Виготовлення пластмас

ЗМІСТ

ВСТУП ;

1. .СИРОВИНА. ВЛАСТИВОСТІ ПЛАСТМАС ;

2. ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС

2.1. Виливка без дефектів ;

2.2. Класифікація пластмас ;

2.3. Технологічні властивості пластмас;

2.4. Фізико-хімічні основи переробки пластмас;

3. ПРОДУКЦІЯ

3.1. Марочні асортименти пластмас;

3.2. Вибір пластмас;

3.3. Обсяг виробництва й структура споживання пластмас;

3.4. Пластики;

3.5. Деревні пластики;

3.6. Пінопласт ;

3.7. Полівінілхлорид;

3.8. Основні види реактопластів;

3.9.Основні види термопластів ;

3.10.Поліпропілен;

3.11.Асбопластики;

3.12.Волокніт;

3.13.Гетинакс;

4. ВИСНОВКИ;

5. ВИКОРИСТАНА ЛІТЕРАТУРА.

ВСТУП

Пластмаса – це матеріал на основі полімерів. Матеріал, з якого була зроблена більшість із таких близьких нашому серцю іграшок, якими ми грали в дитинстві.

Виробництво пластмас тоді було поставлено на широку ногу, тому численні заводи пластмас робили вироби із пластмаси для всіх потреб народного господарства. Пластик широко застосовується у виробництві вікон, ПВХ, а також у більшості предметів побуту й народного господарства. Взяти хоча б так називану харчову пластмасу, що знаходить своє відбиття в пластиковому посуді – обов'язковому атрибуті будь-якого пікніка або застілля. Пластик дешевше заліза, а значить за інших рівних умов здатний з успіхом здешевлять виробництво. У наш час виробники пластмаси знову набирають оборот, як і всі виробництва по країні, ринок пластмас поступово стає конкурентноздатним уже на міжнародному рівні, де великі російські виробники вже займаються продажем пластмаси й виробів з нього.

Якщо розглядати сучасне виробництво пластмас, то варто відзначити до збільшення методів виготовлення виробів шляхом лиття пластмас, а також впровадження у виробництво вторинної переробки пластмас, що дозволяють із відходів пластмас виготовляти нові вироби. Вторинна переробка пластмас дозволяє підприємствам заощаджувати на сировину й робить виробництво таким, що воно більше окупується. Технологія переробки пластмас при цьому вирішує завдання підвищення якості виробу, розглядаючи завдання виготовлення пластмаси, зварювання пластмаси, обробки пластмаси й т.д. Також технологія переробки містить у собі рішення завдань по розробці оснащення для виготовлення пластмас, розглядаючи такі інструменти, як дробарка пластмаси, подрібнювачі пластмас, інструменти для металізація пластмас, розробку прес – форм для заливання в них рідкої пластмаси й т.д.

1.СИРОВИНА.ВЛАСТИВОСТІ ПЛАСТМАС

Пластичні маси із твердим наповнювачем визначаються ступенем наповнення, типом наповнювача й сполучного, міцністю зчеплення на границі контакту, товщиною прикордонного шару, формою, розміром і взаємним розташуванням часток наповнювача. Пластичні маси із частками наповнювача малих розмірів, рівномірно розподіленими по матеріалі, характеризуються ізотропією властивостей, оптимум яких досягається при ступені наповнення, що забезпечує адсорбцію всього обсягу сполучною поверхнею часток наповнювача. При підвищенні температури й тиску частина сполучного десорбіюєтся з поверхні наповнювача, завдяки чому матеріал можна формувати у вироби складних форм із тендітними армуючими елементами. Дрібні частки наповнювача залежно від їхньої природи до різних меж підвищують модуль пружності виробу, його твердість, міцність, надають йому фрикційні, антифрикційні, теплоізоляційні, теплопровідні або електропровідні властивості.

Для одержання пластичних мас низької щільності застосовують наповнювачі у вигляді порожніх часток. Такі матеріали (іноді називані синтактичними пінами), крім того, мають гарними звукоізоляційні і теплоізоляційні властивості.

Застосування як наповнювачі природних і синтетичних органічних волокон, а також неорганічних волокон (скляних, кварцових, вуглецевих, борних, азбестових), хоча й обмежує вибір методів формування й утрудняє виготовлення виробів складної конфігурації, але різко підвищує міцність матеріалу. Закріплююча роль волокон у волокнітах, матеріалах, наповнених хімічними волокнами (т.зв. органоволокнітах), карбоволокнітах і скловолокнітах проявляється вже при довжині волокна 2—4 мм. Зі збільшенням довжини волокон міцність зростає завдяки взаємному їхньому переплетенню й зниженню напруг у сполучному (при високомодульному наповнювачі), локалізованих по кінцях волокон. У тих випадках, коли це допускається формою виробу, волокна скріплюють між собою в нитці й у тканині різного плетива. Пластичні маси, наповнені тканиною (текстоліти), ставляться до шаруватих пластикам, що відрізняється анізотропією властивостей, зокрема високою міцністю уздовж шарів наповнювача й низкою в перпендикулярному напрямку. Цей недолік шаруватих пластиків почасти усувається застосуванням так званих обємнотканих тканин, у яких окремі полотна (шари) переплетені між собою. Сполучне заповнює нещільності переплетень й, тверднучи, фіксує форму, додану заготівлі з наповнювача.

У виробах нескладних форм, і особливо в порожніх тілах обертання, волокна-наповнювачі розташовані по напрямку дії зовнішніх сил. Міцність таких Пластичні маси в заданому напрямку визначається в основному міцністю волокон; сполучне лише фіксує форму виробу й рівномірно розподіляє навантаження по волокнах. Модуль пружності й міцність при розтяганні виробу уздовж розташування волокон досягають дуже високих значень. Ці показники залежать від ступеня наповнення пластичних мас. Для панельних конструкцій зручно використати шаруваті пластики з наповнювачем з деревної шпони або паперу, у тому числі паперу із синтетичного волокна. Значне зниження маси панелей при збереженні твердості досягається застосуванням матеріалів тришарової, або сендвічової, конструкції із проміжним шаром з пінопласту або стільникопласта.

Таблиця 1.

Властивості деяких видів пластмас

2. ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС

2.1. Виливка без дефектів

Безліч факторів, що впливають, на виробництво пластмасових виробів і недолік відомостей приводить до безпорадності в усуненні дефектів одержуваних виробів із пластмаси із прес-форми. При цьому проби й окремі міри, рідко приводять до мети. Для можливості систематичного виявлення, пояснення й усунення дефектів на пластмасових виробах, є гарна конструкція прес-форми, а також правильна установка параметрів машини й технологічних параметрів переробки.

Основну підтримку в усуненні дефектів можуть зробити різні техніки систематизації. Істотним є те, що потрібно не лікувати симптоми, а досліджувати безпосередню причину.

Проблема в процесі при литті пластмас під тиском або дефект на пластмасовому виробі, можуть бути викликані численними причинами, які можуть залежати від машини, від прес-форми, пластмаси й методу. Поряд із причиною дефекту необхідно також по можливості точніше встановити час його виникнення.

При зіставленні дефектів виробів із пластмаси з їхніми можливими причинами легко виявити, що той самий дефект може бути викликаний багатьма причинами, які, крім того, можуть бути закладені як у прес-формі, так й у процесі виробництва пластмасових виробів. Тому деякі дефекти виробів із пластмаси не можуть бути усунуті за допомогою однієї міри, а вимагають погодженої корекції в декількох фазах процесу виробництва пластмас.

