Непродовольственные товары Тема 1. Бытовые товары из пластических масс

Развитие химии органического синтеза способствовало созданию разнообразных синтетических полимерных соединений и материалов на их основе. Большое значение для увеличения производства товаров народного потребления имеют пластические массы.

Пластическими массами называют искусственные материалы на основе полимеров, способные при определенных условиях (температуре, давлении) формоваться в изделия и сохранять приданную им форму.

Производство пластмасс и синтетических смол составляет около 6 млн.т в год.

Полимерами - называют высокомолекулярные соединения, состоящие из длинных цепных молекул, образованных многократным чередованием одинаковых групп атомов, которые соединены между собой химическими связями. Молекулярная масса полимеров не менее 7000 - 10 000, нередко она исчисляется миллионами.

Молекулы полимеров из-за больших размеров называют макромолекулами, а многократно повторяющиеся группировки атомов - элементарными звеньями. Например, элементарным звеном макромолекулы полиэтилена является... - СН₂ - СН₂ - СН₂ - ... (участок цепи ...- СН₂ -...).

Полимеры, молекула которых содержит элементарные звенья различного строения, называют сополимерами; в реакцию полимеризации вступают молекулы не одного ,а нескольких мономеров. Схематично сополимер можно представить как ... А -А-А-В-В-В-А-А-А-В-В-В-...

Сополимеризацией получают полимерные материалы, в которых сочетаются положительные свойства нескольких полимеров.

Основной структурной единицей полимера является макромолекула. От ее химического строения зависят многие свойства полимера. Например, хлор обуславливает негорючесть полимера, нитрильная группа (СN) - светостойкость.

Состав пластмасс. В состав пластмасс входят связующее вещество, наполнители, пластификаторы, красители, стабилизаторы и др.добавки.

Связующее вещество является основой, обязательной составной частью любого пластика. Обычно это синтетические смолы, природные модифицированные полимеры, белковые вещества и др.

Наполнители придают пластмассам большую механическую прочность, повышают теплостойкость. В качестве наполнителей применяют древесную муку, ткани, бумагу, асбест, каолин, мел, воздух.

Пластификаторы придают гибкость, эластичность, снижают жесткость и хрупкость. Пластификаторами служат обычно маслообразные высококипящие жидкости (дибутилофталат). Пластифицирующее свойство основано на ослаблении сил межмолекулярного взаимодействия полимера.

Красители окрашивают пластмассы в различные цвета.

Стабилизаторы -вещества замедляющие старение пластмасс. В качестве стабилизаторов используют амины, фенолы, сажу и др.

Классификация пластмасс.

По виду связующего вещества: на основе синтетических полимеров и на основе природных модифицированных (видоизмененных) полимеров.

По отношению к нагреванию - термопластические (термопласты) и термореактивные (реактопласты). Первые при нагревании размягчаются, а при охлаждении снова затвердевают. К ним относят полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид.

Вторые при нагревании приобретают сетчатую структуру, необратимо теряя способность плавиться и растворяться. К ним относят фенопласты, аминопласты, эфиропласты.

По жесткости подразделяют на:

- жесткие (фенопласты, аминопласты, полистирол), полужесткие (полиэтилен, полипропилен, пенополиуритан);

- мягкие пластмассы (поливинилхлоридный пластикат, пенополиуретан).

Мягкие пластмассы по эластичности близки к эластикам (каучукам), но отличаются меньшей упругой деформацией.

По характеру макроструктуры делятся на: однородные и неоднородные. Неоднородные подразделяются на пресс - порошковые , слоистые, волокнистые и газонаполненные. Последние имеют ячеистую пористую структуру и малую объемную массу. Их изготовляют их в виде пенопластов и поропластов. Они характеризуются высокими тепло и звуконепроницаемыми свойствами.

Пластмассы выпускают также в виде поделочных материалов: листов, плит пластин. Листовые пластмассы толщиной от 0.5 до 2 мм называют обычно листами, от 2 до 8 мм -пластинами и более 8 мм плитами. Листовой материал до 0.5 мм относят к пленкам.

Переработка пластмасс в изделия.

1. Основные группы методов переработки пластмасс в изделия: переработка в вязком текучем состоянии -формирование изделий из прессованных или литьевых композиций прессованием, литьем под давлением, экструзией (выдавливанием), каландрованием, переработка в высоко эластичном состоянии - переработка в высоко эластичном состоянии -формирование изделий из подогретых листов и труб выдуванием, вакуум формированием, штампованием, переработка в твердом состоянии: -механическая обработка на станках (вырезание, вырубание, вытачивание).

