Пластмаса, Вікіпедія

19.09.2015

Пластмаси

Предмети побуту, повністю або частково виготовлені з пластмаси

Пластма?сси (пласти?історичні ма?сси) або пла?стіки — органічні матеріали, основою яких є синтетичні або природні високомолекулярні сполуки (полімери). Виключно широке застосування отримали пластмаси на основі синтетичних полімерів.

Зміст
Історія [ | ]

Перша пластмаса була отримана англійським металургом і винахідником в 1855 році [1]. Паркс назвав її (пізніше набула поширення інша назва — целулоїд ). Паркезин був вперше представлений на Великій Міжнародній виставці в Лондоні в 1862 році. Розвиток пластмас почалося з використання природних пластичних матеріалів (жувальної гумки. шелаку ), потім продовжилося з використанням хімічно модифікованих природних матеріалів (гума. нітроцелюлоза. колаген. галалит ) і, нарешті, прийшов до повністю синтетичним молекул (бакеліт. епоксидна смола. полівінілхлорид. поліетилен та інші).

Паркезин був торговою маркою першого штучного пластику і був зроблений з целюлози, обробленої азотною кислотою і розчинником. Паркезин часто називали штучної слонової кісткою. У 1866 році Паркс створив фірму Parkesine Company для масового виробництва матеріалу. Однак, в 1868 році компанія збанкрутувала з-за поганої якості продукції, так як Паркс намагався скоротити витрати на виробництво. Наступником паркезина став ксилонит (інша назва того ж матеріалу), що виробляється компанією. колишнього співробітника Паркса, і целулоїд, що виробляється .

Типи пластмас [ | ]

У залежності від природи полімеру і характеру його переходу з в’язкотекучого в склоподібне стан при формуванні виробів з пластмаси поділяють на:

  • Термопласти (термопластичні пластмаси ) — при нагріванні розплавляються, а при охолодженні повертаються у вихідний стан;
  • Реактопласти (термореактивні пластмаси ) — в початковому стані мають лінійну структуру макромолекул, а при деякій температурі затвердіння набувають сітчасту. Після затвердіння не можуть переходити у в’язкотекучий стан. Робочі температури вище, але при нагріванні руйнуються і при подальшому охолодженні не відновлюють своїх початкових властивостей.

Також газонаповнені пластмаси — спінені пластичні маси, що володіють малою щільністю.

Властивості [ | ]

Основні механічні характеристики пластмас ті ж, що і для металів.

Пластмаси характеризуються малою щільністю (0,85—1,8 г/см?), надзвичайно низькими електричної і теплової провідностями, не дуже великою механічною міцністю. При нагріванні (часто з попередніми розм’якшенням) вони розкладаються. Не чутливі до вологості. стійкі до дії сильних кислот і підстав. ставлення до органічних розчинників різне (в залежності від хімічної природи полімеру). Фізіологічно майже нешкідливі. Властивості пластмас можна модифікувати методами кополімеризації або стереоспецифической полімеризації. шляхом поєднання різних пластмас один з одним або з іншими матеріалами, такими як скляне волокно. текстильна тканина. введенням наповнювачів і барвників, пластифікаторів. — в. опромінення та ін. а також варіюванням сировини, наприклад, використання відповідних поліолів і при отриманні поліуретанів .

Твердість пластмас визначається за Брінеллем при навантаженнях 50-250 кгс на кульку діаметром 5 мм

Теплостійкість — температура, при якій пластмасовий брусок з розмірами 120 ? 15 ? 10 мм, згинальний при постійному моменті, що створює найбільшу напругу вигину на гранях 120 ? 15 мм, що дорівнює 50 кгс/см?, зруйнується або зігнеться так, що укріплений на кінці зразка важіль довжиною 210 мм переміститься на 6 мм

Теплостійкість — температура, при якій циліндричний стержень діаметром 1,13 мм під дією вантажу масою 5 кг (для м’яких пластмас 1 кг) поглибиться в пластмасу на 1 мм

Температура крихкості (морозостійкість) — температура, при якій пластичний або еластичний матеріал при ударі може зруйнуватися крихко.

Для надання особливих властивостей пластмасі в неї додають пластифікатори (силікон, дибутилфталат. ПЕГ та т. п.), антипірени (дифенилбутансульфокислота ), антиоксиданти (, неграничні вуглеводні ).