Більшість технологічних дефектів пластмасових виробів закладені у фазі пластифікації й упорскування, у той час як для дефектів виробів із пластмас, пов'язаних із прес-формою, насамперед, має значення оформлення літника в прес-форми. Тому систематичний аналіз дефекту в пластмасовому виробі, потрібно починати з перевірки прес-форми й основних параметрів процесу виробництва виробів із пластмас.

2.2. Класифікація пластмас

Ознаками класифікації пластмас є: призначення, вид наповнювача, експлуатаційні властивості й інші ознаки.

Класифікація пластмас по експлуатаційному призначенню:

1. по застосуванню;

2. по сукупності параметрів експлуатаційних властивостей;

3. по застосуванню пластмаси розрізняють (досить умовно):

4. пластмаси для виробництва впакування для харчових продуктів;

5. пластмаси для роботи в зіткненні з агресивними середовищами;

6. пластмаси для роботи при дії короткочасного або тривалого механічного навантаження;

7. пластмаси для роботи при низьких температурах (до мінус 40-60 С);

8. пластмаси антифрикційного призначення;

9. пластмаси електротехнічного і радіотехнічного призначення;

10. пластмаси для одержання прозорих виробів;

11. пластмаси теплоізоляційного і звукоізоляційного призначення - газонаповнений матеріал;

12. по сукупності параметрів експлуатаційних властивостей пластмаси діляться на дві більші групи:

12.1. загально-технічного призначення,

12.2. інженерно-технічного призначення.

Пластмаси загально-технічного призначення мають більше низькі характеристики параметрів експлуатаційних властивостей, чим пластмаси інженерно-технічного призначення. Пластмаси інженерно-технічного призначення зберігають високі значення механічних властивостей не тільки при нормальній і підвищеній температурах, але можуть працювати й при короткочасних навантаженнях при підвищених температурах. Цього не забезпечують пластмаси загально-технічного призначення; вони працюють у ненавантаженому або мало навантаженому стані при звичайній і середній температурах (до 55 С). Пластмаси інженерно-технічного призначення ділять на групи, що забезпечують певні властивості в деякому інтервалі; розрізняють п'ять груп пластмас по цій класифікаційній ознаці.

За значенням окремих параметрів експлуатаційних властивостей становлять ряди пластмас для різних параметрів експлуатаційних властивостей. Параметри класифікації: механічні властивості, властивості зношування, лінійного теплового розширення й інших.

Залежно від застосовності наповнювача й ступеня його здрібнювання всі матеріали підрозділяють на чотири групи:

1. гранульовані,

2. порошкові (прес-порошки),

3. волокнисті,

4. шаруваті.

2.3. Технологічні властивості пластмас

Технологічні властивості пластмас впливають на вибір методу їхньої переробки. До технологічних властивостей пластмас відносять: плинність, вологість, час затвердіння, дисперсність, усадку, таблетуємість, об'ємні характеристики.

Плинність характеризує здатність матеріалу до грузлого плину полімеру, що видавлює протягом 10 хв. через стандартне сопло під тиском певного вантажу при заданій температурі. Так для лиття під тиском використають матеріали й режими переробки, при яких плинність розплаву перебуває в межах 2-20 г/10 хв., для видувного лиття у форму - 1,5-7 г/10 хв., для екструзії труб і профілів - 0,3-1 г/10 хв., для екструзії плівок - 1-4 г/10 хв., для, ламінатів - 7 -12 г /10 хв. Плинність реактопласту дорівнює довжині стрижня в мм, відпресованого в що підігріває прес-формі з каналом зменшуваного поперечного переріза. Цей показник плинності, хоча і є відносною величиною, дозволяє попередньо встановити метод переробки: при плинності по Рашигу 90-180 мм застосовують литтєве пресування, при плинності 30-150 мм - пряме пресування.

Усадка характеризує зміну розмірів при формуванні виробу й термообробці:

В = (Lф-Lі) / Lф * 100 % ; Уд = (L-Lт) / Lф * 100 % ;

де В – усадка після формування й охолодження; Уд – додаткова усадка після термообробки; Lф, Lі – розмір форми й розмір виробу після охолодження; L, Lт – розмір виробу до термообробки й після охолодження.

Усадка виробів з реактопластів залежить від способу формування виробу й виду реакції зшивання: полімеризації або поліконденсації. Причому, остання супроводжується виділенням побічного продукту – води, що під дією високої температури, випаровується. Процес усадки протікає в часі; чим більше час витримки, тим повніше протікає хімічна реакція, а усадка виробу після витягу з форми менше. Однак після деякого часу витримки усадка при подальшому його збільшенні залишається постійної. Вплив температури на усадку: усадка збільшується прямо пропорційно збільшенню температури. Усадка після обробки також залежить від вологості матеріалу й часу попереднього нагрівання: зі збільшенням вологості усадка збільшується, а зі збільшенням часу попереднього нагрівання - зменшується.

Усадка виробів з термопластів після формування пов'язана зі зменшенням щільності при зниженні температури до температури експлуатації.

Усадка полімеру в різних напрямках стосовно напрямку плину для термопластів і реактопластів різна, тобто полімери мають анізотропію усадки. Усадка термопластів більше усадки реактопластів.

Зміст вологи й летучих речовин. Зміст вологи в прес-матеріалах і полімерах збільшується при зберіганні у відкритій тарі через гігроскопічності матеріал або конденсацію її на поверхні. Зміст летучих речовин у полімерах залежить від змісту в них залишкового мономера й низькокиппячих пластифікаторів, які при переробці можуть переходити в газоподібний стан.

Оптимальний зміст вологи: у реактопластів 2,5 - 3,5%, у термопластів - соті й тисячні частки відсотка.

Гранулометричний склад оцінюють розмірами часток й однорідністю. Цей показник визначає продуктивність при подачі матеріалу з бункера в зони нагрівання й рівномірність нагрівання матеріалу при формуванні, що попереджає здуття й нерівності поверхні виробу.

Об'ємні характеристики матеріалу: насипна щільність, питомий обсяг, коефіцієнт ущільнення. (Питомий обсяг - величина, обумовлена відношенням обсягу матеріалу до його маси; насипна щільність - величина зворотна питомому обсягу). Цей показник визначає величину завантажувальної камери прес-форми, бункери й деякі розміри встаткування, а при переробці прес-порошків з більшим питомим обсягом зменшується продуктивність через погану теплопровідність таких порошків.

Таблетуємість - це можливість спресовування прес-матеріала під дією зовнішніх сил і збереження отриманої форми після зняття цих сил.

2.4. Фізико-хімічні основи переробки пластмас

В основі процесів переробки пластмас перебувають фізичні й фізико-хімічні процеси структуроутворення й формування:

1. нагрівання, плавлення, скловання й охолодження;

2. зміна обсягу й розмірів при впливі температури й тиску;

3. деформування, що супроводжується розвитком пластичної (необоротної) і високо-еластичної деформації й орієнтацією макромолекулярних ланцюгів;

4. релаксаціонні процеси;

5. формування надмолекулярної структури, кристалізація полімерів (що кристалізується);

6. деструкція полімерів.

Ці процеси можуть проходити одночасно й взаємозалежно. Переважної буде тільки один процес на певній стадії.

У процесі формування виробів полімер нагрівають до високої температури, деформують шляхом зрушення, розтягання або стиски й потім прохолоджують. Залежно від параметрів зазначених процесів можна значною мірою змінити структуру, конформацію макромолекул, а також фізико-механічної, оптичної й іншої характеристики полімерів.

При охолодженні великої кількості полімерів протікає процес кристалізації.

