Пластические массы

Пластические массы

Пластическими массами называют материалы, содержащие в качестве важнейшей составной части высокомолекулярные соедине­ния — полимеры и обладающие пластичностью на определенном этапе производства, которая полностью или частично теряется после отверждения полимера.

Молекулы высокомолекулярных соединений состоят из не­скольких тысяч или даже сотен тысяч атомов. Чаще всего макромо­лекулы таких соединений построены путем многократного повторе­ния определенных структурных единиц. Степенью полимеризации называют число структурных единиц, содержащихся в одной макро­молекуле.

Молекулярная масса низкомолекулярных соединений обычно не превышает 500. Вещества, имеющие промежуточные значения моле­кулярной массы, называют олигомерами.

Высокомолекулярные соединения встречаются в природе. К ним принадлежат натуральный каучук, целлюлоза, шелк, шерсть, янтарь и др.

Во второй половине XIX века был открыт процесс вулканизации природного каучука путем нагревания с серой — получение резины. В 1872 г. путем обработки нитроцеллюлозы камфарой был получен целлулоид, который явился первым видом пластической массы на основе производных целлюлозы. В 1887 г. был получен галалит — первая пластмасса на основе белка (казеина).

С начала XX века искусственным путем стали получать новые высокомолекулярные вещества, полученные реакциями синтеза из сравнительно простых по химическому составу веществ — мономе­ров.

В двадцатых и тридцатых годах получили промышленное при­менение мочевино-формальдегидные, полиэфирные и другие поли­меры. Начиная с тридцатых годов широко начали применяться мето­ды полимеризации и были получены полистирол, поливинилацетат, поливинилхлорид, полиметилметакрилат, синтетический каучук и др. Позднее появились также новые виды поликонденсационных пластиков: полиамидные, полиуретановые и др.

Пластмассы получают обычно из связующего вещества и напол­нителя, вводя в состав исходной массы те или иные специальные добавки-пластификаторы, отвердители, стабилизаторы и красители.

Связующим веществом в пластмассах служат различные поли­меры — синтетические смолы и каучуки, производные целлюлозы. Выбор связующего вещества в значительной мере определяет техни­ческие свойства изделий из пластмасс: их теплостойкость, способ­ность сопротивляться воздействию растворов кислот, щелочей и других агрессивных веществ, а также характеристики прочности и деформативности. Связующее вещество — это обычно самый доро­гой компонент пластмассы. Полимерные связующие служат основой композиционных материалов.

Для производства полимеров имеются огромные запасы сырья.

Исходными материалами для их получения являются природный газ и так называемый «попутный» газ, сопровождающий выходы нефти.

В газообразных продуктах переработки нефти содержится эти­лен, пропилен и другие газы, перерабатываемые на предприятиях в полимеры.

Сырьем для полимеров служит также каменноугольный деготь, получаемый при коксовании угля и содержащий фенол и другие компоненты.

В производстве синтетических материалов применяют также азот и кислород, получаемые из воздуха, воду и ряд других широко распространенных веществ.

Наполнители представляют собой разнообразные неорганиче­ские и органические порошки и волокна. В виде наполнителей слои­стых пластмасс широко применяют также бумагу, ткани, древесный шпон и другие листовые материалы. Наполнители значительно уменьшают потребность в дорогом полимере и тем самым намного удешевляют изделия из пластмасс. Кроме того, наполнители улуч­шают ряд свойств изделий -— повышают теплостойкость, а волокна ткани и листовой материал сильно повышают сопротивление растя­жению и изгибу, действуя подобно арматуре в железобетоне.

Пластификаторы — это вещества, добавляемые к полимеру для повышения его высокоэластичности и уменьшения хрупкости. В ви­де пластификаторов могут использоваться некоторые низкомолеку­лярные высококипящие жидкости Молекулы жидкости, проникая между звеньями цепей полимера, увеличивают расстояние и ослаб­

ляют связи между ними. Это и приводит к уменьшению вязкости полимера.

При изготовлении пластмасс в их состав вводят и другие добав­ки. Вещества, являющиеся инициаторами реакции полимеризации, ускоряют процесс отверждения пластмасс, и их поэтому называют отвердителями. Стабилизаторы способствуют сохранению структу­ры и свойства пластмасс во времени, предотвращая их раннее старе­ние при воздействии солнечного света, кислорода воздуха, нагрева и других неблагоприятных влияний.

