Реактопласты

Вторичное использование

Переработка использованных реактопластовых изделий затруднена по той же причине, по которой они отличаются от остальных полимеров – трехмерной сетчатой структуры полимера и невозможности его расплавить.

Пути рециклинга таких пластмасс заключаются либо в их измельчении и применении в виде наполнителя, либо в попытках деполимеризации с извлечением низкомолекулярных продуктов. Во втором, более продвинутом пути, достигнуты некоторые успехи, однако такие технологии очень энергозатратны. В данном аспекте термопласты имеют неоспоримое преимущество.

Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на         

Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на               

Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий

Вернуться к списку терминов

Ненасыщенные полиэфиры

Большое распространение получили полиэфирные полимеры ненасыщенного типа. Они представлены в виде вязких жидкостей, которые могут переходить в твердое состояние при введении определенного отвердителя. Большое распространение получили ненасыщенные полиэфиры в строительстве.

Данная группа делиться на две категории:

1. Полиэфирмалеинатные смолы – растворы ненасыщенного типа, которые обладают высокой способностью сшивки. При смешивании определенных элементов получается твердая поверхность, устойчивая к механическому и химическому воздействию. Процесс отвердевания занимает несколько часов, полную прочность структура набирает в течение суток или большего срока.
2. Полиэфиракрилаты – смолы олигомерного типа, которые в своем составе не имеют стирола. Следует учитывать, что эта группа материалов характеризуется высокими прочностными качествами и химической стойкостью. Для того чтобы повысить прочность этого вещества его армируют стекловолокном. За счет подобной модификации получают стеклопластик, который обладает исключительными эксплуатационными качествами.

Ненасыщенные полиэфиры получили большое распространение в строительстве, так как при их использовании изготавливают смеси наливных бесшовных полов, а также различных замазок и шпаклевок. К тому же, данная группа веществ применяется при производстве лакокрасочных материалов, которые нужны для защиты древесины.

Маркировка изделий

Обозначение типа и особенностей материала принято наносить в виде штампа на тыльной части рядом с датой изготовления. Для маркировки используют характерные скобки или символ треугольника, составленного из трёх стрелок. В скобках указывается основной компонент, его вариант, наполнители или усилители и доля их содержания. Обозначение с помощью треугольного символа включает в себя буквенное сокращение заглавными латинскими буквами под символом и числовой идентификационный код разновидности пластмассы внутри треугольника. Разобраться, какие бывают пластмассы, и определить их маркировку поможет таблица международных кодов утилизации:

1. ​Полиэтилентерефталат. Применим при производстве тары для воды и соков, обивки, упаковочных материалов. Обозначается PET.
2. Полиэтилен высокой плотности. Из него изготавливают одноразовую посуду, игрушки, пищевые контейнеры. Маркируется как PE HD или HDPE.
3. Поливинилхлорид. Широко применяется в производстве напольных покрытий, деталей мебели, труб, оконных профилей. Содержание винилхлорида исключает его применение для предметов, контактирующих с пищей.
4. Полиэтилен с маркировкой PEBD и BD PE. Имеет низкую плотность, из него делают компакт-диски, мусорные и другие пакеты, брезентовые покрытия, линолеум.
5. Полипропилен. Материал используется для производства упаковок, различных труб, игрушек. Применим в автомобилестроении. Маркировка — PP.
6. Полистирол. PS. Из него производят теплоизоляционные покрытия, игрушки, ручки, изоляционные плёнки.
7. Под этим номером, согласно международным кодам, располагается группа пластмасс, не включённых в предыдущие группы и имеющих обозначение OTHER или О. В большинстве случаев это материалы из поликарбоната, который может иметь в составе бисфенол-А. Это вещество способно выделяться при нагревании, а попадая в организм человека, может вызвать гормональный сбой.

Свойства и применение

Термопластичными называют полимеры, которые при нагревании переходят из твердого состояния в мягкое, тягучее, а при охлаждении снова принимают твердую форму. Данные элементы получают реакцией полимеризации. Эта реакция проходит под большим давлением и без применения примесей. Реакция полимеризации стала возможна только благодаря современной химии и специализированной аппаратуре. Получить данный процесс в естественных условиях невозможно.

Свойства термопластичных полимеров вызваны способом соединения мономеров – соединение осуществляется в одном месте, в одном направлении. Другими словами, молекулы соединены между собой в линию при линейном виде, и в виде нескольких линий, сплетенных в паутину, при разветвленной структуре.