Кристалізація, залежно від стану розплаву, приводить до різних видів структури. Кристалізація з розплаву полімеру в рівноважному стані без деформації приводить до утворення сферолітних структур. Центром утворення таких структур є зародок , від якого утворяться променеподібні фібрілли, що складаються з безлічі впакованих ламелей. Фібріли, розростаючись у радіальному напрямку й завширшки, утворять сферо-образні структури – сфероліти. Сфероліти утворяться одночасно у великій кількості центрів кристалізації. На основі цього сфероліти в місцях контакту утворять грані і являють собою багатогранники довільної форми й розмірів. Електронно-мікроскопічні дослідження показують, що фібріла сферолітів складена з безлічі ламелей, покладених один на одного й скручених навколо радіуса сфероліта.

Кристалізація з розплаву полімеру протікає при введенні в полімерний матеріал кристалізаторів – зародків.

Якщо кристалізація протікає під високим тиском (300 .500 МПа) і при високій температурі, то утвориться кристалічна структура з випрямлених ланцюгів; при швидкому охолодженні того ж розплаву кристалізація проходить із утворенням складних ланцюгів, макромолекули в цьому випадку в розплаві у вигляді доменів, а швидке охолодження не дозволяє їм перейти в нову конформацію, тобто придбати витягнуту форму. Установлено також, що зі збільшенням тиску температура кристалізації підвищується. Практичне значення цієї властивості: можливість переходу полімеру безпосередньо з розплаву без охолодження у квазикристалічний стан при підвищенні тиску; при цьому виключається плин і загальмовуються релаксаціонні процеси. При підвищенні тиску утворяться більше дрібні сфероліти й тому збільшується механічна міцність виробів. Розміри кристалів також залежать від швидкості охолодження й температури в процесі формування виробу. При високій швидкості охолодження одержують мілко-кристалічну структуру, тому що часу на перегрупування кристалів недостатньо.

Більшу структуру полімеру можна одержати при збільшенні температури, часу витримки й повільному охолодженні або шляхом попереднього нагрівання розплаву до більше високої температури перед кристалізацією. Форма кристалів може бути змінена. Так, використовуючи центри кристалізації й штучні зародки (1 .2% від маси), можна регулювати форму кристалів. При використанні підкладки-кристалізатора в її поверхні виникає велика кількість центрів кристалізації й утвориться щільно впакований шар з перпендикулярно розташованих до поверхні кристалів. Штучні зародки є додатковими центрами кристалізації, форма кристала при цьому залежить від форми зародка кристалізації, на дрібних кристалах ростуть сферо-літні структури, на довгих голчастих кристалах – ленто-образні структури. Структуроутворювачами (зародками) у цьому випадку є окисли алюмінію й ванадію, кварц, двоокис титану й ін. Структуроутворювачами звичайно сприяють здрібнюванню сферо-літної структури полімеру.

Нестаціонарні умови теплопередачі й швидкості охолодження при формуванні виробів з полімерів сприяють одержанню виробів з неоднорідною структурою (більше дрібні кристали в поверхневих шарів).

Якщо буде потреба однорідні властивості пластмасового виробу можна забезпечити за допомогою обпалювання або наступної термообробки при температурі нижче температури плавлення. При обпалюванні зменшується обсяг виробу й підвищується щільність; причому чим вище температура й більше час витримки, тим вище щільність виробу. Термообробка доцільна в тих випадках, коли необхідні підвищені твердість, модуль пружності, механічна міцність, теплостійкість і стійкість до циклічних навантажень; при цьому зменшуються відносне подовження й ударна в'язкість.

Повнота протікання зазначених процесів, крім деструкції значною мірою визначає якість готового виробу, а швидкість протікання цих процесів визначає продуктивність способу переробки. На якість виробу в значній мірі впливає швидкість протікання деструкції полімеру, що підвищує термічним і механічним впливом на матеріал з боку робочих органів інструментів при формуванні.

Форму виробу з термопласта одержують у результаті розвитку в полімері пластичної або високо-еластичної деформації під дією тиску при нагріванні полімеру. При переробці реактопластів формування виробу забезпечують шляхом сполучення фізичних процесів формування з хімічними реакціями ствердіння полімерів. При цьому властивості виробів визначають швидкість і повнота ствердіння. Неповне використання при ствердінні реакційних здатностей полімеру обумовлює нестабільність властивостей виробу з реактопластів у часі й протікання деструкційних процесів у готових виробах. Низька в'язкість реактопластів при формуванні приводить до зниження нерівномірності властивостей, збільшенню швидкості релаксації напруг і меншому впливу деструкції при переробці на якість готових виробів з реактопластів.

Залежно від способу переробки ствердіння сполучається з формуванням виробу (при пресуванні), відбувається після оформлення виробу в порожнині форми (литтєве пресування й лиття під тиском реактопластів) або при термічній обробці сформованої заготівлі (при формуванні великогабаритних виробів, наприклад, аркушів гетинаксу, склотекстоліта й ін.). Повне ствердіння реактопластів вимагає в деяких випадках декількох годин. Для збільшення знімання продукції з устаткування остаточне ствердіння може вироблятися поза формуючим оснащенням, тому що стійкість форми здобувається задовго до завершення цього процесу. По цій же причині виріб витягають із форми без охолодження.

Таблиця 2

Властивості пластичних матеріалів

При переробці полімерів (особливо термопластів) відбувається орієнтація макромолекул у напрямку плину матеріалу. Поряд з розходженням в орієнтації на різних ділянках неоднорідних по перетині й довжині виробів виникає структурна неоднорідність, і розвиваються внутрішні напруження.

Наявність температурних перепадів по перетині й довжині деталі веде до ще більшої структурної неоднорідності й появи додаткових напруг, пов'язаних з розходженням швидкостей охолодження, кристалізації, релаксації, і різним ступенем ствердіння.

Неоднорідність властивостей матеріалу (по зазначених причинах) не завжди припустима й часто приводить до шлюбу (по нестабільності фізичних властивостей, розмірів, жолобленню, розтріскуванню). Зниження неоднорідності молекулярної структури й внутрішніх напружень вдається досягти термічною обробкою готового виробу. Однак більше ефективне використання методів спрямованого регулювання структур у процесах переробки. Для цих цілей у полімер уводять добавки, що роблять вплив на процеси утворення надмолекулярних структур і сприятливому одержанню матеріалів з бажаною структурою.

3. ПРОДУКЦІЯ

3.1. Марочні асортименти пластмас

Марочні асортименти пластмас створені з метою швидкого вибору виду й марки полімеру для виготовлення високоякісних виробів. Марочні асортименти включає марки, що розрізняються по в'язкості й експлуатаційних властивостях.

Марочні асортименти по в'язкості розділяють на марки, призначені для переробки різними методами (литтям під тиском, пресуванням й ін.), з підвищенням номера марки збільшується молекулярна маса й, як наслідок, збільшується в'язкість. Це марки базових асортиментів. Марки по в'язкості модифікують для поліпшення технологічних властивостей:

1. для збільшення продуктивності створюють марки, що швидко кристалізуються;

2. для виробів складної конфігурації - марки зі змащеннями;

3. термо-стабілізовані марки.

На основі базового асортиментів марок по технологічних властивостях створюють шляхом хімічної або фізичної модифікації марки з поліпшеними властивостями. Ці марки розробляють із такими властивостями, щоб при рекомендують режимах, що, одержувати якісні вироби по всіх параметрах ( точності, міцності, зовнішньому вигляду й ін.). У цей час полімерні матеріали випускають в асортименті й тому для кожного виробу й способу формування можна підібрати відповідну базову марку полімеру й, якщо необхідно, марку з поліпшеними технологічними властивостями.

