. Слоистые пластики имеют максимальную прочность вдоль листов наполнителя, они сравнительно легко раскалываются или расслаиваются параллельно листам наполнителя. Анизотропия листов наполнителя еще более усиливает неоднородность свойст пластмассы ( рис.).
Вдоль ориентированных вытянутых молекул прочность термопластов максимальна, а в поперечном направлении - уменьшена. В массивных изделиях ориентация молекул нежелательна, так как из-за нее в определенных направлениях прочность снижается. В пленках и листах ориентация полезна, так как при вытяжке в 2-4 раза прочность увеличивается вдвое. Листы и пленки после одноосной вытяжки анизотропны, поэтому чаще применяют двуосную вытяжку- материал получается более однородным.
Хрупкость пластмасс возрастает при увеличении плотности связей в реактопластах и при увеличении степени кристаллизации свыше 85% у кристаллических полимеров (но не у всех!). Для уменьшения хрупкости применяют пластификаторы, а также волокнистые наполнители.
Пористые пластмассы имеют наименьшую прочность и жесткость.
В общем пластмассы хуже сопротивляются растяжению, чем сжатию. При растяжении допустимые напряжения у термопластов не превышают 100 кгс/см³, а у реактопластов они равны 150-400 кгс/см³ и даже больше в зависимости от наполнителя. При повышенных температурах допустимые значения снижаются.
6) Хорошее сопротивление усталости. При переменных нагрузках пластмассы имеют отличную долговечность и большую демпфирующую способность, которая выше, чем у многих сталей и сплавов. Потери на механический гистерезис особенно велики вблизи температуры tст (или tкр) пластмассы (и некоторые резины) с большим механическим гистерезисом используются в качестве звукопоглощающих и вибропоглощающих материалов.
studfiles.net
Основные свойства пластмасс.
Пластмассы по многим свойствам выгодно отличаются от других конструкционных материалов (дерева, металла к др.).
Физико-механические свойства. Пластмассы представляют собой материалы с разнообразными физико-механическими свойствами: от жестких материалов, напоминающих керамику, дерево, кость, до гибких, упругих, резиноподобных. Плотность различных пластмасс колеблется от 0,9 до 2,2 г/см3.
В среднем пластмассы в два раза легче алюминия, в 5…7 раз легче стали, меди, свинца, бронзы и.т.д. Особый класс представляют собой пено– и поропласты с очень малой плотностью (0,02…0,1 г/см5) и малой теплопроводностью.
Прочностные показатели (при разрыве, сжатии, ударе) у большинства пластмасс ниже, чем у металлов.
Прочности материалов с учетом их плотности у некоторых пластмасс условный показатель прочности (отношение предела прочности к плотности) оказывается выше, чем у лучших марок стали.
Коррозионная стойкость. Основные виды пластмасс, в отличие от металлов, противостоят не только атмосферной коррозии, но и воздействию различных кислот, щелочей, солей, растворителей.
Фрикционные свойства и стойкость к износу. Многие пластмассы отличаются низким коэффициентом трения и весьма малым износом. Текстолит, древеснослоистые пластики и капрон применяют в подшипниках и других узлах трения. Линолеум из поливинилхлоридной смолы очень хорошо противостоят износу. Некоторые пластмассы имеют большой коэффициент трения и применяются в тормозных устройствах.
Износоустойчивость капрона выше, чем у бронзы и баббита, при смазке в 10…20 раз, при сухом трении в 100…160 раз.
Диэлектрические свойства. Большинство пластмасс – хорошие диэлектрики, т.е. проводят плохо или совсем не проводят электрический ток, причем некоторые из них известны как лучшие диэлектрики современной техники, а в высокочастотных устройствах радиосвязи, телевидения, генераторах токов высокой частоты они незаменимы.
Оптические свойства. Некоторые пластмассы по праву носят название органических стекол (полиметилметакрилат, полистирол, поликарбонат). Они бесцветны, прозрачны, способны пропускать лучи света с широким диапазоном волн, в том числе и ультрафиолетовые, и значительно превосходят в этом отношении силикатные стекла. Например, полиметилметакрилатное органическое стекло пропускает ~73 % ультрафиолетовых лучей, а силикатное – всего 1…3 %. Эти пластмассы незаменимы в оптической промышленности и машиностроении, где необходимы прозрачные детали.
Доступность сырья. Синтетические пластмассы получают путем химических превращений (на основе реакций поликонденсации или полимеризации) из простых химических веществ, которые, в свою очередь, получают из столь доступных видов сырья, как уголь, нефть, воздух, известь и.т.д. Отечественная сырьевая база для получения органических синтетических материалов практически неисчерпаема.
