Таблица материаловедение

Формула полимера

Реакция и способ получения

Свойства

Применение

Недостатки и их устранение

—(CH₂-CH₂)—_n

ПЭ

(полиэтилен)

ПЭВД (высокого давления)

ПЭНД (низкого давления)

ПЭСД (среднего давления)

ЛПЭНП (линейный низкой плотности)

(Al(C₂H₅)₃ + TiCl = (Al(C₂H₅)₂Cl + TiCl₃C₂H₅

Получение ПЭВД методом полимеризации радикального типа с использованием инициатора - перекиси бензоила /кислорода воздуха.

Получение ПЭНД методом ионной полимеризацией с катализатором - Циглера-Натта

Получение ПЭСД методом ионной полимеризации в растворе t^°=150^°C; p=3-4 МПа; катализаторы - оксиды металлов переменной валентности (Al, Cr, V).

Получение ЛПЭНП при помощи катализатора Циноера-Натта

Высокая жесткость, прочность, устойчивость к воздействию влаги, температуры, эргономична; на материал возможно нанесение изображений, морозостойкость. Хорошая эластичность, сопротивление к удару/раздиру.

ПЭ пленки идут как слой в комбинированные упаковки;

ПЭВД пленки для упаковки химических веществ, в том числе концентрированная серная кислота; мешки и пакеты для штучной фасовки, упаковка текстиля, замороженных продуктов, кондитерских изделий, ящики, лотки, поддоны.

ПЭНД применяют для контакта с жирными пищевыми продуктами и для получения упаковочных материалов, подвергающимся стерелизации, упаковка мяса, рыбы, пакеты с ручками;

ПЭСД применяется в изготовлении обычной термоусадочной пленки, в производстве мешков, сумок, крышек для пластиковых емкостей, при изготовлении труб и в кабельном производстве: в качестве изолятора; содержится в садовой и уличной мебели, медицинской посуде;

ЛПЭНП - палетная пленка, штучная упаковка.

ПЭ пленки газопроницаемы, то есть непригодны для упаковки продуктов, для которых нежелательно кислородное воздействие;

ПЭВД плёнки непригодны для длительного контакта с жиросодкржащими продуктами и непригоден для стерелизации при температуре выше 110 градусов. В него добавляют органические наполнители для достижения биоразлагаемости;

ПЭСД разлагается под воздействием 50% азотной кислоты при комнатной температуре, под воздействием жидкого и газообразного хлора и фтора.

ПП (полипропилен)

—(CH₂-CH)—_n

|

CH₃

Подклассы: изотактический, синдиотактический, атактический.

nCH2=CH(CH3) → [-CH2-CH(CH3)-]n

Изотактический полимер получают с помощью катализатора Циглера-Натта.

Самая низкая плотность среди пластмасс, хорошая стойкость к агрессивным химикатам, кроме сильных кислот, большая степень кристалличности, высокая теплостойкость, механически прочность, высокая жаростойкость

Неориентированный применяется для упаковки текстиля, медицинских изделий; также для упаковки хлеба (для горячего - многослойный, то есть ориентированный + неориентированный), кондитерских изделий, орехов, крупы, масла, сахар; модифицированный - замороженные продукты

Увеличение аморфной части полимера приводит к улучшению эластичности плёнок, но к снижению теплостойкости и прочности

ПВХ (поливинилхлорид)

—(CH₂-СClH)—n

Суспензионный метод получения и в блоке радикально-цепной полимеризации

Суспензионный метод

R• + CH2=CHCl > R-CH2-C•HCl

Благодаря высокому содержанию хлора (около 56%) поливинилхлорид не воспламеняется и практически не горит. При 130—150 °С начинается медленное, а при 170 °С более быстрое разложение поливинилхлорида, сопровождающееся выделением хлористого водорода.

многих других растворителях. При нагревании он растворяется в тетрагидрофуране, хлорированных углеводородах, ацетоне и др.

Поливинилхлорид обладает хорошими электроизоляционными и теплоизоляционными свойствами, а также высокой стойкостью к действию сильных и слабых кислот и щелочей, смазочных масел.

Под действием энергетических и механических воздействий в поливинилхлориде протекают реакции дегидрохлорирования, окисления, деструкции, структурирования, ароматизации и графитизации. Основная реакция, ответственная за потерю полимером эксплуатационных свойств, — выделение НСl.

Для предотвращения разложения в поливинилхлорид вводят стабилизаторы. В качестве антиоксидантов применяют производные фенолов и производные карбамида.

