химический каталог




ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫ (пластмассы, пластики), полимерные материалы, формуемые в изделия в пластическом или вязкотекучем состоянии обычно при повыш. температуре и под давлением. В обычных условиях находятся в твердом стеклообразном или кристаллич. состоянии. Помимо полимера могут содержать твердые или газообразные наполнители и различные модифицирующие добавки, улучшающие технол. и(или) эксплуатационных свойства, снижающие стоимость и изменяющие внешний вид изделий. В зависимости от природы твердого наполнителя различают асбопластики, боропластики, графи-топласты, металлополимеры, органопластики, стеклопластики, углепластики. ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫ м., содержащие твердые наполнители в виде дисперсных частиц различные формы (например, сферической, игольчатой, волокнистой, пластинчатой, чешуйчатой) и размеров, распределенных в полимерной матрице (связующем), называют дисперсно-наполненными. ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫм., содержащие наполнители волокнистого типа в виде ткани, бумаги, жгута, ленты, нити и др., образующие прочную непрерывную фазу в полимерной матрице, называют армированными (см. Армированные пластики, Композиционные материалы). В ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫ м. могут также сочетаться твердые дисперсные и(или) непрерывные наполнители одинаковой или различные природы (так называемой гибридные, или комбинированные, наполнители). Содержание твердого наполнителя в дисперсно-наполненных ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫ м. обычно изменяется в пределах 30-70% по объему, в армированных - от 50 до 80%.

ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫ м., содержащие в качестве наполнителя газ или полые органическое либо неорганическое частицы, относят к пенопластом, которые также может быть дисперсно-наполненными или армированными.

Модифицирующие добавки вводят в ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫ м. в небольших количествах для регулирования состава, структуры и свойств полимерной фазы или границы раздела фаз полимер - наполнитель. Для регулирования вязкости на стадиях получения и переработки ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫ м. используют инертные или активные растворители, разбавители и загустители, для снижения температур стеклования, текучести и хрупкости-пластификаторы, для повышения химический, термо- и светостойкости - антиоксиданты, термо- и светостабилизаторы, для снижения горючести-антипирены, для окрашивания - пигменты или красители, для снижения электризуемости - антистатики, для улучшения смачивания наполнителя и повышения адгезионного взаимодействия полимер - наполнитель используют ПАВ и аппретирующие средства (см. Текстильно-вспомогательные вещества). По типу полимерного компонента и характеру физических и химический превращений, протекающих в нем при получении и переработке и определяющих способ и условия последних, ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫ м. подразделяют на два принципиально различных класса - термопласты и реактопласты.

Термопласты (ТП)-П. м. на основе линейных или разветвленных полимеров, сополимеров и их смесей (см. также Высокомолекулярные соединения), обратимо переходящих при нагревании в пластическое или вязкотекучее состояние в результате плавления кристаллич. и(или) размягчения аморфной (стеклообразной) фаз. Наиб. распространены ТП на основе гибкоцепных (главным образом карбоцепных) полимеров, сополимеров и их смесей-полиолефинов (полиэтилена, полипропилена, поли-4-метил-1-пентена), поливинилхлорида, полистирола (см. также Полистирол ударопрочный, АБС-пластик), полиметилметакрилата, поливинилацеталей, производимых в больших объемах и имеющих сравнительно низкую стоимость; они обладают низкими температурами плавления и размягчения, тепло- и термостойкостью. Особое место среди ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫ м. на основе карбоцепных полимеров занимают фторопласты, для которых характерны высокие температуры плавления и уникальные химический стойкость и термостойкость, анти фрикц. свойства. В меньших масштабах используют ТП на основе гетероцепных полимеров, сополимеров и их смесей, например гибкоцепных алифатических и жесткоцепных ароматических простых и сложных полиэфиров (см., например, Пента-пласт, Полисульфоны, Полифениленоксиды, Полиэтилен-терефталат, Поликарбонаты, Полиарилаты), полиамидов (см. также Поли-e-капроамид, Полигексаметиленадипинамид, Поли-м-фениленизофталамид), полиацеталей (см. Поли-формальдегид), полиимидов и полиуретанов.

По фазовому состоянию не содержащие наполнителей (ненаполненные) ТП может быть одно- и двухфазными аморфными, аморфно-кристаллическими и жидкокристаллическими. К однофазным аморфным ТП относятся полистирол, поли-метакрилаты, Полифениленоксиды, которые эксплуатируются в стеклообразном состоянии и обладают высокой хрупкостью. По свойствам им близки стеклообразные аморфно-кристаллич. ТП, имеющие низкую степень кристалличности (менее 25%), например поливинилхлорид, поликарбонаты, полиэтилентере-фталат, и двухфазные аморфные ТП на основе смесей полимеров и привитых сополимеров, например ударопрочный полистирол, АБС-пластики, состоящие из непрерывной стеклообразной и тонкодиспергир. эластичной фаз. Деформац. теплостойкость таких ТП определяет температура стеклования, лежащая в интервале 90-2200C.

