книги из ГПНТБ / Уманцев, Я. З. Посудохозяйственные и химико-москательные товары учебник

Я. 3. УМАНЦЕВ

П осудохозяйственны е

и

хим ико-м оскательны е ТОВАРЫ

Издание 2-ег переработанное

Одобрено Ученым советом Государ­ ственного комитета Совета Минист­ ров СССР по профессионально-техни­ ческому образованию в качестве учебника для профессионально-тех­ нических училищ

Г л а в а I

ТОВАРЫ ИЗ ПЛАСТМАСС

Пластическими массами называют материалы на ос­ нове природных или синтетических высокомолекулярных соединений, способные под влиянием нагревания и давле­ ния формоваться и в результате охлаждения или отверде­ вания устойчиво сохранять форму.

Пластические массы используют для изготовления посудохозяйственных, строительных товаров, электро-, фото-, кино- и радиотоваров, а также тары, упаковочных материалов.

Производство изделий из пластмасс и синтетических смол с каждым годом увеличивается, расширяется ассор­ тимент изделий, повышается их качество.

Свойства пластмасс. Пластические массы обладают многими ценными свойствами: малым объемным весом, высокой механической прочностью, электроизоляцион­ ными и оптическими свойствами, красивым внешним ви­ дом, химической стойкостью и др. Так, объемный вес большинства пластмасс равен 1—2 а/сж3, т. е. они в 5— 7 раз легче черных металлов, а пластмасс с пористой структурой еще меньше. Высокая механическая проч­ ность жестких пластмасс (с наполнителями) и слоистых пластиков позволяет заменять ими металлы и использо­ вать в качестве конструкционных материалов для изго­ товления различных товаров.

Некоторые пластмассы (поролон) обладают эластич­ ностью, мягкостью, гибкостью, поэтому из них можно

3

изготовлять матрацы, подушки. Пористые пластмассы (пенопластмассы) отличаются низким коэффициентом теплопроводности, благодаря чему их используют в каче­ стве теплоизоляционных материалов и в производстве бытовых холодильников. Высокие электроизоляционные свойства многих пластмасс (полиэтилена, полистирола) позволяют широко применять их в электро- и радиотех­ нике в качестве электроизоляционных и конструкционных материалов. Небольшая твердость пластмасс облегчает их механическую обработку резанием, распиливанием, сверлением и шлифованием.

Для изготовления различных изделий большинство пластмасс нагревают при определенной температуре и давлении. Размягченные или расплавленные смолы под­ вергают прессованию, литью под давлением или обра­ ботке другими методами, позволяющими получать изде­ лия различной формы, с гладкой, блестящей, хорошо отделанной поверхностью, не требующей дальнейшей об­ работки и отделки.

Многие пластмассы (полистирол, органическое стек­ ло) прозрачны, бесцветны, пропускают ультрафиолето­ вые лучи и используются при изготовлении оптических приборов, небьющихся стекол и т. д. Большим достоин­ ством пластических масс по сравнению с металлами яв­ ляется их высокая химическая стойкость к действию во­ ды, растворов щелочей и кислот, к коррозии.

Некоторые пластмассы (мелалит, поликарбонат, полиэтилен и др.) обладают хорошими гигиеническими свойствами, позволяющими изготовлять из них посуду. Однако фенопласты, поливинилхлорид, полиамиды выде­ ляют токсические вещества, поэтому их не применяют для выработки посуды пищевого назначения.

К недостаткам пластмасс относятся низкая тепло­ стойкость большинства из них, недостаточная твердость. Большой недостаток пластмасс — их старение, в резуль­ тате чего постепенно уменьшаются эластичность и упру­ гость, увеличиваются жесткость и хрупкость, появляются трещины и изменяется цвет.

Состав пластмасс. Пластмассы состоят из смеси раз­ личных веществ, к которым относятся связующие вещест­ ва, наполнители, пластификаторы и др.

Связующие вещества придают пластмассам ос­ новные свойства. Под действием определенных темпе­

4

ратур и давления связующие вещества способны прини­ мать необходимую форму, сохранять ее после затверде­

лярные соединения (эфиры целлюлозы), естественные смолы (асфальты).

Некоторые пластмассы состоят из одних связующих веществ — синтетических смол. Но эти пластмассы име­ ют невысокие механические свойства, поэтому к синтети­ ческим смолам добавляют наполнители, пластификаторы, стабилизаторы.

Наполнители сообщают изделиям из пластмасс большую механическую прочность, твердость, теплостой­ кость, химическую стойкость, облегчают переработку пластмасс и при этом уменьшают усадку, сокращают расход связующих материалов и тем самым снижают стоимость готовых изделий. В качестве наполнителей применяют материалы минерального происхождения (слюду, асбест, мел, графит, каолин, стекловолокно и др.), а также органического (обрезки тканей и бумагу, древесную муку, хлопковый пух).

