ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ПРОИЗВОДСТВЕ ТОВАРОВНАРОДНОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ - Пластические массы и изделия на их основе
Наиболее широкое применение находят в настоящее время термопластичные материалы, отличающиеся способностью перерабатываться в изделия различными наиболее экономичными методами и сохраняющие способность к повторным переработкам. Среди термопластов наиболее широкое применение нашли материалы на основе полиолефинов, поливинилхлорида, полистирола, полиамидов, полиакрилатов. Эти материалы используются как в виде гомополимеров, так и в виде композиций, наполненных минеральными порошкообразными веществами или короткими стеклянными, углеродными или органическими синтетическими волокнами.
Полиэтилен - полимер общей формулы [ -- СН2 -- СН2 -- ]n представляет собой бесцветный кристаллический (55-85%) полужесткий или достаточно жесткий материал, характеризующийся высокой деформативной способностью (до нескольких сотен процентов), прочностью (10-30 МПа), хорошей морозостойкостью (до -60...-70°С). Полиэтилен характеризуется высокой химической стойкостью: не растворяется в кислотах и щелочах, органических растворителях (до температуры 70 °С), стабилен при контакте с водой и маслами. Полимер не имеет характерного запаха и вкуса.
В зависимости от способа получения различают полиэтилен высокого (ПЭВД) и низкого (ПЭНД) давления, несмотря на общий химический состав и строение, отличающиеся друг от друга целым рядом свойств.
ПЭВД, имеющий, как правило, более низкую молекулярную массу, более низкую степень кристалличности, а также большую степень разветвленности макромолекул по сравнению с полиэтиленом низкого давления, характеризуется меньшей теплостойкостью (Tпл= 105-110 °С), более низкой плотностью (р = 910-911 кг/м3) и меньшей жесткостью.
ПЭНД имеет более высокую теплостойкость (Тпл=120-130 °С), большие жесткость и прочность (до 30 МПа). Однако вследствие возможного наличия в материале следов катализаторов полиэтилен низкого давления не допускается для изготовления детских игрушек, а также изделий, контактирующих с пищевыми продуктами. ПЭВД широко применяется для изготовления посуды и детских игрушек, пленок, труб и соединительных деталей к ним, санитарно-технических изделий, различных емкостей, изоляции для проводов и кабелей, клеенок, волокон для технических целей.
Полипропилен - линейный кристаллический полимер (степень кристалличности -75%) общей формулы
По своим свойствам напоминает полиэтилен, но имеет меньшую плотность (900-910 кг/м3), отличается большей теплостойкостью (Тпл = 160-170 °С), но характеризуется меньшей морозостойкостью (температура хрупкости -5...-15 °С). Полипропилен имеет большую жесткость, чем полиэтилен, а получаемые из него пленки более прочные и более прозрачные. Достаточно высокая теплостойкость полипропилена позволяет подвергать изделия из него стерилизации. Однако, к сожалению, полипропилен и изделия из него отличаются низкой стабильностью к действию ультрафиолетовых лучей, одного из основных компонентов солнечного света, подвергаясь фотоокислительной деструкции под действием светопогоды.
Применяют полипропилен для изготовления хозяйственных и галантерейных товаров, игрушек, упаковочной тары для сыпучих товаров и жидких сред, деталей приборов и машин, труб, пленок, волокон и нитей.
Входящий в группу полиолефинов полиизобутилен представляет собой каучукообразный аморфный полимер общей формулы
Поливинилхлорид наряду с полиэтиленом относится к одному из самых крупнотоннажных полимеров.
Получается поливинил хлорид полимеризацией хлористого винила. Поливинилхлорид представляет собой аморфный полимер общей формулы
[-СН2 -- СНС1 --]n, характеризующийся достаточно высокой плотностью (1400 кг/м3) и хорошей химической стойкостью к действию кислот, щелочей, большого числа органических растворителей, жиров, нефтепродуктов и воды.
