Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ПЛАСТМАССЫ

Понятие о пластмассах и их классификация [1]

В условиях ускорения научно-технического прогрес­са, обновления производства, внедрения прогрессивных ресурсосберегающих видов техники и технологии, эко­номии общественного труда во всех отраслях народного хозяйства большое и все возрастающее значение приоб­рел относительно новый класс конструкционных мате­риалов — пластические массы (пластмассы), В 1990 г. их выпуск составит 6,8—7,1 млн. т против 5,2 млн. т в 1985 г.

В настоящее время производство пластмасс достигло наибольших масштабов по сравнению с другими поли­мерными материалами. Так, в двенадцатой пятилетке производство новейших их видов увеличится в 5 раз.

Пластмассы представляют собой твердые полимер­ные материалы, которые вследствие своей пластичности способны под воздействием тепла и давления принимать и устойчиво сохранять придаваемую им форму. По свое­му составу они представляют собой композиционные ма­териалы, основу которых составляют высокомолекуляр­ные соединения (30—60%) и, кроме того, наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, смазывающие вещест­ва, катализаторы, антистатики, антипирены, красители и газообразователи.

Наполнители (40—70 %) вводятся для повышения механической прочности, теплостойкости, улучшения электроизоляционных, фрикционных и антифрикционных свойств, уменьшения усадки и снижения стоимости пластмасс. В качестве наполнителей используются ор­ганические вещества (древесная мука, хлопковые очесы, целлюлоза, хлопчатобумажная ткань, бумага, древес­ный шпон) и неорганические (асбест, графит, слюда, кварц, стеклоткань, стекловолокно).

Пластификаторы (дибутилфталат, трикрезолфосфат и др.) предназначены для увеличения текучести, элас­тичности, гибкости и морозостойкости пластмасс, умень­шения их хрупкости.

Стабилизаторы (ароматические амины, фенолы, га­зовая сажа) представляют собой соединения, повышаю­щие стойкость пластмасс против старения.

Смазывающие вещества снижают вязкость компози­ций и предотвращают прилипание пластмасс к обору­дованию в процессах изготовления изделий.

Катализаторы (отвердители) — вещества, ускоряю­щие процесс отверждения пластмасс.

Антистатики уменьшают их электризацию в процес­сах переработки и использования, антипирены понижа­ют горючесть.

Красители применяют для производства цветных пластмасс, а газообразователи представляют собой ве­щества, которые при нагревании переходят в газообраз­ное состояние и используются для получения вспененных (газонаполненных) пластмасс.

Классификация пластмасс предполагает их деление по нескольким признакам.

В зависимости от химической природы полимеров пластмассы подразделяются на четыре класса:

А — пластмассы на основе высокомолекулярных сое­динений, получаемых цепной полимеризацией (поли­этилен, полипропилен, винипласт, поливинилхлорид, фто­ропласты, полистирол и др.);

Б — пластмассы на основе высокомолекулярных сое­динений, получаемых поликонденсацией и ступенчатой полимеризацией (фенопласты, аминопласты, полиамиды и др.);

В — пластмассы на основе химически модифициро­ванных природных полимеров (целлулоид, этролы);

Г — пластмассы на основе асфальтов (битумопла­сты).

В зависимости от пластической деформации при на­греве различают пластмассы термопластичные и термо­реактивные, по диэлектрическим свойствам — неполяр­ные (нейтральные) и полярные (электропроводящие), по физико-механическим свойствам при обычной температуре — жесткие, полужесткие, мягкие и эластичные, по виду наполнителя — с порошковым, волокнистым, ли­стовым, газовоздушным наполнителями или без них.

По назначению пластмассы подразделяются на сило­вые, ударопрочные, антифрикционные и фрикционные, термо-, радиационно-, тропико-, вибро-, тепло-, звуко- и влагохимостойкие, электроизоляционные, прокладочно-уплотнительные, светотехнические, оптические (прозрач­ные) и декоративные.

Силовые пластмассы предназначены для изготовле­ния деталей, несущих силовые нагрузки, ударопроч­ные — устойчивых к ударным нагрузкам, антифрикцион­ные (обладают малым коэффициентом трения) — дета­лей скольжения, фрикционные (обладают большим коэффициентом трения) — деталей трения.