В качестве красителей пластмасс применяют как органические (нигрозин, хризоидин и др.), так и минеральные пигменты — охру, мумие, сурик, ультрамарин, белила и др.

Для производства пористых пластических масс в полимеры вво­дят специальные вещества — порообразователи (порофоры), обес­печивающие создание в материале пор.

Положительным свойством пластмасс является то, что возможно получить некоторые материалы с высокими показателями, например:

— малая плотность в пределах от 20 до 2200 кг/м3;

— высокие прочностные характеристики — у текстолита предел прочности при разрыве достигает 150 МПа, у древопластиков равен 350 МПа. Пределы прочности при сжатии этих материалов также достаточно высоки, например у древопластиков порядка 200 МПа, у СВАМа (стекловолокнистый анизотропный материал) — 420 МПа. Пластмассы с наполнителями (как порошкообразными, так и волок­нистыми) имеют предел прочности при сжатии в пределах от 120 до 160 МПа;

— низкая теплопроводность. Самые легкие пористые пластмас­сы имеют показатель теплопроводности всего лишь 0,03 Вт/(м °С), т. е. близкий к теплопроводности воздуха;

— высокая химическая стойкость;

— высокая устойчивость к коррозионным воздействиям;

— способность окрашиваться в различные цвета;

— малая истираемость некоторых пластмасс. В связи с этим в первую очередь эти пластмассы целесообразно внедрять как мате­риалы для покрытия полов;

— прозрачность пластмасс. Обычные стекла пропускают менее 1% ультрафиолетовых лучей, тогда как органические наоборот — более 70%; они легко окрашиваются в различные цвета. Следует от­метить их значительно меньшую плотность. Так, стекло из полисти­рола имеет плотность 1060 кг/м3, тогда как обычное оконное стекло — 2500 кг/м3;

— технологическая легкость обработки (пиление, сверление, фрезерование, строгание, обточка и др.), позволяющая придавать изделиям из пластмасс разнообразные формы. Пластмассовые изде­лия поддаются склеиванию как между собой, так и с другими мате­риалами (например, с металлом, деревом и др.). Поэтому из пласт­масс можно изготовлять различные комбинированные клееные строительные изделия и конструкции;

— относительная легкость сварки материалов из пластмасс (на­пример, труб в струе горячего воздуха) позволяет механизировать работы по монтажу пластмассовых трубопроводов;

— способность некоторых пластмасс образовывать тонкие плен­ки в сочетании с их высокой адгезией к ряду материалов, вследствие чего такие пластмассы незаменимы как сырье для производства строительных лаков и красок;

— наличие в стране обширной сырьевой базы для производства полимеров (природные газы, газы нефтепереработки).

Вместе с тем пластмассы имеют ряд недостатков:

— низкая теплостойкость (от +70 до +200 °С);

— малая поверхностная твердость;

— высокий коэффициент термического расширения. Он колеб­лется в пределах 25-120'10'6, т. е. в 2,5-19 раз более высокий, чем у стали. Это необходимо учитывать при проектировании строитель­ных конструкций, особенно крупноразмерных (например, трубопро­водов);

— повышенная ползучесть, особенно заметная при повышении температурного режима;

— горючесть с выделением вредных газов;

— токсичность при эксплуатации.

К недостаточно изученным свойствам пластмасс следует отне­сти сроки их службы. Вопросы долговечности материалов, изменяе­мости их свойств во времени в значительной мере определяют воз­можность их применения в строительстве. Пока, за время несколь­ких десятилетий их применения, нет отрицательных результатов. Вместе с тем создаются саморазрушающие пластмассы, чтобы не скапливать бытовых отходов.

Пластические массы

Сотовый поликарбонат для конструций

Как правильно выбрать сотовый поликарбонат для навеса или беседки

Почему стоит остановить свой выбор на пластиковых окнах?

Не стоит удивляться тому, что сейчас уже практически невозможно встретить стеклянные окна в домах. Все больше людей отказываются от уже привычного стекла в пользу современных металлопластиковых окон. Владельцы домов и …

Заделка трещин и другие ремонтные работы

Наиболее трудоемкой операцией при ремонте каменных, бетон­ных и железобетонных конструкций является ликвидация трещин. Трещины заделываются инъецированием (ширина раскрытия более 0,1 мм) или поверхностной затиркой (ширина раскрытия менее 0,1 мм). Другие …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.