Базові марки з метою виготовлення якісних виробів розділяють на групи:

1. залежно від в'язкості полімеру й товщини S стінки виробу;

2. залежно від відносної довжини виробу L/S (S-довжина);

3. Вся безліч марок пластмас містить близько 10000 найменувань.

3.2. Вибір пластмас

Ознаки вибору.

Основними ознаками вибору пластмас є експлуатаційні й технологічні властивості. Для прискорення процесу вибору матеріалу використають спеціальні таблиці, у кожній з яких наведені марки матеріалів у порядку зниження середнього значення експлуатаційної властивості, що представляє.

Порядок й алгоритм вибору пластмас.

Пластмаси вибирають виходячи з вимог до експлуатаційних властивостей і геометричних параметрів виробу. Тому спочатку вибирають вид пластмаси на основі вимог до її експлуатаційних властивостей, а потім базову марку й марку з поліпшеними технологічними властивостями, яку можна ефективно переробити обраним способом.

Існує два методи вибору виду пластмас:

1. метод аналогій - якісний;

2. кількісний метод.

Метод аналогій застосовують при неможливості точного завдання параметрів експлуатаційних властивостей пластмаси; у цьому випадку використають для вибору характерні параметри експлуатаційних властивостей, призначення, достоїнства, обмеження, рекомендації із застосування й способів переробки; у цьому випадку для вибору також можуть бути використані рекомендації із застосування пластмас в інших типах виробів, що працюють в аналогічних умовах.

Порядок вибору пластмас кількісним методом з комплексу заданих значень експлуатаційних властивостей зводиться до наступного:

1. виявлення умов експлуатації виробу й відповідних їм значень параметрів експлуатаційних властивостей пластмас при основних умовах роботи виробу;

2. підбор пластмаси з необхідними параметрами експлуатаційних властивостей;

3. перевірка обраної пластмаси по інших параметрах, що не ввійшов в основні.

3.3. Обсяг виробництва й структура споживання пластмас

Пластичні матеріали на основі природних смол (каніфолі, шелаку, бітумів й ін.) відомі із древніх часів. Найстаршої Пластичні маси, приготовленої зі штучного полімеру — нітрату целюлози, є целулоїд, виробництво якого було почато в США в 1872. В 1906—10 у Росії й Німеччині в досвідченому виробництві налагоджується випуск перших реактопластів — матеріалів на основі феноло-формальдегідної смоли. В 30-х рр. у СРСР, США, Німеччини й ін. промислово розвинених країнах організується виробництво термопластів — полівінілхлориду, поліметилметакрилату, поліамідів, полістиролу. Однак бурхливий розвиток промисловості пластмас почалося тільки після 2-й світової війни 1939—45. В 50-х рр. у багатьох країнах починається випуск самої великомасштабної пластичної маси - поліетилену.

У СРСР становлення промисловості Пластичні маси як самостійної галузі ставиться до періоду довоєнних п'ятирічок (1929—40). Виробництво пластмас склало (у тис. т): в 1940 — 24, в 1950 — 75, в 1960 — 312, в 1970 — 1673, в 1973 — близько 2300. Основні підприємства зосереджені в Європейській частині (84% загальносоюзного виробництва Пластичні маси). До їхнього числа ставляться горіхово-зуєвський завод «Карболіт», Казанський завод органічного синтезу, Полоцький хімічний комбінат, Свердловський завод пластмас, Владимирський хімічний завод, Горловський хімічний комбінат, Московський нафтопереробний завод. У перспективі у зв'язку зі створенням найбільших Томського й Тобольского нафтохімічних комплексів на базі Тюменських нафтових родовищ, розвитком Омського нафтохімічного комплексу й відповідних заводів пластмас близько 30% їхнього виробництва буде доводитися на східні райони. Основні діючі підприємства в цих районах — кемеровський завод «Карболіт», Тюменський завод пластмас.

Виробництво Пластичні маси в 1973 у деяких капіталістичних промислово розвинених країнах характеризується наступними даними (у тис. т): США — 13200, Японія — 6500, ФРН — 6500, Франція — 2500, Італія — 2300, Великобританія — 1900.

В 1973 світове виробництво полімерів для Пластичні маси досягло ~ 43 млн. т. З них близько 75% доводилося на частку термопластів (25% поліетилену, 20% полівінілхлориду, 14% полістиролу і його похідних, 16% інших пластиків). Існує тенденція до подальшого збільшення частки термопластів (в основному поліетилену) у загальному виробництві Пластичні маси

Хоча частка термореактивних смол у загальному випуску полімерів для Пластичні маси становить усього близько 25%, фактично обсяг виробництва реактопластів вище, ніж термопластів, через високий ступінь наповнення (60-80%) смоли.

Пластичні маси в різних областях техніки характеризують дані.

Пластичні маси розвивається значно інтенсивніше, ніж таких традиційних конструкційних матеріалів, як чавун й алюміній.

3.4. Пластики

Пластики є матеріалом для конструювання й будівництва. Вони конкурують зі сталлю, склом, деревом, алюмінієм і багатьма іншими матеріалами. У цьому немає нічого ні незвичайного. Подібно всім матеріалам, пластики користуються попитом залежно від того, наскільки добре вони відповідають "дорученої їм роботі".

Пластики є першим новим матеріалом для конструювання, створеним за більш ніж 3000 років. Протягом цього періоду всі інші матеріали мали можливість захистити своє положення, установити стандарти, диктувати смаки про те, що є відповідної, а що мотлохом, і твердо влаштуватися на ринку.

Одним з результатів нападів на пластики тих, хто був зацікавлений в інших матеріалах, або тих, кого просто неправильно інформували, стало те, що суспільна думка із приводу пластиків тяжіє до сильно негативного. З тих самих пор, як пластики стали рушійною силою в економіці США, і до самого останнього часу частина людей уважає, що пластики погані самі по собі. Статистики недавно визначили, що ми вийшли зі століття заліза й вступили в століття пластиків: характер «століття» визначався по матеріалі, найбільше використовуваному у виробництві. У середньому, питому вагу пластиків дорівнює 1/7 частини від питомої ваги стали. Це означає (теоретично), що на одну салатницю зі сталі ви можете зробити сім ідентичних салатниць із поліетилену високої щільності, і все це разом буде важити один фунт.

За загальною думкою, початок індустрії пластиків у Сполучених Штатах ставиться до подання нітрату целюлози Джоном Веслі Х’яттом в 1870 році. Повідомлялося, що Х’ятт винайшов цей матеріал, беручи участь у конкурсі, метою якого було знайти замінник слонової кістки для більярдних куль, тому що бізнесу слонової кістки серйозно перешкоджала Громадянська війна. Протягом наступних 35 років не було уведено жодного нового пластичного матеріалу. Фенол-формальдегіди або фенольні смоли, були винайдені в 1907 році Лео Бекелендом. Знадобилося ще біля чотирьох десятиліть і розробка ще приблизно 18 полімерів паралельно з відповідним переробним устаткуванням, поки ці з'єднання не об'єдналася в 1945 році в те, що ми сьогодні знаємо як індустрію пластиків. Подія, що знаменують щирий початок сучасної пластикової індустрії, відбулося наприкінці другої світової війни, коли на цивільний ринок випустили матеріал, що був до цього секретом воєнного часу: поліетилен низкою щільності. За 43 року між 1945 й 1988 роками, індустрія пластиків США виросла по обсягах продажів із приблизно 1,3 до 26 мільярдів кілограм .

3.5. Деревні пластики

Деревні пластики - пластифіковані деревні матеріали з поліпшеними фізико-механічними властивостями, одержувані комбінованою механічною, термічної й хімічною обробкою сировини. Деревні пластики ділять на:

1. деревину пресовану (лігностон);

2. деревно-слоїсті пластики (лігнофоль, дельта-деревина, балініт, арктиліт й ін.);

3. дерево-пластичні маси.