Для изготовления изделий, работающих в контакте с влагой и химическими соединениями, применяют вла­гохимостойкие пластмассы, в условиях ионизирующего облучения, повышенных температур и влажного возду­ха, вибрации — соответственно радиационно-, тропико-и вибростойкие пластмассы.

Электроизоляционные пластмассы используются для изоляции арматуры токопроводящих частей электрообо­рудования и проводов, прокладочно-уплотнительные — для обеспечения герметичности подвижных и неподвиж­ных соединений узлов, тепло- и звукоизоляционные — для изоляции оборудования и строительных конструк­ций от воздействия перепадов температур и шума.

Кроме того, различают сырьевые и поделочные пласт­массы. Сырьевые пластмассы выпускаются в виде гра­нул, крошки, пресс-порошков, волокнитов, масс для литья, а поделочные — в виде листов, пластин, блоков, пленок и заготовок.

Потребительские свойства пластмасс [4]

Пластмассы обладают комплексом общих свойств, от­личающих их от многих традиционных материалов. Для большинства пластмасс характерны легкость, химичесекая стойкость, малая теплопроводность, высокие диэлек­трические свойства, хороший внешний вид и др.

Плотность пластмасс колеблется в широких пределах, однако она значительно ниже плотности металлов, кера­мики, стекла и других материалов. К наиболее легким пластмассам относятся полипропилен (плотность до 0,93 г/см³) и полиэтилен (0,90-0,96 г/см³), к тяжелым -фторопласт (до 2,2 г/см³). Плотность зависит от вида и ко­личества наполнителя.

Механические свойства характеризуют отношение пластмасс к действию внешних сил. К ним относятся прочность, твердость, жесткость и упругопластические свойства. Механические свойства конкретного полимера зависят от условий его получения, переработки и эксплу­атации, а в конечном итоге - от молекулярной массы, фор­мы молекулы, степени кристаллизации. Для многих пластмасс характерна высокая прочность. Самые прочные -слоистые пластики, особенно стеклопластики. В зависи­мости от способности противостоять изменению формы пластмассы бывают жесткие, полужесткие, мягкие.

Мягкие пластмассы (поливинилхлоридный пластикат) имеют низкую твердость и проявляют высокое обратимое (эластическое) и небольшое необратимое (пластическое) удлинение. Товары из таких пластмасс при нагрузках за­метно деформируются, а после снятия нагрузок восста­навливают свою форму не полностью, что отличает их от полужестких пластмасс (полиэтилен, полипропилен). Хо­рошо сохраняют форму изделия из жестких пластмасс (полистирол, полиамид).

Химическая стойкость у большинства пластмасс высо­кая. При действии воды, моющих средств, щелочей, кис­лот и других химических веществ они не растворяются, не изменяют цвета, запаха, блеска. Наибольшую стойкость проявляют фторопласты, полиэтилен. Высокая химиче­ская стойкость в значительной степени обусловливает хо­рошую атмосферостойкость полимерных материалов. Од­нако длительное воздействие солнечных лучей, тепла, влаги и кислорода воздуха приводит к старению пласт­масс, вызывая при этом потерю блеска, механической прочности, увеличение хрупкости.

Термические свойства пластмасс - теплостойкость, мо­розостойкость. Теплостойкость большинства полимериза-ционных материалов сравнительно невысокая (60-80 °С по Мартенсу и 100-155 °С по Вику). Поликонденсацион­ные полимеры размягчаются при температуре 110-130 °С и выше (250-350 °С). Морозостойкость - нижний темпера­турный предел возможного использования изделий из пластмасс. Наиболее низкую морозостойкость имеют по­липропилен и поливинилхлорид. Изделия из них при тем­пературе ниже 10 °С приобретают повышенную хруп­кость, малую ударную вязкость.

Электрические свойства характеризуются электропро­водностью и электризуемостью. Большинство пластмасс (фторопласты, полиэтилен) проявляют высокие диэлект­рические свойства, вследствие чего они легко электризу­ются, т. е. накапливают заряды статического электриче­ства при трении, вибрации и т. д. Это может оказывать неблагоприятное воздействие на человеческий организм, приводить к ускорению деструкции полимеров и загряз­нению их поверхности.

