Список літератури для оформлення роботи і підготовки теоретичного матеріалу

Опрацювати розділи 14.5.1-14.5.4 підручника [6] та 6.5.1 - 6.5.3, 6.6.1 посібника[3].

20. Лабораторна робота 20 Дослідження властивостей термопластичних пластмас Теоретична частина

Пластмаси – це матеріали, створені на основі полімерів, які здатні під впливом нагрівання і тиску набирати певної форми (формуватися) і зберігати її. Стосовно температури всі полімери поділяють на термореактивні і термопластичні. Термопластичність зумовлена тим, що між макромолекулами полімеру існують лише відносно слабкі міжмолекулярні зв’язки. Ці зв’язки, як відомо, легко розриваються при нагріванні і також легко відновлюються під час охолодження. З гранул термопластичних полімерів після нагрівання і розм’якшення можна виготовляти виріб заданої форми. На основі поліетилену, поліпропілену, поліметилметакрилату, політетрафлуоретилену, полістиролу виготовляють термопласти.

Термореактивність зумовлена тим, що макромолекули полімерів із сітчастою структурою не можуть обернено розм’якшуватися і тверднути, оскільки на розрив їх хімічних зв’язків необхідні значно більші витрати енергії. Якщо полімер нагріти до такої температури, коли наявні хімічні зв’язки почнуть розриватися, то спочатку він набуває певної рухливості, а потім починається або повна його деструкція, або він вдруге полімеризується з утворенням більш міцних і жорстких структур. На основі фенолоформальдегідних, епоксидних та інших смол виготовляють реактопласти.

Хімічні властивості полімерів залежать від складу, молекулярної маси і структури полімерів. Для них характерні реакції сполучення макромолекул поперечними зв’язками, взаємодії функціональних груп одна з одною та низькомолекулярними речовинами, деструкції. Під час деструкції відбувається розрив зв’язків у головному ланцюгу макромолекули, внаслідок якого зменшується молекулярна маса, змінюються фізичні і хімічні властивості полімерів. Залежно від деструктивного агента розрізняють хімічну і фізичну деструкції. Залежно від характеру утворених продуктів розрізняють деструкцію за законом випадку і деполімеризацію. Деструкція за законом випадку відбувається шляхом випадкового розриву макромолекул з утворенням значних уламків. Деполімеризація є реакцією послідовного відриву мономерних ланцюгів від кінця ланцюга. За своїм механізмом ця реакція є оберненою росту ланцюга під час полімеризації. Термічній деполімеризації, наприклад, підлягають поліетилен, політетрафлуоретилен, полістирол, поліметилметакрилат.

Пластмаси поряд з високомолекулярною сполукою містять інші речовини: наповнювачі, пластифікатори, стабілізатори, барвники та інші добавки. Пластифікатори надають пластмасам еластичності; піноутворювачі – поруватості; стабілізатори й антиоксиданти – термо-, світло-, хімічної стійкості; антистатики запобігають наелектризованості. З метою поліпшення механічних властивостей та здешевлення матеріалів до складу пластмас вводять наповнювачі: кварц, крейду, волокна тощо.

Пластмаси є найважливішими сучасними матеріалами багатотоннажного виробництва, що застосовуються в техніці, сільському господарстві, побуті. Це визначається властивостями, які роблять використання пластмас економічно вигідним і зручним. До таких властивостей належать: низька густина (коливається в межах від 0,9 до 2,2г/см³), низька теплопровідність, діелектричні властивості, хімічна стійкість (за хімічною стійкістю пластмаси значно перевищують метали), здатність до забарвлення, високі оптичні якості, а також можливість змінювати ці властивості в широких межах унаслідок зміни структури полімерів. Фізичні і хімічні властивості деяких полімерів, які широко використовують у виробництві пластмас, наведені у табл. 3.2 і 3.3.

Таблиця 3.2 – Фізичні властивості деяких полімерів

Властивість	Полімер
	полі-етилен	полістирол	полівінілхлорид	поліметил- метакрилат
Густина, г/см3	0,91-0,97	1,04-1,05	1,35-1,43	1,19
Температура склоутворення, 0С	102-137*	82-95	75-80	115-120
Межа міцності при роз-тягненні, МПа	7-45	40-50	40-60	≥78
Питомий електричний опір, Ом.см	1017-1018	1014-1016	1014-1016	1011-1012
Діелектрична проникність	2,2-2,4	2,5-2,6	3,5-4,5	2,8-3,5
*- Температура плавлення

До експлуатаційних недоліків пластмас відносять крихкість, низьку термостійкість, горючість. Вони легко займаються, виділяючи під час горіння багато отруйних газів.

Таблиця 3.3 – Хімічні властивості деяких полімерів

Властивість	Полімер
	полі-етилен	полі- стирол	полівініл-хлорид	поліметил- метакрилат
Стійкість до дії: а) розчинів кислот	Стійкий	Стійкий у слабких розчинах	Стійкий	Стійкий у мінеральних кислотах
б) розчинів лугів	Стійкий	Стійкий у слабких розчинах	Стійкий	Стійкий
в) окисників	Старіє	Стійкий	Стійкий	Стійкий
Розчинність у вуглеводнях: а)аліфатичних	Набрякає	Набрякає	Не розчиняється	Стійкий
б) ароматичних	Розчиняється при нагріванні	Розчиняється	Не розчиняється	Розчиняється
Розчинники	Бензен при нагріванні	Спирти, ефіри, стирол	Тетрагідрофуран, дихлор-етан	Дихлоретан, кетони