13. Пластмасса

13.1. Пластмассалардың қасиеттері мен құрамы

Пластмассалар деп негізгі компоненті полимер болып табылатын материалды атайды. Оларды дәнекерлеуге, баспалауға, металл сияқты илемдеуге болады. Олардан кез келген күрделі пішінді бөлшектер жасауға болады.

Пластмассалардың негізгі қасиеттері:

- құрылымдық материалдар ретінде металл, ағаш, шыны т.б. орнына жұмсалатын кейбір пластмасса түрлерінің техникалық беріктігі жоғары;

- тығыздықтары төмен (1,0-2,3 г/см³), болаттың тығызды­ғынан шамамен 5 есе аз. Жылу, дыбыс оқшаулағыш қасиеттері жоғары көбікпластар мен кеуекпластардың тығыздығы 0,02 г/см² және одан да төмен;

- жақсы диэлектрлік сипатқа ие;

- химиялық тұрақтылығы жоғары;

- төмен температурада (150-250⁰С) пішіні күрделі бұйымдарды құю немесе баспалау арқылы дайындау темірден құйып жасалған бұйымдарға қарағанда арзанға түседі, ал беті біркелкі тегіс болып, қосымша өңдеуді қажет етпейді.

- пластмассалар әр түрлі түстерге оңай боялады;

- барлық пластмассаларды қажет болған жағдайда майыс­қақ күйінде механикалық өңдеуге (бұрғылауға, жонуға, ажар­лауға) болады.

Пластмассалардың құрамы әр түрлі болып келеді. Жалпы оларда полимерлер, толықтырғыштар, пластификаторлар, боя­ғыш­тар және ескіртпейтін компоненттер болады. Пласт­массаның құрамына типіне байланысты аталған компонент­тердің бірі немесе бірнешеуі енеді. Кейде пластмассаны жалғыз полимерден ғана да жасайды.

Полимер. Полимер – байланыстырушы заттың рөлін атқа­ра­тын пластмассаның басты элементі. Полимер дегеніміз – мо­но­мердің қайталанатын тізбегінен пайда болатын макромоле­кула­лардан тұратын жоғары молекулалы зат. Полимерлену реакциясына бірдей мономерлер ғана емес, әр түрлі 2-3 немесе одан да көп мономерлер түседі. Бұндай күрделі полимерлер полимерлестер деп аталады.

Макромолекулалары әр түрлі ірі буындардан тұратын полимерлер блокполимерлер деп аталады.

А – А – А – А – А - - А – А – А – А – А қарапайым полимер

-А – В – В – А – А – В В В

полимерлес егілген полимерлес

А – А – А – В – В –А – А – А – В – В –

Блокполимерлес

32- сурет. Полимер құрылысының сұлбалары: А және В – макромолекулалардың әр түрлі буындары

Полимерлер химиялық құрамына байланысты органикалық, элементорганикалық және бейорганикалық, ал алыну тәсіліне байланысты табиғи, жасанды, синтетикалық болады.

Қазіргі кезде өндірісте көбінесе синтетикалық полимерлер (шайырлар) жиі, ал табиғи полимерлер (көксағыз, асфальт, канифоль) сирек қолданылады.

Барлық синтетикалық полимерлер полимерлену және поликонденсациялану реакциясы арқылы алынады. Белгілі бір жағдайда (температура, қысым, катализатор) олардың байланыстарының қандай да бір бөлігі үзіледі де, полимердің ұзын тізбегіне қосылады. Полимерлену барысында мономер макромолекуласына қосылады.

Реакцияға бір немесе бірнеше мономерлер қатыса алады. Бұл процесс полимерлестіру деп аталады.

Жалпы түрде полимерлену реакциясы nА  (- А -)n, ал полимерлестіру реакциясы nА + nВ  (- А – В - )n сұлбасы бойынша өтеді.

Полимерлену нәтижесінде сызықты құрылымды полимер алынады.

Поликонденсациялану процесінің сұлбасы - n(Х-А-У)  (-А–) n + nХУ.

Қыздырғанда полимерлер балқиды және жұмсақ күйге түседі.

Толықтырғыштар. Толықтырғыштар пластмассаның көлемін ұлғайту үшін және физика-химиялық, басқа да қасиеттерін жақсарту үшін, сондай-ақ суытқан кезде шөгуін азайту үшін қолданылады. Толықтырғыштар ретінде ағаш ұнын, кварц немесе астбест ұнтағын, мақтаның қалдығын, шыны талшықтарын пайдаланады.

Берік пластмассалар алу үшін толықтырғыштар ретінде мақта және шыны маталар, қағаз немесе ағаш сыналар қолданылады. Бұндай пластмассалар қабатты пластиктер деп аталады.

Пластификаторлар. Пластификаторлар - пластмассалардың морттылығын азайту үшін қолданылады. Оларға сұйықтар (дибутилфталат, диоктилфталат) немесе нашар еритін балауыз тәрізді заттар жатады. Пластмассалардың морттылығы полимердің тізбек аралық кеңістігіне пластификатордың енуі нәтижесінде азаяды.

Тоздырмағыштар. Тоздырмағыштар пластмассаларды қолдану процесінде, әсіресе жоғары температура мен жарықтың әсерінен болатын пластмассалардың тотығу процесін баяулатады.

Бояғыштар. Бояғыштарды пластмассаға әдемі түр беру мен ылғал және жарық жұтуды азайту үшін қолданады.

Сондай-ақ пластмасса құрамына полимерлердің ыдыраған төменмолекулалық өнімдерін байланыстыратын тұрақтандырғыштар, пластмассалардың қатуын жеделдеткіштер мен баяулатқыштар енеді.