Характеризуя полимерные материалы с точки зрения удобства пользования и влияния их на человека и окружа­ющую среду, к группе эргономических свойств относят удобство производства (переработки) полимеров и пласт­масс, их безопасность, безвредность, загрязненность и очищаемость.

Удобство переработки. Выбор оптимального метода пе­реработки зависит от термических свойств пластмасс, формы и конструкционных особенностей изделий, назна­чения и условий их эксплуатации. Полимерные материа­лы выгодно отличаются от других относительно легким и автоматизированным процессом их переработки в изде­лия. Производство является практически безотходным.

Безопасность пластмасс определяется показателями огнестойкости, физиологической безвредности и биологи­ческой усвояемости. Различают пластмассы горючие (цел­лулоид, полистирол), трудносгораемые (поливинилхло-рид, полиамид), негорючие (фторопласты, фенопласты, аминопласты). Горение пластмасс сопровождается, как правило, выделением сильнотоксичных веществ. Физио­логическую безвредность оценивают по количеству выде­ленных пластмассами токсичных, аллергических и дру­гих веществ, оказывающих вредное воздействие на орга­низм человека. Высокомолекулярные полимеры физиоло­гически безвредны. Вредное воздействие могут оказывать не вступившие в реакцию мономеры, некоторые пласти­фикаторы, остатки катализатора, продукты старения и распада. Пластмассы биологически трудноусвояемы, не утилизируются, что приводит к накоплению старых изде­лий из них и загрязнению окружающей среды.

Декоративные возможности пластмасс весьма широ­ки. Их можно окрасить практически в любой цвет, при­дать разнообразие фактуре поверхности. Они могут быть матовые и блестящие, прозрачные и непрозрачные, их можно имитировать под другие материалы.

Надежность полимерных материалов характеризуется способностью сохранять во времени установленные в за­данных пределах показатели функциональных, эргоно­мических и эстетических свойств. Следует учитывать дол­говечность полимерных материалов, которая оценивается изменением показателей прочности, жесткости, износо­стойкости при многократных нагрузках. В отличие от долговечности сохраняемость характеризует способность полимеров проявлять установленный уровень свойств при хранении и транспортировании.

Характеристика ассортимента пластмасс [5]

Аминопласты характеризуются механической прочностью, химической стойкостью, электроизоляционными свойствами, при нагревании не размягчаются. Под действием горячей воды аминопласты выделяют формальдегид — токсичное вещество. Посуду из аминопластов изготовляют только для холодной пищи. Аминопласты применяют для выработки электроустановочных изделий, клеев, слоистых пластиков и прочих хозяйственных изделий.

Полиамиды (капрон) окрашиваются в разные цвета, твердые, могут быть эластичными, при температуре 180... 250 °С плавятся, стойкие к истиранию, химически стойкие к щелочам и органическим растворителям. Из полиамидов вырабатывают хозяйственные изделия, синтетический ворс для щеток, пленки, синтетические волокна и др.

Поливинилхлорид (ПВХ) — полупрозрачный или прозрачный, стоек к истиранию, химически стоек, механически прочен. Выпускается жестким (без пластификатора) — винипласт, а также мягким, эластичным (с пластификатором) — пластикат. Винипласты отличаются высокой стойкостью к ударным нагрузкам; из них вырабатывают плиты, трубы, листы, галантерейные изделия. Из пластиката изготовляют шланги, трубы, пленки, линолеум, скатерти и др.

На основе поливинилхлорида получают пенопласты и поропласты, применяющиеся для упаковывания и термоизоляции мебели, холодильников, телевизоров и др. Из хлорированного поливинилхлорида получают перхлорвинил, который применяют для получения клеев, лаков, эмалей, а также волокна хлорин.

Полиэтилен — в тонком слое прозрачный, может быть полупрозрачным, окрашивается в разные цвета, стоек к ударам, изгибам, морозоустойчив; по внешнему виду и на ощупь похож на парафин.

Различают полиэтилен высокого давления (ВД) и низкого давления (НД). Полиэтилен ВД отличается эластичностью, мягок, не содержит токсичных примесей, обладает теплостойкостью до температуры 80 °С.

Полиэтилен НД более теплостоек (до температуры 100°С), но менее прочен к изгибам, содержит вредные токсичные примеси, непригоден для пищевой посуды.