Полистирольные пластики представляют собой особую труппу полимеров аморфного строения, получаемых полимеризацией стирола с другимимономерами. Обычно в число полистирольных пластиков включают полистирол общего назначения, ударопрочный стирол, пенополистирол и ряд сополимеров стирола.
Это прозрачный, достаточно хрупкий полимер, обладающий невысокой теплостойкостью (температура стеклования 85-90°С), что ограничивает температурную область его использования в пределах 80°С. Материал характеризуется высокими диэлектрическими свойствами, что обеспечивает ему широкое применение в радиотехнике в виде конденсаторных пленок - стирофлекса. Возможность и легкость переработки полистирола различными способами обеспечивает его широкое применение для изготовления бытовых и галантерейных изделий (вазы, шкатулки, пуговицы, гребни), лабораторной химической посуды, упаковочной тары, осветительной арматуры и др.
Полиакрилаты представляют собой полимеры и сополимеры акриловой и метакриловой кислот или их производных, имеющие линейное строение макромолекул с боковыми ответвлениями. Среди акрилатов наиболее широкое применение находят полиметил-метакрилат и полиакрилонитрил.
Полиметилметакрилат, цепь которого имеет строение:
Материал является типичным аморфным полимером с температурой размягчения 105-110 °С и отличается достаточно высокой прочностью и высокой прозрачностью.
Полиакрилонитрил представляет собой труднокристаллизирующийся линейный полимер белого цвета.
Материал термостоек: температура размягчения полимера -220-230 °С. Вместе с тем в этой области температур начинает протекать процесс деструкции полимера, в связи с этим процесс получения изделий из полиакрилонитрила производится не из расплава, а из раствора диметилформамиде. Основная часть полиакрилонитрила используется для получения шерстеподобного несминаемого волокна - нитрона.
Полиамиды представляют собой класс гетероцепных линейных полимеров, в основной цепи которых имеется амидная связь.
Полиамиды являются твердыми, рогообразными, преимущественно кристаллическими продуктами, с температурой плавления, превышающей в большинстве случаев 200 °С. Полиамиды сравнительно устойчивы к действию воды, хотя и способны ее поглощать в количестве до 10%. Материалы обладают низким коэффициентом трения, что способствует их применению в узлах трения.
К недостаткам полиамидов следует отнести их сравнительно низкую устойчивость к термо - и фотоокислению, вызывающим разрушение амидных связей макромолекул, что приводит к снижению прочности и эластичности материала, появлению хрупкости, а также ухудшению диэлектрических свойств за счет большего влагопоглощения.
Полиэфиры, являющиеся по своей химической природе сложными эфирами, получают реакцией поликонденсации многоатомных спиртов и многоосновных кислот или их ангидридов.
Наиболее важными представителями этого класса пластмасс являются полиэтилентерефталат и поликарбонат - термопластичные полиэфиры линейного строения, получаемые из двухатомных кислот и двухатомных спиртов и фенолов. Полиэтилентерефталат (ПЭТФ) представляет собой твердый полимер белого цвета общей химической формулы
Материал относится к классу кристаллизующихся полимеров: при достаточно быстром охлаждении расплава до комнатных температур образуется аморфный прозрачный полимер, в дальнейшем медленно кристаллизирующийся, при этом скорость кристаллизации достигает максимального значения при температуре 80 °С. Максимальная степень кристалличности неориентированного ПЭТФ достигает 45%, у ориентированного материала (в виде волокон и пленок) этот показатель может составлять даже 60%. ПЭТФ отличается достаточно высокой температурой плавления (255-265 °С), значительной плотностью (до 1450 кг/м3), а также хорошими диэлектрическими свойствами, сохраняющимися практически неизменными во влажной среде. Материал является химически устойчивым: при комнатных температурах нерастворим в большинстве органических растворителей, органических кислотах, жирах и воде. Предельное водопоглощение материала не превышает 1%.