Деревина пресована (пластифіцована) — натуральна деревина (найчастіше береза, рідше бук, граб, клен й ін.), ущільнена при тиску 15—30 Мн/м2 (150—300 кгс/див2) і температурі до 120°С. Ущільнення проводять різними способами: вдавленням заготівлі в прес-форму меншого діаметра, обтисненням заготівлі між плитами гідравлічного преса або в знімної прес-формі, пресуванням попередньо зігнутих пластинок деревини. Для підвищення вологостійкості й стабільності форми Деревні пластики заготівлі деревини перед ущільненням просочують синтетичними смолами. Одержати вологостійку пресовану деревину можна без просочення синтетичними смолами, підсиливши теплову обробку заготівлі на стадії пластифікації; при цьому в деревині утворяться смоло-видні продукти зміни лігніну й геміцелюлоз.

Пресовану деревину випускають у вигляді дощок, брусків, плит, втулок й ін. Ця деревина має високу ударну міцність, пластичністю, малим коефіцієнтом тертя й підвищеною вологостійкістю. Пресовану деревину застосовують для виготовлення деталей машин, що працюють при ударних навантаженнях, а також антифрикційних деталей.

Дерево-слоїсті пластики — матеріали на основі тонкого деревного аркуша (шпони) листяних порід. Для одержання цих пластиків березовий (рідше букову або липовий) шпону просочують (іноді промащують) розчинами термореактивних синтетичних смол, просушують, збирають у пакети й пресують на поверхових гідравлічних пресах з обігрівом при тиску 10—17,5 Мн/м2 (100—175 кгс/див2) і температурі 120—150°С. Для підвищення міцності й еластичності цих пластиків їх армують металевою сіткою, фольгою, прогумованою тканиною й ін. Добавки графіту й масла поліпшують антифрикційні властивості пластиків. Заготівлі із дерево-слоїстих пластиків переробляють у вироби механічною обробкою (розпилюванням, струганням й ін.). Ці пластики мають гарними механічними, у тому числі антифрикційними, і електроізоляційними властивостями, стійкі до дії багатьох хімічних реагентів.

Дерево-слоїсті пластики застосовують як конструкційний матеріал у машино і суднобудуванні, як електроізоляційний і конструкційний матеріал для виробництва деталей апаратури високої напруги. Вони придатні для виготовлення гнучких штампів, оправлень, а за умови змащення водою й при температурі тертя не вище 60°С — тяжко-навантажених підшипників.

Дерево-пластичні маси — цільно-пресовані профільні вироби або плиткові матеріали, виготовлені в прес-формах гарячим пресуванням здрібненої деревини (обпилювань, стружок, волокон, обрізків шпони), просоченої розчинами синтетичних смол і висушеної. У деяких випадках деревину попередньо піддають частковому гідролізу кислотою або пропарюванням під тиском або ж обробкою лугом. Дерево-пластичні маси мають високу механічну міцність, антифрикційними й електроізоляційними властивостями. Ці матеріали застосовують у виробництві профільних цільно-пресованих виробів (вкладишів і втулок підшипників, зубчастих коліс, кабельних муфт, електроізоляційних деталей, ковпачків ректифікаційних колон й ін.), а також паркетних плиток й ін.

3.6. Пінопласт

Пінопласти - газонаповнені пластичні маси коміркової структури. Пінопласти мають будова отверділих пін. Вони містять переважно замкнуті, що не повідомляються між собою порожнини, розділені прошарками полімеру. Цим вони відрізняються від поропластів, пронизаних системою зв'язаних каналів-пор, тобто маючих губчату структуру. Виділення Пінопласти серед інших газонаповнених пластмас в окрему класифікаційну групу по ознаці ізольованості чарунок-порожнин умовно, тому що в багатьох пеноматеріалах значна їхня частина все-таки з'єднана. Вірніше до пінопластів відносити будь-який газонаповнений полімер, отриманий шляхом спінювання й наступного ствердіння спочатку рідкої або пластично-в'язкої композиції. У виробництві Пінопласти газ диспергують у полімерному напівфабрикаті (розчині, розплаві, рідкому олігомері, дисперсії) або створюють умови для виділення газової фази безпосередньо в обсязі продукту, що твердіє. Використають різні технологічні прийоми спінення: механічне перемішування або барботування в присутності пено-утворювачів; введення газо-утворювачів (речовин, що розкладаються з виділенням газу) або речовин, взаємодіючих з утворенням газоподібних продуктів; насичення вихідної суміші газом під тиском з наступним зниженням тиску; введення рідин, що швидко випаровуються з підвищенням температури. Залежно від складу композиції й умов її ствердіння одержують матеріал з переважно відкритими або замкнутими осередками.

Пористі матеріали можна одержувати також вимиванням з монолітної полімерної заготівлі розчинного наповнювача, спіканням порошкоподібних полімерних матеріалів, шляхом конденсаційного структуроутворення в розчинах полімерів. Близькі по властивостях до пінопластів газонаповнені пластмаси, отримані із застосуванням порожніх наповнювачів, наприклад заповнених газом сферичних мікро-капсул.

Пінопласти можна приготувати з більшості синтетичних і багатьох природних полімерів. Однак пінопласти промислового призначення випускають головним чином на основі полістиролу, полівінілхлориду, поліуретанів, поліетилену, фенольних, епоксидних, карбамідних і кремній-органічних смол. У якості газо-утворювачів застосовують азо-з’єднання, нітросполуки, карбонат амонію й ін.; з легко-киплячих рідин — ізопентан, метиленхлорид, фреони. Промисловість випускає тверді й еластичні пінопласти з розміром осередків 0,02-2 мм (іноді до 3-5 мм). Вони мають надзвичайно низьку гадану щільність (0,02- 0,5 г/см2) і чудовими тепло і звукоізоляційними властивостями. Водостійкість, механічні й електричні характеристики пінопластів залежать від хімічної природи й рецептурного складу полімерної композиції, а також від особливостей структури готового продукту.

Пінопласти широко застосовують у літакобудуванні и суднобудуванні, у транспортному й хімічному машинобудуванні, у будівництві будинків і технічних споруджень як тепло і звукоізоляційний матеріал. Їх використають при виготовленні багатошарових конструкцій, різних плавучих засобів (понтонів, легких човнів, бакенів, рятувальних поясів й ін.). Прозорість пінопласти для радіохвиль і досить високі діелектричні й гідроізоляційні властивості забезпечують цим матеріалам застосування в радіо и електротехніці. З пінопласти роблять що амортизують і демпфірують прокладки, різноманітну тару для оптичних приладів, електронних апаратур й ін. виробів. Еластичні пінопласти використають у виробництві м'яких меблів і теплого одягу.

3.7. Полівінілхлорид

Термопластичний. При нагріванні розм'якшується. Горить невеликим полум'ям, створюючи чорну тендітну кульку. При горінні почувається гострий захід. Досить міцний, має гарні діелектричні властивості. Обмежено розчинний у кетонах, складних ефірах, хлорованих вуглеводнів. Стійкий до дії вологи, кислот, лугів, розчинів солей, промислових газів, бензину, гасу, жирів, спиртів. Стійок до окислювання й практично негорючий, має невисоку теплостійкість.

Застосовується для виробництва штучної шкіри, плащів, клейонки, труб, ізоляційного матеріалу для електричних проводів, будматеріалів.

