Сварка термопластичной пластмассы: описание и технология для разных способов соединения пластика

Виды съемных протезов

Съемные протезы делятся на несколько групп по таким признакам, как:

количество оставшихся зубов. По этому параметру съемные протезы делятся на полные, частичные и микропротезы. Как это становится ясно из названия, первые два вида протезирования используют соответственно при полной и частичной утрате зубов. Микропротезы применяют при потере одного зуба;
продолжительность ношения. По данному признаку съемные протезы делятся на временные и постоянные. Первые рекомендованы для восстановления зубного ряда на то время, которое требуется для изготовления постоянного протеза. Ношение таких протезов предупреждает смещение соседних зубов и обеспечивает психологический комфорт

Последнее особенно важно, если утрачен зуб в зоне улыбки. Что касается постоянных протезов, то они предназначены для долговременного использования;
конструкция и материалы

В зависимости от конфигурации протеза и использованных материалов выделяют пластинчатые и бюгельные (на замках и на кламмерах) протезы, которые изготавливаются из металла, пластмассы, акрила, нейлона и т.д.

Наибольшее распространение сегодня получили бюгельные и съемные протезы из термопластических материалов, поэтому рассмотрим их подробнее и обозначим все «за» и «против» для каждого типа.

Сравнение нейлона с акрилом

Для изготовления протезов в стоматологической практике чаще всего применяется две разновидности материала — нейлон и акрил.

Каждое из этих веществ обладает как достоинствами, так и недостатками, которые оказывают влияние на удобство и длительность использования конструкции.

Что такое пластмасса?

В соответствии с отечественным государственным стандартом:

Если из такого сложного определения убрать первое слово «пластмассами», можно даже и не догадаться, о чем вообще идет речь. Что ж, попробуем немного разобраться.

«Пластмассы» или «пластические массы» назвали так потому, что эти материалы способны при нагреве размягчаться, становиться пластичными, и тогда под давлением им можно придать определенную форму, которая при дальнейшем охлаждении и отверждении сохраняется.

Основу любой пластмассы составляет полимер (то самое «высокомолекулярное органическое соединение» из определения выше).

Слово «полимер» происходит от греческих слов «поли» («много») и «мерос» («части» или «звенья»). Это вещество, молекулы которого состоят из большого числа одинаковых, соединенных между собой звеньев. Эти звенья называют мономерами («моно» — один).

Так, например, выглядит мономер полипропилена, наиболее применяемого в автомобилестроении типа пластика:

Молекулярные цепи полимера состоят из практически бесчисленного числа таких кусочков, соединенных в одно целое.

Цепочки молекул полипропилена

По происхождению все полимеры делят на синтетичес­кие и природные. Природные полимеры составляют основу всех животных и растительных организмов. К ним относят полисахариды (целлюлоза, крахмал), белки, нуклеиновые кислоты, натуральный каучук и другие вещества.

Хотя модифицированные природные полимеры и находят промышленное применение, большинство пластмасс являются синтетическими.

Синтетические полимеры получают в процессе химического синтеза из соответствующих мо­номеров.

В качестве исходного сырья обычно применяются нефть, природный газ или уголь. В результате химической реакции полимеризации (или поликонденсации) множество «маленьких» мономеров исходного вещества соединяются между собой, будто бусины на ниточке, в «огромные» молекулы полимера, который затем формуют, отливают, прессуют или прядут в готовое изделие.

Так, например, из горючего газа пропилена получают пластик полипропилен, из которого делают бамперы:

Теперь вы наверное догадались, откуда берутся названия пластмасс. К названию мономера добавляется приставка «поли-» («много»): этилен → полиэтилен, пропилен → полипропилен, винилхлорид → поливинилхлорид и т.д.

Международные краткие обозначения пластмасс являются аббревиатурами их химических наименований. Например, поливинилхлорид обозначают как PVC (Polyvinyl chloride), полиэтилен — PE (Polyethylene), полипропилен — PP (Polypropylene).

Кроме полимера (его еще называют связующим) в состав пластмасс могут входить различные наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители и другие вещества, обеспечивающие пластмассе те или иные свойства, такие как текучесть, пластичность, плотность, прочность, долговечность и т.д.

Свойства

Основные механические характеристики пластмасс те же, что и для неметаллов.
Пластмассы характеризуются малой плотностью (0,85—1,8 г/см³), чрезвычайно низкими электрической и тепловой проводимостями, не очень большой механической прочностью. При нагревании (часто с предварительным размягчением) они разлагаются. Не чувствительны к влажности, устойчивы к действию сильных кислот и оснований, отношение к органическим растворителям различное (в зависимости от химической природы полимера). Физиологически почти безвредны. Свойства пластмасс можно модифицировать методами сополимеризации или стереоспецифической полимеризации, путём сочетания различных пластмасс друг с другом или с другими материалами, такими как стеклянное волокно, текстильная ткань, введением наполнителей и красителей, пластификаторов, тепло- и светостабилизаторов, облучения и др., а также варьированием сырья, например, использование соответствующих полиолов и диизоцианатов при получении полиуретанов.