Кристаллическая ТП, имеющие высокую степень кристалличности (более 40-50%) и низкую температуру стеклования, например полиолефины, фторопласты, полиформальдегид, алифатич. полиамиды, обычно эксплуатируют при температурах выше температур стеклования, когда аморфные области находятся в эластич. состоянии. Их деформационные теплостойкость определяет температура плавления, лежащая в интервале 110-3600C.

ТП на основе термотропных жидкокристаллич. полимеров (см. Жидкие кристаллы), например некоторых ароматические сложных полиэфиров и их сополимеров, состоят из изотропной и анизотропной (чаще всего нематической) фаз. Анизотропная фаза характеризуется самопроизвольной ориентацией выпрямленных макромолекул или их участков и оказывает так называемой эффект самоармирования. Их теплостойкость определяет температура плавления жидкокристаллич. фазы, лежащая в пределах 200-2500C.

Производят ТП в виде гранул или порошков. Для наполнения с целью снижения стоимости, повышения стабильности формы изделий и улучшения эксплуатационных свойств чаще всего используют коротковолокнистые наполнители органическое или неорганическое природы и минеральных порошки. Эти наполнители, а также модифицирующие добавки вводят чаще всего при переработке-гранулировании ТП, реже на стадии синтеза полимера (см. Полимеризация на наполнителях). При использовании непрерывных волокнистых наполнителей их пропитывают раствором или расплавом полимера. Применяют также методы пленочной, волоконной или порошковой технологии, в которых наполнитель сочетают с ТП, находящимся в форме пленки, волокна или порошка соответственно; на стадии формования изделий из таких пластмасс ТП расплавляются и наполнитель пропитывается ими.

В качестве газонаполненных ТП наиболее распространены пенополистирол и пенополивинилхлорид, а также синтактические ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫм. (наполнитель-полые частицы).

Ненаполненные и дисперсно-наполненные ТП формуют в изделия и полуфабрикаты (например, прутки, профили, листы) литьем под давлением и экструзией, реже прессованием или спеканием. Изделия из листовых заготовок ТП, в т.ч. армированных непрерывными наполнителями, изготовляют штамповкой, вакуумным и пневмоформованием. Изделия.и полуфабрикаты из ТП можно подвергать механические обработке (например, вырубке, резке), сварке, склеиванию и вторичной переработке. Для регулирования структуры ТП и остаточных напряжений в изделиях из них используют дополнительной термообработку (отжиг или закалку). Для снижения ползучести (особенно при повыш. температурах) ТП подвергают также химический или радиац. сшиванию, приводящему к образованию пространств. сетки. Важный способ повышения деформационно-прочностных свойств ТП, особенно листовых и пленоч ных,-ориентац. вытяжка (см. Ориентированное состояние полимеров).

Реактопласты (РП)-П.м. на основе жидких или твердых, способных при нагревании переходить в вязкотекучее состояние, реакционноспособных олигомеров (смол), превращающихся в процессе отверждения при повыш. температуре и(или) в присутствии отвердителей в густосетчатые стеклообразные полимеры, необратимо теряющие способность переходить в вязкотекучее состояние. По типу реакционноспособных олигомеров РП подразделяют на фенопласты (на основе фено-ло-формальд. смол), аминопласты (на основе мочевино- и меламино-формальд. смол), эпоксипласты (на основе эпок-сидных смол), эфиропласты (на основе олигомеров акриловых), имидопласты (на основе олигоимидов или смесей имидообразующих мономеров) и др. Молекулярная масса олигомеров, тип и количество реакционноспособных групп в них, а также природа и количество отвердителя определяют свойства РП на стадиях их получения, переработки в изделия (например, условия, механизм и скорость отверждения, объемные усадки и выделение летучих веществ), а также эксплуатационных свойства изделий. Для регулирования технол. свойств РП наиболее широко используют разбавители, загустители и смазки, а для модификации свойств в отвержденном состоянии - пластификаторы и эластифицирующие добавки (например, жидкие каучуки, простые олигоэфиры), которые вводят в олигомер.