Полівінілхлорид - переважно лінійний термопластичний полімер вінілхлориду. Пластик білих кольорів, молекулярна маса 6000—160 000, ступінь кристалічності 10—35%, щільність 1,35—1,43 г/см3 (20°С); фізіологічно нешкідливий. Полівінілхлорид досить міцний (при розтяганні 40—60 Мн/м2, або 400—600 кгс/див2, при вигині 80—120 Мн/м2, або 800—1200 кгс/див2), має гарні діелектричні властивості. Він обмежено розчинний у кетонах, складних ефірах, хлорованих вуглеводнях; стійкий до дії вологи, кислот, лугів, розчинів солей, промислових газів (наприклад, NO2, Cl2, Cl3, HF), бензину, гасу, жирів, спиртів; сполучається з багатьма пластифікаторами (наприклад, фталатами, фосфатами, себацинатами); стійок до окислювання й практично негорючий. Полівінілхлорид має невисоку теплостійкість (по Мартенсу, 50—80 °С); при нагріванні вище 100 °C помітно розкладається з виділенням HCl, внаслідок чого може здобувати фарбування (від жовтуватої до чорної); розкладання прискорюється в присутності O2, HCl, деяких солей, під дією УФ-, bили g-опромінення, сильних механічних впливів. Для підвищення теплостійкості й поліпшення розчинності полівінілхлорид піддають хлоруванню.

У промисловості полівінілхлориду одержують вільно-радикальною полімеризацією мономера в масі, емульсії або суспензії. Спосіб полімеризації визначає основні властивості полівінілхлориду й області його застосування. Так, полівінілхлорид, отриманий у масі або суспензії, використається для виробництва твердих (див. Вініпласт), а також напівм'яких і м'яких, тобто пластифікованих (див. Пластикат), пластичних мас, що переробляють пресуванням, литтям під тиском, екструзією, каландруванням. Емульсійний полівінілхлорид (пасто-утворюючі сорти) застосовують у виробництві виробів (головним чином штучної шкіри й пінопластів) із пластизолей, органозолей й ін.

Полівінілхлорид — один з найпоширеніших пластиків; з нього одержують понад 3000 видів матеріалів і виробів, використовуваних для різноманітних цілей в електротехнічній, легкій, харчовій промисловості, важкому машинобудуванні, суднобудуванні, сільському господарстві, медицині, у виробництві будматеріалів.

3.8. Основні види реактопластів

Після закінчення формування виробів з реактопластів полімерна фаза здобуває сітчасту (тривимірну) структуру. Завдяки цьому стверділі реактопласти мають більше високі, чим термопласти, показники по твердості, модулю пружності, теплостійкості, міцності, більше низький коефіцієнт термічного розширення; при цьому властивості стверділих реактопластів не настільки різко залежать від температури. Однак нездатність стверділих реактопластів переходити у в’язко-текучий стан змушує проводити синтез полімеру в кілька стадій.

Першу стадію закінчують одержанням олігомерів (смол) — полімерів з молекулярною масою 500—1000. Завдяки низкою в'язкості розчину або розплаву смолу легко розподілити по поверхні часток наповнювача навіть у тому випадку, коли ступінь наповнення досягає 80—85% (по масі). Після введення всіх компонентів плинність реактопласту залишається настільки високої, що виробу з нього можна формувати заливанням (литтям), контактним формуванням, намотуванням. Такі реактопласти називаються преміксами в тому випадку, коли вони містять наповнювач у вигляді дрібних часток, і препрегами, якщо наповнювачем є безперервні волокна, тканина, папір. Технологічне оснащення для формування виробів із преміксів і препрегів проста й енергетичні витрати невеликі, але процеси пов'язані з витримкою матеріалу в індивідуальних формах для ствердіння сполучного. Якщо смола твердіє по реакції поліконденсації, то формування виробів супроводжується сильною усадкою матеріалу й у ньому виникають значні залишкові напруги, а монолітність, щільність і міцність далеко не досягають граничних значень (за винятком виробів, отриманих намотуванням з натягом). Щоб уникнути цих недоліків, у технології виготовлення виробів зі смол, що твердіють по реакції поліконденсації, передбачена додаткова стадія (після змішання компонентів) — перед-отвердіння сполучного, здійснюване при вальцюванні або сушінні. При цьому скорочується тривалість наступної витримки матеріалу у формах і підвищується якість виробів, однак заповнення форм через зниження плинності сполучного стає можливим тільки при тисках 25-60 Мн/м2 (250-600 кгс/див2).

Смола в реактопластах може твердіти мимовільно (чим вище температура, тим більше швидкість) або за допомогою полі-функціональної низькомолекулярної речовини — ствердітеля.

Реактопласти з будь-яким наповнювачем виготовляють, застосовуючи в якості сполучного феноло-альдегідні смоли, часто эластифіковані полівініл-бутиралем, бутадієн-нітрільним каучуком, поліамідами, полівінілхлоридом (такі матеріали називають фенопластами), і эпоксидні смоли, іноді модифіковані фенолоїлі аніліно-формальдегідними смолами або олигоэфірами, що твердіють.

Високоміцні пластичні маси з термостійкістю до 200 °С роблять, сполучаючи скляні волокна або тканини з олигоэфірами, що твердіють, феноло-формальдегідними або эпоксидними смолами. У виробництві виробів, що довгостроково працюють при 300 °С, застосовують склопластики або асбопластики із кремній-органічною сполукою; при 300—340 °С — полііміди в сполученні із кремнеземними, азбестовими або вуглецевими волокнами; при 250—500 °С у повітряній і при 2000—2500 °С у інертних середовищах — фенопласти або пластики на основі поліамідів, наповнені вуглецевим волокном і піддані карбонізації (графітації) після формування виробів.

Високомодульні Пластичні маси [модуль пружності 250-350 Гн/м2 (25 000-35 000 кгс/мм2)} роблять, сполучаючи эпоксидні смоли з вуглецевими, борними або монокристалічними волокнами.

Монолітні й легкі пластичні маси, стійкі до вібраційних й ударних навантажень, водостійкі й діелектричні властивості, що зберігають, і герметичність в умовах складного навантаження, виготовляють, сполучаючи эпоксидні, поліефірні або меламіно-формальдегідні смоли із синтетичними волокнами або тканинами, папером із цих волокон.

Найбільш високі діелектричні властивості (діелектрична проникність 3,5-4,0) характерні для матеріалів на основі кварцових волокон і поліефірних або кремній-органічних сполук.

3.9. Основні види термопластів

Серед термопластів найбільш різноманітне застосування поліетилену, полівінілхлориду й полістиролу, переважно у вигляді гомогенних або еластифікованих матеріалів, рідше газонаповнених і наповнених мінеральними порошками або синтетичними органічними волокнами.

Пластичні маси на основі поліетилену легко формуються й зварюються у вироби складних форм, вони стійкі до ударних і вібраційних навантажень, хімічно стійки, відрізняються високими електроізоляційними властивостями (діелектрична проникність 2,1—2,3) і низкою щільністю. Виробу з підвищеною міцністю й теплостійкістю одержують із поліетилену, наповненого коротким (до 3 мм)скловолокном. При ступені наповнення 20% міцність при розтяганні зростає в 2,5 рази, при вигині - в 2 рази, ударна в'язкість - в 4 рази й теплостійкість - в 2,2 рази.

Тверді пластичні маси на основі полівінілхлориду — вініпласт, у тому числі еластифікований (удароміцний), формується значно сутужніше поліетиленових пластиків, але міцність її до статичних навантажень набагато вище, повзучість нижче й твердість вище. Більше широке застосування знаходить пластифікований полівінілхлорид — пластикат. Він легко формується й надійно зварюється, а необхідне сполучення в ньому міцності, деформаційній стійкості й теплостійкості досягається підбором співвідношення пластифікатора й твердого наповнювача.