Твёрдость пластмасс определяется по Бринеллю при нагрузках 50—250 кгс на шарик диаметром 5 мм.

Теплостойкость по Мартенсу — температура, при которой пластмассовый брусок с размерами 120 × 15 × 10 мм, изгибаемый при постоянном моменте, создающем наибольшее напряжение изгиба на гранях 120 × 15 мм, равное 50 кгс/см², разрушится или изогнётся так, что укреплённый на конце образца рычаг длиной 210 мм переместится на 6 мм.

Теплостойкость по Вика — температура, при которой цилиндрический стержень диаметром 1,13 мм под действием груза массой 5 кг (для мягких пластмасс 1 кг) углубится в пластмассу на 1 мм.

Температура хрупкости (морозостойкость) — температура, при которой пластичный или эластичный материал при ударе может разрушиться хрупко.

Для придания особых свойств пластмассе в неё добавляют пластификаторы (силикон, дибутилфталат, ПЭГ и т. п.), антипирены (дифенилбутансульфокислота), антиоксиданты (трифенилфосфит, непредельные углеводороды).

Определение типа пластика. Маркировка

Любой ремонт пластиковой детали должен начинаться с определения типа пластмассы, из которой изготовлена деталь. Если в прошлом это давалось не всегда просто, то сейчас «опознать» пластик легко — все детали, как правило, маркируются.

Обозначение типа пластмассы производители обычно выштамповывают с внутренней стороны детали, будь то бампер или крышка мобильного телефона. Тип пластика, как правило, заключен в своеобразные скобки и может выглядеть следующим образом: >PP/EPDM<, >PUR<, <ABS>.

Задание: снимите крышку своего мобильного телефона и посмотрите из какого типа пластмассы он изготовлен. Чаще всего это >PC<.

Вариантов таких аббревиатур может быть очень много. Рассмотрим несколько самых распространенных в автомобилестроении типов пластмасс.

Как получают пластмассы из полимеров

Получение пластмасс связано с внесением в массу полимера дополнительного вещества, которое позволит придать ему необходимые для применения свойства. Например, полипропиленовый лист можно размягчить в кипятке, расплавить, поджечь — до достижения температуры горения он не потеряет основных свойств. Главным условием такого процесса остается разделение наполнителя и полимера, при котором длинные цепные или пространственные молекулы не изменят своей формы и устойчивости, но будут взаимодействовать с наполнителем.

Производственная пластмасса может состоять из наполнителей на 90 — 95 %. Принято различать три вида наполнителей для пластиков:

• дисперсные, имеющие вид отдельных частиц, которые заполняют пространство между длинными связями полимера;
• волокнистые, способные создавать довольно сложные пространственные структуры, но не формирующие длинных устойчивых связей;
• армирующие — они способны выстроить внутри структуры “нити”, удерживающие длинные молекулы полимера в определенных позициях.

Добавки второй группы изменяют функциональные свойства полимеров, например, антипирены препятствуют горению, отвердители снижают порог термореактивности, и пластик становится твердым, малотекучим, но быстро разрушающиеся при нагревании.

Появление технологий полимеризации веществ дало возможность получать составы, не имеющие природных аналогов и вполне “управляемые” с точки зрения изменения свойств в зависимости от реальной потребности.

Компании-производители и поставщики термопластов

• Торговый дом Полиглас, Санкт Петербург – производство и продажа поликарбоната, полистирола, оргстекла;
• Завод акустических конструкций Санкт Петербург – создание шумозащитных экранов;
• ООО ЛТО-Пласт – цикл производства литьевых изделий, в том числе 3D проектирование;
• ПАО Нижнекамскнефтехим нефтехимическое предприятие, включает в себя целую группу заводов;
• Производственное коммерческое предприятие Ресурс Санкт Петербург – производитель пленок и вспененных материалов из полиэтилена;
• Завод слоистых Пластиков, Санкт Петербург производит декоративный пластик;
• Завод Пластик, Москва – переработка полимерных материалов методом экструзии;
• Барьер ПАК Санкт Петербург – вакуумная упаковка промышленного электротехнического и электрощитового оборудования;
• Амего Санкт Петербург – производство пластмасс под давлением;
• Симона Рус Москва – инженерный пластик немецкого производителя с доставкой по России.

Как определить тип пластика?

Опре­де­ле­ние типа пла­сти­ка необ­хо­ди­мо для выбо­ра спо­со­ба ремон­та и видов мате­ри­а­лов, необ­хо­ди­мых для это­го.

