2. Компоненты пластмасс

Одним из важнейших компонентов пластмасс является наполнитель. Введение наполнителя позволяет уменьшить расход полимера, добиться повышения механической прочности пластмасс, придать им теплостойкость, огнестойкость, элек­тропроводность и другие свойства.

По форме наполнители бывают порошкообразные, волокнистые, листовые; по природе - органические и минеральные; по способу получения - природные, искусственные и отходы производст­ва. В качестве порошкообразных наполнителей применяют тонко­дисперсные органические и минеральные вещества: мелкий кварцевый песок, молотое кварцевое стекло, сланцевую муку, тальк, низкосортный асбест, мел, известняк, графит, сажу, древесную муку, молотый уголь и др.

К волокнистым наполнителям относятся: асбестовое волокно, древесное волокно, стекловолокно, искусственные и синтетические волокна, отходы текстильной и целлюлозно-бумажной промышленности. Листовыми наполнителями являются бумага, ткани, асбокартон, металлические листы и сетки.

К основным компонентам значительной части пластмасс относятся пластификаторы. Они придают пластмассам эластичность, морозостойкость, повышают сопротивление ударным нагрузкам, снижают усадочные напряжения и ограничивают температурные деформации. Действие пластификаторов аналогично дей­ствию смазки. Раздвигая макромолекулы полимера, молекулы пластификатора, не связываясь химически с полимером, ослабляют энергию межмолекулярного взаимодействия и таким образом облегчают скольжение макромолекул относительно друг друга.

Порообразователи и отвердители. В технологии газонаполненных пластмасс важное зна­чение имеют порообразователи, или вспенивающие вещества, при помощи которых создается ячеистая или пористая структура. Вспенивающие вещества могут быть твердыми, жидкими или газо­образными.

Многие изделия из пластических масс получают отверждением мономеров или олигомеров при нормальной или повышенной температуре под влиянием отвердителей. Для пластических масс жела­тельно применять отвердители, не обладающие коррозионной ак­тивностью, не вызывающие быстрого разогревания состава вследствие экзотерической реакции, не допускающие значительной усадки изделия или нежелательного порообразования в массе. Отвердители должны допускать регулирование скорости отверждения с тем, чтобы обеспечить лучшие показатели физико-механи­ческих свойств полимерных интервалов. В качестве отвердителей пластмасс используют различные химические соединения: кисло­ты, соли, основанья, органические перекиси.

Красящие вещества для пластмасс подраз­деляют на пигменты и красители. К пигментам относятся крася­щие вещества, не растворимые в полимере, растворителях. Красители представляют собой вещества хорошо растворимые в жид­ких компонентах пластмасс.

3. Свойства пластмасс

Пластмассы обладают комплексом свойств, исключительно ценных для строительства. Одно из главных преимуществ - малая объемная масса (15-1500 кг/м³). Наименьшая объемная масса у пористых пластмасс - пенопластов (15-200 кг/м³). В среднем пластмассы, за исключением пенопластов, в 2-3 раза легче алюминия и в 5-8 раз легче стали.

Другим важным преимуществом пластмасс является их высокая прочность. В этом отношении пластмассы превосходят многие традиционные строительные материалы - бетон, кирпич, древесину. Наиболее высокие показатели прочности у пластиков с листообразными и волокнистыми наполнителями. Так, предел прочности при растяжении древесно-слоистого пластика достигает 350 МПа, текстолита - 150 МПа.

Показательной характеристикой конструкционных свойств пластмасс является отношение прочности материала к его объем­ной массе - коэффициент конструктивного качества. Пластмассы, главным образом слоистые пластики имеют высокий коэффициент конструктивного качества - 2.2-2.5, в то время как для кирпич­ной кладки он составляет 0,02; для бетона - 0,06; стали - 0,5; древесины сосны - 0,7.

Пластмассы обладают низкой теплопроводности, что ценно для ограждающих конструкций. У плотных пластмасс коэффициент теплопроводности колеблется в пределах 0,22-0,68 Вт/м °С, а у пористых он составляет 0,03 Вт/м °С. Это свойство позволяет изготовлять ограждающие конструкции зданий тонкими и легкими.

Химическая стойкость - особо важное свойство пластмасс зависящее не только от свойств полимера, но и от свойств наполнителей, пластификаторов и других компонентов. Особенно стойкими к коррозии являются пластмассы на основе полиэтиле­на, полистирола, поливинилхлорида, эпоксидных полимеров.

Ценным качеством многих пластмасс является их низкая истираемость. Коэффициент истираемости полимерных материалов для пола такой же, как и керамических плиток (0,06-0,12 г/см²) и меньше, чем у каменных плит.

Важная характеристика многих пластмасс - высокое сопротивление удару, или ударная вязкость. Ее величина колеблется от 10 (оргстекло) до 500 кДж/м² (стеклопластик).

Помимо выгодных физических, механических и химических свойств, пластмассы обладают ценными технологическими свойствами. Они сравнительно легко формуются (способами литья, прессования, штампования и др.), их можно сваривать и склеивать между собой и с другими материалами, что позволяет создавать герметичные конструкции, осуществлять гидро- и пароизоляцию.

Наряду с комплексом положительных свойств, пластмассы имеют ряд отрицательных. У большинства пластмасс низкая теплостой­кость: 60-80°С. Только у некоторых термореактивных пластмасс она достегает 250-300°С. Многие пластмассы горючи, выделяют ядовитые газы при горении, легко воспламеняются.

Значительный недостаток пластмасс - высокий коэффициент термического расширения, в 2,5-10 раз выше, чем у стали. Изде­лия и конструкции из пластмасс, находящиеся под длительной на­грузкой, обладают большой ползучестью. С повышением температу­ры ползучесть возрастает и приводит к нежелательным деформа­циям конструкции.

Отдельные ряды пластмасс склонны к старению, то есть их свойства под влиянием тепла, света, кислорода воздуха со временем ухудшаются. Процесс старения иногда сопровождаемся выделением химических соединений, вредных для здоровья.