Одновременно с перечисленными выше ценными свойствами пластмассам присущи и некоторые недостатки.
Низкая теплостойкость. Наиболее распространенные пластмассы могут удовлетворительно работать лишь в сравнительно небольшом интервале температур: термопласты от 60 до 80 °С и реактопласты до 120 °С. Рабочие температуры пластмасс на основе кремнийорганических полимеров и фторопластов гораздо выше (200 °С и более).
Низкая теплопроводность. Теплопроводность пластических масс в 500…600 раз ниже теплопроводности металлов, что вызывает значительные трудности при их применении в узлах и деталях машин, где необходим быстрый отвод тепла.
Низкая твердость. Твердость по Бринеллю колеблется в интервале 60…600 МПа (6…60 кгс/мм2).
Ползучесть. Это свойство у пластмасс, особенно термопластов, выражено гораздо сильнее, чем у металлов, что необходимо учитывать при конструировании деталей.
Прочность. Механическая прочность самых жестких пластмасс (стеклопластиков) в 1,2…1,5 раза меньше, чем у металлов.
Старение. Пластмассы изменяют свои свойства под действием нагрузки, тепла, влаги, света, воды при длительном пребывании в атмосферных условиях.
Внешний вид. Большинство пластмасс и изделия из них имеют твердую, блестящую поверхность. Изделия из пластмасс не нуждаются в лакировке, а так же поверхностном окрашивании, так как в процессе производства путем добавления различных пигментов можно получить любые цвета и оттенки изделий, в том числе и многоцветные имитации натуральных камней, кожи, перламутра. Пластмассы могут быть декорированы бумагой и тканью.
Простота переработки в изделия. Главное преимущество пластмасс – возможность изготовления из них изделий разнообразными методами: литье под давлением, прессованием, каландрованием, экструзией и др. Трудоемкость изготовления самых сложных деталей из пластмасс ничтожна по сравнению с трудоемкостью изготовления изделий из других материалов механической обработкой.
Коэффициент использования материала при переработке пластмасс 0,95…0,98, а у металлов при механической обработке 0,2…0,6 при литье 0,6…0,8.
ЛЕКЦИЯ 5
Похожие статьи:
poznayka.org
Свойства АБС/ABS пластика | Свойства ПЛА/PLA пластика | |
| ABS – ударопрочный аморфный материал. Отличительные свойства АБС пластика: теплостойкость 110 градусов, выдерживает низкие температуры до -40 градусов, дает блестящую поверхность, имеет хорошую химическую стойкость, стоек к щелочам и смазочным маслам, характеризуется пониженными электроизоляционными свойствами, нестоек к УФ-излучению. | PLA (полиактид) – наилучший материал для печати первых работ на 3D принтере. Изделие очень быстро затвердевает при использовании вентилятора для охлаждения. ПЛА минимально деформируется при изменении температуры, в том числе при остывании после печати (АБС может сильно деформироваться при неравномерном остывании). | |
| АБС пластик пригоден для нанесения гальванического покрытия и даже металлизации (некоторые марки), а также для пайки контактов. АБС-пластик рекомендуется для точного литья. Имеет высокую размерную стабильность. Необходима сушка АБС-пластика в течение от 0,5 до 2 часов при температуре 70-80 градусов (в зависимости от сушилки). | Более экологичен и безопасен, чем другие материалы, поскольку для его синтеза используются ежегодно возобновляемые природные ресурсы (например, кукурузный крахмал). | |
| Прочный и крепкий пластик, используемый при производстве таких изделий, как автомобильные бампера, кубики конструктора Lego и т.д. По лёгкости 3D печати это второй материал, после PLA пластика.Нужно быть внимательным при печати больших объектов, поскольку по мере остывание модели возможны деформации. После печати на 3D принтере модели из ABS пластика, её можно легко отшлифовать и покрасить аэрозольной или акриловой краской. ABS производится из ископаемого топлива и не подвержен биологическому разложению. | PLA пластику достаточно гладкой поверхности для рабочего стола (без нагрева и специального покрытия из каптона) в отличие от ABS. | |
| ABS более хрупкий. При сильном ударе ABS сломается. | PLA более вязкий. При сильном ударе PLA погнется, а не сломается (то есть, он не такой хрупкий) | |
| ABS значительно жестче, и там, где PLA уже начинает гнуться, ABS сохраняет форму и держит нагрузки. | PLA пластик более скользок – из него получаются хорошие крутящиеся соединения (например, ось детской машинки и ее держатель, а также любые подшипники скольжения). | |
| ABS пластик прекрасно растворяется в обыкновенном ацетоне (это необходимо для химической обработки готовой модели). | PLA пластик не растворяется в привычном ацетоне (можно использовать только в специальных жидкостях: феноле, в limonen и в концентрированной серной кислоте). | |