Характеристика основных видов пластических масс.

Полиэтилен получают из газа этилена СН2 = СН2 - продукта переработки нефти. В мировой практике он занимает первое место - около 20%. По внешнему виду полупрозрачный или непрозрачный пластик с жирноватой на ощупь поверхностью. Отличается высокой прочностью, стойкостью к ударным действиям. Морозостоек, термопластичен, хорошие диэлектрические свойства.. Безвреден. Недостатки. -склонен к старению и невысокая теплостойкость 80 -100 град. Кроме того, поглощает жиры при длительном контакте с ними в результате окисления жиров приобретает неприятный запах.

Применяют для изготовления посуды и хозяйственных изделий (кружки, чашки), галантерейных изделий - мыльницы, расчески, культтовары. В виде пленки для упаковки различных товаров в сельском хозяйстве и строительстве.

Полипропилен получают из газа пропилена СН2 = СН - СН3. По внешнему виду близок к полиэтилену, отличается большей жесткостью, механической прочностью и теплостойкостью .Недостаток -большая, чем у полиэтилена способность к старению и низкая морозостойкость. Применяют для небьющихся бутылок, фляг, термосов, ведер, пленок, труб, изоляции.

Сополяризацией пропилена с этиленом получают пластик, который не имеет недостатков предыдущих полимеров.

Поливинилхлорид (ПХВ) - после полиэтилена занимает второе место - около 18% общего мирового производства пластмасс. Получают ПХВ из газа хлористого винила СН2 = СН - СL. . Из ПХВ вырабатываются : пластикаты - для бытовых целей в виде пленок, окрашенные в различные цвета. Используют для получения искусственной кожи и замши, линолеума, дублирования тканей, скатерти, папки для бумаг, плащи-накидки. Винипласты - жесткие, упругие термопластичные материалы в виде листов, плит, труб, отличающиеся высокой устойчивостью к ударным нагрузкам. Недостаток - склонность к ползучести. Применяют для термоизоляции холодильников, вагонов, изготовления мебели, плавучих средств. Галантерейные изделия- гребни, расчески, фото и чертежные принадлежности.

Поли акрил - полимеры на основе акриловой, метакриловой и др. кислот. Полиметилметакрилат называют еще органическим стеклом. Основное применение- высокопрочные стекла, используемые на транспорте, для широкого потребления применяют для изготовления посуды, галантереи, школьные и канцелярские принадлежности. Светотехнической аппаратуры.

Полистирол получают из жидкого мономера - стирола СН2=СН-С6Н5. По объему мирового производства занимает 3 место среди полимерных материалов. Твердый, жесткий, прозрачный пластик, обладающий высокими водостойкими и диэлектрическими свойствами. При ударе издает металлический звук. Недостаток -хрупок, склонен к старению, невысокая теплостойкость. Изделия не используют для хранения жидких продуктов из-за наличия остаточного мономера стирола.

Удара - прочный полистирол применяют для раковин, умывальников в качестве облицовочного материала. Пенополистирол используют в качестве звука и теплоизоляционного материала.

Фенолформальдегидные смолы и пластмассы (фенопласты) получают поликонденсацией фенола С5Н6ОН с формалином (40% - водный раствор формальдегида). Применяют в производстве электрических установок и изделий, деталей телефонных аппаратов, корпусов фотоаппаратов.

Полиэфирные смолы- продукты поликонденсации многоатомных спиртов с кислотами. Используются для пленок электра изоляции, лент для магнитофонов, пишущих машинок, основы кино и фото пленки. Мебельные лаки, корпуса лобок, контейнеры, раковины.

Полиуретановые смолы - пенопласты, паралоны. искусственные кожи, клеи, лаки.

Пластмассы на основе природных модифицированных полимеров.

Из природных полимеров для производства пластмасс используют преимущественно целлюлозу в виде ее сложных эфиров. Для их получения целлюлозу химически модифицируют при обработке азотной кислотой получают нитроцеллюлозу, уксусной кислотой -ацетилцеллюлозу. На основе нитроцеллюлозы получают пластмассу целлулоид.

Целлулоид твердый, эластичный и удара прочный пластик. Обладает высокой водостойкостью, хорошо окрашивается в различные цвета. При температуре выше 70 гр. размягчается, на морозе становится хрупким и ломким.

Применяют его для изготовления кино и фото пленки, галантерейных изделий, отделки музыкальных инструментов.