Пластичні маси на основі полістиролу формуються значно легше, ніж з вініпласту, їхні діелектричні властивості близькі до властивостей поліетиленових Пластичні маси, вони оптично прозорі й по міцності до статичних навантажень мало уступають вініпласту, але більше тендітні, менш стійкі до дії розчинників і горючі. Низька ударна в'язкість і руйнування внаслідок швидкого проростання мікро-тріщин — властивості, особливо характерні для полістирольних пластиків, усуваються наповненням їх еластомірами, тобто полімерами або сополімірами з температурою скловання нижче — 40 °С. Эластифікований (удароміцний) полістирол найбільш високої якості одержують полімеризацією стиролу на частках бутадієн-стирольного або бутадієн-нітрильного латексу. Матеріал, названий АБС, містить близько 15% гель-фракції (блоки щеплені сополімери полістиролу й зазначених сополімерів бутадієну), що становить граничний шар і з'єднуючу частку еластомеру з матрицею з полістиролу. Морозостійкість матеріалу обмежує температура скловання еластомеру, теплостійкість - температура скловання полістиролу.

Теплостійкість перерахованих термопластів перебуває в межах 60—80 °С, коефіцієнт термічного розширення високий і становить 1 • 10-4, їхні властивості різко змінюються при незначній зміні температури, деформаційна стійкість під навантаженням низька. Цих недоліків почасти позбавлені термопласти, що ставляться до групи іономерів, наприклад сополімери етилену, пропиляна або стиролу з мономерами, що містять іоногенні групи (звичайно ненасичені карбонові кислоти або їхньої солі). Нижче температури плинності завдяки взаємодії іоногенних груп між макромолекулами створюються міцні фізичні зв'язки, які руйнуються при розм'якшенні полімеру. В іономерах вдало сполучаються властивості термопластів, сприятливі для формування виробів, із властивостями, характерними для сітчастих полімерів, тобто з підвищеною деформаційною стійкістю й твердістю. Однак присутність іоногенних груп у складі полімеру знижує його діелектричні властивості й вологостійкість.

Пластичні маси з більше високою теплостійкістю (100—130 °С) і менш різкою зміною властивостей з підвищенням температури роблять на основі поліпропілену, поліформальдегіду, полікарбонатів, поліакрилатів, поліамідів, особливо ароматичних поліамідів. Швидко розширюється номенклатура виробів, що виготовляють із полікарбонатів, у тому числі наповнених скловолокном.

Для деталей, що працюють у вузлах тертя, широко застосовуються пластики з аліфатичних поліамідів, наповнених теплопровідними матеріалами, наприклад графітом.

Особливо високі хімічна стійкість, міцність до ударних навантажень і діелектричні властивості пластиків на основі політетрафторетилену й сополімерів тетрафторэтилену. У матеріалах на основі поліуретанів вдало сполучається зносостійкість із морозостійкістю й тривалою міцністю в умовах знакозмінних навантажень. Поліметилметакрилат використають для виготовлення оптично прозорих атмосферостійких матеріалів (див. також Стекло органічне).

Обсяг виробництва термопластів з підвищеною теплостійкістю й органічними стеклами становить близько 10% загального обсягу всіх полімерів, призначених для виготовлення пластичні мас.

Відсутність реакцій ствердіння під час формування термопластів дає можливість гранично інтенсифікувати процес переробки. Основні методи формования виробів з термопластів — лиття під тиском, екструзя, вакуумформування й пневмоформування. Оскільки в'язкість розплаву високомолекулярних полімерів велика, формування термопластів на литтевих машинах або экструдерах вимагає питомих тисків 30-130 Мн/м = (300-1300 кгс/див2).

Подальший розвиток виробництва термопластів спрямовано на створення матеріалів з тих же полімерів, але з новими сполученнями властивостей, застосуванням еластификаторів, порошкових і коротковолокнистих наповнювачів.

3.10. Поліпропілен

Термопластичний. Має властивості високої ударної міцності, високої стійкості до багаторазових вигинів, низкою паро-проникності і газопроникності; гарний діелектрик, погано проводить тепло, не розчиняється в органічних розчинниках, стійкий до впливу киплячої води й лугів, але темніє й руйнується під дією HNO3, H2SO4 і хромової суміші. Має низку термостійкістю і світлостійкістю.

Із пропиляна виготовляють волокна й плівки, що зберігають гнучкість при 100-1300 С, пінопласт, деталі машин, профільовані вироби, труби, різну арматури, контейнери, побутові вироби й ін.

Поліпропілен, термопластичний полімер пропиляний, безбарвна кристалічна речовина ізотактичної структури, молекулярна маса 300—700 тис., максимальний ступінь кристалічності 73—75%, щільність 0,92—0,93 г/см3 при 20 °С. Для поліпропілену характерна висока ударна міцність (ударна в'язкість із надрізом 5—12 кдж/м2, або кгс×см/див2), висока стійкість до багаторазових вигинів, низька паро й газопроникність; по зносостійкості він порівнянний з поліамідами. Поліпропілен — гарний діелектрик (тангенс кута діелектричних втрат 0,0003— 0,0005 при 1 Мгц), погано проводить тепло. Він не розчиняється в органічних розчинниках, стійкий до впливу киплячої води й лугів, але темніє й руйнується під дією HNO3, H2SO4, хромової суміші. Поліпропілен має низку термостійкістю и світлостійкістю, тому в нього вводять спеціальні добавки — стабілізатори полімерних матеріалів.

Поліпропілен одержують полімеризацією мономера в розчині або масі; переробляють литтям під тиском й екструзією. З поліпропілену виготовляють волокна й плівки, що зберігають гнучкість при 100—130 °С пінопласт, деталі машин, профільовані вироби, труби (для агресивних рідин), різну арматури, контейнери, побутові вироби й ін.

Аморфну атактичну фазу, що утвориться при синтезі поліпропілену в кількості 3—7%, відокремлюють від основного кристалічного продукту й використають у виробництві побутових гумових виробів і присадок до мастильних і моторних масел.

3.11. Асбопластики

Асбопластики - пластмаси з наповнювачем з азбестових волокнистих матеріалів. Асбопластики ділять на: шаруваті пластики — асботекстоліти (наповнювач — азбестова тканина), асбогетінакси (папір) і асболіт (картон); асбоволокніти — композиції на основі волокнистого азбесту, просоченого синтетичними смолами; Асбопластики на основі попередньо сформованих у вироби волокон, матів або полотен. У виробництві асбопластиків сполучними служать головним чином фенолої меламіно-формальдегідні смоли, рідше — кремнійорганічні й фуранові смоли (зміст звичайно 30—40%).

Процес виготовлення аркушів або плит з асбопластики складається в просоченні наповнювача розчинами або емульсіями смол, сушінню просоченого наповнювача й наступному його пресуванні при високих температурі й тиску (для феноло-формальдегідних сполучних при 150—160°C й 9—11 Мн/м2 (1 Мн/м2=10 кгс/див2). Деталі з листових Асбопластики готовлять пресуванням або механічною обробкою, з асбо-волокніту — прямим або литтєвим пресуванням. Труби із шаруватих асбопластики виготовляють намотуванням просоченого наповнювача на циліндричну «оправлення» з наступним ствердіння сполучного. Великогабаритні вироби складної форми можуть бути отримані з матів або полотен (з переважно паралельним розташуванням волокон), які просочують смолою й потім пресують при невисокому тиску (до 1,5 Мн /м2.)