Поликарбонаты, являющиеся сложными полиэфирами угольной кислоты и диоксисоединений, характеризуются наличием в основной цепи карбонатной связи, связывающей радикалы R и R':
Благодаря ценному комплексу свойств наибольший интерес представляют линейные ароматические поликарбонаты. Поликарбонаты характеризуются сравнительно низкой степенью кристалличности (30-40%), высокой температурой плавления (220-270 °С), хорошей теплостойкостью (теплостойкость по Вика 150-165 °С) и выдающейся морозостойкостью, лежащей в области температур -100 °С. Материал обладает хорошими прочностными свойствами и особенно высокой устойчивостью к ударным нагрузкам, практически сохраняющимся неизменными в широком интервале температур от -150 до +200 °С. Материалы отличают высокие диэлектрические свойства и хорошая оптическая прозрачность. Поликарбонаты обладают низкой гигроскопичностью, устойчивы к действию УФ-света, излучений высокой энергии и суммарному воздействию факторов светопогоды. Благодаря комплексу ценных свойств поликарбонаты являются одним из самых перспективных видов пластических масс и находят широкое применение для изготовления корпусов радиоаппаратуры, холодильников, магнитофонов, труб, кранов, насосов, шестеренок, болтов, электротехнической и светотехнической аппаратуры.
Фторопласты - принятое в России техническое название фтор содержащих пластмасс, имеющих в разных странах различные торговые наименования: фторлон (Россия), тефлон (США), сорефлон (Франция), гостафлон (Германия) и т. д. Наиболее известным среди фторопластов является фторопласт-4, имеющий химическое название политетрафторэтилен, структурная формула которого [ -- CF2 -- СF3 --]n.
Фторопласт-4 представляет собой получающийся методом полимеризации линейный высококристаллический (степень кристалличности достигает 90%) полимер белого цвета, характеризующийся высокой для ненаполненных пластмасс плотностью, составляющей 2150-2250 кг/м3.
Фторопласт-4 является одним из самых теплостойких и термостабильных полимеров: его температура плавления составляет 327 °С, а заметное разложение материала наблюдается лишь при 415 °С.
Фторопласт-4 является наиболее химически стойким полимером: он не растворяется ни в одном растворителе, на него не действуют даже концентрированные кислоты, сильные окислители и другие агрессивные вещества. Материал является лучшим диэлектриком, и его диэлектрические свойства не изменяются в широком температурном интервале эксплуатации. Фторопласт-4 обладает самым низким коэффициентом трения из всех известных материалов. Материал отличается антиадгезивными свойствами, а также является физиологически безвредным.
Термореактивные пластмассы в отличие от термопластичных в процессе переработки в изделия переходят в неплавкое и нерастворимое состояние и в дальнейшем эксплуатируются в этом виде, не переходя в состояние расплава даже при высоких температурах, вызывающих разложение полимера. Это придает таким материалам высокую теплостойкость и устойчивость к действию химически агрессивных сред: растворителей, кислот, щелочей, водных сред и др., тем самым расширяет диапазон возможных условий эксплуатации изделий из этих материалов.
Наиболее распространенными среди таких материалов являются феноло-формальдегидные, амино-формальдегидные, эпоксидные и кремнийорганические смолы и пластические массы на их основе.
Феноло-формальдегидные (ф/ф) смолы, являющиеся одним из наиболее распространенных полимерных материалов, получают поликонденсацией формальдегида с фенолом, имеющим три активных центра. Реакция протекает в несколько стадий, при этом на начальной стадии образуются линейные продукты поликонденсации, а затем разветвленные (резитол) и пространственно сшитые (резит) структуры. При избытке фенола в реакционной смеси получают новолачные (идитоловые) смолы, а при избытке формальдегида - резольные (бакелитовые) смолы.
