7. Вплив властивостей пластмас на їх застосування для виготовлення товарів.*

Ацетилцелюлоза вигідно відрізняється від нітроцелюлози високою світлостійкістю, важкою займистістю і майже повною негорючістю. Внаслідок цього ацетилцелюлозні (із триацетату) плівки застосовують замість вогненебезпечних нітроцелюлозних плівок, хоча останні і більш водостійкі.

Переробка поліетилену (порошків і гранул) у готові формовані вироби, листи і плівки, труби, волокна і нитки здійснюється литтям під тиском і екструзією при температурі близько 200°С і високому тискові. Як один із кращих у високочастотній техніці сучасних діелектриків, поліетилен широко застосовують у електро- і радіотехніці, зокрема для ізоляції електричних проводів і кабелів.

Листи і плівки виготовляють переважно з поліетилену ВТ. Вони негігроскопічні, стійкі до хімічних реагентів і не виділяють шкідливих речовин, тому їх з успіхом застосовують для упаковування фармацевтичних препаратів і харчових продуктів. Випуск виробів, що контактують із харчовими продуктами, дозволений лише відкритої конструкції. У виробах закритої конструкції (фляги, бідони) тривалий час зберігається запах продуктів окислювання поліетилену.

Поліпропілен подібний до поліетилену за зовнішнім виглядом і багатьма іншими властивостями (хімічними, діелектричними), відрізняється від нього здебільшого підвищеною жорсткістю, більшою механічною тривкістю і більш високою теплостійкістю. Температура плавлення його в залежності від розміру молекулярної маси знаходиться в межах 160—170°С.

Сополімери стиролу легко переробляються литтям під тиском, екструзією та іншими методами. З СН, МС і АБС виготовляють корпуси приладів, телефонних апаратів, фотоапаратів, радіоприймачів і магнітофонів, авторучок, автоолівців. Вони застосовуються звичайно пофарбованими. Сополімери МС і АБС за прозорістю та безбарвністю аналогічні поліметилметакрилату і легко забарвлюються. З них виготовляють деталі автомобіля (деталі спідометра, стрілки, шкали, фірмові знаки, підфарники, козирки й ін.), приладові щітки, вартові стрілки, канцелярські приналежності (лінійки, лекала), галантерейні товари, деталі санітарно-технічного устаткування, меблів та ін.

Фізико-механічні властивості виробів із поліметилметакрилату мало змінюються під дією світла і кисню повітря. Проте значний коефіцієнт лінійного розширення при малій теплопровідності поліметилмета-крилату обумовлює можливість появи багатьох дрібних тріщин на поверхні виробів із нього. Відображаючи і розсіюючи світло, ці тріщини обумовлюють помутніння ("сріблення") поверхні. Крім того, унаслідок недостатньої поверхневої твердості вироби з поліметилметакрилату порівняно легко дряпаються і стають менш прозорими (мутнуватими).

Поліформальдегід стійкий до аліфатичних, аромат вуглеводнів, що містять галоген, спиртів і ефірів і перевершує в цьому відношенні поліетилен. Він має відносно високу хімічну стійкість і руйнується при дії лише сильних кислот і основ (лугів). Його вважають дуже перспективним конструкційним матеріалом для багатьох побутових машин і приладів, а також для виготовлення небиткого посуду, тари й інших виробів (дверних ручок, гребінців, мильниць, корпусів авторучок, ручок ножів та ін.). З поліформальдегіду виробляють також високотривкі плівки і волокно, які спроможні добре забарвлюватися

Фенопласти мають високу теплостійкість і гарні діелектричні властивості. Цим обумовлене їхнє використання при виготовленні корпусів електроустановчої арматури. Без істотних змін вони витримують тривалі впливи при температурі 125°С і короткочасні — до 170°С. При цьому вони не розм'якшуються і не горять. Лише при нагріванні вище 250°С вони поступово починають обвуглюватися. Вироби з фенопластів майже несхильні до старіння та стійкі до дії цвілей, оскільки фенол і формальдегід мають фунгіцидні властивості Для усунення крихкості виробів із фенопластів іноді новолачні смоли модифікують нітрильним каучуком, полівінілхлоридом і поліамідними смолами.

При тривалому зіткненні особливо з гарячою водою вироби з фенопластів виділяють деяку кількість фенолу і формальдегіду. Тому фенопласти не можуть застосовуватися для виготовлення харчового посуду.

Серйозними недоліками фенолформальдегідних пластмас є також їхня слабка світлостійкість і запах, що пов'язано з утриманням у них деякої кількості вільного фенолу. Окислюючись на повітрі, феноли утворюють пофарбовані з'єднання. Внаслідок цього природний жовтуватий і ясно-коричневий кольори фенопластів переходять у плямистий червоно-коричневий. Такий же недолік у лакових плівок на основі фенолформальдегідних смол. У зв'язку з цим вироби з фенопластів звичайно офарблюються в коричневий і чорний кольори.

