4. Пластмасса, состав, свойства и применение

4.1. Состав пластмасс.

Пластмассы — это синтетические материалы, получаемые на основе органических и элементоорганических полимеров. Свойства пластмасс определяются свойствами полимеров, составляющих их основу.

Пластмассы состоят из нескольких компонентов: связующего вещества, наполнителя, пластификатора и др. Обязательным компонентом является связующее вещество. Такие простые пластмассы, как полиэтилен, вообще состоят из одного связующего вещества.

Наполнителями служат твердые материалы органического и неорганического происхождения. Они придают пластмассам прочность, твердость, теплостойкость, а также некоторые специальные свойства, например антифрикционные или, наоборот, фрикционные. Кроме того, наполнители снимают усадку при прессовании.

Пластификаторы представляют собой нелетучие жидкости с низкой температурой замерзания. Растворяясь в полимере, пластификаторы повышают его способность к пластической деформации. Их вводят для расширения температурной области высокоэластического состояния, снижения жесткости пластмасс и температуры хрупкости. В качестве пластификатора применяют сложные эфиры, низкомолекулярные полимеры и др. Пластификаторы должны оставаться стабильными в условиях эксплуатации. Их наличие улучшает морозостойкость и огнестойкость пластмасс.

В состав пластмасс могут также входить стабилизаторы, отвердители, красители и другие вещества.

Стабилизаторы вводят в пластмассы для повышения долговечности. Светостабилизаторы предотвращают фотоокисление, а антиокислители — термоокислительные реакции.

Отвердители изменяют структуру полимеров, влияя на свойства пластмасс. Чаще используют отвердители, ускоряющие полимеризацию. К ним относятся оксиды некоторых металлов, уротропин и др.

Специальные химические добавки вводят с различными целями; например, сильные органические яды-фунгициды — для предохранения пластмасс от плесени и поедания насекомыми в условиях тропиков.

Смазывающие вещества (стеарин, олеиновая кислота) применяют для предотвращения прилипания пластмассы к оборудованию при производстве и эксплуатации изделий.

Красители и пигменты придают желаемую окраску пластмассам.

Классифицируют пластмассы по нескольким признакам:

1) по способу синтеза:

- получаемые полимеризацией — молекулы мономера соединяются без образования побочных продуктов;

- получаемые поликонденсацией — состав получаемых полимеров отличается от состава исходных веществ, т.к. при реакции образуются дополнительные низкомолекулярные продукты;

- получаемые методом химической модификации — заменой атомов водорода или других элементов на новые атомы и группы в самой полимерной цепи (например, хлорирование полимеров);

2) по виду наполнителя:

- с твердым наполнителем в виде порошков (графит, древесная мука, кварц, гипс и др.);

-с твердым наполнителем в виде волокон (очесов хлопка и льна, волокон из стекла и асбеста);

- с твердым наполнителем в виде слоистых материалов (тканей х/б, стеклянной, асбестовой, бумаги);

- с газообразным наполнителем;

3) по отношению к нагреванию:

- термопластичные — при нагревании размягчаются, а при охлаждении затвердевают. Никаких необратимых химических превращений при нагревании и охлаждении в них не происходит. Как правило, это чистые полимеры или композиции полимеров с пластификаторами и противостарителями. Термопласты отличаются низкой усадкой, малой хрупкостью, большой упругостью и способностью к ориентации;

- термореактивные — после тепловой обработки переходят в термостабильное состояние. Реактопласты отличаются хрупкостью, имеют большую усадку и содержат в своем составе наполнители;

4) по применению:

- силовые (конструкционные, фрикционные, антифрикционные);

- несиловые (оптически прозрачные, химически стойкие, электро- и теплоизоляционные, декоративные, уплотнительные и др.);

5) по структуре:

- аморфные;

- кристаллические.

Для пластмасс характерны следующие свойства:

• низкая плотность;

• высокая коррозионная стойкость;

• высокие диэлектрические свойства;

• хорошая окрашиваемость в любые цвета;

• механические свойства широкого диапазона;

• антифрикционные свойства;

• высокие теплоизоляционные;

• высокие адгезионные свойства;

• хорошие технологические свойства.