| ABS — значительно долговечнее, не разлагается, из нефтепродуктов. И хотя многие пишут, что детские игрушки из него лучше не делать, LEGO печатается из ABS. | PLA — делается из растительных материалов, разлагается за 2 года, долгоиграющие вещи из него делать бессмысленно, но зато он более гладкий, и именно из него печатают подшипники для моделей. Так же он максимально безопасен для детей, т.к. весь из растительности. | |
Области применения ABS | Области применения PLA | |
| - Крупные детали автомобилей (приборные щитки, элементы ручного управления, радиаторная решётка) | - Экологически чистая биоразлагаемая упаковка, одноразовая посуды, средств личной гигиены. Биоразлагаемые пакеты из полилактида используются в некоторых супермаркетах. | |
| - Корпуса бытовой техники и электроники, радио- и телеаппаратуры, детали электроосветительных приборов. | - Подшипники скольжения | |
| - Корпуса промышленных аккумуляторов | - Ввиду своей биосовместимости, полилактид широко применяется в медицине, для производства хирургических нитей и штифтов, а также в системах доставки лекарств. | |
| - Спортинвентарь, детали оружия | - Упаковочные изделия из полилактида — экологически чистая альтернатива традиционной бионеразлагаемой упаковке, на основе нефти. | |
| - Мебель | - Детские игрушки и принадлежности. | |
| - Изделия сантехники | - | |
| - Выключатели, переключатели | ||
| - Канцелярские изделия | ||
| - Настольные принадлежности | ||
| - Игрушки, детские конструкторы | ||
| - Чемоданы, контейнеры | ||
| - Детали медицинского оборудования, медицинских принадлежностей (гамма-стерилизация) | ||
| - Пластиковые карты различного назначения | ||
| - Как добавка, повышающая теплостойкость и/или улучшающий перерабатываемость композиций на основе ПВХ, ударопрочность полистирола, снижающая цену поликарбонатов. | ||
Недостатки ABS | Недостатки PLA | |
| - Невысокая устойчивость к ультрафиолетовому излучению; | Разлагается в компосте за один месяц при влажности воздуха 80% и повышенных температурах 55–70 °С. Однако при низких температурах и низкой влажности воздуха, которые присущи для повседневного окружения, хранения полилактида не представляет проблемы. Изделия из PLA рекомендуется использовать в помещении, вдали от прямых солнечных лучей. | |
| - Растворимость в бензоле, ацетоне, эфире, анизоле, анилине, этилхлориде и этиленхлориде. | ||
| - Невысокая устойчивость к атмосферным воздействиям | ||
| - Невысокие электроизоляционные свойства (в отличие от полистирола) | ||
Характеристика пластика для 3Д-печати | ABS | PLA |
| Толерантный к наружной температуре и воздушным потокам | - | + |
| Палочки для построения пластины очень надежны, без скручивания или раздвижные | - | + |
| Можно печатать без нагретой платформы | - | + |
| Малая усадка | - | + |
| Доступен в полупрозрачных, блестящих и другие видах | - | + |
| Возобновляемый и экологически чистый | - | + |
| Требуется меньше тепла и энергии | - | + |
| Стабильность размеров | - | + |
| Отлично подходит для механических моделей и движущихся частей | + | ++ |
| На основе кукурузного крахмала | - | + |
| На нефтяной основе | + | - |
| Имеет тенденцию трескаться | + | - |
| Гибкая деформация | + | - |
| Быстрая и жесткая деформация | - | + |
Технические характеристики | ||
| Плотность | 1,05 г/см3 | 1,25 г/см3 |
| Предел прочности на разрыв | 30 МПа (2400 МПа (23°C) | 40 МПа |
| Ударная прочность | 130 (при 23°C), 100 (при ?30°C) КДж/м2 | - |
| Модуль упругости при растяжении | 1627 МПа | - |
| Модуль упругости при растяжении при 23 °С | 1700 – 2930 МПа | - |
| Модуль упругости при изгибе | 1834 МПа | - |
| Коэффициент удлиннения | 6% | 30% |
| Электрическая прочность | 12-15 МВ/м | - |
| Влагопоглощение | 0,2-0,4 % | - |
| Температура размягчения | ~ 100°C | ~ 50°C |
| Температура плавления | ~ 220°C | ~ 180°C |
| Температура самовоспламенения | ~ 395°С | - |
mnogochernil.ru
Слоистые пластики: свойства и применение
В системах изоляции сложных устройств и конструкций, к которым предъявляются повышенные эксплуатационные требования, используют специальные композитные материалы. Как правило, это не универсальные, а узкоспециализированные изделия, ориентированные на работу в экстремальных тепловых и влажностных условиях. К таким изоляторам относят следующие слоистые пластики: гетинакс, текстолит, стеклотекстолит, а также их модификации. Благодаря сочетанию прочностных и теплоизоляционных качеств такие композиты могут применяться в ответственных по назначению конструкциях, устройствах и приборах.
