Химический состав пластика: Страница не найдена

Содержание

Что такое пластик? Определение | megapaskal.ru

Вы когда-нибудь задумывались о химическом составе пластика или о его изготовлении? Давайте посмотрим, что такое пластик и как он формируется.

Определение и состав пластика

Пластик представляет собой синтетический или полусинтетический органический полимер. Другими словами пластмассы всегда включают углерод и водород, и в то же время в нем могут присутствовать другие элементы. Хотя пластмассы могут быть изготовлены практически из любого органического полимера, большинство промышленных пластмасс производится из нефтепродуктов.

Существует два типа пластика: термопласты и термореактивные полимеры. Название «пластик» происходит от свойства пластичности, то есть способности деформироваться без разрушения.

Почти всегда полимер, используемый для изготовления пластика, смешивается с добавками, включая красители, пластификаторы, стабилизаторы, наполнители и подкрепления. Эти добавки влияют на химический состав, химические и механические свойства пластика, а соответственно влияют на его стоимость.

Термореакторы и термопласты

Термореактивные полимеры или также известные как термореактивные вещества, затвердевают в постоянной форме. Они являются аморфными и считаются бесконечными молекулярными массами. С другой стороны, термопласты можно нагревать и переделывать снова и снова. Одни термопластики являются аморфными, другие имеют частично кристаллическую структуру. Термопласты обычно имеют молекулярный вес от 20 000 до 500 000 а.е.м.

Примеры пластмасс

Пластмассы часто упоминаются в аббревиатурах их химических формул:

Полиэтилентерефталат-ПЭТ или ПЕТ
Пленка полиэтилена высокой плотности
Поливинилхлорид-ПВХ
Полипропилен – PP
Полистирол – PS
Пленка полиэтилена низкой плотности

Свойства пластмасс

Свойства пластмасс зависят от химического состава субъединиц, расположения этих субъединиц и способа обработки.

Все пластмассы – это полимеры, но не все полимеры являются пластмассами. Пластиковые полимеры состоят из цепей связанных субъединиц, называемых мономерами. Если идентичные мономеры соединяются, они образует гомополимер. Разделительные мономеры связываются с образованием сополимеров. Гомополимеры и сополимеры могут быть либо прямыми цепями, либо разветвленными цепями.

  • Пластики обычно представляют собой твердые частицы. Они могут представлять собой аморфные твердые вещества, кристаллические твердые вещества или полукристаллические твердые вещества (кристаллиты).
  • Пластики обычно являются плохими проводниками тепла и электричества. Большинство из них – изоляторы с высокой диэлектрической проницаемостью.
  • Стеклянные полимеры имеют тенденцию быть жесткими (например, полистирол). Но при этом тонкие листы этих полимеров используются в качестве пленок (например полиэтилена).
  • Почти все пластики тянутся (удлиняются) при наличии напряжения, и не восстанавливают первоначальную форму после снятия напряжения. Это свойство называется «ползучесть».
  • Пластики достаточно прочны, с медленной скоростью деградации.

Интересные факты о пластике

  • Первым полностью синтетическим пластиком был бакелит, который был сделан в 1907 году Лео Бакеландом. Бакеланд также придумал слово «пластик».
  • Слово «пластик» происходит от греческого слова plastikos, что означает, что оно может быть сформировано или смоделировано.
  • Приблизительно треть произведенного пластика используется для изготовления упаковки. Другая треть используется для сайдинга и трубопроводов.
  • Чистые пластмассы обычно нерастворимы в воде и нетоксичны. Однако многие из добавок в пластмассах являются токсичными и могут выщелачиваться в окружающей среде. Примером таких токсичных добавок являются фталаты. Нетоксичные полимеры также могут разлагаться на химические вещества при нагревании.

Анализ полимеров и пластиков — Разработка рецептур

Избежать появления брака в полимерных и пластиковых изделиях можно путем грамотного проектирования, выбора подходящих материалов, и организации надлежащего производственного процесса. При разработке рецептур необходимо учитывать множество факторов, влияющих на свойства пластика и качество конечного продукта.

ИК-Фурье микроскоп LUMOS II — незаменимый инструмент для разработки рецептур, позволяющий, например, отследить влияние условий производственного процесса на однородность состава получаемого материала.