Термопластичные полимеры хорошо плавятся, а также растворяются в реагентах и растворителях. При испарении растворителя материал твердеет и приобретает прежние свойства. Это качество применяется при производстве различных клеев, лаков, красок, герметиков, замазок и других строительных растворов, имеющих в своем составе полимеры.

Из термопластичных полимеров выделяют:

• полиолефины;
• полиамиды;
• поливинилхлориды;
• фторопласты;
• полиуретаны;
• поликарбонаты;
• полиметилметакрилаты;
• полистирол.

На основании полимеров, исходных веществ и способов обработки выделяют следующие окончательные продуты:

1. пластмассы;
2. волокниты;
3. пленки;
4. покрытия;
5. слоистые пластики;
6. клеи.

Самое широкое применение термопластичные полимеры получили в строительстве при изготовлении материалов для изоляции, органических стекол, пленок и покрытий различной плотности и толщины, тонких волокон, а также в качестве связующих основ для клеев, штукатурок и теплоизоляционных материалов.

Из полимеров изготавливают бутылки и различные по форме сосуды, тару, трубы, детали машин оргтехники, компьютеров и электронного оборудования. А также используют при производстве напольного покрытия — линолеума, плитки, плинтусов, отделочных декоративных пленок, настенных панелей и пластика.

Особенности

Синтетические полимеры имеют в своей основе низкомолекулярные органические соединения (мономеры), которые в результате реакций полимеризации или поликонденсации образуют длинные цепочки. Расположение и конфигурация молекулярный цепей, тип их связи во многом определяют механические характеристики полимеров.

Искусственные и синтетические полимеры обладают радом специфических особенностей. На первом месте следует отметить их высокую эластичность и упругость – способность противостоять деформациям и восстанавливать первоначальную форму. Пример – полиамид, резина. Полиуретановая нить – эластан, способна без разрыва изменять свою длину на 800 % и затем восстанавливать первоначальный размер. Наличие длинных молекулярных цепочек в структуре синтетических материалов обусловило низкую хрупкость пластиковых изделий. В большинстве случаев увеличение хрупкости у некоторых типов пластмасс происходит при понижении температуры. Органические материалы практически полностью лишены этого недостатка.

Указанные свойства дополняются высокой коррозионной стойкостью, износостойкостью. Большинство известных полимеров имеют высокое электрическое сопротивление, низкую теплопроводность.

Отмечая высокие эксплуатационные и технологические качества, нельзя забывать и про отрицательные стороны:

• Сложность утилизации. Вторичное использование допускает только термопластичный материал и только в случае правильной сортировки. Смесь полимеров с различным химическим составом вторичной переработке не подлежит. В природе пластики разлагаются чрезвычайно медленно – вплоть до десятков и сотен лет. При сжигании некоторых типов пластмасс в атмосферу выделяется большое количество высокотоксичных веществ и соединений. Особенно это касается пластиков, содержащих галогены. Наиболее известный материал такого типа – поливинилхлорид (ПВХ).
• Слабая устойчивость к ультрафиолетовому излучению. Под действием ультрафиолетовых лучей длинные полимерные цепочки разрушаются, увеличивается хрупкость изделий, снижается прочность, холодостойкость.
• Трудность или невозможность соединения отдельных типов синтетических материалов.

Пластмассы

Химические свойства полимеров показывают их высокую стойкость к агрессивным веществам, но в ряде случаев затрудняет использование клеевых составов. Поэтому для термопластичных полимеров используют метод сварки – соединение разогретых элементов. Некоторые вещества, например, фторопласты, вообще не подлежат соединениям, кроме механических.

Классификация

Полимеры дифференцируют по составу звеньев на:

• органические;
• элементоорганические;
• неорганические.

Первые служат основой большинства пластмасс.

Вещества второго типа включают в звеньях углеводородные (органические) и неорганические фрагменты.

По строению их дифференцируют на:

• варианты, в которых атомы разных элементов находятся в обрамлении органических групп;
• вещества, где углеродные атомы чередуются с прочими;
• материалы с углеродными цепями в обрамлении элементоорганических групп.

Все представленные типы имеют основные цепи.

Наиболее часто встречающимися среди неорганических полимеров являются алюмосиликаты и силикаты. Это основные минеральные вещества коры планеты.

На основе происхождения полимеры классифицируют на:

• природные;
• синтетические (синтезируемые);
• модифицированные (измененные варианты первой группы).

Последние подразделяют по способу получения на:

• поликонденсационные;
• полимеризационные.