Применение слоистых пластиков
Спектр областей использования таких полимеров весьма разнообразен. Это и станкостроение, и авиационная техника, и производственные отрасли, а также строительство и химическая промышленность. Всюду, где требуется использование электротехнической изоляции, применяют материалы такого рода. При этом нельзя говорить об их универсальности. Отмечается широкий диапазон модификаций, в которых представлены слоистые пластики. Применение каждой версии состава ориентируется на конкретную сферу. Например, гетинакс подходит для изготовления недорогих компонентов в электротехнических приборах, а древесно-слоистые материалы благодаря жесткой структуре используются в технических механизмах. Довольно обширна область применения текстолита, которая охватывает и электротехническую промышленность, и нефтехимические комплексы, а также мелкое приборостроение.
Из чего производят слоистые пластики?
Слоистый пластик представляет собой композиционный материал, в основе которого - полимерное связующее вещество. Для укрепления функциональной базы также применяют послойно расположенное армирующее наполнение. Иными словами, слоистые пластики – это комбинация из двух основных компонентов, представленных связующим и наполнителем. В качестве первого ингредиента используются смолы синтетического происхождения. Это могут быть полиэфирные, эпоксидные, феноло-формальдегидные и другие вещества. Также распространено применение полимеров, среди которых - кремнийорганические и фторопластовые материалы. Что касается наполнения, то эту задачу может выполнять традиционное сырье в виде асбестовых и целлюлозных бумажных волокон.
Характеристики слоистых пластиков
В классическом исполнении слоистый пластик представляет собой листовой материал, который укладывается по типу обычных облицовочных панелей. Реже встречаются тканевые разновидности. По толщине листы могут составлять от 0,4 до 50 мм, в зависимости от разновидности и состава изолятора. Также разнообразны размеры по длине и ширине. Стандартная панель стеклотекстолита, к примеру, в среднем имеет параметры 1200х1000 мм. Рабочие качества, которыми обладают слоистые пластики, выражаются способностью выдерживать разные температурные режимы. Опять же, средний коридор для типового пластика такого рода варьируется от -60°С до 120°С. При условии включения дополнительных модификаторов этот диапазон может расширяться.
Свойства стеклотекстолита
Эксплуатационные качества данного пластика определяются его составом, в который входит несколько пластов стеклоткани, склеивающихся по технологии горячего прессования. Связующим в данном случае выступает термореактивный эпоксифенольный компонент. К базовым свойствам, которыми наделяются слоистые пластики этого типа, можно отнести высокую теплостойкость, защищенность от негативных воздействий влажности и механическую прочность. Кроме того, в отличие от многих композитов, стеклотекстолит является экологически безвредным материалом, что расширяет область его применения. Также его привлекательности на рынке способствуют повышенные диэлектрические качества и долговечность.
Свойства гетинакса
Еще одна распространенная вариация слоистого пластика, которая используется в качестве электроизоляционного материала. Рабочие свойства этого композита определяет бумажная основа, обработанная смесью из фенольных или эпоксидных смол.
Данный пластик не может похвастаться сочетанием таких качеств, как механическая стойкость и способность справляться с экстремальными температурами. Тем не менее податливая в плане обработки основа позволяет формировать печатные платы любых размеров. Кроме того, это самые дешевые слоистые пластики, что и обусловило их широкое распространение в приборостроении. Из такого материала, в частности, выпускают штампованные компоненты для технического обеспечения низковольтной бытовой аппаратуры.