Кроме того, LUMOS II можно использовать для обратного инжиниринга, получая информацию о составе продукции, представленной на рынке.

  • Определение химического состава пластиковых изделий
  • Оратный инжиниринг
  • Химическая визуализация многослойных структур
  • Химическая визуализация гетерогенных материалов

    ИК-Фурье микроскоп LUMOS II используется для определения состава пластиковых материалов. Точечные измерения образца с микрометровым локальным разрешением визуализируют распределение индивидуальных компонентов в образце, таких как полимеры, пластификаторы и наполнители.

    Узнайте больше о возможностях химической визуализации с помощью микроскопа LUMOS II.

    Анализ многослойной упаковки

    Многослойные упаковочные материалы часто используются для сохранения свойств товара, например, лекарств или пищевых продуктов. Сочетание пленок из различных полимеров позволяет избежать воздействия на продукт кислорода, УФ-излучения и других внешних факторов. Разработка и производство полимерных пленок — это сложный и дорогостоящий процесс, который определяет качество продукта. ИК-микроскопия используется для исследования структуры, контроля качества и анализа дефектов в многослойных пленках.

    Ознакомьтесь со статьей «Выявление брака в упаковочных материалах».

    Типы и виды пластика.

    Классификация пластиков. Термины и определения

    Термопласты — это пластмассы, которые при нагреве плавятся, а при охлаждении возвращаются в исходное состояние. Эти пластмассы состоят из линейных или слегка разветвленных молекулярных цепей. При невысоких температурах молекулы располагаются плотно друг возле друга и почти не двигаются, поэтому в этих условиях пластмасса твердая и хрупкая. При небольшом повышении температуры молекулы начинают двигаться, связь между ними ослабевает и пластмасса становится пластичной. Если нагревать пластмассу еще больше, межмолекулярные связи становятся еще слабее и молекулы начинают скользить относительно друг друга — материал переходит в эластичное, вязкотекучее состояние. При понижении температуры и охлаждении весь процесс идет в обратном порядке. Если не допускать перегрева, при котором цепи молекул распадаются и материал разлагается, процесс нагревания и охлаждения можно повторять сколько угодно раз. Это особенность термопластов многократно размягчаться позволяет неоднократно перерабатывать эти пластмассы в те или иные изделия.

    То есть теоретически, из нескольких тысяч стаканчиков из-под йогурта можно изготовить одно крыло. С точки зрения защиты окружающей среды это очень важно, поскольку последующая переработка или утилизация — большая проблема полимеров. Попав в почву, изделия из пластика разлагаются в течение 100–400 лет! Кроме того, благодаря этим свойствам термопласты хорошо поддаются сварке и пайке. Трещины, изломы и деформации можно легко устранить посредством теплового воздействия. Большинство полимеров, применяемых в автомобилестроении, являются именно термопластами. Используются они для производства различных деталей интерьера и экстерьера автомобиля: панелей, каркасов, бамперов, решеток радиатора, корпусов фонарей и наружных зеркал, колпаков колес и т.д. К термопластам относятся полипропилен (РР), поливинихлорид (PVC), сополимеры акрилонитрила, бутадиена и стирола (ABS), полистирол (PS), поливинилацетат (PVA), полиэтилен (РЕ), полиметилметакрилат (оргстекло) (РММА), полиамид (РА), поликарбонат (PC), полиоксиметилен (РОМ) и другие.

    Если для термопластов процесс размягчения и отверждения можно повторять многократно, то реактопласты после однократного нагревания (при формовании изделия) переходят в нерастворимое твердое состояние, и при повторном нагревании уже не размягчаются. Происходит необратимое отверждение. В начальном состоянии реактопласты имеют линейную структуру макромолекул, но при нагревании во время производства формового изделия макромолекулы «сшиваются», создавая сетчатую пространственную структуру. Именно благодаря такой структуре тесно сцепленных, «сшитых» молекул, материал получается твердым и неэластичным, и теряет способность повторно переходить в вязкотекучее состояние. Из-за этой особенности термореактивные пластмассы не могут подвергаться повторной переработке. Также их нельзя сваривать и формовать в нагретом состоянии — при перегреве молекулярные цепочки распадаются и материал разрушается. Эти материалы являются достаточно термостойкими, поэтому их используют, например, для производства деталей картера в подкапотном пространстве.