Резольные смолы под действием повышенных температур способны переходить в неплавкое, нерастворимое трехмерно сшитое состояние (резит). Резольные смолы широко применяются для изготовления фенопластов - пластических масс на их основе. Фенопласты получают из прессованных материалов, являющихся композициями новолачной или резольной смолы на стадии рези-тола, обладающего разветвленной или слабо сшитой структурой и наполнителей различного состава. В процессе переработки пресс-порошков при повышенных температурах (160-180 °С) происходит переход ф/ф смолы в трехмерносшитое состояние. Сшитые ф/ф смолы обладают высокой теплостойкостью и термостойкостью, выдерживая в течение длительного времени воздействие температур 125 °С и кратковременно до 170 °С. Изделия из фенопластов обладают хорошей прочностью, высокими диэлектрическими свойствами, устойчивостью к действию кислот, щелочей, растворителей, воды.
Фенопласты широко используются для изготовления хозяйственных, канцелярских товаров и товаров культурно-бытового назначения, а также электроустановочной аппаратуры.
Амино-формальдегидные смолы получают поликонденсацией формальдегида с мочевиной и меламином. Механизм протекающих реакций отверждения этих смол сходен с механизмом сшивания ф/ф смолы. Пластмассы на основе амино-формальдегидных смол называют аминопластами.
Аминопласты обладают высокой теплостойкостью, термостойкостью, хорошей влагостойкостью, но показатели этих свойств несколько ниже, чем у фенопластов.
Аминопласты применяют для изготовления деталей электроосветительного оборудования (абажуры, колпаки, выключатели), посудо-хозяйственных, галантерейных товаров, товаров культурно-бытового назначения. Обычно изделия из аминопластов имеют окраску светлых или ярких тонов. Допускается применение аминопластов для изготовления изделий, контактирующих с пищевыми продуктами (но не для горячей пищи).
Эпоксидные смолы в неотвержденном виде представляют собой жидкие, реже твердые, полимерные соединения, содержащие в макромолекулах эпоксидную группу (а-окисный цикл)
Эпоксидные смолы обладают хорошей прочностью, высокой адгезионной способностью, влагостойкостью. Изделия на основе эпоксидных смол отличаются достаточной теплостойкостью (120-140°С), хорошими диэлектрическими свойствами.
Эпоксидные смолы используют как основу ряда лакокрасочных материалов, клеев, а также в качестве связующего для изготовления армированных пластиков, абразивных и фрикционных материалов, полимербетонов, герметиков, компаундов, пенопластов и других материалов и изделий, широко применяемых в различных областях народного хозяйства.
Кремнийорганические смолы, относящиеся к классу элементо-органических полимеров, характеризуются наличием в структуре основной цепи атомов кремния и кислорода, т. е. наличием так называемой силоксановой связи:
И углеродных радикалов в боковой цепи. Основным ценным свойством этих материалов является их высокая термостойкость. Материалы на основе кремнийорганических смол выдерживают рабочие температуры до 250 °С (ненаполненные смолы) и даже до 400 °С (наполненные минеральными наполнителями композиции). Кремнийорганические смолы обладают гидрофобными (водоотталкивающими) свойствами.
Жидкие Кремнийорганические смолы применяются в качестве высокотемпературных смазок и водоотталкивающих пропиток тканей, не ухудшающих их воздухо-, паропроницаемость, для пропиток древесины с целью повышения ее стойкости к действию влаги и снижения пожароопасности.
Важнейшую роль играют Кремнийорганические смолы в качестве основного связующего для изготовления трехмерно сшитых композиций с различными наполнителями, отличающихся высокой прочностью и термостойкостью, хорошими диэлектрическими свойствами и водостойкостью и находящих в связи с этим самое широкое применение.
Похожие статьи
-
ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫ, ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ И СОСТАВ - Пластические массы и изделия на их основе
Пластические массы эксплуатируются в твердом - кристаллическом или стеклообразном состоянии. Классификации пластических масс могут быть разными. На рис....
-
Химический высокомолекулярный пластмасса Пластическими массами называют материалы, основу которых составляют полимеры, находящиеся в период формирования...
