Классификация пластмасс

В основу классификации пластмасс положены их физико-механические свойства, структура и отношение к нагреванию.

Пластмассами называют обширную группу органических материалов, основу которых составляют искусственные или природные высокомолекулярные соединения -полимеры, способные при нагревании и давлении формоваться и устойчиво сохранять приданную им форму. Главными компонентами пластмасс являются связующее вещество -полимер, наполнители в виде минеральных или  органических порошков, волокон, нитей, тканей, листов, пластификаторы, стабилизаторы, отвердители и красители.

Читай далее на http://stroivagon.ru синтетические полимеры

В основу классификации пластмасс положены их физические 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 это твердые и упругие материалы аморфной структуры с высоким модулем упругости ( свыше 1000МПа) и малым удлинением при разрыве, сохраняющие свою форму при внешних напряжениях в условиях нормальной или повышенной температуры.

Читай далее на http://stroivagon.ru классификация полимеров

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 это мягкие и эластичные материалы с низким модулем упругости ( не выше 20 МПа) с высоким относительным удлинением и малым остаточным удлинением, причем обратимая деформация исчезает при нормальной температуре с замедленной скоростью.

Эластики это мягкие и эластичные материалы с низким модулем упругости ( ниже 20 МПа), поддающиеся значительным деформациямпри растяжении, причем вся деформация или большая ее часть исчезает при нормальной температуре с большой скоростью( практически мгновенно). По строению полимерной цепи различают пластмассы карбоцепные ( 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 напольные пластмассы состоящие из полимера и наполнителя.

Наполнители представляют собой неорганические или органические материалы и бывают порошкообразные, волокнистые  и слоистые. Порошкообразные наполнители -кварцевая мука, мел, барит, тальк и органические ( древесная мука) придают пластмассам ценные свойства ( теплостойкость , кислотостойкость и другие) а также повышают твердость, увеличивают долговечность и снижают стоимость.

Волокнистые наполнители -асбестовое, древесное а также стеклянное волокно используются довольно широко в производстве пластмасс. они способны повышать прочность и снижать хрупкость, повышают теплостойкость и ударную вязкость пластмасс.

Слоистые наполнители -бумага , стеклянная и хлопчатобумажная 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 больше 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 порообразователи.

различают ненаполненные пластмассы, пластмассы с порошкообразным или волокнистыми наполнителями, слоистые пластмассы ( текстолит, бумопласт) а также газонаполненные пластмассы ( сотопласты, ячеистые ). наибольшее повышение механических свойств достигается при использовании волокнистого и слоистого наполнителей. В таблице -1 сопоставлены свойства полиэфирного полимера со свойствами пластмассы на его основе и стали.

Таблица-1 Физико-химические свойства полиэфирной смолы в чистом виде и со стеклянным наполнителем в виде волокна( по В. А. Кирееву)

Физико-химические свойства полиэфирной смолы

Волокнистый наполнитель увеличил модуль упрунрсти материала примерно в 10 раз и повысил сопротивление растяжению в 20 разпо сравнению с чистым полимером. Полимеры в чистом виде плохо сопротивляются ударным воздействиям: лишь 7% составляет их ударная вязкость по отношению к стали. Введение наполнителя исправляет этот недостаток.Удельные показатели прочности волокнистого стеклопластика, отнесенные к единице плотности, выше чем у стали и сплава алюминия.

Упрочняющие действия наполнителя объясняется взаимодействием молекул полимера с поверхностью волокон  или зерен наполнителя. При адсорбции молекул полимера на поверхности частиц наполнителя происходит ориентация молекул  полимера, повышается упорядоченность их расположения. Тонкие слои ориентированных молекул, располагающиеся между частицами наполнителя, обладают повышенной механической плотностью.

Важное значение имеют поверхностные явления на границе полимер-наполнитель. Для увеличения их сцепления волокна наполнителя нередко подвергают специальной обработки-аппретированию. Волокна являются препятствием для развития трещин, возникающие в материале, поэтому волокнистые и слоистые наполнители превращают хрупкий полимер в вязкий пластик, который прекрасно сопротивляется ударам.

В качестве волокнистого наполнителя могут быть использованы тонкое стеклянное волокно, древесные волокна и другие.

Пластификаторы применяют для придания пластмассе большей пластичности при нормальной температуре, уменьшают хрупкость пластмасс и облегчают их переработку, снижают температуру перехода полимера в вязкотекучее состояние ( например, диокрилфталат, глицерин). Количество пластификатора в пластмассе может достигать 30…50 % от массы полимера. Они должны быть химически инертными, малолетучими 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 так далее. В качестве красителей используют как органические (пигмент желтый, нигрозин, хризоидин) так и минеральные пигменты ( охра, сурик, мумия, оксид хрома, белила, ультрамарин и другие).

Катализаторы вводят для сокращения времени отверждения пластмасс, например для фенолоформальдегидного полимера, в каччестве ускорителей применяют уротропин и известь.

Смазывающие материалы применяют для предотвращения прилипания пластмасс к формам, в которых изготовляют изделия. В качестве смазки используют стеарин, олеиновую кислоту и другие. По отношению к нагреванию пластмассы делят на термопластичные  и термореактивные.

Термопластичные материалы ( полиэтилен, поливинилхлорид,полистирол и другие) размягчаются при нагревании  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 аминопласты и пластмассы на основе полиэфирных и эпоксидных смол.

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.