Поглинаючи деяку кількість вологи, поліаміди залишаються стійкими до її дії. Діелектричні властивості їх при поглинанні вологи знижуються, але механічна тривкість майже не зменшується. Вони стійкі до дії жирів і нафтопродуктів, а також лугів, але чутливі до кислот, при дії яких гідролізуються (за місцем амідних зв'язків). Вони нерозчинні у бензині, бензолі й інших розчинниках, але добре розчиняються в гарячих мурашиній і оцтовій кислотах (концентро­ваних), а також у фенолах. Цінними властивостями поліамідів є їхня тривкість, стійкість до абразивного зносу і практична негорючість, а також їхнє незагнивання. Вони стійкі до дії цвілевих грибів.

До недоліків поліамідів зараховують їхню слабку стійкість до дії кисню повітря (при нагріванні) і окислюючих агентів, (азотної кислоти, перекису водню, розчинів перманганату), а також речовин, що відбілюють, виділяють вільний хлор. Всі ці речовини викликають відносно швидку деструкцію полімеру, діючи на амідні зв'язки макромолекул і руйнуючи їх. Поступове зниження механічної тривкості й еластичності волокон поліамідів, пов'язане з частковою деструкцією макромолекул (із зниженням молекулярної маси), спостерігається також при дії сонячного світла й особливо ультра­фіолетових променів. Введення стабілізаторів у полімер затримує процеси деструкції.

Поліамідні смоли легко витягуються в нитки і плівки, які мають високу механічну тривкість. Тому поліаміди у великій кількості йдуть на переробку в синтетичне волокно типу нейлону і капрону, які за зовнішнім виглядом нагадують шовк. Синтетичні волокна механічно більш тривкі, ніж природне волокно, що обумовлено високим ступенем орієнтації молекулярних ланцюгів уздовж їхньої осі. Волокна одержують із розплавлених поліамідних смол при температурі 260—270°С методом екструзії — продавлювання через вузькі отвори (філь'єри). З поліамідних волокон виготовляють панчохи й інші трикотажні вироби, тканини, нитки, шнури, канати, рибальські сітки, а також щетину, яку застосовують для платтяних щіток і у шве

Полікарбонати мають гарні механічні і діелектричні властивості і високу стійкість до старіння не тільки в звичайних умовах, але і при підвищеній температурі, а також у киплячій воді. У той же час деталі з цього полімеру відрізняються великою стабільністю розмірів, не деформуються і зберігають гнучкість (плівки) при низьких температурах (—75°С). Полікарбонати починають горіти лише при високих температурах і можуть само гаситися Завдяки цим властивостям полікарбонати стають одним із найважливіших і перспективних видів полімерів для виготовлення товарів народного споживання. Вони придатні для виготовлення корпусів радіоприймачів й іншої апаратури, футлярів для інструментів, шестерен, болтів і гайок, фото- і кіноплівки, багатьох деталей холодильників, магнітофонів, обчислювальних машин, а також труб, кранів, насосів, волокон і т.д. Висока теплостійкість і гарні оптичні властивості дозволяють застосовувати полікарбонати у світлотехніці (світильники і т.п.).

Полікарбонати не мають запаху і смаку, нечутливі до ударів, а тому дуже зручні при виготовленні тари для перевезення харчових продуктів. З них виготовляють також посуд для гарячої їжі, оскільки вони не виділяють шкідливих речовин. Плівкові матеріали з полікарбонатів прозорі, тривкі, стійкі до багаторазових вигинів, що дозволяє використовувати їх у якості матеріалів для упаковки. У них низька паро- і газопроникність. Вони мало змінюють свої властивості в межах температури від — 70°С до +140°С, тобто морозо- і теплостійкі.

Найважливіше значення як пластмаси мають термопластичні поліефіри з лінійною структурою, які одержують з двох основних кислот і двохатомних спиртів (і фенолів): поліетилентерефталат і полікарбонати. Стосовно низькомолекулярних поліефирні смоли лінійної будови, одержувані у вигляді грузьких рідин і воскоподібних речовин, широко використовують як пластифікатори полівінілхлориду і нітроцеллюлози.

При взаємодії двох основних кислот і їх ангідридів із трьох- та чотирьохатомними спиртами утворюються як лінійні, так і просторові полімери. Вони термореактивні і при нагріванні можуть затверджуватися, переходячи в неплавкий і нерозчинний стан. До них належать значно поширені алкідні смоли (гліфталеві і пентафталеві). Крім цих поліефірних смол важливе значення мають ненасичені поліефіри

Поліетилентерефталатні плівки завдяки їхній тривкості і прозорості застосовують як підкладки магнітних стрічок при записі звуку і зображення, кіно-, фото- і рентгенівської плівки. Плівки застосовують також для упаковування харчових продуктів, медикаментів і хімікатів.

