Общие сведения о пластмассах

Пластмассами (пластиками) называются материалы, получаемые на основе полимерных соединений и чаще всего формуемых в изделия методами, основанными на использовании их

пластических деформаций.

Деформация - изменение взаимного положения частиц тела, связанное с их перемещением друг относительно друга.

Необратимые деформации, называемые также пластическими, сохраняются после снятия нагрузки.

•Название «пластмассы» означает, что эти материалы под действием нагревания и давления способны формироваться и сохранять после охлаждения или отвердения заданную форму.

•Процесс формования сопровождается переходом

пластически деформируемого состояния в стеклообразное состояние.

•Свойства полимеров, являющихся основой пластмасс, определяют свойства и технологический процесс производства пластмассовых изделий.

•Пластмассы могут быть простые, представляющие собой чистые полимеры, и сложные, в состав которых помимо полимера могут быть введены наполнители, пластификаторы, красители и другие добавки различного назначения.

Основные компоненты пластмасс

•Основным и обязательным компонентом пластмасс является полимер, но только лишь некоторые строительные пластмассы целиком состоят из полимера (например, органическое стекло, состоящее из полиметилметакрилата).

•Полимер в пластмассах выполняет роль связующего. От вида полимера, его свойств и количества зависят важнейшие свойства этих многокомпонентных материалов.

•В состав большинства пластмасс входят и другие компоненты: наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители и др.

Пластификаторы

•В некоторые термопластичные пластмассы вводится пластификатор, который, проникая внутрь полимера, вызывает его набухание. При этом уменьшаются силы межмолекулярного сцепления и облегчается формуемость.

•Особенно необходимо введение пластификатора, когда температура деструкции (разрушения) ниже температуры формования полимера.

•С молекулярной точки зрения под

пластификацией полимеров понимается увеличение подвижности структурных элементов полимера при введении в него специально подобранных жидкостей – пластификаторов, не взаимодействующих химически с полимером.

Механизм действия пластификаторов

•При растворении в полимере жидкости (пластификатора) макромолекулы оказываются окруженными молекулами этой жидкости. Это ведет к понижению взаимодействий между

макромолекулами.

•Кроме того, молекулы низкомолекулярной жидкости являются более подвижными и легче обмениваются местами, чем макромолекулы полимера.

•Снижение межмакромолекулярного взаимодействия и наличие в системе подвижного низкомолекулярного компонента ведет к повышению молекулярной

подвижности всей системы.

•Это вызывает изменение всего комплекса свойств полимера: изменяются его прочностные, деформационные, температурные, электрические свойства.

Из механизма пластификации следует, что макромолекулы полимера должны быть разделены молекулами пластификатора. Выполнение этого условия предусматривает обязательную растворимость пластификатора в полимере.

Кроме того, молекулы пластификатора должны обладать значительно более высокой подвижностью, чем макромолекулы полимера.

•Главным результатом введения пластификатора является понижение температуры стеклования Тс и температуры текучести Тт полимера.

•С увеличением содержания пластификатора температура стеклования и температура текучести закономерно снижаются.

•Следовательно, в присутствии пластификатора полимер сохраняет высокоэластические свойства при более низкой температуре, также снижается и температура его переработки.

Изменение

температуры стеклования Тс и температуры текучести Тт жесткоцепных полимеров при введении пластификатора

В зависимости от гибкости (или жесткости) макромолекул все полимеры можно условно разделить на гибкоцепные и жесткоцепные в зависимости от длины свободно сочлененных сегментов, способных ориентироваться в пространстве независимо друг от друга