Отримання [ | ]

Виробництво синтетичних пластмас засноване на реакціях полімеризації. поліконденсації або низькомолекулярних вихідних речовин, що виділяються з вугілля. нафти або природного газу. таких, приміром, як бензол. етилен. фенол. ацетилен та інших мономерів. При цьому утворюються високомолекулярні зв’язку з великим числом вихідних молекул (префікс «полі-» від грецького «багато», наприклад етилен-поліетилен).

Методи обробки [ | ]
Механічна обробка [ | ]

Пластичні маси, в порівнянні з металами, мають підвищену пружною деформацією. внаслідок чого при обробці пластмас застосовують більш високі тиску, ніж при обробці металів. Застосовувати якусь мастило, як правило, не рекомендують; тільки в деяких випадках при остаточній обробці допускають застосування мінерального масла. Охолоджувати виріб і інструмент слід струменем повітря.

Пластичні маси більш тендітні, чим метали, тому при обробці пластмас різальними інструментами треба застосувати високі швидкості різання і зменшувати подачу. Зношування інструменту при обробці пластмас значно більше, ніж при обробці металів, чому необхідно застосовувати інструмент з високовуглецевої або швидкорізальної сталі чи з твердих сплавів. Леза різальних інструментів треба заточувати, по можливості, більш гостро, користуючись для цього дрібнозернистими колами.

Пластмаса може бути оброблена на токарному верстаті. може фрезероваться. Для розпилювання можуть застосовуватися стрічкові пилки. дискові пили і карборундові кола.

Також одним із способів переробки пластмас є ротоформование.

Вважається,що ротаційне формування полімерів почалося в кінці 30-х років минулого століття з появою рідкого полівінілхлориду. Під час другої світової війни за цією технологією крім традиційних пляжних м’ячів і м’яких іграшок стали виробляти колби шприців, м’які пляшки, еластичні балони і повітряні подушки. Перше обладнання, що застосовувалося для ротаційного формування, було дуже примітивним. І тільки в кінці 50-х років з появою порошкового поліетилену і установок, на яких обігрів форм проводився за допомогою газових пальників, розпочався бурхливий розвиток.

В основі технології ротаційного формування лежить досить простий принцип. Процес починається з завантаження певної кількості полімеру (порошок, гранули або рідина) в порожню форму, що складається з двох стикуючих частин. Потім її обертають і/або розгойдують щодо двох осей на невеликих швидкостях, при цьому також піддають нагріванню, в результаті чого полімер налипає на внутрішню поверхню і утворює щільний однорідний шар. На етапі охолодження триває обертання, за рахунок чого виріб набуває задану форму. Коли стінка виготовляється продукту набуває необхідну жорсткість, обертання і охолодження припиняються і його видаляють. Після цього форму можна використовувати для повторення всього циклу виготовлення. На відміну від інших технологій при ротаційному формуванні тиск у формі практично не відрізняється від атмосферного, і таким чином виріб не має залишкових напружень, пов’язаних з тиском.

В даний час ротаційне формування – це технологія виробництва легких і безшовних полімерних виробів типу оболонок і їм подібних найрізноманітнішої конфігурації і розмірів, які успішно конкурують за цінами і споживчими властивостями з продукцією з полімерів, виготовленими іншими способами обробки. У технології ротаційного формування приходять сучасні досягнення в області комп’ютеризації та автоматизації обладнання, методи контролю температури і частоти обертання форм, нові полімерні композиції. При проектуванні нових виробів і їх форм використовуються сучасні системи об’ємного моделювання та розрахунку на міцність. ЦК Ротопласт — перше підприємство повного циклу в Росії. Була заснована в 1998 р.

Сучасні вироби, одержувані ротаційним формуванням, виготовляють з високоміцного, морозостійкого, стійкого до сонячного світла поліетилену, а також з сертифікованого харчового поліетилену, призначеного для зберігання, приготування (наприклад, засолювання чи закваски) і транспортування продуктів харчування. Вони легко миються, у тому числі й агресивними миючими засобами. Всі перераховані переваги дозволяють використовувати продукцію ротоформовки в самих різних сферах споживання і виробництва, в широкому діапазоні кліматичних зон на всій території Росії.

Зварювання [ | ]

З’єднання пластмас між собою може здійснюватися як механічним шляхом (за допомогою болтів, заклепок, склеюванням, розчиненням з наступним висиханням), так і за допомогою зварювання. З перерахованих способів з’єднання тільки за допомогою зварювання можна отримати з’єднання без сторонніх матеріалів, а також з’єднання, яке за властивостями і складом буде максимально наближене до основного матеріалу. Тому зварювання пластмас знайшла застосування при виготовленні конструкцій, до яких пред’являються підвищені вимоги до герметичності, міцності та інших властивостей.