-
ДЕФЕКТЫ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПЛАСТМАСС - Пластические массы и изделия на их основе
Дефекты состава возникают при неправильном подборе рецептур или использовании недоброкачественных компонентов композиционных пластмасс, при нарушении...
-
Высокомолекулярные соединения могут существовать в кристаллическом и аморфном состоянии. Необходимым условием существования кристаллической структуры,...
-
МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ ПЛАСТМАСС В ИЗДЕЛИЯ - Пластические массы и изделия на их основе
Переработка пластмасс - это комплекс технологических процессов, обеспечивающий получение полуфабрикатов или изделий из пластмасс с использованием...
-
КЛАССИФИКАЦИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ - Пластические массы и изделия на их основе
Классификация высокомолекулярных соединений может проводиться по различным признакам. Ниже приводится несколько видов классификации высокомолекулярных...
-
Особые механические свойства эластичность - способность к высоким обратимым деформациям при относительно небольшой нагрузке (каучуки); малая хрупкость...
-
СИНТЕЗ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ - Пластические массы и изделия на их основе
Природные (естественные) органические высокомолекулярные соединения образуются в процессе биосинтеза в клетках растений и живых организмов и для...
-
МАЗЕВЫЕ ОСНОВЫ, ЛИПОФИЛЬНЫЕ ОСНОВЫ - Производство мазей
Основа в составе мази является активным носителем лекарственного вещества, влияющим на фармакокинетическую активность, консистентные свойства мази и ее...
-
Производство пластмасс - Анализ и технологическая оценка химического производства
Пластические массы делят на простые (ненаполненные) и сложные (композиционные). Основу пластических масс составляет высокомолекулярное соединение --...
-
Полимерами называют вещества, макромолекулы которых состоят из многочисленных элементарных звеньев одинаковой структуры. Полимеры встречаются в природе -...
-
Синтезы на основе ацетилена - Анализ и технологическая оценка химического производства
Ацетилен СН=СН -- газ, легко вступающий в самые различные химические реакции с образованием многочисленных соединений, используемых при получении...
-
Технология получения стекла Технология получения стекла состоит из двух производственных циклов. Цикл технологии стекломассы включает операции: А)...
-
Процесс получения винилхлорида сбалансированным методом из этилена состоит из шести стадий: 1. синтез 1,2-дихлорэтана прямым жидкофазным хлорированием...
-
Полиэтилентерефталат - Деструкция полимеров полиэтилентерефталата
ПЭТ (или ПЭТФ, полиэтилентерефталат) - это термопластичный полимер, являющийся самым распространенным среди полиэфиров. ПЭТ материал обладает...
-
Таблица 2 - Структура сырья в производстве метанола, %. Сырье В мире Беларусь и Россия Природный газ 73,8 70,7 Нефть и нефтепродукты 24,4 4,0 Отходы...
-
Здесь следует подчеркнуть, что вторичной переработке могут быть подвергнуты только ТПО из термопластичных синтетических материалов, т. е. материалов,...
-
Материалы, получаемые на основе полимеров - Полимеры и материалы на их основе
На основе полимеров получают волокна, пленки, резины, лаки, клеи, пластмассы и композиционные материалы (композиты). Волокна получают путем продавливания...
-
А) Углерод (С), кремний (Si), германий (Ge), олово (Sn), свинец (РЬ) - элементы 4 группы главной подгруппы ПСЭ. На внешнем электронном слое атомы этих...
-
Применение - Важнейшие представители полимеров
В строительной технике полистирол в основном применяют для производства пенополистирола методом поризадии полистирола, в результате чего он получает...
-
Масс-спектрометрия, Оптический спектральный анализ - Основы качественного анализа
Это, возможно, единственный физический метод, который не требует химической калибровки. Анализируемую пробу подвергают ионизации (например, электронным...