Полиметилметакрилат (оргстекло) — прозрачный, может быть окрашен, обладает высокой светопрозрачностью, пропускает ультрафиолетовые лучи, термостоек при температуре 100 °С, устойчив к старению, нетоксичен. Применяется для изготовления галантерейных изделий, волокон, посуды, лаков, эмалей, школьных и канцелярских принадлежностей, стекол для приборов и часов.

Фторопласты. Широко применяется фторопласт (тефлон) с жирной на ощупь поверхностью, химически стоек, прочен, гибок, эластичен, имеет высокую теплостойкость. Из фторопласта изготовляют детали машин, волокно (фторлон), внутренние покрытия кастрюль, сковородок и другой посуды.

Фенопласты — механически прочные, твердые, теплостойкие, имеют электроизоляционные свойства. Изделия из фенопластов окрашивают в черный и коричневый цвета. Под действием горячей воды фенопласты выделяют токсичный фенол. Фенопласты применяют для изготовления электроустановочных и галантерейных изделий.

Полипропилен — по внешнему виду сходен с полиэтиленом, но отличается высокой теплостойкостью (до температуры 170 °С), механически прочен и устойчив к загрязнению. Недостатки: склонность к старению, низкая морозоустойчивость. Применяют полипропилен для изготовления ведер, термосов, фляг, волокон и нитей, труб, галантерейных изделий и др.

Полистирол — прозрачный, бесцветный или окрашенный в яркие цвета, химически стойкий, при ударе издает металлический звук. Применение полистирола ограничено из-за токсичности. Применяется для галантерейных товаров, для радиодеталей, корпусов авторучек и др.

Полиуретаны обладают высокой стойкостью к истиранию, химической стойкостью. Их применяют в производстве обувных материалов — каблуков, подошв; клеев, лаков; в виде поролона — для сидений мягкой мебели и др.

Эфиропласты (алкидные смолы, лавсан и др.). Алкидные смолы — глифталевые, пентафталевые смолы — используют для получения клеев, лаков, эмалевых красок.

Лавсан (полиэтилентерефталат) применяют в производстве полиэфирного волокна, пленки, основы для кинофотопленок, радиодеталей, химического оборудования.

Ассортимент хозяйственных товаров из пластмасс. Пластмассы применяют в производстве галантерейных изделий, строительных, школьно-письменных принадлежностей, волокон и нитей, хозяйственных товаров.

Хозяйственные изделия из пластмасс по назначению подразделяют на посудо-хозяйственные изделия, изделия кухонного обихода, для интерьера жилых помещений, предметы гигиены быта, изделия для разных хозяйственных целей.

Посудо-хозяйственные изделия из пластмасс различают для сыпучих пищевых продуктов, для холодных и горячих пищевых продуктов. В ассортимент посуды для сыпучих пищевых продуктов входят банки хозяйственные, стаканы мерные, солонки, вазочки для конфет и др. Посуда для холодных пищевых продуктов — кувшины, сливочники, масленки, селедочницы, розетки для варенья, сифоны, фляги и др. Ассортимент посуды для горячих пищевых продуктов ограничен и представлен блюдами, супницами, мисками.

Изделия кухонного обихода — банки хозяйственные, бутылки, ведра, бидоны, крышки для консервных банок (вырабатывают из полиэтилена), корзины, ящики для хранения продуктов и др.

Изделия для интерьера жилых помещений и ухода за ним включают вазы и горшки для цветов, ящики балконные, лейки для полива цветов и др.

Предметы гигиены быта подразделяют на подгруппы: предметы ухода за одеждой, обувью; предметы уборки и гигиены помещения, предметы ухода за посудой; санитарно-гигиенические изделия.

В ассортимент входят щетки одежные, рожки для обуви, совки для мусора, пыле выбивалки, швабры, мочалки и губки для мытья посуды, ершики, сушилки, рукомойники, горшки и стульятуалетные для детей и др.

Ассортимент для разных хозяйственных целей представляют: изделия для обстановки и благоустройства дома (табуретки, полки и др.), изделия для развешивания и сушки белья (вешалки, крючки, прищепки для белья и др.), изделия для сада, огорода, ухода за комнатными цветами (шланги, лейки огородные, плодосъемники, парники, кашпо и др.).