Ненаполненные РП сравнительно редко используют как самостоят. материалы из-за высоких объемных усадок при отверждении смол и возникающих вследствие этого больших усадочных напряжений. Обычно смолы, содержащие модифицирующие добавки, служат связующими наполненных РП. Дисперсно-наполненные РП получают в виде OT-верждающихся масс (см. Пресспорошки, Премиксы)совмещением связующего с наполнителем в различные смесителях; такие РП перерабатывают в изделия методами компрессионного или литьевого прессования и литья под давлением, реже заливкой в формы или трансфертам прессованием. Армированные РП получают в виде препрегов-предрари-тельно пропитанных связующим непрерывных волокнистых наполнителей (см. Волокниты, Гетинакс, Слоистые пластики, Сотопласты). Изделия из таких полуфабрикатов формуют методами намотки, выкладки и протяжки с последующей фиксированием их формы путем отверждения связующего. В др. методах заготовки изделий формуют из "сухого" наполнителя, а затем, предварительно вакуумируя, пропитывают их связующим под давлением, после чего уплотняют и отверждают.

Из газонаполненных РП наиболее распространение получили пенофенопласты и пенополиуретаны.

Осн. преимущества РП по сравнению с ТП-более широкие возможности регулирования вязкости, смачивающей и пропитывающей способности связующего; недостатки обусловлены экзотермодинамически эффектами, объемными усадками и выделением летучих веществ при отверждении и связанными с этим дефектностью и нестабильностью формы изделий и их хрупкостью. Процессы формования изделий из РП обычно более длительны и трудоемки, чем из ТП. На предельных стадиях отверждения РП не способны к повторному формованию и сварке. Соединение деталей из РП производят склеиванием и механические методами. При низких степенях отверждения РП способны к так называемой химический сварке и приформовке одной детали к другой.

Свойства и применение. Физ.-механические и др. эксплуатационных свойства ТП и РП различаются в очень широких пределах в зависимости от типа и содержания полимера, наполнителя и модифицирующих добавоколо Так, для ненаполненных ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫм. кратковременный модуль упругости при обычных условиях изменяется от 4 ГПа для аморфных стеклообразных до 0,015 ГПа для кристаллических с низкой температурой стеклования, а прочность при растяжении - от 150-200 до 10 МПа соответственно. Плотность ненаполненных ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫм. лежит в пределах 0,85-1,50 г/см3 и только для фторопластов достигает 2,3 г/см3. В широких пределах различаются также диэлектемпературич. и теплофизических свойства ненаполненных ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫм. Очень резко изменяются свойства ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫм. при их наполнении - от легких и мягких пенопластов до жестких и прочных боро-, органов и углепластиков, значительно превосходящих по прочностным показателям конструкц. металлы (см. Наполненные полимеры).

Осн. достоинства ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫм.-возможность производства деталей сложной формы и полуфабрикатов (пленок, труб, профилей и т.п.) высокопроизводительными, малоэнергоемкими и безотходными методами формования (см. также Полимерных материалов переработка), низкая плотность, устойчивость в агрессивных средах, к воздействиям вибрации и ударных нагрузок, радиац. излучений, атмосферостойкость, высокие оптический и диэлектрическая свойства, легкость окрашивания. К недостаткам относятся горючесть, большое тепловое расширение, низкие термо- и теплостойкость, склонность к ползучести и релаксации напряжения, растрескивание под напряжением.

ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫм. применяют во всех отраслях промышленности и с. х-ва в качестве материалов конструкц., защитного, электротехн., декоративного, фрикц. и антифрикц. назначений.

Термин "П.м." появился в кон. 19 в. Первые пром. материалы были изготовлены на основе нитроцеллюлозы (1862-65) и казеина (1897). Развитие современной реактопластов началось с разработки фенопластов (Л. Бакеланд, 1907-08) и аминопластов (Г. Поллак, 1921), термопластов-с синтеза полистирола (1930), поливинилхлорида (1937), полиэтилена (1938-39). В России производство ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫм. начало складываться приблизительно в 1914 и достигло 5,03 млн. т/год (1986); науч. основы и организац. начала связаны с именами Г.С. Петрова, A.M. Настюкова, А.А. Ваншейдта, С.H. Ушакова, И. ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫ Лосева и др. Совр. промышленость ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫ м. включает большой ассортимент материалов на основе разнообразных связующих и наполнителей. Рост мирового производства ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫм. идет высокими темпами (около 20% в год); оно достигло 72,8 млн. т/год (1985), превысив по объему производство металлов.

Литература: Энциклопедия полимеров, т. 2, M., 1974; Пластики конструкционного назначения (реактопласты), под ред. E. Б. Тростянской, M., 1974; Термопласты конструкционного назначения, под ред. E. Б. Тростянской, M., 1975; Справочник но пластическим массам, под ред. В. H. Катаева, 2 изд., т. 1-2, M.. 1975; Modern plastics encyclopedia, N. Y., 1988. E. Б. Тростянская, А. Г. Бабаевский.


Химическая энциклопедия. Том 3 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
обученение сервисное газовых котлов новосибирск
приключение в подарок
acer компьютер
выпрямить и покрасить заднее крыло ауди а6с5 1999 стоимость

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(19.12.2017)