Свойства текстолита
Материал формируется из хлопчатобумажных тканей посредством горячего прессования с добавлением термореактивных связующих фенолформальдегидной группы. Именно применение тканевой основы обеспечило текстолиту высокую прочность при сжатии, а также ударную вязкость. Основа легко поддается обработке путем сверления, резке и штамповке. Это качество материала обусловило его применение в производстве технологических элементов, которые пребывают под действием электрических и механических нагрузок.
При этом существует несколько категорий, на которые разделяются товарные слоистые пластики. Свойства первой категории выражаются в виде повышенной электрической изоляции, что позволяет применять материал и в воздушной среде, и в трансформаторном масле. Вторая категория отличается повышенными механическими качествами, поэтому из пластика этой группы чаще изготавливают детали, на которые оказываются физические нагрузки. Существуют и специальные модификации текстолита, рассчитанные на применение в условиях повышенных температур.
Свойства древесно-слоистых пластиков
Главным конструкционным отличием изоляционных материалов этого типа является использование в качестве наполнителя древесной основы. В частности, композит дополняется листами лущеного шпона толщиной порядка 0,3-0,6 мм. С полимерами природный материал связывается посредством резольных синтетических смол. В итоге комбинированный материал обретает улучшенные антифрикционные свойства, устойчивость к агрессивным средам и даже абразивам, которым не могут противостоять другие слоистые пластики.
Свойства, применение и эксплуатационные требования в данном случае обуславливаются сочетанием целого комплекса характеристик. Выражаются рабочие качества материала не только физической защищенностью, но и влагостойкостью, диэлектрическими качествами, а также сохранением стабильности при сверхнизкой температуре на уровне -250 °С. Что касается использования, то древесно-слоистые материалы успешно интегрируются в механизмы узлов трения, подшипники скольжения, гидротехнические затворы и другие технические системы.
Заключение
Современные композиты изначально разрабатывались с целью получения высокопрочных материалов, которые могли бы заменить некоторые металлические сплавы. В итоге строительная сфера смогла обрести альтернативу традиционной арматуре в виде стеклопластиковых стержней. В свою очередь, слоистые пластики стали неплохой заменой традиционным изоляторам. Они не используются там, где принято укладывать минеральную вату или пробковые панели, но специализированные ниши, в которых недостаточно характеристик обычных средств такого типа, активно осваивают новые слоистые полимеры. Впрочем, не исключено и будущее вхождение таких изоляторов в сегмент бытового использования. Во всяком случае, экологическая безвредность стеклотекстолита этому может поспособствовать.
fb.ru
ГЛАВА 5. ПЛАСТМАССЫ
157
5.1. Основные виды, свойства и применение
Пластмассами называют материалы, получаемые на основе природных или синтетических полимеров, которые на определенной стадии производства или переработки обладают высокой пластичностью.
Пластмассы широко применяются практически во всех отраслях народного хозяйства, что обусловлено наличием у различных видов пластмасс широкого спектра полезных свойств.
Пластмассы получаются синтезом (соединением) молекул простых органических и неорганических веществ (мономеров) с получением больших макромолекул – полимеров ("поли"– много).
В зависимости от поведения при нагревании пластмассы делятся на термопластичные итермореактивные.
Пластмассы, свойства и строение которых после нагревания и последующего охлаждения не изменяются, называются термопластичными – каждый раз при нагревании они размягчаются, а при охлаждении затвердевают, не изменяя своих свойств, поэтому могут перерабатываться многократно. Полимеры, которые при нагревании или охлаждении необратимо изменяют структуру, теряя способность плавиться и растворяться, называются термореактивными. Эти полимеры могут обрабатываться однократно.
Для придания пластмассе различных полезных свойств в ее состав вводят наполнители,
пластификаторы и различные добавки.
Наполнителями служат органические или неорганические вещества в виде порошков (древесной или кварцевой муки, графита), волокон (бумажных, хлопчатобумажных, асбестовых, стеклянных) или листов (ткани, слюды, древесного шпона). Наполнители повышают прочность, теплостойкость, износостойкость и другие свойства пластмасс.
Пластификаторами называют вещества, вводимые в состав пластмасс с целью повышения их пластичности и эластичности.
158
К добавкам откосятся вещества, замедляющие разрушение пластмасс при воздействии тепла, света и других факторов. Для изменения цвета пластмассы в нее добавляют красители.
По происхождению пластмассы делятся на природные исинтетические. Кприродным полимерам относятся материалы, созданные на основе целлюлозы (продукта переработки древесины и хлопка) – целлофан, целлулоид, ацетатное волокно, нитролаки, кинопленка и др.
Экономически наиболее эффективными являются синтетические пластмассы, получаемые поли-
меризацией или поликонденсацией.