    Из армированных (например стекловолокном) реактопластов производят крупногабаритные наружные кузовные детали (капоты, крылья, крышки багажников). К группе реактопластов относятся материалы на основе фенол-формальдегидных (PF), карбамидо-формальдегидных (UF), эпоксидных (EP) и полиэфирных смол.

    Эластомеры — это пластмассы с высокоэластичными свойствами. При силовом воздействии они проявляют гибкость, а после снятия напряжения возвращают исходную форму. От прочих эластичных пластмасс эластомеры отличаются способностью сохранять свою эластичность в большом температурном диапазоне. Так, например, силиконовый каучук остается упругим в диапазоне температур от -60 до +250 °С. Эластомеры, так же как и реактопласты, состоят из пространственно-сетчатых макромолекул. Только в отличие от реактопластов, макромолекулы эластомеров расположены более широко. Именно такое размещение обуславливает их упругие свойства. ₽ Дробилки для полимеров Изготовление пресс формы для ТПА Переработка отходов пластика Полиуретан для форм В силу своего сетчатого строения эластомеры неплавки и нерастворимы, как и реактопласты, но набухают (реактопласты не набухают).

    К группе эластомеров относятся различные каучуки, полиуретан и силиконы. В автомобилестроении их используют преимущественно для изготовления шин, уплотнителей, спойлеров и т.д. В автомобилестроении используются все три типа пластиков. Также выпускаются смеси из всех трех видов полимеров — так называемые «бленды» (blends), свойства которых зависят от соотношения смеси и вида компонентов.

    Что за материал используется при производстве пластиковых тар. Чем пластики отличаются друг от друга? 

    Сдать пластик на переработку – это единственный правильный способ его утилизации без причинения вреда здоровью человека, животным и окружающей среде в целом. Из 1 кг переработанного пластика получается 0,8 кг готового к дальнейшей эксплуатации вторсырья.

    Что за цифры внутри треугольника обозначающего пластик. Что за материал внутри треугольника. 

     

    Описание пластиков, идущих в переработку

    1. PET или PETE (код PETE, иногда PET и цифра 1.) — полиэтилентерефталат (пластмасса ПЭТ или ПЭТФ). Что за материал, из которого делают пластиковые бутылки. Они могут выделять в жидкость тяжелые металлы и вещества, влияющие на гормональный баланс человека. ПЭТ — самый часто используемый в мире тип пластмассы. Важно помнить, что он предназначен для ОДНОРАЗОВОГО использования. Если вы в такую бутылку наливаете свою воду, то готовьтесь к тому, что в ваш организм могут попасть некоторые щелочные элементы и слишком большое количество бактерий, который буквально обожают ПЭТы. 

    2. HDPE— полиэтилен высокой плотности низкого давления (пластмасса ПНД) . Это очень хороший пластик, который не выделяет практически никаких вредных веществ. Специалисты рекомендуют, если это возможно, покупать воду именно в таких бутылках.
     Это жесткий тип пластика, который чаще всего используется для хранения молока, игрушек, моющих средств и при производстве некоторого количества пластиковых пакетов. Что за материал, из которого делают большинство спортивных и туристических многоразовых бутылок изготавливаются именно из этого типа пластика.

    3. PVC— поливинилхлорид (пластмасса ПВХ). Вещи из этого материала выделяют по меньшей мере два опасных химиката. Оба оказывают негативное влияние на ваш гормональный баланс. Это мягкий, гибкий пластик, который обычно используется для хранения растительного масла и детских игрушек. Из него же делают блистерные упаковки для бесчисленного множества потребительских товаров. Что за материал используется для обшивки компьютерных кабелей. Из него делают пластиковые трубы и детали для сантехники. PVC относительно невосприимчив к прямым солнечным лучам и погоде, поэтому из него часто еще делают оконные рамы и садовые шланги. Тем не менее эксперты рекомендуют воздержаться от его покупки, если вы можете найти альтернативу. Этот пластик повторно НЕ ПЕРЕРАБАТЫВАЕТСЯ в нашей стране, его использование по меньше мере не экологично.

