38. Характеристики пластмасс

Пластическими массами называют материалы, содержащие в качестве важной составной части синтетические смолообразные высокомолекулярные вещества (полимеры) и обладающие пластичностью при определенных температурах. По количеству входящих компонентов пластмассы разделяют на простые и сложные. В чистом виде полимеры употребляются сравнительно редко. Обычно пластмасса – это композиция, включающая полимер в качестве связующего, а также заполнители, отвердители, пластификаторы, стабилизаторы и др.

Пластмассы обладают малой средней плотностью при значительной прочности, большой химической стойкостью к коррозионным воздействиям, малой тепло-и электропроводностью, хорошими термо-, звуко-, гидро- и электроизоляционными свойствами. Некоторые пластмассы имеют хорошие клеящие свойства, позволяющие использовать их для изготовления клеев и замазок. Отдельные простые пластмассы обладают способностью образовывать тонкие пленки и волокна.

39. Термопластичные полимеры (полиэтилен, полипропилен, полистирол, пва, пвх). Классификация.

Термопластичные полимеры. Полиэтилен ( - СН₂ - СН₂ - ) полимер с макромолекулами линейного строения. В качестве исходного сырья для его изготовления применяют газ этилен СН₂ = СН₂, получаемый из попутных нефтяных газов, а также в результате пиролиза и крекинга нефти.

По внешнему виду полиэтилен - это твердый, слегка просвечивающийся белого цвета материал, жирный на ощупь, легко режущийся ножом. Благодаря химической стойкости, механической прочности, морозостойкости, низкой газопроницаемости и водопоглощаемости, а также малой средней плотности полиэтилен широко применяют в технике и строительстве. При обычной температуре полиэтилен представляет собой высокоупругий материал. При температуре выше 60°С он становится эластичным, а при температуре 110 . . . 115° С приобретает пластичность. Относительное удлинение при разрыве, характеризующее упругость материала в интервале температур от-20 до 50° С, достигает 600%. Предел прочности при разрыве зависит от температуры.

Полиэтилен стоек к щелочам и кислотам (кроме азотной), водостоек и обладает высокими электроизоляционными свойствами. При обычной температуре он нерастворим в неорганических растворителях, но набухает в бензине и бензоле. Полиэтилен обладает невысокой теплостойкостью, малой твердостью на воздухе со временем стареет.

При нагревании до температуры 120°С он размягчается и становится мягким, как воск, поэтому из него легко изготовлять изделия прессованием, литьем под давлением, экструзией. В результате охлаждения после изготовле­ния изделия дают усадку до 2 . . . 3%, что не позволяет получать изделия с точными размерами. При вытягивании в нагретом состоянии в процессе экструзии у полиэтилена наблюдается ориентация молекул, что дает увеличение прочности при разрыве.

Полиэтиленовые трубы весьма стойки и к агрессивной среде, хорошо поглощают шумы, возникающие при движении в них жидкости. Вследствие высокой морозостойкости полиэтиленовая труба при замерзании воды не разрывается, а лишь незначительно деформируется.

Предел прочности при растяжении полиэтиленовых труб равен 12 МПа при удлинении их на 200... 350 %.

Из полиэтилена изготавливают пленку. Ее применяют как электроизоляционный материал в электротехнике, упаковочный материал в пищевой, а также в химической и строительной промышленности. Покрытие полиэтиленовой пленкой свежеуложенного цементобетона улучшает его механические свойства.

Полипропилен ( - СН₃СН – СН₂ - ) получают полимеризацией газа пропана СН₃ - СН = СН₂, выделяемого из продуктов крекинга нефти или из других нефтепродуктов. По водо- и химической стойкости полипропилен не уступает полиэтилену, по термостойкости и пределу прочности при растяжении превосходит его.

К недостаткам полипропилена относятся горючесть, хрупкость при низких температурах (изделия из него могут эксплуатироваться при температуре не ниже -15°С). Полипропилен применяется для изготовления труб, пленок и др.

Полиизобутилен ( - СН₂ – С (СН₃)₂ –) - представляет собой продукт полимеризации газа изобутилена, получаемого при крекинге нефти, а также дегидратацией изобутилового спирта. Полиизобутилен - каучукоподобный материал (высокомолекулярный) или вязкая жидкость (низкомолекулярный) белого или светлого цвета. Плотность его 910 — 930 кг/м³. Он водостоек устойчив к действию минеральных кислот, щелочей и других агрессивных сред. Полиизобутилен значительно превосходит полиэтилен по эластичности, но обладает повышенной ползучестью. Полиизобутилен может применяться в смеси с различными наполнителями. Он идет на изготовление липких лент, линолеумных клеев, гидроизоляционных материалов. Полиизобутилен хорошо совмещается с битумом, повышая его эластичность при отрицательных температурах.

Поливинилхлорид ( - СН₂ — СНСl—)_n полимеризации газа винилхлорида, получаемого в промышленности гидрохлорированием или пиролизом дихлорэтана. Механические и другие свойства поливинилхлорида можно изменять введением наполнителей.

Поливинилхлорид хорошо совмещается с пластификаторами (дибутилфталаном, трикрезилфосфатом), образуя мягкие эластомеры. При увеличении количества пластификатора получают пастообразные массы. Среднее количество пластификатора в поливинилхлориде 30 . . . 60 %. Пластифицированный поливинилхлорид применяется для производства покрытий, полов, стен, потолков, газоизоляционных пленок и др.

Полистирол (-С₆Н₅ СН - СН₂-) _n - полимер ненасыщенного углеводорода - стирола С₆Н₅СН=СН. Стирол представляет собой бесцветную жидкость, нерастворимую в воде, но хорошо растворяющуюся в органических растворителях. Он обладает хорошей водо- -и - химической стойкостью, прозрачностью, легкостью переработки в изделия. Недостатки полистирола - невысокая теплостойкость, горючесть и тенденция к растрескиванию при эксплуатации. Полистирол используют для производства декоративных стекол, плиток и других изделий. На основе полистирола получают пенопласты, которые применяют в дорожном строительстве в качестве теплоизоляционных прослоек.