Полимеризацией называется процесс образования высокомолекулярных соединений – полимеров, при котором макромолекулы образуются путем последовательного соединения молекул низкомолекулярного вещества – мономера, при этом не происходит образованиекаких-либопобочных продуктов.
Поликонденсацией называется процесс образования высокомолекулярных соединений не менее чем из двух мономеров, проходящий с выделением низкомолекулярных продуктов (низкомолекулярных веществ – воды, спирта и т. д.).
Широкое применение пластмасс определяется их ценными физическими и химическими свойствами. Для органических полимеров и пластмасс на их основе характерна низкая плотность, что определяет их широкое использование в авиа-,авто-,ракето- и судостроении.
Многие пластмассы отличаются высокой химической стойкостью. Они не подвержены электрохимической коррозии, на них не действуют слабые кислоты и щелочи. Некоторые из пластмасс (фторопласты, поливинилхлориды, полиолефины и др.) находят применение в химическом машиностроении, в ракетостроении, служат для защиты металлов от коррозии. Большинство пластмасс безвредно в санитарном отношении.
Пластмассы обладают высокими диэлектрическими свойствами и широко применяются в электро-,радиотехнике и радиоэлектронике.
Пластмассы имеют низкую теплопроводность (в 70–220раз ниже теплопроводности стали), что позволяет их использовать в качестве теплоизоляторов.
159
Механические свойства пластмасс находятся в широком диапазоне. В зависимости от вида они могут быть твердыми и прочными или же гибкими и упругими. Ряд видов пластмасс по механической прочности превосходит чугун и бронзу.
Многие пластмассы обладают высокой морозостойкостью и теплостойкостью (например, фторопласт может применяться при температурах от –269до +260°С).
Хорошие антифрикционные свойства одних видов пластмасс позволяют применять их для изготовления подшипников скольжения, высокий коэффициент трения других видов позволяет их использовать для изготовления деталей тормозящих устройств.
Пластмассы обладают хорошей восприимчивостью к окрашиванию. Некоторые пластмассы могут быть изготовлены прозрачными, не уступающими по своим оптическим свойствам стеклу. При этом пластмассы, в отличие от стекла, пропускают ультрафиолетовые лучи.
Пластмассы обладают хорошими технологическими свойствами – при обработке хорошо льются, прессуются, обрабатываются резанием. Изделия из пластмасс изготавливают способами безотходной технологии (без снятия стружки) – литьем, прессованием, формованием с применением невысоких давлений в вакууме.
Недостатком пластмасс являются: малая прочность, жесткость и твердость, большая ползучесть, особенно у термопластов, низкая теплостойкость (для большинства пластмасс температура составляет от -60°до +200°), старение, плохая теплопроводность. Однако положительные свойства пластмасс несравнимо выше их недостатков, поэтому их применение очень высокое и непрерывно растет. Рассмотрим наиболее часто применяемые виды пластмасс.
5.2. Основные виды термопластичных пластмасс, их свойства и применение
Из полимеризационных пластмасс наиболее широко используются:полиэтилен, полипро-
пилен, полистирол, винипласт, фторопласт и полиакрилат.
160
Полиэтилен. Полиэтилен является продуктом полимеризации этилена. Его получают при крекинге нефти, из коксового газа, из этилового спирта.
Полиэтилен выпускается в виде пленок толщиной 0,03–0,3мм, шириной 1400 мм и длиной до 300 м, а также в виде листов толщиной1–6мм и шириной до 1400 мм. Полиэтилен обладает исключительно высокими диэлектрическими свойствами, поэтому находит широкое применение при изготовлении кабельной изоляции, деталей для радиоаппаратуры, телевизионных и телеграфных установок. Вследствие водонепроницаемости и химической стойкости (при температурах до 60°С он стоек против соляной, серной, азотной кислот, растворов щелочей и многих органических растворителей) полиэтилен применяют для изготовления деталей химической аппаратуры, нефте- и газопроводов, цистерн, им выстилают каналы оросительных сетей. Полиэтилен нетоксичен, поэтому из него изготавливают пленку для хранения пищевых продуктов, применяют для изготовления предметов домашнего обихода. Так как полиэтилен прозрачен, то его применяют в качестве заменителя стекла, в сельском хозяйстве полиэтиленовой пленкой покрывают парники. Из полиэтилена изготавливают крышки подшипников, детали вентиляторов и насосов, гайки, шайбы, полые изделия вместимостью до 200 л, тару для хранения и транспортировки кислот и щелочей.