Требования к качеству. Изделия из пластмасс должны иметь правильную форму, установленные размеры, быть удобными в пользовании. Поверхность изделий должна быть гладкой, без дефектов. В товарах из пластмасс не допускаются трещины, коробление, царапины, вздутия, инородные включения, сколы, заусенцы, выступание литника. Дефекты не должны превышать допустимые пределы в изделии и портить его внешний вид. Химический состав пластмасс и их свойства должны соответствовать требованиям стандартов. Пластмассы для изготовления посуды не должны содержать и выделять вредные вещества.

Маркирование и хранение [5]

На посудохозяйственных товарах, не предназначенных для хранения продуктов, указывают: «Для непищевых продуктов».

На товарах пищевого назначения: «Для сыпучих пищевых продуктов» или «Для холодных пищевых продуктов», «Для горячих пищевых продуктов».

Маркировку наносят методами формования, тиснения, печати, штампа, гравировкой в форме. В случае технологической невозможности нанесения маркировки на изделие в процессе его изготовления допускается указывать маркировку на ярлыке, прикрепляемому к изделию, или на аппликации.

Маркировка должна быть четкой, ясной и легко читаемой.

На потребительскую тару наносят маркировку, содержащую:

· наименование предприятия-изготовителя и его товарный знак;

· наименования изделия (комплекта);

· номер партии; количество изделий (комплектов);

· дату изготовления (месяц, год);

· номер и фамилию упаковщика;

· штамп отдела технического контроля; правила эксплуатации (при необходимости);

· обозначение нормативного документа (например, ГОСТа).

Маркирование транспортной тары с изделиями из пластмасс проводится с указанием манипуляционных знаков «Хрупкое, осторожно», «Верх» и др.

Хранить изделия из пластмасс нужно в сухих помещениях, защищая от прямых солнечных лучей, при температуре 10... 20 °С и относительной влажности воздуха 50... 70 %.

Система маркировки пластика [8]

Для обеспечения утилизации одноразовых предметов в 1988 году Обществом Пластмассовой Промышленности была разработана система маркировки для всех видов пластика и идентификационные коды. Маркировка пластика состоит из 3-х стрелок в форме треугольника, внутри которых находится число, обозначающая тип пластика. Часто при маркировке изделий под треугольником указывается буквенная маркировка (в скобках указана маркировка русскими буквами):

Международные универсальные коды переработки пластмасс
Значок	Англоязычное название	Русское название	Примечание
	PET или PETE	ПЭТ, ПЭТФ Полиэтилентерефталат	Обычно используется для производства тары для минеральной воды, безалкогольных напитков и фруктовых соков, упаковки, блистеров, обивки.
	PEHD илиHDPE	ПЭНД Полиэтилен высокой плотности, полиэтилен низкого давления	Производство бутылок, фляг, полужёсткой упаковки. Считается безопасными для пищевого использования.
	PVC	ПВХ Поливинилхлорид	Используется для производства труб, трубок, садовой мебели, напольных покрытий, оконных профилей, жалюзи, изоленты, тары для моющих средств и клеёнки. Материал является потенциально опасным для пищевого использования, поскольку может содержать диоксины, бисфенол А, ртуть, кадмий.
	LDPE и PELD	ПЭВД Полиэтилен низкой плотности, полиэтилен высокого давления	Производство брезентов, мусорных мешков, пакетов, пленки и гибких ёмкостей. Считается безопасным для пищевого использования.
	PP	ПП Полипропилен	Используется в автомобильной промышленности (оборудование, бамперы), при изготовлении игрушек, а также в пищевой промышленности, в основном при изготовлении упаковок. Распространены полипропиленовые трубы для водопроводов. Считается безопасным для пищевого использования.
	PS	ПС Полистирол	Используется при изготовлении плит теплоизоляции зданий, пищевых упаковок, столовых приборов и чашек, коробокCD и прочих упаковок (пищевой плёнки и пеноматериалов), игрушек, посуды, ручек и так далее. Материал является потенциально опасным, особенно в случае горения, поскольку содержит стирол.
	OTHER или О	Прочие	К этой группе относится любой другой пластик, который не может быть включен в предыдущие группы. В основном этополикарбонат. Поликарбонат может содержать опасный для человека бисфенол А[2]. Используется для изготовления твёрдых прозрачных изделий, как например детские рожки.

СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ [1]