-
ГИДРОФИЛЬНЫЕ ОСНОВЫ, ГИДРОФИЛЬНО-ЛИПОФИЛЬНЫЕ ОСНОВЫ - Производство мазей
Основы относящиеся к этой группе, не содержат в своем составе жиров и жироподобных веществ. Они смешиваются во всех соотношениях с водой, но химически...
-
В настоящее время химическая промышленность производит много различных видов синтетических каучуков, превосходящих по некоторым свойствам натуральный...
-
Как видно из вышеописанного большая часть силикатов используется в основном в строительстве. Также нельзя приуменьшать роль соединений кремния в таких...
-
Введение, Этапы развития стеклоделия, Стекло древнейших времен - Производство стекла
Стекло -- вещество и материал, один из самых древних и, благодаря разнообразию своих свойств, -- универсальный в практике человека. "Стеклом называют все...
-
ВВЕДЕНИЕ - Функциональные полимеры на основе крахмала и изучение их физико-химических свойств
Природный полимер крахмал имеет уникальные свойства, а его производные во многих областях применения могут конкурировать с производными целлюлозы,...
-
Полимеризация двуокиси азота. Переработка нитрозных газов в азотную кислоту обычно происходит при температурах от О до 50 °С. В этих условиях двуокись...
-
Производство полимеров - Анализ и технологическая оценка химического производства
Высокомолекулярные соединения получают из мономеров полимеризацией, сополимеризацией, поликонденсацией и методами привитой полимеризации и...
-
Керамика -- изделия из неорганических материалов (например, глины) и их смесей с минеральными добавками, изготавливаемые под воздействием высокой...
-
Круговорот углерода связан с использованием СО при фотосинтезе; в процессе дыхания растение возвращает СО в атмосферу. Животные, поедая растения,...
-
Виды стекла, Характеристика основных видов стекла - Производство стекла
Вид стекла :Оконное, Посудное, Зеркальное, Парфюмерное, Бутылочное, Полухрусталь, Химико-лабораторное, Термостойкое типа, Опаловое, Термометрическое,...
-
Аноды. - Производство перхлоратов в промышленности
В результате исследований окончательно установлено, что для проведения электролиза независимо от механизма реак-ций, протекающих на электродах, необходим...
-
Применение в производстве, Литература - Кремнийорганические полимеры
В строительстве широко используют низкомолекулярные кремнийорганические полимеры в виде жидкостей для придания гидрофобных свойств поверхностям различных...
-
Методы, применяющиеся для синтеза мультиферроиков - Мультиферроики
Для синтеза мультиферроиков используются различные методы синтеза. К ним относятся: спекание, гидротермальный синтез, соосаждение, золь-гель метод,...
-
Еще в начале 20 века было установлено, что при взаимодействии СО и Н2 в присутствии соответствующих катализаторов можно получить углеводороды. Так, в...
-
Полиакрилонитрил (ПАН) [-CH2-CH(CN)-]n синтезируют из акрилонитрила C3H3N аналогично получению полистирола и поливинилхлорида. Он состоит из линейных...
-
Основы технологии получения хлорида калия - Производство хлорида калия галургическим способом
В основе получения хлорида калия галургическим методом лежат закономерности растворения в системе KCl-NaCl-. Обе соли относятся к числу хорошо...
-
Анализ сметы затрат, Заключение - Производство химико-механической массы
Смета затрат составляется по элементам затрат, при анализе сметы затрат рассчитывается структура по элементам затрат. Под структурой понимается удельный...
-
Введение - Производство химико-механической массы
ЦБП занимает одно из ведущих мест среди отраслей тяжелой индустрии большинства развитых стран мира. Благодаря тому, что целлюлозно-бумажная...
-
Алюминий (Aluminium) - химический элемент третьей группы периодической системы. Атомный номер 13, атомная масса 26,9815. Обозначается латинскими буквами...
ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ПРОИЗВОДСТВЕ ТОВАРОВНАРОДНОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ - Пластические массы и изделия на их основе