Классификация органических полимеров

Поликонденсацией называют процесс формирования макромолекул из содержащих более одной функциональной группы молекул мономера с выделением NH₃, воды и прочих веществ.

Под полимеризацией понимают процесс формирования из мономера макромолекул с кратными связями.

Классификация по макромолекулярному строению включает:

• разветвленные;
• линейные;
• трехмерные сшитые;
• лестничные.

По реакции на термическое воздействие полимеры дифференцируют на:

• термореактивные;
• термопластичные.

Вещества первого типа представлены пространственными вариантами с жестким каркасом. При нагреве с ними происходит деструкция, некоторые загораются. Это обусловлено равной прочностью внутренних связей и связей цепей. Вследствие этого термическое воздействие ведет к разрыву как цепей, так и структуры, следовательно, происходит необратимое разрушение.

Термопластичные варианты представлены линейными полимерами, обратимо размягчаемыми при нагреве и отверждаемыми при охлаждении. Их свойства после этого сохраняются. Пластичность данных веществ обусловлена разрывом при умеренном нагреве межмолекулярных и водородных связей цепей.

Наконец, по особенностям строения органические полимеры подразделяют на несколько классов.

1. Слабо- и неполярные термопласты. Представлены вариантами с симметричной молекулярной структурой или со слабополярными связями.
2. Полярные термопласты. К данному типу относят вещества с несимметричной молекулярной структурой и собственными дипольными моментами. Иногда их называют низкочастотными диэлектриками. Ввиду полярности они хорошо притягивают влагу. Также большинство из них способны смачиваться. Данные вещества отличаются от предыдущего класса также меньшим электросопротивлением. При этом многие из полярных термопластов характеризуются высокими показателями эластичности, химической стойкости, механической прочности. Дополнительная обработка позволяет превратить данные соединения в гибкие резинообразные материалы.
3. Термореактивные полимеры. Как упоминалось выше, это вещества с пространственной системой ковалентных связей. Они отличаются от термопластичных вариантов твердостью, нагревоустойчивостью и хрупкостью, большим модулем упругости и меньшим коэффициентом линейного расширения. К тому же такие полимеры не подвержены воздействию обычных растворителей. Они служат основой для многих веществ.
4. Слоистые пластмассы. Представлены слоистыми материалами из пропитанных смолой листов бумаги, стеклоткани, древесного шпона, ткани и др. Такие полимеры характеризуются наибольшей анизотропией характеристик и прочностью. Но они малопригодны для создания предметов сложной конфигурации. Применяются в радио-, электротехнике, приборостроении.
5. Металлопласты. Это полимеры, включающие металлические наполнители в виде волокон, порошков, тканей. Данные добавки служат для придания специфических свойств: магнитных, улучшения демпфирования, электро- и теплопроводности, поглощения и отражения радиоволн.

Термопластичность

Термопластичность и маслостойкость стеклолакотканей оцениваются аналогично хлопчатобумажным и шелковым лакотканям. В соответствии с ГОСТ стеклолакоткани большинства марок не должны обладать термопласгич-ностью. Термопластичность стеклолакоткани марки ЛСК-5 по ТУ не нормируется.
 

Термопластичность, которая является важнейшей характеристикой изоляции эмалированных проводов, измеряют по температуре замыкания перекрещивающихся проводов, находящихся под определенной нагрузкой в течение установленного времени. Недостаточная твердость изоляции при нагреве может привести к продавливанию и витковому замыканию и выходу из строя электрической машины. Наибольшей температурой продавлива-ния характеризуется полиимидная изоляция проводов ( 425 С), у по-ливинилацеталевой изоляции она равна 170 С, у полиэфиримидной — составляет 240 — 300 С.
 

Термопластичность и маслостойкость стеклолакотканей оцениваются аналогично хлопчатобумажным и шелковым лакотканям. В соответствии с ГОСТ стеклоткани всех марок не должны обладать термопластичностью.
 

Термопластичность стеклолакотканей марок ЛСК-1, ЛСК-2 п ЛСК-5 но ТУ не нормируется.
 

Термопластичность и малая механическая прочность битумных компаундов делают их мало надежными для современных сверхмощных генераторов. Здесь находят применение термореактивные компаунды на основе эпоксидных и полиэфирных смол. Заливочные битумные компаунды представляют собой обычно битум с добавками вязких нефтяных масел и минеральных порошкообразных наполнителей, например талька.
 