    4. LDPE — полиэтилен низкой плотности высокого давления (пластмасса ПВД). Что за материал используется и при производстве бутылок, и при производстве пластиковых пакетов. Он не выделяет химические вещества в воду, которую хранит. Но безопасен он в случае только с тарой для воды. Пакеты в продуктовом магазине из него лучше не покупать: можете съесть не только то, что купили, но и некоторые весьма и весьма опасные для вашего сердца химикаты.

    5. PP — полипропилен (пластмасса ПП). Этот пластик имеет белый цвет или полупрозрачные тона. Что за материал используется в качестве упаковки для сиропов и йогурта. Полипропилен ценится за его термоустойчивость. Когда он нагревается, то не плавится. Относительно безопасен. Купить полипропилен.

    6. PS — полистирол (пластмасса ПС). Что за материал часто используется при производстве кофейных стаканчиков и контейнеров для быстрого питания. При нагревании, однако, выделяет опасные химические соединения. Полистирол — это недорогой, легкий и достаточно прочный вид пластика, который СОВСЕМ НЕ ГОДИТСЯ для хранения ГОРЯЧЕЙ ЕДЫ и напитков. Помните об этом используя одноразовую посуду, практически вся она изготавливается из полистирола. Если нет возможности отказаться от одноразовой посуды, лучше отдать приоритет посуде изготовленной из бумаги.

    7. OTHER или О — прочие. К этой группе относится любой другой пластик, который не может быть включен в предыдущие группы.

    ПВХ можно отличить по признакам:
     — при сгибании на линии сгиба появляется белая полоса;
     — бутылки из ПВХ бывают синего или голубого цвета;
     — шов на дне бутылки имеет два симметричных наплыва.

    Определение вида пластика ( полимера, пластмасса ) по горению с помощью зажигалки

    Вид полимера Характеристики горения Химическая стойкость
      Горючесть Окраска пламени Запах продуктов горения К кислотам К щелочам
    ПВД Горит в пламени и при удалении Внутри синеватая, без копоти Горящего парафина Отличная Хорошая
    ПНД Горит в пламени и при удалении Внутри синеватая, без копоти Горящего парафина Отличная Хорошая
    ПП Горит в пламени и при удалении Внутри синеватая, без копоти Горящего парафина Отличная Хорошая
    ПВХ Трудно воспламеняется и гаснет Зеленоватая с копотью Хлористого водорода Хорошая Хорошая
    ПС Загорается и горит вне пламени Желтоватая с сильной копотью Сладковатый, неприятный Отличная Хорошая
    ПА Горит и самозатухает Голубая, желтоватая по краям Жженого рога или пера Плохая Хорошая
    ПК Трудно воспламеняется и гаснет Желтоватая с копотью Жженой бумаги Хорошая Плохая

    Внешний вид полимера пластика пластмасса

     
    Вид полимера Механические признаки Состояние поверхности на ощупь Цвет Прозрачность Блеск
    ПВД Мягкая, эластичная, стойкая к раздиру Маслянистая, гладкая Бесцветная Прозрачная Матовая
    ПНД Жестковатая, стойкая к раздиру Слегка маслянистая, гладкая, слабо шуршащая Бесцветная Полупрозрачная Матовая
    ПП Жестковатая, слегка эластичная, стойкая к раздиру Сухая, гладкая Бесцветная Прозрачная или полупрозрачная Средний
    ПВХ Жестковатая, стойкая к раздиру Сухая, гладкая Бесцветная Прозрачная Средний
    ПС Жесткая, стойкая к раздиру Сухая, гладкая, сильно шуршащая Бесцветная Прозрачная Высокий
    ПА Жесткая, слабо стойкая к раздиру Сухая, гладкая Бесцветная или светло-желтая Полупрозрачная Слабый
    ПК Жесткая, слабо стойкая к раздиру Сухая, гладкая, сильно шуршащая Бесцветная, с желтоватым или голубоватым оттенком Высоко-прозрачная Высокий
                     