Процес зварювання пластмас полягає в утворенні з’єднання за рахунок контакту нагрітих поверхонь, що з’єднуються. Він може відбуватися за певних умов:

  1. Підвищена температура. Її величина повинна досягати температури в’язкотекучого стану.
  2. Щільний контакт зварюваних поверхонь.
  3. Оптимальний час зварювання — час витримки.

Також слід зазначити, що температурний коефіцієнт лінійного розширення пластмас у кілька разів більше, ніж у металів, тому в процесі зварювання та охолодження виникають залишкові напруження і деформації, які знижують міцність зварних з’єднань пластмас.

На міцність зварних з’єднань пластмас великий вплив мають хімічний склад, орієнтація макромолекул, температура навколишнього середовища та інші фактори.

Застосовуються різні види зварювання пластмас:

  1. Зварювання газовим теплоносієм з присадкою і без присадки
  2. Зварювання экструдируемой присадкою
  3. Контактно-теплова зварювання оплавленням
  4. Контактно-теплова зварювання проплавленням
  5. Зварювання в електричному полі високої частоти
  6. Зварювання термопластів ультразвуком
  7. Зварювання пластмас тертям
  8. Зварювання пластмас випромінюванням
  9. Хімічна зварювання пластмас

Як і при зварюванні металів, зварювання пластмас слід прагнути до того, щоб матеріал зварного шва і біляшовній зони за механічним та фізичним властивостям мало відрізнявся від основного матеріалу. Зварювання термопластів плавленням, як і інші методи їх переробки, заснована на перекладі полімеру спочатку в високоеластичне, а потім у в’язкотекучий стан і можлива лише у тому випадку, якщо зварювані поверхні матеріалів (чи деталей) можуть бути переведені в стан в’язкого розплаву. При цьому перехід полімеру в в’язкотекучий стан не повинен супроводжуватися розкладанням матеріалу термодеструкцией.

При зварюванні багатьох пластмас виділяються шкідливі пари і гази. Для кожного газу є строго певна гранично доступна його концентрація в повітрі (ГДК ). Наприклад, для діоксиду вуглецю ГДК дорівнює 20, для ацетону — 200, а для етилового спирту — 1000 мг/м?.

Матеріали на основі пластмас [ | ]
Меблеві пластмаси [ | ]

Пластик, який використовують для виробництва меблів. отримують шляхом просочення паперу термореактивними смолами. Виробництво паперу є найбільш енерго — і капиталлоемким етапом у всьому процесі виробництва пластику. Використовується 2 типи паперів: основою пластику є крафт-папір (щільна і невибілена) і декоративна (для додання пластику малюнка). Смоли поділяються на фенолформальдегідні. які використовуються для просочення крафт-паперу, і. які використовуються для просочення декоративного паперу. Меламиноформальдегидные смоли виробляють з меламіну, тому вони коштують дорожче.

Меблевий пластик складається з декількох шарів. Захисний шар — оверлей — практичний прозорий. Виготовляється з паперу високої якості, просочується меламіноформальдегідної смолою. Наступний шар — декоративний. Потім кілька шарів крафт-паперу, яка є основою пластику. І останній шар — компенсуючий (крафт-папір, просочений меламиноформальдегидными смолами). Цей шар присутній тільки в американського меблевого пластику.

Готовий меблевий пластик представляє з себе міцні тоновані листи товщиною 1-3 мм За властивостями він близький до гетинаксу. Зокрема, він не плавиться від дотику жалом паяльника. і, строго кажучи, не є пластичною масою, так як не може бути відлитий у гарячому стані, хоча і піддається зміні форми аркуша при нагріванні. Меблевий пластик широко використовувався у XX столітті для обробки салонів вагонів метро .

Система маркування пластику [ | ]

Для забезпечення утилізації одноразових предметів у 1988 році була розроблена система маркування для всіх видів пластика та ідентифікаційні коди. Маркування пластику складається з 3-х стрілок у формі трикутника, всередині яких знаходиться число, що позначає тип пластика. Часто при маркуванні виробів під трикутником вказується літерне маркування (в дужках вказана маркування російськими літерами):

Короткий опис статті: пластмас

Джерело: Пластмаса — Вікіпедія

Також ви можете прочитати