Строительные материалы и изделия

Классификация пластмасс

• В основу классификации пластмасс положены их физико­механические свойства, структура и отношение к нагреванию.

По физико-механическим свойствам все пластмассы разделя­ют на пластики и эластики.

Пластики бывают жесткие, полужесткие и мягкие. Жесткие пластики — твердые упругие материалы аморфной структуры с высоким модулем упругости (свыше 1000 МПа) и малым удли­нением при разрыве, сохраняющие свою форму при внешних напряжениях в условиях нормальной или повышенной темпера­туры. Полужесткие пластики — твердые упругие материалы кри­сталлической структуры со средним модулем упругости (выше 400 МПа), высоким относительным и остаточным удлинением при разрыве, причем остаточное удлинение обратимо и полно­стью исчезает при температуре плавления кристаллов. Мягкие пластики — мягкие и эластичные материалы с низким модулем упругости (не выше 20 МПа), высоким относительным удлине­нием и малым остаточным удлинением, причем обратимая дефор­мация исчезает при нормальной температуре с замедленной ско­ростью.

Эластики — мягкие и эластичные материалы с низким моду­лем упругости (ниже 20 МПа), поддающиеся значительным де­формациям при растяжении, причем вся деформация или боль­шая ее часть исчезает при нормальной температуре с большой скоростью (практически мгновенно).

По строению полимерной цепи различают пластмассы карбо - цепные (цепь состоит только из атомов углерода) и гетероцепные (в состав цепи кроме углерода входят кислород, азот и другие элементы).

По структуре пластмассы делят на гомогенные (однородные! и гетерогенные (неоднородные). Структура пластмасс зависит от введения в нее наряду с полимером других компонентов. Послед­нее позволяет делить пластмассы на ненаполненные, газонапол­ненные, наполненные и составные. Ненаполненные пластмассы состоят из полимера, иногда из красителя, пластификатора и стабилизатора. В газонаполненные кроме указанных материалов входят также воздух или другой газ путем использования доба­вок газообразующих или воздухововлекающих веществ. В боль­шинстве случаев для изготовления пластмассовых строительных материалов и изделий используют наполненные пластмассы, со­стоящие из полимера и наполнителя.

Наполнители бывают порошкообразные, волокнистые и слои­стые. Порошкообразные наполнители — кварцевая мука, мел, барит, тальк — и органические (древесная мука) придают пласт­массам ценные свойства (теплостойкость, кислотостойкость и т. д.), а также повышают твердость, увеличивают долговеч­ность, снижая стоимость. Волокнистые наполнители — асбесто­вое, древесное и стеклянное волокно — широко используют в производстве пластмасс; они повышают прочность и снижают хрупкость, повышают теплостойкость и ударную вязкость пласт­масс. Слоистые наполнители — бумага, хлопчатобумажная и стеклянная ткани, асбестовый картон, древесный шпон и дру­гие — придают высокую прочность пластмассам. Например, ас­бестовый картон придает пластмассе не только высокую проч­ность, но и теплостойкость и кислотостойкость. Наполнители намного дешевле полимеров. Поэтому чем болрше введено на­полнителя, тем дешевле изделие из пластических масс.

Наряду с наполнителями в пластмассы вводят пластификато­ры, красители, смазки, катализаторы и другие вещества. Для изготовления пористых пластических масс используют порообра - зователи.

Пластификаторы применяют для придания пластмассе боль шей пластичности при нормальной температуре, облегчают пере работку их, снижая температуру перехода полимера в вязкоте кучее состояние (например, глицерин, диокрилфталат). Количе ство пластификатора в пластмассе может достигать 30...50% о массы полимера. Они должны быть химически инертными, мало летучими и нетоксичными веществами.

В производстве полимеров и пластмасс применяют стабили­заторы и отвердители; первые способствуют сохранению свойств пластмасс во времени, а вторые сокращают время отверждения пластмасс, что важно в технологии производства изделий.

Красители применяют для придания пластмассам определен­ного цвета. Они должны быть стойкими во времени, не должны выцветать под действием света и т. д. В качестве красителей используют как органические (нигрозин, пигмент желтый, хри - зоидин и др.), так и минеральные пигменты (охра, мумия, сурик, белила, оксид хрома, ультрамарин и др.).

Катализаторы вводят для сокращения времени отверждения пластмасс, например для фенолоформальдегидного полимера ускорителем являются известь и уротропин.

Смазывающие материалы применяют для предотвращения прилипания пластмасс к формам, в которых изготовляют изде­лия. В качестве смазки используют стеарин, олеиновую кислоту и др.

По отношению к нагреванию пластмассы делят на термо­пластичные и термореактивные.

Термопластичные материалы (полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол и др.) при нагревании размягчаются и приобретают пластичность, а при охлаждении отвердевают. Из этих материа­лов можно отливать, вытягивать и штамповать различные изде­лия. Недостатком этих пластмасс являются незначительная прочность и теплостойкость.

Термореактивные материалы (реактопласты) при нагревании переходят в неплавкое, нерастворимое твердое состояние и без­возвратно утрачивают свойства плавиться. Эти материалы обла­дают повышенной теплостойкостью. К ним относятся аминопла - сты и пластмассы на основе полиэфирных и эпоксидных смол.