2. Пластические массы.

Пластическими массами или просто пластмассами называют композиционные материалы на основе полимеров, обладающие текучестью (пластичностью) и способные при нагревании под давлением принимать заданную форму и устойчиво сохранять ее после охлаждения, т.е обладающие пластическими свойствами в условиях переработки и не   обладающие этими свойствами в условиях эксплуатации. Таким образом, при обычных температурах пластмассы представляют собой твердые, упругие тела.

Чтобы лучше представить себе некоторые механические свойства пластмасс, сравним эти свойства с аналогичными свойствами некоторых металлов. Плотность различных пластмасс колеблется от 0,9 до 2,2 г/см­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­3; имеются особые типы пластмасс (пенопласты) с плотностью 0,02 – 0,1 г/см3. В среднем, пластмассы примерно в 2 раза легче алюминия, в 5 – 8 раз легче стали, меди и других металлов, а некоторые сорта пенопластов более чем в 10 раз легче пробки. Прочность некоторых видов пластмасс даже превосходит прочность некоторых марок стали, чугуна, дюралюминия и др.

По химической стойкости пластмассы не имеют себе равных среди металлов. Они устойчивы не только к действию влаги воздуха, но и таких сильнодействующих химических веществ, как кислоты и щелочи.

Обычно пластмассы являются диэлектриками. Отдельные сорта пластмасс представляют собой лучшие диэлектрики из всех известных в современной технике.

В настоящее время известен целый ряд пластмасс, обладающих значительной тепло- и морозостойкостью, что позволяет применять их для изготовления изделий, работающих в широком интервале температур.

По своим антифрикционным свойствам   многие пластмассы значительно превосходят лучшие антифрикционные сплавы металлов. Многие типы пластмасс при использовании их для подшипников не требуют смазки, другие же могут «смазываться» просто водой.

Наряду с большой механической прочностью некоторые виды пластмасс обладают прекрасными оптическими свойствами.

Обычно пластмассы имеют твердую, блестящую поверхность, не нуждающуюся в полировке, лакировке или поверхностной окраске. Внешний вид их не изменяется от обычных атмосферных воздействий.

3. Состав пластмасс.

Пластмассы представляют собой смеси полимеров с другими веществами.

Получение полимеров основано на реакциях полимеризации, поликонденсации и обменного взаимодействия полимеров с другими веществами.

Способ производства полимера определяет строение его молекул, среднюю молекулярную массу М, количество остаточных примесей и таким образом влияет на комплекс свойств материала.

Полимеры - основа пластмассы. Полимерами называют вещества высокой относительной молекулярной массы (молекулярного веса). Они состоят из повторяющихся групп атомов, звеньев исходного вещества – мономера. Звенья образуются и последовательно соединяются друг с другом в процессах получения полимеров. Они образуют линейные цепные молекулы (табл.1), длина которых, в тысячи раз превышает длину неполимерных соединений, такие молекулы называют макромолекулами. Чем больше звеньев в макромолекуле полимера (больше степень полимеризации), тем более прочен материал и более стоек к действию нагрева и растворителей. Если в макромолекулы объединены разные звенья, то полимер называется сополимером. Сополимеризация аналогична легированию в сплавах и изменяет свойства материала. Из-за невозможности эффективной переработки мало-плавкого и трудно-растворимого полимера в ряде случаев получают сначала полуфабрикаты - полимеры со сравнительно низкой молекулярной массой - олигомеры, легко доводимые до высоко молекулярного уровня при дополнительной тепловой обработке одновременно с изготовлением изделия.                

Наполнители добавляют в количестве 40-70% (по массе) для повышения механических свойств, снижения стоимости и изменения других свойств. Наполнители- это органические и неорганические вещества в виде порошков (древесная мука, сажа, слюда, SiO², тальк, TiO, графит), волокон (хлопчатобумажные, стеклянные, асбестовые, полимерные), листов (бумага, ткани из различных волокон, древесный шпон).

Стабилизаторы - различные органические веществ, которые вводят в количестве нескольких процентов для замедления старения, что стабилизирует свойства и удлиняет срок эксплуатации. Старение представляет необратимое изменение свойств пластмассы под влиянием среды. В основе старения лежат изменения структуры молекул полимера.

Пластификаторы добавляют в количестве 10-29% для уменьшения хрупкости и увеличения формуемости. Пластификаторами являются вещества, которые уменьшают межмолекулярное взаимодействие и хорошо совмещаются с полимерами. Часто пластификаторами служат эфиры, а иногда и полимеры с гибкими молекулами.

Отвердители вводят в количестве нескольких процентов в реактопласты для соединения полимерных молекул химическими связями. В итоге образуется пространственная молекулярная сетка (сетчатая структура), а молекулы отвердителя становятся частями этой сетки. В качестве отвердителей используют серу ( в каучуках), органические перекиси и другие соединения.

Специальные добавки- смазки, красители, добавки для уменьшения статистических зарядов, для уменьшения горючести, для защиты от плесени, ускорители и замедлители отверждения и другие- служат для изменения или усиления какого-либо свойства.