15. Пластмассы. Характеристика основных компонентов пластмасс

Пластическими массами называются материалы, получаемые на основе природных и синтетических высокомолекулярных соединений (поли­меров), способные вследствие своей пластичности принимать придаваемую им форму под воздействием тепла и давления и устойчиво её сохранять. Основу любых пластмасс составляют полимерные соединения.

Товарные пластмассы, состоящие из полимеров с незначительными добавками специальных веществ (стабилизаторов, смазок), называются не­наполненными (капрон, полипропилен и др.).

В состав наполненных пластмасс (фенопласты, аминопласты, стекло­пластики и др.), кроме смолы (40-60%), служащей связующим веществом, входят наполнители (до 50-60%) и различные добавки (отвердители, пласти­фикаторы, стабилизаторы, смазки, красители и др.).

Наполнители служат для видоизменения свойств материала. Они мо­гут быть твёрдыми, жидкими и газообразными. Применяются для улучшения физико-механических, диэлектрических, фрикционных или антифрикцион­ных свойств, теплостойкости, изменения усадки и других свойств, а также для снижения стоимости пластмасс. По происхождению наполнители делятся на органические и неорганические (минеральные). По структуре твёрдые на­полнители бывают порошкообразными, волокнистыми и листовыми. Органические наполнители:

- порошкообразные: древесная мука, мука из скорлупы орехов;

- волокнистые: хлопковые и льняные очёсы, измельчённые отрезки нитей, тканей;

- листовые: бумага, хлопчатобумажная ткань, древесный шпон. Неорганические наполнители:

- порошкообразные: мел, каолин, тальк, слюда, кварцевая мука, по­рошки металлов;

- волокнистые: стеклянное и асбестовое волокно и др. В качестве жидких наполнителей применяют воду и минеральные масла. Газообразными наполнителями служат углекислый газ, азот, аммиак, низко­кипящие углеводороды.

Пластификаторы - вещества, вводимые в пластмассы с целью при­дания (или повышения) эластичности, а также пластичности в условиях пе­реработки и эксплуатации. Пластификаторы снижают температуру стеклова­ния полимеров, то есть повышают их морозостойкость. Они также понижают температуру текучести и вязкость, что облегчает переработку пластмасс. В промышленности используется более 100 различных пластификаторов, один из наиболее распространённых - дибутилфталат.

Стабилизаторы применяют для защиты полимеров от старения. Эти вещества замедляют процессы деструкции (разложения) или структурирова­ния (дополнительной полимеризации) полимерных материалов в процессе переработки, а также при эксплуатации под действием факторов окружаю­щей среды.

Красители — вещества, которые добавляют для получения окрашен­ных полимерных материалов. Они могут быть органическими и неорганиче­скими.

Смазочные вещества (парафины, воски и др.) применяют с целью сни­жения липкости и предотвращения прилипания полимерных материалов к рабочим поверхностям оборудования.

В пластмассы вводят и другие компоненты: сшивающие агенты (отвер-дители), структурообразователи, антистатики и др.

Пластмассы часто разделяют на синтетические и искусственные.

В синтетических пластмассах связующее получается синтезом из мо­номеров. В искусственных связующее - это либо природный полимер, улучшенный путём химической доработки (нитроцеллюлоза, ацетилцеллю-лоза), либо оно получено при переработке нефти или каменного угля (пласт­массы на основе асфальта, битума, песка).

Кроме того, пластмассы делятся на две основные группы.

Термореактивные (реактопласты) при нагревании легко переходят в вязкотекучее состояние. Но с увеличением длительности действия повышен­ных температур в результате химической реакции переходят в твёрдое нерас­творимое и неплавкое состояние. К этой группе относятся фенопласты, ами-нопласты, эфиропласты, силиконопласты, эпоксипласты.

Термопластичные (термопласты) при нагревании приобретают пла­стичность. При охлаждении возвращаются в жёсткое состояние. Повторно и неоднократно плавятся без изменения свойств материала. К ним относятся полистирол, полиэтилен, винипласт, капрон и др.