Термопластичность и малая механическая прочность битумных компаундов делают их мало надежными для современных сверхмощных генераторов. Здесь находят применение термореактивные компаунды на основе эпоксидных и полиэфирных смол.
 

Термопластичность является таким свойством ацетатного волокна, которое дает возможность получить из него хорошую креповую нить и высокоориентированное волокно ( см. стр.
 

Термопластичность испытывается сжатием двух образцов, расположенных крест-накрест, в течение 2 мин при 300 С; при этом не должно возникать контакта между жилами при приложении напряжения 100 10 в. Нагрузка при испытании проводов диаметром 0 31 — 1 56 мм установлена в пределах 200 — 3 000 гс.
 

Термопластичность некоторых простых эфиров ( этил — и бен-зилцеллюлозы) используется при горячей склейке материалов. Водные растворы метилцеллюлозы, оксиэтилцеллюлозы, солей карбоксиметилцеллюлозы различных вязкостен также используются в качестве клеев, клеящих составов и аппретов.
 

Термопластичность и термореактивность 391, 431, 433 Терпентин 243 Терпены 241 ел.
 

Термопластичность стирола позволяет использовать его для прессования различных изделий.
 

Термопластичность волокна дает возможность образования на тканях различных эффектов, например крепирования, путем тиснения их нагретыми роликами с выгравированным рисунком.
 

Термопластичность лигнинов имеет большое значение при переработке лигноуглеводных материалов с большим содержанием лигнина.
 

Аморфные термопластичные полимеры

Как следует из названия «аморфные», молекулы полимеров данной группы не имеют определенной структуры. Их внутреннее положение в пространстве схоже с комком ваты. Термопласты аморфного типа имеют высокую упругость, прочность, а при температуре 20⁰С еще и хрупкость. Так как структура молекул аморфных термопластов ассиметрична и беспорядочна, они не подвержены кристаллизации, поэтому остаются полностью прозрачными без введения в них дополнительных модификаторов цвета. Полимерные материалы группы аморфных термопластов имеют низкую усадку при литье. Для повышения качеств обрабатываемости обычно применяют различные модификаторы.

Температура стеклования (отсутствие движения макромолекул и сегментов) термопласта в большинстве случаев выше их применения в обычных условиях. При стандартных температурах окружающей среды термопластичные пластики по физическим свойствам не отличаются от твердых материалов с упруго обратимой деформацией. Когда же полимер из термопластов нагревают до величин температурных показателей выше температуры стеклования, термопласт становится мягким и эластичным. Находясь в высокоэластичном состоянии, полимер реагирует на физическую нагрузку энтропийной деформацией.

При дальнейшем нагреве термопласта до температуры текучести, пластик становится текучим и можно легко сместить цепи макромолекул при физическом воздействии на материал. Это обеспечивает необратимую деформацию течения полимера. Также следует помнить, что не все деформации, которые происходят в вязкотекучем состоянии с полимером, являются деформациями течения.

Термопластичные полимеры применяются для изготовления изделий методом экструзии, горячеканального литья под давлением, термоформованием, сваркой и прочими типами механической обработки с применением предварительного нагрева. Нагревательные элементы для всех типов оборудования, которые применяются для обработки термопластов вы можете найти в каталоге нагревателей.

Давление литья.

Давление, необходимое для заполнения формы, зависит от времени впрыска. Высокие давления впрыска требуются при литье тонкостенных изделий из полимеров большой вязкости. Однако давление выдержки (при выдержке полимера в форме под внешним давлением), при котором получают изделия хорошего качества, как правило намного меньше давления литья. Для основных крупнотоннажных полимеров оно равно примерно 25—50 МПа.

Параметром машины служит максимальное давление (давление литья), необходимое для заполнения формы, а не для последующей выдержки под давлением, хотя бывают исключения. На современных машинах давление литья равно 60—200 МПа.

Существенные различия в давлениях литья на современных литьевых машинах определяются многообразием используемых конструкций форм и различием в свойствах перерабатываемых полимеров. Для переработки большинства полимеров на термопластавтоматах с предварительной пластикацией достаточным является давление до 100 МПа, для переработки высоковязких полимеров в тонкостенные детали, а также для формования реактопластов как правило необходимо давление 120—200 МПа.

Свойства

Многие органические полимеры отличаются хорошими электроизоляционными параметрами в обширном интервале напряжений, частот и температур, при большой влажности. К тому же они имеют хорошие звуко- и теплоизоляционные характеристики. Также обычно органические полимеры характеризуются высокой стойкостью к химическому воздействию, не подвержены гниению и коррозии. Наконец, данные материалы обладают большой прочностью при малой плотности.

