Получение

Производство синтетических пластмасс основано на реакциях полимеризации, поликонденсации или полиприсоединения низкомолекулярных исходных веществ, выделяемых из угля, нефти или природного газа. При этом образуются высокомолекулярные связи с большим числом исходных молекул (приставка «поли-» от греческого «много», например этилен-полиэтилен).

Свойства

Основные механические характеристики пластмасс те же, что и для металлов. Пластмассы характеризуются малой плотностью (0,85—1,8 г/см³), чрезвычайно низкими электрической и тепловой проводимостями, не очень большой механической прочностью. При нагревании (часто с предварительным размягчением) они разлагаются. Не чувствительны к влажности, устойчивы к действию сильных кислот и оснований, отношение к органическим растворителям различное (в зависимости от химической природы полимера). Физиологически почти безвредны. Свойства пластмасс можно модифицировать методами сополимеризации или стереоспецифической полимеризации, путём сочетания различных пластмасс друг с другом или с другими материалами, такими как стеклянное волокно, текстильная ткань, введением наполнителей и красителей, пластификаторов, тепло- и светостабилизаторов, облучения и др., а также варьированием сырья, например использование соответствующих полиолов и диизоцианатов при получении полиуретанов.

Твёрдость пластмасс определяется по Бринеллю при нагрузках 50—250 кгс на шарик диаметром 5 мм.

Теплостойкость по Мартенсу — температура, при которой пластмассовый брусок с размерами 120 × 15 × 10 мм, изгибаемый при постоянном моменте, создающем наибольшее напряжение изгиба на гранях 120 × 15 мм, равное 50 кгс/см², разрушится или изогнётся так, что укреплённый на конце образца рычаг длиной 210 мм переместится на 6 мм.

Теплостойкость по Вика — температура, при которой цилиндрический стержень диаметром 1,13 мм под действием груза массой 5 кг (для мягких пластмасс 1 кг) углубится в пластмассу на 1 мм.

Температура хрупкости (морозостойкость) — температура, при которой пластичный или эластичный материал при ударе может разрушиться хрупко.

Для придания особых свойств пластмассе в нее добавляют пластификаторы (силикон, дибутилфталат, ПЭГ и т. п.), антипирены (дифенилбутансульфокислота), антиоксиданты (трифенилфосфит, непредельные углеводороды)

Термопластичные пластмассы

К термопластичным пластмассам на основе полимеризационных смол относятся: полиэтилен, поливинилхлорид, политетрафторэтилен, полистирол, полиакриловые смо­лы (акрилаты), полиамидные смолы и др. Обычно они выпускаются как простые пластмассы (без наполни­теля).

Полиэтилен — бесцветный роговидный продукт, жир­ный на ощупь, морозостоек (—60 —65°С), горюч, хорошо сохраняет форму даже при температуре +60°C, ме­ханически прочен, обладает высокими диэлектрическими свойствами, является самой легкой и наиболее водостойкой пластмассой. Применяется полиэтилен для изоля­ции различных кабелей и проводов.

Поливинилхлорид имеет высокую прочность, хими­чески стоек и обладает диэлектрическими свойствами. Поливинилхлорид выпускается как пластифицирован­ный (пластикаты), так и не пластифицированный (винипласты) в виде листов, труб, плиток, стержней и прут­ков.

Винипласт как электроизоляционный материал нахо­дит применение для гальванических ванн и изготовле­ния баков кислотных и щелочных аккумуляторов.

Полистирол — бесцветная смола с хорошими анти­коррозионными свойствами, является типичным высоко­частотным диэлектриком. Полистирол применяется для изоляции кабелей, как прессматериал для изготовления различных электроизоляционных деталей.

Политетрафторэтилен или фторопласт является наи­более морозостойким пластиком, физико-механические свойства которого почти не изменяются при температу­ре до —195°С. Применяется он как диэлектрик и анти­фрикционный материал. Выпускают два вида фторо­пластов: фторопласт-3 и фторопласт-4.

Полиакриловые смолы. К этой группе относятся по­лимеры акриловой, — метакриловой кислот, сложных эфиров. Ценным техническим свойством полиакрилатов является их прозрачность и бесцветность, а также спо­собность пропускать ультрафиолетовые лучи. Полиакри­ловые материалы выпускаются в виде листов органиче­ского стекла (авиационное, светотехническое, товарное, поделочное).

Полиамидные смолы выпускаются шести типов: кап­рон, анид, смолы № 54, № 68, АК-7 и П-6. Наибольшее применение из них в машиностроении находит капрон, который начинает вытеснять цветные сплавы, чугун и сталь.

Капрон (поликапролактам) представляет собой твердую высокоплавкую смолу белого или светло-жел­того цвета, без запаха, с малым удельным весом (1,13— 1,15), температурой плавления 212—215°С. Капрон от­личается исключительной стойкостью к щелочам, устой­чив к бензину, спирту, бензолу, гигроскопичен, но   в то же время вода для него является пластификатором и придает ему эластичность. Капрон применяется для изготовления искусственного волокна и технических изде­лий (подшипников скольжения, шайб, втулок, зубчатых колес, пленок, лент). Диэлектрические свойства капрона находятся в зависимости от влагосодержания, поэтому в электротехнике рекомендуется применять капрон, когда требуется высокая стойкость к маслам, высоким темпе­ратурам и ударным нагрузкам. К пластическим массам на основе природных смол относятся изделия, изготовленные на основе эфиров цел­люлозы. Наиболее распространенным видом таких пла­стиков является целлулоид, широко используемый для производства изделий народного потребления.

На основе асфальтов, битумов и пеков вырабатыва­ются пластмассы черного цвета, применяемые для изго­товления аккумуляторных баков, электро- и термоизоля­ционных изделий.