Пластификаторы придают пластмассам пластичность, снижают жесткость, повышают морозостойкость и сооб­ щают изделиям из пластмасс гибкость, эластичность и уменьшают их хрупкость. В качестве пластификаторов применяют жидкие и твердые маслообразные вещества, имеющие более высокую температуру кипения, чем свя­ зующие, например, глицерин, камфору, касторовое масло, стеарат кальция и др.

Красящие вещества применяют для окрашивания пла­ стмасс в различные цвета. К ним относятся тонко измель­ ченные минеральные пигменты (сухие краски) или раст­ воримые в спирте органические красители.

Стабилизаторы, или противостарители, предназ­ начены для замедления старения пластмасс при действии на них солнечных лучей и других факторов. К стабилиза­ торам относятся: сажа, стеарат свинца, стеарат кальция и другие вещества.

Классификация пластмасс. Пластические массы под­ разделяют на группы в зависимости от характера свя­

5

стмассы подразделяют на пластмассы на основе синте­

стмассы термопластичные и термореактивные. Термопла­ стичные пластмассы при нагревании всегда становятся пластичными (размягчаются), после охлаждения за­ твердевают, и поэтому их молено перерабатывать в изде­ лия несколько раз. К ним относится большинство пласт­ масс: полиэтилен, полистирол, полиамиды и др. Термореактивные пластмассы при первом нагревании в момент выработки из них изделий размягчаются, прини­ мают под давлением требуемую форму, а затем, при дальнейшем нагревании, переходят в неплавкое и нераст­ воримое состояние. К термореактивным пластмассам относятся фенопласты и аминопласты.

По с о с т а в у пластмассы делят на ненаполненные, состоящие из чистых смол, и композиционные. Ненаполненные пластмассы имеют стекловидный излом. Композиционные пластмассы бывают с наполнителями порошкообразными (на изломе видны частицы наполни­ теля), листовыми (пропитанные смолой и спрессованные листы бумаги-—гетинакс), волокнистыми (стекловолокнит) и газонаполненными. Газонаполненные пластмассы отличаются пористой структурой и малым объемным весом (до 0,01 г/см3). Поры, или ячейки, этих пластмасс заполнены воздухом или газом, и поэтому они обладают хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами.

По ж е с т к о с т и пластмассы подразделяют на жест­ кие (фенопласты, аминопласты), полужесткие (полиэти­ лен, полипропилен) и мягкие (поролон, поливинилхло­ ридный пластикат).

Вопросы для повторения

1.Что представляют собой пластмассы!1

2.Каковы общие свойства пластмасс?

3.Какие вещества входят в состав пластмасс и каково их на­

значение?

4. По каким признакам классифицируют пластмассы?

6

ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ВИДОВ ПЛАСТМАСС

Пластмассы на основе синтетинесних с то л

К этим пластмассам относятся: фенопласты, амино­ пласты, полиамиды, эфиропласты, уретанопласты, кремнийорганические смолы, полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, поливинилацетат, полиметилакрилат,

полистирол и др.

Фенопласты, (фенолальдегидные пластмассы) полу­ чают из фенола и формальдегида. Их применяют для изготовления пресс-порошков, пластиков слоистых и ли­ тых (резита, неолейкорита, карболита), лаков, эмалей, синтетических клеев (типа БФ).

Из пресс-порошков изготовляют прессованием подно­ сы, пепельницы, пуговицы, фотобачки, электроустановочные приборы и т. п. Почти все эти изделия окрашивают в коричневый или черный цвет, так как неокрашенные изделия краснеют под действием солнечного света и кис­ лорода воздуха. Под действием горячей воды изделия из фенопластов выделяют фенол, обладающий токсичнос­ тью, поэтому из них не изготовляют кухонную и столо­ вую посуду.

Путем пропитки фенолальдегидными смолами хлоп­ чатобумажных тканей, стеклотканей, однослойной фане­ ры, стружек, опилок получают слоистые пластики (текстолит, стеклотекстолит, гетинакс), древеснослоис­ тые и древесностружечные плиты, широко применяемые в производстве мебели, а также в качестве конструкци­ онных и электроизоляционных материалов.

Литые фенопласты получают из смол без наполните­ лей в виде пластин, стержней, брусков, из которых меха­ нической обработкой изготовляют изделия.

Изделия из фенопластов обладают механической прочностью, твердостью, теплостойкостью и высокими электроизоляционными свойствами, они непрозрачны.

