Пластические массы: классификация и область применения. Технология получения изделий из пластмасс.

Пластические массы (пластмассы) — материалы, получаемые на основе синтетических или природных высокомолекулярных соединений (полимеров). Пластмассы обладают способностью в процессе переработки (под влиянием нагревания и давления) принимать заданную форму и затем сохранять ее.

Полимеры – вид пластмассы, макромолекулы которых состоят из многочисленных повторяющихся звеньев.

Пластмассы состоят из связующих, наполнителей, пластификаторов, отвердителей, красителей, стабилизаторов и смазывающих веществ.

При реакции полимеризации большое количество одинаковых молекул простых веществ (мономеров) соединяются в одну сложную молекулу (полимер) без выделения побочных продуктов. Полимеризацией получают полиэтилен, поливинилхлорид, полипропилен и др.

При реакции поликонденсации из нескольких простых соединений образуется полимер, состав которого отличается от состава исходных продуктов. При реакции поликонденсации выделяются побочные вещества (вода, аммиак и др.). Поликонденсацией получают фенолоформальдегидвые, карбамидные, полиамидные, полиэфирные и другие синтетические полимеры.

В зависимости от свойств полимеров при нагревании и охлаждении их разделяют на термопластичные и термореактивные.

Термопластичные полимеры и пластмассы характеризуются способностью размягчаться при нагревании и отвердевать при охлаждении. Они обладают большим электросопротивлением, малым водопоглощением и высокой химической стойкостью, однако имеют низкую теплостойкость, малую твердость, легко разбухают и растворяются в органических растворителях.

Термореактивные затвердевают при действии тепла и давлении и не размягчаются при повторном нагревании. Они отличаются большой прочностью, теплостойкостью и твердостью. К этой группе относятся карбамидные, фенолоформальдегидные.

Термостабильные пластмассы остаются неизменными при нагревании и охлаждении.

Наполнители — вещества, которые вводят в пластмассы для придания необходимых свойств (высокой прочности, теплостойкости, долговечности, повышенной ударной вязкости) и их удешевления. В качестве наполнителей применяют порошкообразные (кварцевая мука, мел, тальк, древесная мука), волокнистые (асбестовые, древесные и стеклянные волокна) и слоистые (бумага, хлопчатобумажная ткань, стеклоткань, древесный шпон).

Пластификаторы улучшают пластические свойства пластмасс (снижают хрупкость) и облегчают их переработку. В качестве пластификаторов используют дибутилфталат, камфару, олеиновую кислоту и др.

Красители придают пластмассам определенный цвет. В качестве красителей используют стойкие, не изменяющиеся с течением времени и не выцветающие под действием света органические (нигрозин, хризоидин) и минеральные (охра, сурик, мумия, умбра) пигменты.

Пластмассы на основе продуктов полимеризации и поликонденсации бывают:

Полиэтилен - термопластичный материал белого цвета, твердый, обладающий высокой химической стойкостью. Получают его путем полимеризации этилена, выделенного из газовых смесей при переработке нефтепродуктов или природных газов.

Из полиэтилена изготовляют трубы и соединительные части для них, детали санитарно-технических приборов (сифоны для умывальников и ванн, смывных бачков, душевые сетки, водоразборную арматуру и др.). Пленки из полиэтилена используют для гидроизоляции конструкций.

Полипропилен — бесцветный термопластичный материал, получаемый путем полимеризации пропилена. Он отличается от полиэтилена более высокими прочностью и теплостойкостью, низкой водо- и газопроницаемостью и химической стойкостью. Из полипропилена изготовляют трубы, трубопроводную и водоразборную арматуру, детали сифонов для умывальников и ванн, а также гидроизоляционную пленку.

Поливинилхлорид (винипласт) — термопластичный материал, получаемый полимеризацией винилхлорида. Обладает высокой химической стойкостью к действию коррозионных сред. Изделия обладают достаточной твердостью, что позволяет применять этот материал для изготовления изделий, работающих под нагрузкой: труб, баков, гальванических ванн, вентилей, фланцев, линолеумов.

Методы переработки пластмасс. Изделия и детали из пластмасс изготовляют различными методами (литье обычное и под давлением, экструзия, прессование и др.), выбор которых зависит от вида изделия и используемого полимера.

Обычное литье — простейший метод изготовления пластмассовых изделий — состоит в том, что расплавленный полимер разливают в формы, где он отвердевает, приобретает конфигурацию изделия.

Литье под давлением осуществляют с помощью специальных машин с плунжерным инжекционным устройством. Полимер в виде гранул загружают в приемный бункер. В машине путем электрообогрева поддерживается заданная высокая температура. И получают пластмассу заданной формы.

Литье под давлением — высокопроизводительный метод, при котором все операции автоматизированы. Этим методом изготовляют трубопроводную арматуру, сифоны для умывальников, электротехнические изделия.

Непрерывное профильное выдавливание (экструзия) выполняют на экструдерах — аппаратах непрерывного действия. Гранулы термопластичного полимера (например, полиэтилена) загружают в бункер машины. В цилиндре гранулы нагреваются до необходимой температуры и превращаются в пластическую массу. Этим методом изготовляют трубы, погонажные изделия (лестничные поручни, плинтусы), стержни, листы, пленки.

Кроме того используют штампование, прессование, контактное наложение пластмассы.