Натуральный каучук

Приведенные выше примеры демонстрируют общие для органических полимеров характеристики. Помимо этого, некоторые из них отличаются специфическими особенностями: прозрачностью и малой хрупкостью (органическое стекло, пластмассы), макромолекулярным ориентированием при направленном механическом влиянии (волокна, пленки), большой эластичностью (каучук), быстрым изменением физико-механических параметров под воздействием реагента в малом количестве (каучук, кожа и т. д.), а также большой вязкостью при малой концентрации, радиопрозрачностью, антифрикционными характеристиками, диамагнетизмом, и т. д.

Полиизобутилен

Термореактивные полимеры данной группы представляют собой вязкие жидкости, которые могут применяться при изготовлении клеящих составов. Кроме этого, можно отметить высокую пластичность, связанную с особой молекулярной массой. Среди других эксплуатационных качеств отметим нижеприведенные моменты:

1. Высокая степень растворимости в углеводородах.
2. При необходимости термореактивные полимеры данной группы смешиваются со специальными наполнителями, за счет чего придаются особые эксплуатационные качества.
3. Данный тип полимера один из самых легких.
4. Вещество устойчиво к воздействию кислот и различных щелочей.
5. Из-за особенностей структуры вещество способно сохранять высокую эластичность при температуре до 50 градусов Цельсия.
6. Полиизобутилен применяется для модификации битумных и полимерных материалов. Добавление проводится для повышения эксплуатационных качеств при воздействии низкой температуры.
7. Высокие адгезионные способности в отношении практически всех строительных материалов, к примеру, бетона, дерева и штукатурки.
8. Низкомолекулярные термореактивные полимеры этой группы применяются при изготовлении не высыхающего клея или мастики. Они подходят для крепления полимерных отделочных материалов, которые обладают низкой адгезией.
9. Есть возможность получить мастики, которые применяются для герметизации стыков при проведении сборного строительства.
10. При применении полимеров этой группы также получают листы, которые служат для защиты химической аппаратуры.

Полиизобутилен

Широкая область применения прежде всего связана с особыми эксплуатационными качествами, которыми обладают термореактивные полимеры.

Детали и изделия из термопластов

Чаще всего термопласты применяются:

• для создания бронежилетов и шлемов в военной промышленности;
• подшипники, ролики, вкладыши и другие детали для промышленности;
• в качестве изоляционных материалов в электротехнике;
• в строительстве для защиты зданий и сооружений от коррозии, воды, для продления срока службы конструкций.
• емкости для хранения агрессивных растворов, тара;
• панели, буксировочные тросы в судостроении;
• протезы — в медицине;
• в криогенных технологиях и в атомной промышленности;
• леска, каски создаются для спорта.

Как видно, применение материалов достаточно широко. Каждый из видов продукции имеет свои собственные технические характеристики, поэтому при изготовлении товаров под заказ следует ориентироваться на ГОСТы.

История

Исследование полимеров начало развиваться к 40 гг. XX в. и сформировалось в качестве самостоятельной научной области в середине столетия. Это было связано с развитием знаний о роли данных веществ в органическом мире и выяснением возможностей их применения в промышленности.

При этом цепные полимеры производили еще в начале XX столетия.

К середине века освоили выпуск электроизолирующих полимеров (поливинилхлорида и полистирола), плексигласа.

В начале второй половины столетия расширилось производство полимерных тканей за счет возврата выпускавшихся прежде материалов и появления новых вариантов. Среди них — хлопок, шерсть, шелк, лавсан. В тот же период, благодаря применению катализаторов, начали выпуск полиэтилена и полипропилена при малом давлении и кристаллизующихся стереорегулярных вариантов. Немного позже освоили массовый выпуск самых известных герметиков, пористых и адгезивных материалов, представленных полиуретанами, а также элементоорганических полимеров, отличающихся от органических аналогов большей эластичностью и термостойкостью (полисилоксаны).

В 60 — 70 гг. были созданы уникальные органические полимеры с ароматическими компонентами, характеризующиеся высокой термостойкостью и прочностью.

Производство органических полимеров интенсивно развивается и сейчас. Это обусловлено возможностью использования дешевых материалов, таких как уголь, попутные газы нефтепереработки и добычи и природные газы, в совокупности с водой и воздухом в виде исходного сырья для большинства из них.