Механічні властивості асбопластиків досить стабільні в умовах дії вологого повітря й води, а також при температурах до 500°C. Асбопластики, не утримуючих органічних наповнювачів, тропікостійкі. Коефіцієнт тертя фрикційних матеріалів з асбопластиків 0,25—0,45. Електрична міцність Асбопластики із кремнійорганічної сполуки —~ 4 Мв/м (кв/мм), відносна діелектрична проникність при 50 гц 60—110 (абсолютна діелектрична проникність 530—970 пф/м). А. широко застосовують у ракетній техніці для теплового захисту деяких частин ракет; з них виготовляють лопатки ротаційних насосів, панелі для монтажу електрощитків, колектори малогабаритних електричних машин, гальмові колодки для поїздів метрополітену й літаків й ін. Більші трубопроводи, арматури й ін. виготовляють із асбоволокніту на основі феноло-формальдегідної смоли — фаоліту.

3.12. Волокніт

Волокніт – пресувальний матеріал, що складається із целюлозного наповнювача (найчастіше волокнистого), просоченого феноло (крезоло)-формальдегідною смолою. Наповнювачем для волокніту служать волокна бавовни, сизалю, джуту, кенафу й ін. Використають також шматочки паперу або деревної шпони (іноді їх попередньо розщеплюють на волокна), шматочки тканини (одержують так звану текстоліт-крихту), кордні нитки (одержують кордо-волокніт). Крім наповнювача й сполучного, волокніт містить олеїнову кислоту (змащення), тальк (підвищує плинність при пресуванні й збільшує водостійкість), вапно, окис магнію або уротропін (прискорювачі ствердіння смоли), графить (підвищує зносостійкість виробів з волокніту).

Властивості волокніту визначаються в основному видом наповнювача. Нижче наведені властивості волокніту на основі бавовняної целюлози. Щільність Волокніт 1,45 г/см3, теплостійкість по Мартенсу 140°С; міцність при вигині 80 Мн/м2 (800 кгс/див2), міцність при стиску 120 Мн/м2 (1200 кгс/див2), модуль пружності при розтяганні 8500 Мн/м2 (85 000 кгс/див2), ударна в’язкість 9 кдж/м2 або кгс·див/див2, твердість по Бринеллю 250 Мн/м2 (25 кгс/мм2), водопоглинення за 24 ч — 9 г/м3, питомий поверхневий електричний опір 1010ом; питомий об’ємний електричний опір 10 Мом·м (10 Мом·см); електрична міцність 4 Мв/м або кв/мм. Особливість виробів із волокніту — висока ударна міцність, окрім того, вони стійкі до дії води, мінерального масла, бензину, слабких кислот і розчинників; руйнуються розчинниками лугів, сильних кислот, хлору.

При одержанні волокніту змішують окремі компоненти, а потім сушать сирий Волокніт З висушеного попередньо таблетованого Волокніт при температурі 160—170°С пресують виробу простий (при тиску 25 Мн/м2, або 250 кгс/див2) або складної (при тиску 40—50 Мн/м2, або 400—500 кгс/див2) форми.

Деталі з волокніту застосовують у приладовому машинобудуванні (футляри, корпуси й кришки апаратів, шестірні, маховики, втулки й ін.), у будівництві (дверні ручки, панелі, арматури й ін.). З нього виготовляють також настили для щаблів ескалаторів метрополітену й ін. З текстоліту-крихти виготовляють деталі з гарними механічними й антифрикційними властивостями (сальники, ролики, шестірні, втулки, вкладиші підшипників й ін.

3.13. Гетинакс

Гетинакс - шаруватий пластик на основі паперу й синтетичних смол. Сполучної найчастіше служать феноло-формальдегідні смоли, рідше — меламіно-формальдегідні, эпоксидно-феноло-аніліно-формальдегідні. Зміст смоли в гетинаксі 40—55%. Іноді гетинакс фольгують червоно-мідною електролітичною фольгою, облицьовують бавовняними, скляними або азбестовими тканинами, армують металевою сіткою. Залежно від призначення гетинаксу випускають декількох марок.

Гетинакс має високу механічну міцність, гарними електроізоляційними властивостями. Нижче наведені деякі властивості гетинаксу: щільність 1, 25 г/см2; теплостійкість по Мартенсу 150—160°С; міцність при розтяганні 70—100 Мн/м2 (700—1000 кгс/див2), міцність при статичним вигині (по основі) 80—140 Мн/м2 (800—1400 кгс/див2); питома ударна в'язкість 1, 3—1, 5 кдж/м2 (13-15 кгс (див/див2); водопоглинення за 24 ч 0, 3-0, 6 г/дм2; питомий поверхневий електричний опір 1010-1012ом; тангенс кута діелектричних втрат при 103 кгц. 0, 07-0, 10.

Для одержання листового гетинаксу папір просочують спиртовим або водно-спиртовим розчином резольної смоли або розплавленою смолою під тиском. Просочені аркуші сушать, ріжуть, збирають у пакети й пресують при 150—160°С, потім прохолоджують під тиском. Іноді гетинакс піддають додатковій термообробці (східчастому нагріванню до 120—130°С). Основну масу деталей з гетинаксу виготовляють механічною обробкою.

Гетинакс застосовують як електроізоляційний матеріал для тривалої роботи при температурах від — 65 до +105°С; для виробництва панелей, кришок, втулок, шестірень, шайб й ін., а також у меблевому виробництві. З фольгованого гетинаксу виготовляють друковані схеми.

4. ВИСНОВКИ

Пластмаса – це матеріал на основі полімерів. Технологічні властивості пластмас впливають на вибір методу їхньої переробки. До технологічних властивостей пластмас відносять: плинність, вологість, час затвердіння, дисперсність, усадку, таблетуємість, об'ємні характеристики.

У процесі формування виробів полімер нагрівають до високої температури, деформують шляхом зрушення, розтягання або стиски й потім прохолоджують. Залежно від параметрів зазначених процесів можна значною мірою змінити структуру, конформацію макромолекул, а також фізико-механічної, оптичної й іншої характеристики полімерів. Форму виробу з термопласта одержують у результаті розвитку в полімері пластичної або високо-еластичної деформації під дією тиску при нагріванні полімеру

Безліч факторів, що впливають, на виробництво пластмасових виробів і недолік відомостей приводить до безпорадності в усуненні дефектів одержуваних виробів із пластмаси із прес-форми. При цьому проби й окремі міри, рідко приводять до мети. Для можливості систематичного виявлення, пояснення й усунення дефектів на пластмасових виробах, є гарна конструкція прес-форми, а також правильна установка параметрів машини й технологічних параметрів переробки.

Ознаками класифікації пластмас є: призначення, вид наповнювача, експлуатаційні властивості й інші ознаки

Марочні асортименти пластмас створені з метою швидкого вибору виду й марки полімеру для виготовлення високоякісних виробів. Марочні асортименти включає марки, що розрізняються по в'язкості й експлуатаційних властивостях

Пластики є матеріалом для конструювання й будівництва

5. ВИКОРИСТАНА ЛІТЕРАТУРА

1. Бортников В.Г. Основы технологии и переработки пластических масс. Учебное пособие для вузов. - Химия, Донецьк.1983 - 304 с.

2. Калинчев Э.Л., Саковцева М.Б. Свойства и переработка термопластов: Справочное пособие. - Л.: Химия, 1983 - 288 с.

3. Технология материалов в приборостроении. / Под ред. А.Н.Малова. - М.: Машиностроение, 1969 - 442 с.

4. В.П.Штучный. Обработка пластмасс резанием. - М., Машиностроение, 1974 - 144 с.

5. Энциклопедия полимеров, т.т. 1,2,3. - М: Химия, 1972 - 1977.

6. http://www.galliumltd.ru