Для виробництва товарів народного споживання найбільш значущі полікарбонати, які мають ( Р) свою назву завдяки тому, що ароматні ланки в їхніх ланцюгах пов'язані карбонатним зв'язкомі за хімічною будовою їх можна розглядати як складні ефіри вугільної кислоти й ароматних діоксиз'єднань. У промисловому масштабі їх одержують при взаємодії діоксидіфенілпропану і фосгену. Діоксидіфенілпропан у вигляді білого кристалічного порошку одержують конденсацією фенолу з ацетоном. Полікарбонати мають переважно аморфну структуру. Ступінь їхньої кристалічності невелик

Немодифіковані гліфталеві і пентафталеві смоли розчиняються лише в спирті й ацетоні і не розчиняються в нафтових вуглеводня а в затвердненому стані плівки їхні крихкі. Тому для усунення зазначених недоліків виготовляють модифіковані алкідні смоли, тобто вводять в реакцію поліконденсації разом із фталевим ангідридом і гліцерином (або пентаеритритом) також рослинні олії або ненасичені жирні кислоти. Завдяки цьому утворюються поліефіри з кращою розчинністю в органічних розчинниках і гарній сумісності з іншими плівкоутворюючими речовинами. Це обумовлює застосування модифікованих алкідних смол для виготовлення лаків і емалей, які дають атмосферостійкі плівки і призначені для тривких зовнішніх покриттів, зокрема для покриттів автомобілів. Нешкідливість гліфталевих смол (гліфталей) у фізіологічному відношенні дозволяє використовувати лаки на їхній основі в харчовій промисловості, наприклад для лакування консервних банок та іншої харчової тари.

Ці групи завдяки своїй високій реакційній спроможності обумовлюють гарну адгезію поліепоксидів до різноманітних матеріалів і взаємодію з двохфункціональними з'єднаннями (діамінами й ін.) з утворенням зшивок ланцюгів. При цьому відбувається затвердіння смоли, яка одержує просто-рову (сітчасту) структуру. Затвердіння з діамінами, наприклад із гексамети-лендіаміном здійснюється при кімнатній температурі. При підвищеній тем-пературі затвердження здійснюють за допомогою дікарбонових кислот і їхніх ангідридів, багатоатомних спиртів, низькомолекулярних феноло- і аміноформальдегідних смол, поліамідів тощо.

На відміну від інших синтетичних смол епоксиди тверднуть без виділення побічних продуктів, що обумовлює їхню малу усадку (0,3—2%). Вироби на основі епоксидних смол можна одержувати вільним виливком у формі без застосування дорогого устаткування. У зв'язку з цим епоксидні смоли широко застосовують як електроізоляційні заливальні компаунди й у якості зв'язувального матеріалу для наповнених і армованих пластиків (особливо склопластиків). На скловолокнистий наповнювач смолу можна нано­сити простим поливом, пензлем або розбрискувачем.

У виробах затверділі епоксидні смоли тривкі, але не крихкі, стійкі до дії лугів; мийних засобів, окислювачів і до більшості неорганічних кислот, менш стійкі вони до впливу органічних кислот і деяких розчинників (кетонів і хлорованих вуглеводнів).

Завдяки високій вологостійкості, хімічній стійкості і винятковій адгезійній спроможності епоксидні смоли використовують для виго­товлення вологостійких і хімічно стійких лаків, клеїв універсального застосування, а також цементів, шпаклівок і т.п. Висока адгезійна спроможність епоксидних смол при з'єднанні металів іноді дозволяє заміняти паяння і зварювання. На основі грузьких епоксидних смол і металевих порошків виготовляють цементи (шпаклівки) для замазування дефектів у металевих деталях. Вироби і покриття на основі епоксидних смол характеризуються також високою механічною тривкістю, гарними діелектричними властивостями і теплостійкістю (до 120°С і вище).

Температура плавлення практично придатних поліуретанів лінійної бу-дови — близько 180°С. Застосування трьох- і чотирьохатомних спиртів дозволяє одержувати і термореактивні поліуретани із сітчастою струк-турою в затверділому стані. Таким чином, у залежності від вихідної сиро-вини можна одержувати як термопластичні, так і термореактивні поліу-ретани, причому тверді, м'які і еластичні. Вони мають достатньо гарну стійкість до дії кислот і лугів, а також до атмосферних впливів, підвищення та зниження температури. їх застосовують у якості пластмас, а також як плівкоут-ворювальних речовин для лаків. При виготовленні преси і литтєвих пластмас поліуретанові смоли використовують як у чистому вигляді, так і з наповнювача-ми. Методом екструзії з них можна одержувати труби, шланги, пластини, волокна.

Найважливішими особливостями полісилоксанових полімерів є висока гідрофобізуюча спроможність і висока теплостійкість. Вироби з цих смол легко витримують робочі температури до 250°С, а з мінеральними напов-нювачами — до 400Х, тому застосовуються в техніці для апаратури, що працює в умовах високої температури і вологості. Високоякісні кремній-органічні емалі застосовують як у техніці, так і для побутових цілей. У залежності від умов синтезу і ряду інших чинників можуть бути отримані як рідкі і каучукоподобні, так і тверді полімери. Рідкі кремнійорганічні полімери застосовують у якості високотемпературних мастил і гідрофо-бізуючого просочування, зокрема при виготовленні водовідтворюваних мастил, (креми для рук, взуття й ін.), рідини для просочування тканин, призначених для деяких видів верхньої сукні і головних уборів. Такі пропитки майже не знижують повітро-і паропроникність тканин.