Пластмаси, техните видове, свойства и приложения - Статии - Новини от полимерната индустрия -

097-414-39-54

067-591-49-39

098-755-35-45

[email protected]

Новини от полимерната индустрия

Пластмасите са материали, чийто основен свързващ компонент е синтетичен или естествен полимер, а останалите компоненти са пълнители - пластификатори, багрила, лубриканти, стабилизатори и др. Пластмасите са способни да се формоват и да запазват формата си при определени условия.

Според метода на производство синтетичните полимери се разделят на получени чрез полимеризация, поликондензация и химическа модификация.

Полимерите от първия тип се получават в резултат на реакцията на полимеризация, т.е. образуването на полимери чрез взаимодействие на няколко мономера, без да се променя първоначалният състав. Те включват полиетилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирен, политетрафлуоретилен и др.

Полимерите от втори тип се образуват от няколко мономера в резултат на реакция на поликондензация; в този случай процесът на получаване на полимер е придружен от отделяне на странични продукти (например вода, въглероден диоксид, амоняк и др.), В резултат на което съставът на полимера не съответства на състава на първоначалните вещества. Реакцията на поликондензация протича с участието на катализатори (киселини или основи). Природата на катализатора влияе върху природата на поликондензационния продукт. Така че, когато мономерите (фенол и формалдехид) взаимодействат в кисела среда, се образува полимер, наречен новолачна смола, който има линейна или разклонена структура на връзката. Тази смола омеква при нагряване и се втвърдява при охлаждане, без да претърпява химически трансформации. Привзаимодействието на същите мономери в основната среда образува режещи смоли с триизмерна мрежеста структура. Тези смоли, поради дълбоки химични трансформации, губят способността си да омекнат при повторно нагряване. Поликондензационните синтетични полимери включват фенол-формалдехид, меламин-формалдехид, карбамид-формалдехид и други смоли, полиестери и др.

И накрая, полимерите от трети тип се получават чрез заместване на водородни атоми или други елементи с нови атоми и групи в полимерната верига, която придобива нови свойства. Широко приложение намира хлорирането на полимери, при което се получават хлориран полиетилен, хлориран поливинилхлорид и др.

Синтетичните полимери се получават чрез химическа обработка на въглища, природен и промишлен газ, нефт и други суровини.

Естествените полимери или смоли включват шеллак, естествени и петролни асфалти, каучук, целулоза, колофон, естествени битуми и др.

Физическите и химичните свойства на пластмасите, методите за производство на продукти от тях и обхватът на приложение до голяма степен се определят от пълнителя. Като пълнител се използват материали от органичен и неорганичен произход: дървесно брашно, памучен линтер, хартия, графит, цимент, сажди, стъклени влакна, тъкани, слюда и др.

За да се повиши пластичността и други технологични свойства на пластмасите, в състава на първоначалната смес се въвеждат пластификатори (камфор, олеинова киселина, дихлоретан, дибутилфталат и др.). Катализатори (вар, магнезий, уротропин и др.) се използват за ускоряване на процеса на втвърдяване по време на преработката на изходния материал в продукти.

В състава на първоначалните смеси в малки количества (0,5 .. 1,5%) се въвеждат смазки (стеарин, восък и др.). Тепредотвратяване на залепването на пластмасови продукти по форми по време на тяхното производство.

За да се даде определен цвят на продукта, в състава на първоначалните смеси се въвеждат багрила (анилинови багрила, нигрозин и др.).

При производството на пластмасови продукти суровината се подлага на комбинация от топлина и налягане. В зависимост от изменението на свойствата си при нагряване полимерите се разделят на две основни групи: термопластични и термореактивни. Първите от тях се образуват на базата на новолачни смоли, а вторите - на базата на режещи смоли.

Термопластичните полимери (термопласти) се омекотяват при нагряване, преминавайки първо в силно еластично, а след това във вискозно състояние; като изстинат се втвърдяват. Този процес е обратим, тоест може да се повтаря многократно. Термопластите включват полимери с линейна и разклонена структура на връзката; техните мономери са свързани един с друг само в една посока. При повторно нагряване такива химични връзки не се разрушават; мономерните молекули придобиват гъвкавост и подвижност, т.е. при нагряване и охлаждане не възникват необратими химични трансформации.