    Физико-механические характеристики полимера пластмасса

    Вид полимера Физико-механические характеристики при 20°C
      Плотность, кг/м3 Прочность при разрыве, МПа Относит-ое удлинение при разрыве,% Прониц-мость по водяным парам, г/м2 за 24 часа Прониц-мость по кислороду, см3/(м2хатм) за 24 часа Прониц-мость по CO2, см3/(м2хатм) за 24 часа Температура плавления, °C
    ПВД 910-930 10-16 150-600 15-20 6500-8500 30000-40000 102-105
    ПНД 940-960 20-32 400-800 4-6 1600-2000 8000-10000 125-138
    ПП 900-920 30-35 200-800 10-20 300-400 9000-11000 165-170
    ПВХ 1370-1420 47-53 30-100 30-40 150-350 450-1000 150-200
    ПС 1050-1100 60-70 18-22 50-150 4500-6000 12000-14000 170-180
    ПА 1100-1150 50-70 200-300 40-80 400-600 1600-2000 220-230
    ПК 1200 62-74 20-80 70-100 4000-5000 25000-30000 225-245

    Что означает цифра в треугольничке как штамп на пластиковой бутылке.

    Определить вид пластмассы, если имеется маркировка, достаточно легко – а как быть, если никакой маркировки нет, а узнать, из чего сделана вещь — необходимо?! Для быстрого и качественного распознавания различных видов пластмасс достаточно немного желания и практического опыта. Методика достаточно проста: анализируются физико-механические особенности пластмасс (твердость, гладкость, эластичность и т. д.) и их поведение в пламени спички (зажигалки).Может показаться странным, но различные виды пластмасс и горят по-разному! Например, одни ярко вспыхивают и интенсивно сгорают (почти без копоти), другие, наоборот, сильно коптят. Пластмасса даже издаёт разные звуки при своем горении! Поэтому так важно по набору косвенных признаков точно идентифицировать вид пластмассы, ее марку.


    Как определить ПЭВД (полиэтилен высокого давления, низкой плотности). Горит синеватым, светящимся пламенем с оплавлением и горящими потеками полимера. При горении становится прозрачным, это свойство сохраняется длительное время после гашения пламени. Горит без копоти. Горящие капли, при падении с достаточной высоты (около полутора метров), издают характерный звук. При остывании, капли полимера похожи на застывший парафин, очень мягкие, при растирании между пальцами- жирны на ощупь. Дым потухшего полиэтилена имеет запах парафина. Плотность ПЭВД: 0,91-0,92 г/см. куб. 

    Как определить ПЭНД (полиэтилен низкого давления, высокой плотности). Более жесткий и плотный чем ПЭВД, хрупок. Проба на горение – аналогична ПЭВД. Плотность: 0,94-0,95 г/см. куб.

    Как определить Полипропилен. При внесении в пламя, полипропилен горит ярко светящимся пламенем. Горение аналогично горению ПЭВД, но запах более острый и сладковатый. При горении образуются потеки полимера. В расплавленном виде — прозрачен, при остывании — мутнеет. Если коснуться расплава спичкой, то можно вытянуть длинную, достаточно прочную нить. Капли остывшего расплава жестче, чем у ПЭВД, твердым предметом давятся с хрустом. Дым с острым запахом жженой резины, сургуча.

    Как определить Полиэтилентерафталат (ПЭТ). Прочный, жёсткий и лёгкий материал. Плотность ПЭТФ составляет 1, 36 г/см.куб. Обладает хорошей термостойкостью (сопротивление термодеструкции) в диапазоне температур от — 40° до + 200°. ПЭТФ устойчив к действию разбавленных кислот, масел, спиртов, минеральных солей и большинству органических соединений, за исключением сильных щелочей и некоторых растворителей. При горении сильно коптящее пламя. При удалении из пламени самозатухает.

    Полистирол. При сгибании полоски полистирола, легко гнется, потом резко ломается с характерным треском. На изломе наблюдается мелкозернистая структура.Горит ярким, сильно коптящим пламенем (хлопья копоти тонкими паутинками взмывают вверх!). Запах сладковатый, цветочный.Полистирол хорошо растворяется в органических растворителях (стирол, ацетон, бензол).