Полипропилен является производным этилена. По сравнению с полиэтиленом полипропилен имеет более высокую механическую прочность и жесткость, большую теплостойкость и меньшую склонность к старению. Недостатком полипропилена является его невысокая морозостойкость.
Полипропилен применяют для изготовления антикоррозионного покрытия резервуаров, труб и арматуры трубопроводов, электроизоляторов, а также для изготовления деталей, применяемых при работе в агрессивных средах. Из полипропилена изготавливают корпуса автомобилей и аккумуляторов, прокладки, трубы, фланцы, водонапорную арматуру, пленки, пленочные покрытия бумаги и картона, корпуса воздушных фильтров, конденсаторы, зубчатые и червячные колеса, ролики, подшипники скольжения, фильтры масляных и воздушных систем, уплотнения, детали приборов и автоматов точной механики, кулачковые механизмы, детали телевизоров, магнитофонов, холодильников, стиральных машин, изоляцию проводов и кабелей и т.д. Полипропилен обладает хорошими технологическими свойствами – способностью к литью, экструзии, прессованию, сварке и обработке резанием.
161
Отходы при производстве полипропилена и отработавшие изделия из него используют для повторной переработки.
Полистирол – продукт полимеризации стирола. Твердый, жесткий, бесцветный, прозрачный полимер, водостоек, обладает прекрасными диэлектрическими свойствами, химически инертен, легко окрашивается в различные цвета. Недостатками полистирола являются его повышенная хрупкость при ударных нагрузках, склонность к старению, невысокая тепло- и морозостойкость.
Полистирол перерабатывается в изделия литьем под давлением, экструзией. Его применяют для изготовления деталей радио- и электроаппаратуры, предметов домашнего обихода, детских игрушек, трубок для изоляции проводов, пленок для изоляции в электрических кабелях и конденсаторах, открытых емкостей (лотков, тарелок, подносов), прокладок, втулок, светофильтров, крупногабаритных изделий радиотехники (корпусов транзисторных приемников), деталей электропылесосов, мебельной фурнитуры, конструкционных изделий с антистатическими свойствами. Ударопрочным полистиролом облицовывают пассажирские вагоны, салоны автобусов и самолетов. Из него изготавливают крупногабаритные детали холодильников, корпуса радиоприемников, телефонных аппаратов и т. д.
Поливинилхлоридные | пластмассы. Пластмассы на основеполивинилхлорида (поли- |
хлорвинил или сокращенно ПХВ) | имеют хорошие электроизоляционные свойства, химически стойки, |
не поддерживают горения, атмосферо-,водо-,масло- и бензостойки.
Обработкой порошкового ПХВ получают винипласт в виде пленок, листов, труб, стержней. Винипластовые детали хорошо механически обрабатываются и хорошо свариваются. Из винипласта изготавливают трубы для транспортировки воды, агрессивных жидкостей и газов, коррозионностойкие емкости, защитные покрытия для электропроводки, детали вентиляционных установок, теплообменников, шланги вакуум-проводов,защитные покрытия для металлических емкостей, изоляцию проводов и кабелей. Поливинилхлорид используют для получения пенопластов, линолеума, искусственной кожи, объемной тары, товаров бытовой химии, вибропоглощающих материалов в машиностроении и на всех видах транспорта,водо-,бензо- и антифризостойких трубок, прокладок и т.д.
162
Фторопласты – производные этилена, где все атомы водорода заменены галогенами. Наиболее широкое распространение получил фторопласт-4(тефлон), или политетрафторэтилен.
Фторопласт-4в изделиях представляет собой белое вещество со скользкой, не смачивающейся водой поверхностью. Он имеет исключительно высокие диэлектрические свойства, по химической стойкости превосходит все известные материалы, включая благородные металлы, может длительно выдерживать температуры до 250ºС. Пленка из него не становится хрупкой даже в среде жидкого гелия. Он стоек к воздействию минеральных и органических щелочей, кислот, органических растворителей, не набухает в воде, не смачивается жидкостями и вязкотекучими средами пищевых производств (тестом, патокой, вареньем и т.д.). При непосредственном контакте не оказывает влияния на организм человека, разрушается только под действием расплавленных щелочных металлов. Фто-ропласт-4имеет низкий коэффициент трения и применяется для изготовления подшипников скольжения без смазки. Фторопласты широко применяются в электро- и радиотехнической промышленности, а также для изготовления химически стойких труб, кранов, мембран, насосов, подшипников, деталей медицинской техники,коррозионно-стойкихконструкций, тепло- и морозостойких деталей (втулок, пластин, дисков, прокладок, сальников, клапанов), для облицовки внутренних поверхностей различных криогенных емкостей.