Термореактивните полимери (термореактивни), когато се нагряват, първо омекват, ако са твърди, и след това преминават в твърдо състояние. Този процес е необратим, т.е. при нагряване настъпват необратими химични трансформации, а при повторно нагряване такива полимери не се размекват. Термопластите включват полимери с мрежеста или омрежена свързваща структура. Такива полимери образуват дву- или триизмерни връзки в гигантски макромолекули, т.е. техните мономери или линейни молекули са твърдо свързани помежду си и не могат да се движат взаимно.

Това е група пластмаси на базата на синтетични полимери, получени отверижни полимеризационни реакции: полиетилен, поливинилхлорид, полиамиди, полиуретани, полистирен, полиформалдехид,. полиметилметакрилат, поликарбонат, полипропилен, флуоропласт и др.

Полиетиленът, в зависимост от метода на производство, се разграничава

високо налягане (HP) или ниска (0.918. 0.930 g / cm *) плътност, получава се чрез полимеризация на етилен при температура 200. 250 ° C;
средно налягане (SD) или средна (0,931..0,945 g/cm2) плътност, получава се чрез полимеризация на етилен в присъствието на катализатор (хром и силициев оксид) при 125-150°C;
ниско налягане (ND) или висока (0,946. 0,970 g / cm2) плътност, получава се в присъствието на катализатор (титанов тетрахлорид и др.) При температури до 60 ° C.

Чистият полиетилен старее във въздуха, става твърд и крехък. За да се забави стареенето по време на термична обработка, към него се добавят топлинни стабилизатори (ароматни амини, феноли, серни съединения) и се добавят светлинни стабилизатори (сажди, графит) за подобряване на устойчивостта на светлина. Полиетиленът се използва широко в инженерството под формата на конструктивни части на различни машини и механизми, тръби, листове, филми, кабелна изолация, покрития и др.

Поливинилхлоридът е бял аморфен структурен материал. Поливинилхлоридът се произвежда без пластификатор (непластифициран поливинилхлорид или винилова пластмаса) и с пластификатор (пластифициран поливинилхлорид или пластмасова смес).

Viniplast - материал за производство на филми, листове, тръби и профилни продукти. Фолиото Viniplast може да се използва при температури от -20 до +60°C. Листовата винилова пластмаса се произвежда в три степени: VN (непрозрачна винилова пластмаса), VP (прозрачна) и VIT (нетоксична). Viniplast под формата на тръби и профилни продукти се използва в химиятаиндустрия. Viniplast има плътност 1,3-1,6 g/cm3, якост на опън 45-55 MPa, якост на удар 120 kJ/m2.

Пластмасовото съединение обикновено се получава от смес от полимер с пластификатор и стабилизатор (сажди, титанов диоксид и др.). Ламинатът се произвежда в листове, уплътнения, профилирани декоративни кабели, леки и топлоустойчиви и др. Механичните свойства на пластмасовото съединение са малко по-ниски от тези на виниловата пластмаса, а устойчивостта на замръзване е до -50 ° C. С добавянето на специални пластификатори и багрила на базата на пластично съединение се получава винилит - тънка памучна тъкан, покрита от едната страна с пластмасов филм (използван за дъждобрани, пелерини и други продукти) и линолеум - пластмасова смес с пълнител.

Полиамидът се получава чрез поликондензация на аминокиселини, както и диамини с дикарболови киселини. Използва се за производство на синтетични влакна и конци, антифрикционни продукти, тръби, филми, различни части на машини и устройства. Полиамидните влакна са най-широко използвани в текстилната промишленост поради способността на полиамида да се разтяга и ориентира при студено изтегляне. Влакната са леки (плътност 1.04. 1.14 g / cm3), устойчиви на износване, устойчиви на гънки, имат ниска хигроскопичност и добър външен вид. Тъканите от полиамидни влакна се използват за производство на торби, задвижващи ремъци на компресори, сепаратори, транспортни ленти, електрическа изолация и др. Такива влакна имат якост на опън 4,5. 7,0 MPa и относително удължение от 20 - 30%. Полиамидите имат високи физични и механични свойства: плътност 1,12. 1.16 g/cm3, sВ= 45.95 MPa, d= 100.300%, KCU= 100.250 kJ/m2, HB 4.0. 15.