    Как определить Поливинилхлорид (ПВХ). Эластичен. Трудногорюч (при удалении из пламени самозатухает). При горении сильно коптит, в основании пламени можно наблюдать яркое голубовато-зеленое свечение. Очень резкий, острый запах дыма. При сгорании образуется черное, углеподобное вещество (легко растирается между пальцами в сажу).Растворим в четыреххлористом углероде, дихлорэтане. Плотность: 1,38-1,45 г/см. куб.

    Как определить Полиакрилат (органическое стекло). Прозрачный, хрупкий материал. Горит синевато-светящимся пламенем с легким потрескиванием. У дыма острый фруктовый запах (эфира). Легко растворяется в дихлорэтане.

    Как определить Полиамид (ПА). Материал имеет отличную масло-бензостойкость и стойкость к углеводородным продуктам, которые обеспечивают широкое применение ПА в автомобильной и нефтедобывающей промышленности (изготовление шестерен, искуственных волокон…). Полиамид отличается сравнительно высоким влагопоглощением, которое ограничивает его применение во влажных средах для изготовления ответственных изделий. Горит голубоватым пламенем. При горении разбухает, “пшикает”, образует горящие потеки. Дым с запахом паленого волоса. Застывшие капли очень твердые и хрупкие. Полиамиды растворимы в растворе фенола, концентрированной серной кислоте. Плотность: 1,1-1,13 г/см. куб. Тонет в воде.

    Как определить Полиуретан.Основная область применения – подошвы для обуви. Очень гибкий и эластичный материал (при комнатной температуре). На морозе — хрупок. Горит коптящим, светящимся пламенем. У основания пламя голубое. При горении образуются горящие капли-потеки. После остывания, эти капли – липкое, жирное на ощупь вещество. Полиуретан растворим в ледяной уксусной кислоте.

    Как определить Пластик АВС. Все свойства по горению аналогичны полистиролу. От полистирола достаточно сложно отличить. Пластик АВС более прочный, жесткий и вязкий. В отличие от полистирола более устойчив к бензину.

    Как определить Фторопласт-3. Применяется в виде суспензий для нанесения антикоррозийных покрытий. Не горюч, при сильном нагревании обугливается. При удалении из пламени сразу затухает. Плотность: 2,09-2,16 г/см.куб.

    Как определить Фторопласт-4. Безпористый материал белого цвета, слегка просвечивающийся, с гладкой, скользкой поверхностью. Один из лучших диэлектриков! Не горюч, при сильном нагревании плавится. Не растворяется практически ни в одном растворителе. Самый стойкий из всех известных материалов. Плотность: 2,12-2,28 г/см.куб. (зависит от степени кристалличности – 40-89%).

    Физико-химические свойства отходов пластмасс по отношению к кислотам

    Наименование
     отхода
    Воздействующие факторы
    H2SO4(к)
     Хол.
    H2SO4(к)
     Кипяч.
    HNO3 (к)
     Хол.
    HNO3 (к)
     Кипяч.
    HCl (к)
     Хол.
    HCl (к)
     Кипяч.
    Бутылки из-под
     кока-колы
    Без изменений Приобрели окраску
     Сворачиваются
    Без изменений Без изменений Без изменений Образцы свернулись
    Пластиковые пакеты Без изменений Практически растворились Без изменений Без изменений Без изменений Образцы
     растворились

    Физико — химический свойств отходов пластмасс отходов пластмасс по отношению к щелочам

    Наименование отхода Воздействующие факторы
    Н2О
     Кипяч.
    NаOН
     6 н
     Хол.
    NаOН
     6 н
     Горяч.
    КОН
     0,1 н
     Хол
    КОН
     6 н
     Хол.
    КОН
     6 н
     Горяч.
    Са(ОН)2
     Горяч.
    Бутылки
     из-под
     кока-колы
    Без изменений Свернулись
    Пластиковые пакеты Без изменений Свернулись Свернулись

    ЛЮБОЙ пластик выделяет в содержимое бутылки химикаты разной степени опасности.

    Пластик — свойства , производство , применения ,утилизация и переработка

     

    Литье пластмасс — распространенный тип производства. Пластик занимает сегодня важное место среди наиболее часто используемых материалов. Разнообразие его типов и свойств позволяет применять его в различных сферах производства. Какие существуют виды пластмасс? Каковы их свойства? Как именно их применяют? Подробности рассмотрим в данной статье.

