Склад і властивості пластмас - студопедія

Пластичними масами називають матеріали, що містять в якості найважливішої складової частини високомолекулярні соеди-вати-полімери і володіють пластичністю на певному етапі виробництва, яка повністю або частково втрачається після затвердіння полімеру.

Пластичними масами пластмаси, пластик - матеріали на основі природних або синтетичних. полімерів, здатні набувати задану форму при нагріванні під тиском і стійко зберігати її після охолодження. Крім полімеру, можуть містити наповнювачі, пластифікатори, стабілізатори, пігменти, мастила та ін. Компоненти.

Пластмаси отримують зазвичай з сполучного речовини і на-полнітеля, вводячи до складу вихідної маси ті чи інші спеціальні добавки-пластифікатори, отверджувачі, стабілізатори і барвники.

Сполучною речовиною в пластмасах служать різні полімерних-ри - синтетичні смоли і каучуки, похідні целюлози. Ви-бір сполучного речовини в значній мірі визначає техниче-ські властивості виробів з пластмас: їх теплостійкість, здатність чинити опір впливу розчинів кислот, лугів та інших агресивних речовин, а також характеристики міцності і деформативності. Речовина, - це зазвичай найдорожчий компо-нент пластмаси. Полімерні зв'язуючі служать основою компози-ційних матеріалів. Вихідними матеріалами для отримання полімерних розчинів є природний газ і так званий "попутний" газ, кам'яновугільний дьоготь, який одержують під час коксування вугілля, азот і кисень, одержувані з повітря, воду і ряд інших широко рас-рення речовин.

Наповнювачі являють собою різноманітні неорганічні і органічні порошки і волокна. У вигляді наповнювачів шаруватих пластмас широко застосовують також папір, тканини, деревний шпон та інші листові матеріали. Наповнювачі значно зменшують потреба в дорогому полімері і тим самим набагато здешевлюють вироби з пластмас. Крім того, наповнювачі покращують ряд властивостей виробів - підвищують теплостійкість, а волокна тканини і лисиць-товой матеріали сильно підвищують опір розтягуванню і вигину, діючи подібно арматурі в залізобетоні.

Пластифікатори - це речовини, що додаються до полімеру для підвищення його високоеластичного і зменшення крихкості. У вигляді пластифікаторів можуть використовуватися деякі нізкомо-лекулярние висококиплячі рідини. Молекули рідини, проникаючи між ланками ланцюгів полімеру, збільшують відстань і послаблюють зв'язки між ними. Це і призводить до зменшення в'яз-кості полімеру.

Смоли - речовини, які є ініціаторами реакції полімеризації, уско-ряют процес затвердіння пластмас.

Стабілізатори сприяють збереженню структури, і властивості пластмас в часі, запобігаючи їх передчасне старіння при впливі сонячного світла, кисню повітря, нагрівання і дру-гих несприятливих впливів.

Барвники пластмас можуть бути, як органічні (нігрозин, хрізоідін і ін.), Так і мінеральні пігменти - охра, му-міє, сурик, ультрамарин, білила і ін.

Для виробництва пористих пластичних мас в полімери вводять спеціальні речовини - порообразователи (Порофори), забезпе-чувати створення в матеріалі пір.

Позитивними властивостями пластмас є:

- високі характеристики - у текстоліту межа міцності при розриві досягає 150 МПа;

- висока хімічна стійкість;

- висока стійкість до корозійних впливів;

- здатність забарвлюватися в різні кольори;

- мала стираність деяких пластмас;

- технологічна легкість обробки (пиляння, свердління, фрезерування, стругання, обточування і ін.);

- відносна легкість зварювання матеріалів з пластмас (на-приклад, труб в струмені гарячого повітря);

- здатність деяких пластмас утворювати тонкі плівки в поєднанні з їх високу адгезію до ряду матеріалів (виробництво лаків і фарб).

Разом з тим пластмаси мають ряд недоліків:

- низька теплостійкість (від +70 до + 200 ° С);

- мала поверхнева твердість;

- високий коефіцієнт термічного розширення. Він в 2,5-19 разів вищий, ніж у сталі. Це необхідно враховувати при проектуванні будівельних кон-трукцій, особливо великорозмірних (наприклад, трубопроводів);

- підвищена повзучість, особливо помітна при підвищенні тим-температурних режиму;

- горючість з виділенням шкідливих газів;

- токсичність при експлуатації.

До недостатньо вивченим властивостям пластмас слід віднести терміни їх служби. Поки, за час кількох десятиріччя-тий їх застосування, немає негативних результатів. Разом з тим створюються саморуйнуються пластмаси, щоб не накопичувати б-тових відходів.