При термической пластификации при 160 °С поливинилхлорид превращается в застывший блок, жесткий и прочный при комнатной температуре.

Поливинилхлорид хорошо совмещается с пластификаторами.

Применяется для кабельной изоляции и для других целей.

Пластические массы на основе поливинилхлорида нашли широкое применение в электротехнической и химической промышленности, в строительстве, а также в других областях техники и в быту.

оконные и дверные профили;

трубы;

облицовочные панели;

напольные покрытия;

изоляционные материалы;

автомобильные детали;

медицинские изделия;

кабели;

упаковки для продуктов питания и мн. др.

Используется для изготовления сидений, пола, других элементов внутренней отделки транспортных средств; для обшивки салона автомобилей; для изготовления решеток радиатора, накладок и других экстерьерных элементов транспортных средств;для производства различных медицинских изделий (трубки для инфузий, катетеры, маски для анестезии, перчатки, другое оборудование).

Нередко применяется в производстве лодок, яхт, самолетов, поездов и других ТС, где необходимы легкие, прочные, долговечные материалы.

Потеря эластичности и прочности под действием ультрафиолетовых лучей (устранение проблемы: дополнительная УФ-стабилизация; изделия получаются тяжелее деревянных из-за высокой плотности полимера; возможна деформация от механических нагрузок; низкая стойкость к действию высоких температур, узкий температурный интервал переработки, невысокую ударопрочность и износостойкость.

ПВДХ (поливинилиденхлорид)

—(СН2-СCl2)—n

Получение гранул - эмульсионный способ;

Получение плёнок - экструзия, нанесение из раствора;

CH2CHCl + Cl2 > CHCl2-CH2Cl

CHCl2-CH2Cl > CH2-CCl2 + HCl

В качестве побочного продукта образуется монохлорацетилен, способный к самовоспламенению. Для подавления образования монохлорацетилена применяют водный раствор щелочи, содержащей хлорид натрия.

Растворим в три(диметиламидо)фосфате, диэтилсцльфоне, тетраметилсульфоне, при кипячении - в тетралине и тетрахлорметане; ограничено растворяется в хлороформе; с уменьшением М повышается температура хрупкости. Про температуре 130 гр С разлагается с отщепление и хлороводорода; при обычной температуре химически устойчив; чувствителен к действию света, тепла и облучения электронами; по термическим свойствам близок к ПВХ

Из раствора ПВДХ формуют химически стойкие волокна, пленки и жесткие конструкционные изделия;

Раствор ПВДХ применяют в лакокрасочной промышленности; Эмульсии ПВДХ - пропитка тканей (улучшение прочности, эластичности, водо-, газонепроницаемости, уменьшение стираемости), кож, бумаги (для повышения гибкости, влаго-, маслостойкости);

При нагревании отщепляется хлористый водород, в связи с чем требуется вводить стабилизаторы

Сырьё (газ винилхлорид) очень токсичен, поэтому производство экологически опасно

Плёночный материал содержит токсичный пластификатор (синтетические эфиры)

Из плёнок выделяются низкомолекулярные токсические вещества, среди которых наиболее опасны стирол и винилхлорид и продукты деструкции ПВХ.

При сжигании образуются токсичные и канцерогенные диоксины.

В производстве используется кадмий – токсичный тяжёлый металл.

ПС (полистирол) (-С₆Н₅СН-СН_2-)_n

Жидкость с резким запахом

в общем объеме производства пластмасс занимает третье место (после полиэтилена и поливинилхлорида). Его получают полимеризацией стирола в растворителях блочным, эмульсионным и суспензионным методами согласно реакции

высокие диэлектрические свойства, влаго и химическая стойкость; низкая теплостойкость и ударная прочность (высокая хрупкость).

применяется в качестве антикоррозионного материала при изготовлении различного химиче­ского оборудования и приборов, лабораторной посуды, корпусов аккумуляторов; применяется для изготовления предметов бытовой техники и домашнего обихода (деталей радио и электроаппаратуры, автомобилей, холодильников, не подвергающихся при эксплуатации ударным нагрузкам; корпусов радиоприёмников, телевизоров и высокочастотных приборов; кассет и катушек для магнито-, фото- и кинопленок, оболочек кабелей, облицовочных плиток, плёнки и т.п.); применяется в качестве теплоизоляционного материала, упаковочного материала

Недостатками полистирола являются поверхностное пожелтение изделий под воздействием солнечного света, пониженная теплостойкость. Для повышения теплостойкости полистирол смешивают с мраморной пылью или другими наполнителями. Основной метод переработки полистирола в изделия — литье под давлением.