Полиакрилаты. Наиболее известным представителем этой группы является органическое стекло (оргстекло). Оно термопластично, достаточно прочно, легче стекла, обладает высокой прозрачностью и пропускает ультрафиолетовые лучи, имеет высокий коэффициент преломления. Его применяют для изготовления оптических стекол, из него делают окна самолетов и кораблей, предметы домашнего обихода. Недостаток – низкая поверхностная твердость.
Полиамиды включают в себя такие известные пластмассы, как нейлон, капрон и др. Их применяют для изготовления зубчатых колес и др. деталей машин – получают методом литья под давлением, для электроизоляции проводов – путем нанесения на них расплавленной смолы, для изготовления волокна – при продавливании смолы через фильеры, для изготовления пленки и клея. Волокна из полиамидов используют для корда автопокрышек, изготовления буксировочных канатов,
studfiles.net
Пластмассы: свойства и типы | Пластвеб
Из истории возникновения.Алхимическая субстанция, в основе которой лежит магия перевоплощения вещества. Такую характеристику пластмассе дал Ролан Барт. Действительно это вещество уникально: оно может приобретать различные формы, цвета, свойства. Остается только восхищаться её способностью перевоплощения. Трудно назвать её веществом, скорее это запечатленное движение вещества. Изобрел первую пластмассу Александр Паркс, и что удивительно, её прототипом была жевательная резинка и шеллак, и название было другое – паркезин. Впоследствии для создания пластмассы начали применять химические вещества: резину, коллаген, нитроцеллюлозу.
Получение пластмассы.Пластик получают из низкомолекулярных мономеров, полученных из угля, нефти и газа: этилен, бензол, фенол, ацетилен. Мономеры соединяют с помощью реакции полимеризации или поликонденсации, что приводит к образованию полимера.
Свойства пластика.Свойства этого уникального вещества зависит от количества мономером, входящих в её состав. Пластическая масса водонепроницаемая, эластичная, устойчива к действию кислот и оснований, к перепадам температур, вредным воздействиям, безвредная для потребителя. У неё низкая проводимость тепла и электричества, что повышает границы использования в промышленности.Пластмассы на основе полиэтилена устойчивы к ударам, вибрации. Обладают электроизоляционными свойствами, химически устойчивы.Поливинилхлорид содержащая пластмасса обладает большей прочность и твердостью.Прозрачные пластмассы содержат полистирол, менее устойчивы к воздействию растворителей и более хрупки. На них при ударе могут появляться микротрещины.
Типы пластмасс.1. Полиэтилентерефталат (ПЭТ). Из этого пластика делают бутылки, коробки, банки для воды и сока.2. Полиэтилен высокого давления (ПВД) применяют в изготовлении кружек для воды и молока, бутылок для шампуней и т.д.3. Поливинилхлорид (ПВХ) используют для производства окон, натяжных потолков, жалюзи, труб, клеенок, садовой мебели.4. Полиэтилен низкого давления (ПНД). Пластиковые бутылки и полиэтиленовые пакеты.5. Полипропилен (ПП) или детский пластик: игрушки, крышки, баночки для йогурта, бутылочки для кормления детей.6. Полистирол (ПС) упаковочный пластик.7. АБС-пластик используется в приборостроении, автомобилестроении.Для безопасной утилизации пластмассы, вторичной её переработке на изделиях ставят маркировку.
Роль в современном мире.
В нашей жизни трудно найти место, где нет пластика. Он используется везде: автомобилестроение, приборостроение, в качестве строительного материала. Мебель, игрушки, посуда, одежда, канализационные и водопроводные трубы. Компьютеры и мобильные телефоны, пластиковые карточки – это тоже пластические массы. Пластик заменил многие дорогостоящие материалы. Часто используется там, где раньше использовался металл, бумага, стекло, дерево. Пластик имеет богатый цветовой спектр, практичность при создании, низкий расход энергии при переработке.
Выводы.Пластик прочно вошел в нашу жизнь. Он имеет ряд преимуществ перед другими веществами. Мы уже не сможем обойтись без него. Анализируя рост производства пластмасс, можно сделать вывод, что эта отрасль химической промышленности опережает все другие. Значит, потребление пластмасса растет. А значит, мы больше сэкономим бумаги, стекла, металла и деревьев.
plastweb.ru
© 2005-2018, Национальный Экспертный Совет по Качеству.