ПЛАСТИЧНІ МАСИ Розрізняються по експлуатап. властивостями (напр. антифрикційні, атмосфере-, термо- або вогнестійкі), природі наповнювача (напр. скло-пластики, графітопласти), способу його расположе-ня в матеріалі (напр. шаруваті пластики, Волокніту), а також за типом полімеру (напр . амінопласти, білкові пластики). Залежно від характе-ра перетворень, що відбуваються з полімером при формуванні, підрозділяються на термопласти (важ-кро з них - П. м. На основі поліетилену, полівінілхлориду, полістиролу) і реактопласти (най-більше великотоннажний вид - фенопласти). Осн. методи переробки термопластів - лиття під тиск-ленням, екструзія, вакуумформованіе, пневмоформування; реактопластов - пресування і лиття під тиском. Вироби з П. м. Відрізняються малою щільністю, високими діелектричної властивостями, хоро-шими теплоизоляц хар-ками, стійкістю до атм. впливів, різких змін темп-р, стійкістю в агресивних середовищах, високою механічні міцністю при разл. навантаженнях. П. м.- найважливіші конструкц. матеріали суч. техніки, що використовуються в машино-будові, в електро- і радіотехніці, на ж-д і ін. видах транспорту, в буд-ві, а також в с. сільському господарстві, міді-цине і побуті.

Термопластичними (термопластами) називають полімери, спо-собнимі оборотно розм'якшуватися при нагріванні і закаліть при ох-лажденіі, зберігаючи основні властивості.

Термореактивними (або реактопластами) називають полімери, які, будучи отверждаясь, не переходять при нагріванні в пластичне стан. Отже, термореактивні полімери при вище-ванні температури поводяться подібно деревині: при висо-котемпературном нагріванні вони зазнають деструкцію (хімічного розкладання полімеру) і загора-ються.

Деякі вироби з полімерних матеріалів Матеріали для несучих і огороджувальних конструкцій

Полімербетони- композиційні матеріали, що виготовляються переважно на основі термореактивних полімерів: полі-ефірних, епоксидних, фенолоформальдегідних, фуранових і ін. Заповнювачі вибираються в залежності від виду агресивного середовища. Для кислих середовищ виготовляють полімербетони на кислотостойких за-полнітелях - кварцовому піску і щебені з кварциту, базальту або гра-нита. Використовують також бій кислототривкої цегли, кокс, Антра-цит, графіт. Найбільш високі фізико-механічні властивості полімербетони мають на епоксидних смолах. Для зменшення витрати і вартості епоксидних смол їх модифікують кам'яновугільної смолою. Широке поширення отримали полімербетони на фуранових полімери.

Полімербетони (полімерраствори) добре склеюються з це-цементних бетоном, тому його застосовують для ремонту залізобетон-них конструкцій.

Для зменшення крихкості полімербетона застосовують волок-ність наповнювачі - азбест, скловолокна та ін.

Негативною властивістю полимербетонов яв-ляется їх велика повзучість, а також старіння, посилюється при дії поперемінного нагрівання та охолодження.

Стеклопластікі- це композиційні листові матеріали, через готовляемие зі скляних волокон або тканин, пов'язаних з-Лімер. Сполучною речовиною в стеклопластиках зазвичай служать фенолоформальдегідні, поліефірні та епоксидні полімери. Випускають три різновиди склопластиків: на основі ориен тірован волокон, рубаних волокон і тканин або матів.

Склопластики з орієнтованими волокнами (типу Свамі - скловолокнистого анизотропного матеріалу) мають більшу міцність (при розтягуванні до 1000 МПа), легкістю (їх щільність 1,8-2 г / см), що в поєднанні з хімічною стійкістю робить їх еф-лективним матеріалом для будівельних конструкцій, ємностей і труб.

Склопластики з рубаним скляним волокном виготовляють у вигляді волокнистих або плоских листів на поліефірному сполучному, що володіє світлопрозорих. Ці вироби застосовують для уст-ройства покрівель, огороджень балконів, лоджій і перегородок.

Склопластики, виготовлені на основі скляної тканини-(склотекстоліти), отримують гарячим пресуванням полотнищ тканини, просоченої термореактивним полімером, при високому давши-лення і температурі. Склотекстоліт йде для зовнішніх шарів тришарових стінових панелей (внутрішній шар панелі з тепло-ізоляційного матеріалу). Цей же матеріал застосовують для ус-тройства оболонок та інших будівельних конструкцій.

Облицювальні полістирольні пліткі- тонкі квадратної або прямокутної форми з гладкою зовнішньою і рифленою тильною поверхнею. До поверхні стін плитки приклеюють полімерними або каучуковими мастика-ми. Плитки мають гарні кольори, гігієнічні, водо - і хімічна-скі стійки. Плитки застосовують для облицювання стін санвузлів і торго-вих приміщень. Однак полістирольні плитки горючі, тому їх не можна використовувати біля відкритого вогню (наприклад, близько газових плит).

Оздоблювальні полістирольні плитки ( "поліформ") виготовлена-ють з ударостійкого полістиролу з додаванням спінює компонента товщиною 8-10 мм. Панелі кріплять за допомогою шурупів і цвяхів, використовують для внутрішнього облицювання стель, стін, а також для влаштування пересувних перегородок і елементів інтер-ера.

Паперово-шаруваті пластики виготовляють з декількох шарів спеціального паперу, просочених карбомідних полімером. Пластик випускають у вигляді листів довжиною 1000-3000 мм, шириною 600-1600 мм, товщиною 1-5 мм. Бумажнослойние пластики різноманітні за кольором і малюнком, добре обро-ються, - їх можна пиляти, свердлити, фрезерувати. Пластик тол-щіной до 1,6 мм кріплять бітумно-каучуковими і іншими мастиками, епоксидними і формальдегідів клеями. Більш товсті листи пластику кріплять механічним способом.