Полиуретаните са високотопими кристални полимери, способни да образуват ориентирана кристална структура при разтягане.фибри. Полиуретановите материали се произвеждат под формата на бял прах за отливане. От полиуретани се получават влакна, шприцовани форми и други материали. Влакната са подходящи за производство на филтърни тъкани, кабелна изолация, парашутна тъкан, защитни покрития и други технически цели. Части от радио и електрическата промишленост са шприцовани. Тези части могат да работят дълго време при висока влажност и температури до 100. 110оС. Продуктите от полиуретан са с плътност 1,21 g/cm3, sB= 50,85 MPa, KCU= 50 kJ/m2, HB 8...12.

Полистиролът е продукт на полимеризация на стирен. Той е неразтворим във вода и има добра химическа устойчивост към много агресивни среди (оцетна, солна и фосфорна киселини, основи, естери и др.). Полистиролът е добър диелектрик; електроизолационните свойства на полистирола са почти независими от честотата на тока. Произвежда се под формата на прахове, тръби, профилни продукти, филми, нишки, ленти, облицовъчни плоскости, леки дунапрени и др.

Продуктите от полистирол имат плътност 1,07 g / cm3, sI \u003d 80. 100 MPa, KCU \u003d 12. . . 20 kJ/m2, HB 15.

Полиформалдехидът има висока механична якост, ниско износване и свиване, нисък коефициент на триене и висока химическа устойчивост на много разтворители. Диелектричните свойства на полиформалдехида се запазват при значителна влажност на въздуха и дори при потапяне във вода. Работната температура на продуктите от полиформалдехид е от -40 до 180°C. Има плътност .1.42. 1,43 g/cm3, sВ= 70 MPa, d= 15,20%, KCU= 90 kJ/m2, HB 20 40, коефициент на триене върху стомана 0,1. 0,3. Полиформалдехидът се произвежда под формата на бял прах или безцветни или оцветени гранули, обработени чрез леене под налягане (при 190.208 ° C),екструзия (при 170-190°C) и пресоване (при 180-190°C).

Полиформалдехидът се използва за производството на различни части, които заместват продуктите от стомана и цветни метали. Известни са повече от 2000 примера за използване на полиформалдехиди; докато 80% от общия произведен полимер се използва за заместване на метали.

Полиметилметакрилатът е продукт на полимеризация на метакрилова киселина. В зависимост от структурата може да бъде твърд или мек при обикновена температура; това е прозрачна и безцветна стъкловидна маса, известна като органично стъкло. Лесно се обработват чрез пресоване, леене под налягане и др. Произвеждат се под формата на прахове, пръти, тръби, листове, както и самовтвърдяващи се пластмаси, осветително стъкло. Последният се използва за осветителни тела с луминесцентни лампи и лампи с нажежаема жичка, за битови предмети и др. Плексигласът може да се обработва чрез рязане, щамповане при 150°C, заваряване, лепене.

Флуоропластът е етиленов полимер, в който всички водородни атоми са заменени с флуор, който се свързва много силно с въглеродните атоми и води до важни технически свойства на полимера - висока топлоустойчивост и химическа устойчивост, добри диелектрични и антифрикционни свойства. Произвеждат се два вида полимер: флуоропласт-4 и флуоропласт-3, както и техните модификации. Флуоропластът е известен под търговското наименование Teflon.

Флуоропласт-4 е кристален полимер, чиято степен на кристалност е 80-85%, достигайки в някои случаи 93-97%, точка на топене 327°C. При нагряване до температури над 327°C кристалитите се стопяват и цялата маса става аморфна; при последващо охлаждане отново кристализира. Продукти, изработени от флуоропласт-4, могат да бъдатработят до температура от 250. 260 ° C, без страх от значителна промяна в техните механични свойства. Флуоропласт-4 е най-химически устойчивият материал от всички известни пластмаси. Неговата химическа устойчивост дори надвишава тази на благородни метали (злато и платина), стъкло, порцелан, емайл, специална неръждаема стомана и сплави и има много нисък коефициент на триене (около 0,02).

Продуктите от флуоропласт-4 се използват в електрическата и радиопромишлеността, в химическата и хранително-вкусовата промишленост и др.

Флуоропласт-3 също е силно кристален полимер: в бавно охладени проби степента на кристалност достига 85-90%. При 208-210 ° C той преминава във високоеластично състояние и при по-нататъшно нагряване става вискозен, което позволява да се получат части от него по всички методи за обработка на термопласти. Един от важните технологични показатели за флуоропласт-3 е неговата висока термична стабилност. Флуоропласт-3 се използва за производство на уплътнителни части в електротехниката, в химическата промишленост, както и за антикорозионни покрития.