29(2) Классификация ассортимента изделий из пластмасс. Особен­ности экспертизы качества посуды из пластмасс. Приоритет показателей безопасности.

Состав пластических масс

Одни пластмассы состоят только из полимера (синтетической смолы или химически видоизмененного природного высокомолекулярного вещества), к которому может добавляться немного красителей и стабилизаторов. Другие пластмассы (композиционные) содержат, кроме того, значительные количества (до нескольких десятков процентов) иных компонентов: наполнителей, пластификаторов. В некоторые пластмассы вводят специальные отвердители. Пористые пластмассы получают с помощью газообразователей. Вспомогательной добавкой являются смазывающие вещества, предотвращающие прилипание отформованного изделия к стенкам формы.

В композиционных пластмассах полимеры выполняют роль компонента, связывающего другие составные части (особенно наполнитель), поэтому их называют связующими веществами.

Связующие вещества — это преимущественно синтетические высокомолекулярные соединения и некоторые видоизмененные природные полимеры (эфиры целлюлозы). Они являются главной составной частью, определяющей все основные свойства пластмасс, а также способность их формоваться (при повышенной температуре и давлении) и сохранять приданную изделию форму.

Фенолоформальдегидные, аминоальдегидные и некоторые другие смолы применяют обычно с наполнителями и красителями. Многие синтетические смолы (полиэтилен, полистирол и др.), а также эфиры целлюлозы используют в качестве пластмасс как с наполнителями, так и без них. Соотношение составных частей изменяют в зависимости от вида и назначения пластмасс.

Наполнителями пластмасс служат различные измельченные неорганические и органические материалы, например, древесная мука, кварцевый песок, каолин, тальк, дробленая слюда (отходы) и другие порошкообразные, а также волокнистые материалы (очесы хлопка, волокна-асбеста, измельченные обрезки тканей и бумаги). Содержание наполнителя может достигать ²/₃ веса пластмассы. В слоистых пластмассах наполнителем являются рулонная бумага и ткани.

При получении пластмассы частицы наполнителя перемешиваются со связующими веществами и остальными компонентами. Они пропитываются или обволакиваются связующим, благодаря чему связываются (склеиваются) смолой в твердую и плотную массу.

Наполнители изменяют свойства пластмасс, повышают механическую прочность и твердость, понижают величину усадки в процессе формования изделия. Особенно сильно улучшаются механические свойства, и в частности повышается ударопрочность при введении в пластмассу волокнистых наполнителей, выполняющих роль армирующих элементов и устраняющих хрупкость ненаполненных пластмасс.

Органические наполнители, повышая механическую прочность, несколько увеличивают водопоглощение изделий из пластмасс, что ухудшает электроизоляционные свойства. Поэтому для ответственных электроизоляционных деталей предпочитают применять пластмассы с наполнителями в виде минеральных порошков и волокон (асбест, стекловолокно).

Наряду с повышением прочности и твердости введение наполнителей в ряде случаев повышает теплостойкость и огнестойкость пластмасс, а также облегчает их переработку и снижает стоимость.

Газообразователи вводят в состав композиций газонаполненных пластмасс (поро- и пенопластов). При нагревании в процессе формования эти химические соединения разлагаются с выделением газообразных веществ.

Пластификаторы — маслообразные органические вещества с высокой температурой кипения, главным образом сложные эфиры фталевой и фосфорной кислот (ди-бутилфталат, диоктилфталат, диоктилсебацинат и др). Их добавляют в тех случаях, когда необходимо уменьшить жесткость и хрупкость полимера. Повышая пластичность связующего вещества и этим облегчая переработку пластмассы, пластификаторы придают материалам и изделиям

эластичность, гибкость. Молекулы пластификатора проникают между макромолекулами и иными структурными элементами (пачками), раздвигают их и ослабляют силы межмолекулярного взаимодействия в структуре полимера. При этом понижается температура стеклования (температура затвердевания) смолы, расширяются пределы температур, в которых полимер сохраняет высокоэластическое состояние. Вследствие этого увеличивается его морозостойкость, хотя стойкость к повышенным температурам (теплостойкость), естественно, понижается.

Наибольшее количество пластификаторов (до 50% состава пластмассы) расходуется для превращения жесткого и относительно хрупкого полимера — поливинилхлоридной смолы в мягкий и эластичный пластик — поливинилхлоридный пластикат.

Пластификаторы должны хорошо совмещаться с полимером, не испаряться и не мигрировать (выпотевать)из него, а также быть химически стабильными и физиологически безвредными. Последнее требование особенноважно для пластмасс, используемых в производстве бытовых изделий. В последние годы очень перспективнымипластификаторами оказались низкомолекулярные полиэфирные смолы, которые почти совсем не мигрируют изполимера, практически нелетучи, обладают масло- и бензиностойкостью.

Красящие вещества вводят в состав при необходимости окрашивания пластмассы. При выборе красящего вещества, кроме того, имеют в виду его способность ускорять (стимулировать) или, наоборот, задерживать (ингибировать) старение пластмассы. Обычно применяют тонко измельченные пигменты или органические красители. Последние должны быть стойкими к температурам, при которых формуются изделия.

Некоторые минеральные пигменты одновременно выполняют роль и красителя, и наполнителя пластмасс (окись цинка, литопон, сажа и др.).

Стабилизаторы (ингибиторы) препятствуют необратимому изменению свойств синтетических смол и пластмасс под воздействием тепла, кислорода воздуха, света, влаги и прочих факторов, т.е. замедляют процессы старения.

Особенно интенсивное старение пластмасс вызывают ультрафиолетовые лучи, обладающие большой мощностью, сравнимой с энергией химических связей. Вследствие этого они способны отрывать электроны с наружных оболочек атомов. Такое действие ультрафиолетовых лучей ускоряет взаимодействие макромолекул полимера с кислородом, влагой и между собой. При этом происходит их разрыв (деструкция) и могут образовываться поперечные связи (сшивки) между цепями (структурирование) . Вследствие этого понижается механическая прочность и эластичность полимерных материалов и изделий, возрастает хрупкость, ухудшается их внешний вид.

По характеру действия стабилизаторы делятся на термостабилизаторы, препятствующие термоокислительной деструкции, и светостабилизаторы, защищающие полимер от фотохимической деструкции. Имеются стабилизаторы и комплексного действия. Добавляя небольшое количество (от 0,1 до 3%) стабилизаторов (аминов, фенолов и др.). Добиваются блокирования активных центров, образующихся при деструкции. Светостабилизаторы (сажа и др.) поглощают энергию ультрафиолетовых лучей и этим предотвращают разрыв молекул полимера и другие возможные химические процессы старения.