Аминопласты (аминоальдегидные и меламиноальде­ гидные смолы) получают при взаимодействии мочевины с формальдегидом или меламина с формальдегидом. Эти пластмассы обладают твердостью, механической проч­ ностью, стойкостью к действию воды, щелочей, слабых

7

кислот и растворителей, светостойкостью, высокими электроизоляционными свойствами. Аминопласты быва­ ют белые или окрашенные в яркие цвета, непрозрачные или полупрозрачные. При нагревании не размягча­ ются. Недостатком их является хрупкость. Теплостой­ кость аминоальдегидных смол сравнительно невысокая (110°С), при действии на них горячей воды может выде­ ляться токсичный формальдегид, поэтому из них изготов­ ляют кухонную и столовую посуду только для холодной пищи (воронки для молока, вазочки для мороженого).

В настоящее время посуду изготовляют в большем количестве из меламиноальдегидных смол (мелалита), отличающихся большей теплостойкостью (160°С), чем аминоальдегидные смолы.

Из аминопластов вырабатывают также различные хозяйственные изделия, электроустановочиые материалы, корпуса радиоприемников, телефонов, галантерейные из­ делия. Их применяют и для получения слоистых пласти­ ков на основе бумаги, ткани, поропластов, клеев, лаков для пропитки тканей в целях придания им несминаемости, безусадочное™ и других свойств.

Полиамиды (анид, капрон, энант и др.) без наполни­ телей и красителей сходны по внешнему виду с рогом, цвет их от белого до светло-желтого. Они окрашиваются в различные цвета; отличаются твердостью, просвечи­ ваемостью, эластичностью. При нагревании до темпера­ туры 150—180° С размягчаются, а при 180—250° С пла­ вятся. Они обладают также высокой прочностью, устойчивостью к истиранию, действию щелочей, раство­ рителей, малой водопоглощаемостыо. Недостаток поли­ амидов — неустойчивость к действию некоторых кислот, например уксусной, и к длительному действию солнечно­ го света, под влиянием которого снижается их прочность и изменяется цвет. Из полиамидов получают синтетичес­ кие волокна, превосходящие по прочности все природные волокна, пленки, искусственную щетину, хозяйственные изделия (водопроводные краны, дорожные вешалки), галантерею, детали машин и т. д.

К эфиропластам относятся лавсан, алкидные смолы, ненасыщенные полиэфиры, поликарбонат и др.

Л а в с а н — прозрачная или полупрозрачная термо­ пластичная смола (температура плавления 260°С) — бы­ вает бесцветный или окрашенный в разные цвета. Устой­

8

чив к действию воды и обычных растворителей. Из лавсана получают волокна, обладающие высокой меха­ нической прочностью и упругостью. Волокна применяют в производстве тканей, трикотажных изделий, искусствен­ ного меха, а также пленок для упаковки.

блеском, высокой атмосферо- и морозостойкостью, не размягчаются при нагревании, хорошо растворяются в органических растворителях, обладают хорошими клея­ щими свойствами, их применяют для получения лаков, эмалей, клеев, линолеума, клеенки и др.

Ненасыщенные полиэфирные смолы (НПЭ) пред­ ставляют собой твердые материалы, устойчивые к дей­ ствию воды, кислот, спирта, но растворяющиеся в ацето­ не. Устойчивы к нагреванию до температуры 80° С. На основе этих смол получают стеклопластики для оконных рам, дверей и других строительных деталей, а также ла­ ки, краски и клеи.

П о л и к а р б о н а т — это прозрачный, твердый, стой­

щелочам и некоторым органическим растворителям. Из поликарбоната изготовляют чайную посуду, синтети­ ческие волокна, грампластинки, фото- и кинопленку, корпуса радиоприемников и др.

Уретанопласты по своим свойствам близки к полиа­ мидным смолам и эфиропластам. В зависимости от ис­ ходного сырья они могут быть термопластичными (тем­ пература плавления до 180° С) или термореактивными, мягкими или жесткими. Они устойчивее, чем полиамиды, к действию кислот, щелочей, атмосферным воздействи­ ям, низким температурам (до —30°С). Обладают хоро­ шими электроизоляционными свойствами и эластично­ стью. Из уретанопластов получают поролон, синтетиче­ ские каучуки, волокна высокой прочности, лаки, изоля­ цию для проводов, искусственные кожи, клеи и др.

Поролон обладает пористой структурой. Это легкий эластичный материал, окрашиваемый в различные цвета. Хорошо склеивается с другими материалами, трудно воспламеняется, но при горении выделяет токсичные га­ зы. Из поролона изготовляют подушки, сиденья мягкой

9