1. Тип пла­сти­ка мож­но опре­де­лить по бук­вен­но­му обо­зна­че­нию на обрат­ной сто­роне пла­сти­ко­вой дета­ли. Это самый надёж­ный и точ­ный спо­соб. С обрат­ной сто­ро­ны есть несколь­ко латин­ских букв — сокра­ще­ние от назва­ния пла­сти­ка. Ино­гда допол­ни­тель­ные бук­вен­ные и циф­ро­вые обо­зна­че­ния пока­зы­ва­ют нали­чие раз­лич­ных доба­вок к пла­сти­ку. Могут так­же отме­чать­ся допол­ни­тель­ные свой­ства базо­во­го пла­сти­ка (напри­мер HD-High Density, высо­кая плот­ность), а так­же сме­си пла­сти­ков (зна­ком «+» тип пла­сти­ка после него). Ниже в ста­тье будут пере­чис­ле­ны наи­бо­лее часто встре­ча­ю­щи­е­ся сокра­ще­ния и их рас­шиф­ров­ка. Если по каким-то при­чи­нам нет воз­мож­но­сти опре­де­лить тип пла­сти­ка по коду, то мож­но это сде­лать, про­де­лав тест.
2. Тест с водой. Отрежь­те малень­кую полос­ку сни­зу бам­пе­ра. Очи­сти­те её от загряз­не­ний и крас­ки, что­бы полу­чить «голый» пла­стик. Поме­сти­те его в ёмкость с водой. Если пла­стик не тонет, то это PE, PP, PP + EPDM (тер­мо­пла­сти­ки). Из этих пла­сти­ков сде­ла­но 80% бам­пе­ров. 15% — это реак­то­пла­сты (PUR/TPUR), кото­рые пото­нут в воде. Осталь­ные 5% — xenoy/polycarbonate. Такой пла­стик мож­но най­ти на неко­то­рых Мер­се­де­сах и ста­рых Фор­дах. Он очень жёст­кий и при погру­же­нии в воду он пото­нет. Сто­ит сде­лать заме­ча­ние, что неко­то­рые сме­си пла­сти­ков могут пото­нуть, хотя явля­ют­ся тер­мо­пла­сти­ка­ми, но в основ­ном этот тест рабо­та­ет.
3. Тест огнём опре­де­ля­ет при­над­леж­ность к тому или дру­го­му типу пла­сти­ка по раз­ме­ру пла­ме­ни, его цве­ту и типу дыма. Вви­ду того, что в состав совре­мен­ных пла­сти­ко­вых дета­лей авто­мо­би­ля вхо­дят раз­лич­ные добав­ки, этот тест не все­гда помо­га­ет опре­де­лить тип пла­сти­ка пра­виль­но, поэто­му мы его рас­смат­ри­вать не будем.

В то вре­мя как несколь­ко видов пла­сти­ка может исполь­зо­вать­ся в машине, три основ­ных типа состав­ля­ют 65% все­го пла­сти­ка, исполь­зу­е­мо­го в авто­мо­би­ле: PP — поли­про­пи­лен (32%), PU/PUR поли­уре­тан (17%) и PVC — поли­ви­нил­хло­рид (16%). Итак, рас­смот­рим наи­бо­лее часто исполь­зу­е­мые в авто­мо­би­лях типы пла­сти­ков.

История

Первая пластмасса была получена английским металлургом и изобретателем Александром Парксом в 1855 году. Паркс назвал её паркезин (позже получило распространение другое название — целлулоид). Паркезин был впервые представлен на Большой Международной выставке в Лондоне в 1862 году. Развитие пластмасс началось с использования природных пластических материалов (жевательной резинки, шеллака), затем продолжилось с использованием химически модифицированных природных материалов (резина, нитроцеллюлоза, коллаген, галалит) и, наконец, пришло к полностью синтетическим молекулам (бакелит, эпоксидная смола, поливинилхлорид, полиэтилен и другие).

Паркезин являлся торговой маркой первого искусственного пластика и был сделан из целлюлозы, обработанной азотной кислотой и растворителем. Паркезин часто называли искусственной слоновой костью. В 1866 году Паркс создал фирму Parkesine Company для массового производства материала. Однако в 1868 году компания разорилась из-за плохого качества продукции, так как Паркс пытался сократить расходы на производство. Преемником паркезина стал ксилонит (другое название того же материала), производившийся компанией Даниэля Спилла, бывшего сотрудника Паркса, и целлулоид, производившийся Джоном Уэсли Хайатом. Первоначально целлулоид стал использоваться там, где раньше использовали слоновую кость, в частности, для изготовления бильярдных шаров, клавиш пианино, искусственных зубов.

В 1907 году бельгийский и американский химик Лео Бакеланд изобрёл бакелит — первую недорогую, негорючую и полностью синтетическую пластмассу универсального применения. Америка электрифицировалась, ей требовался материал для изоляторов, который мог заменить эбонит или шеллак. Но оказалось, что бакелит подходит для механизированного массового производства очень многих вещей. После создания бакелита многие фирмы оценили потенциал пластиков и стали проводить исследования с целью создания новых пластиков.

В России также велись работы по созданию пластических масс на основе фенола и формальдегида. В 1913—1914 годах на шелкоткацкой фабрике в деревне Дубровке в окрестностях г. Орехово-Зуево Г. С. Петров совместно В. И. Лисевым и К. И. Тарасовым синтезирует первую русскую пластмассу — карболит и организует её производство. Своё название карболит получил от карболовой кислоты, другого названия фенола. В дальнейшем Петров Григорий Семёнович продолжает работу по усовершенствованию пластмасс и разрабатывает текстолит.