     

    Виды пластмасс Итак, типы рассматриваемого материала разделяют на ряд различных категорий, учитывая следующие признаки: жесткость; жирность; химический состав. Однако даже эти пункты не отражают главный критерий, который наиболее ярко демонстрирует природу определенного полимера. Речь идет о том, как именно пластик ведет себя в случае нагревания. Учитывая этот пункт, различают следующие виды пластмасс: реактопласты; термопласты; эластомеры. Чтобы определить, к какой именно категории принадлежит материал, необходимо оценить его величину, форму, химический состав, а также расположение молекул.

    Реактопласты

    Для рассматриваемого вида пластмасс характерно следующее поведение при нагревании: после того как они были разогреты один раз (например, в процессе производства), они приобретают абсолютно твердое состояние и становятся нерастворимыми. Их уже нельзя будет размягчить при любом следующем нагревании. Этот процесс специалисты называют необратимым отверждением.

    Макромолекулярная структура реактопластов изначально является линейной. Однако в процессе нагревания свойства пластмассы изменяются. Так, ее молекулы, образно говоря, сшиваются. При этом формируется особая пространственная структура (сетчатая). Именно это позволяет рассматриваемому материалу становиться абсолютно не эластичным и исключительно твердым. Более того, он не способен повторно перейти в вязкотекучее состояние.

    Благодаря таким своим особенностям реактопласты не могут быть подвержены вторичной переработке, их не выйдет сварить или сформировать изделие при повторном нагреве (так как материал просто разрушится вследствие распада молекулярных цепочек). В каких же сферах уместно применение пластмасс такого рода? Как правило, используется именно их термостойкость.

    Поэтому из таких материалов изготавливают:

    детали картера в подкапотном пространстве;

    кузовные детали (наружные, крупногабаритные).

     

    Термопласты

    Классификация пластмасс выделяет еще один их вид — термопласты. Их особенность состоит в том, что эти материалы плавятся под воздействием высоких температур, но при охлаждении быстро возвращаются в свое изначальное состояние. Молекулярные цепи данного вида пластмасс либо слегка разветвлены, либо линейны. Когда изделие находится в условиях воздействия невысоких температур, оно хрупкое и твердое. Это связано с тем, что молекулы размещаются крайне плотно друг к другу, что практически полностью ограничивает их движение. Как только температура немного повышается, молекулы получают возможность двигаться, что существенно ослабевает связь между ними. В ходе описанного процесса материал становится более пластичным. Если температуру продолжают повышать, то межмолекулярные связи окончательно ослабевают, и теперь они скользят друг относительно друга. В это время пластмасса становится вязкотекучей и невероятно эластичной. Если температуру снизить, то все эти процессы повернутся вспять.

    Если контролировать температуру таким образом, чтобы не допускать перегрева, который провоцирует распад молекулярной цепи, то описанные выше процессы можно повторять бесконечное количество раз. Используя эти свойства пластмасс данной категории, их многократно перерабатывают в разнообразные изделия. Это позволяет меньше загрязнять окружающую среду, ведь отходы пластмасс в почве разлагаются от одной до четырех сотен лет. Более того, благодаря описанным выше особенностям, термопласты с легкостью могут быть спаяны или сварены. Любые механические повреждения можно исправить путем правильного температурного воздействия. Применение пластмасс такого типа широко распространено в сфере автомобилестроения (изготовление колпаков колес, бамперов, панелей, корпусов фонарей, каркасов, наружных зеркал, решеток бампера и так далее).

     

    Основные термопласты:

    поливинилхлорид;

    поливинилацетат;

    полиоксиметилен;

    полипропилен;

    полиамид;

    сополимеры бутадиена, стирола и акрилонитрила;

    поликарбонат;

    полистирол;

    полиэтилен;

    поливинилацетат.

    Эластомеры

    Основная характеристика пластмасс данной категории — это эластичность. На практике это проявляется тем, что в случае силового воздействия такой материал проявляет невероятную гибкость, а после его прекращения за короткое время принимает свою прежнюю форму. Причем это свойство сохраняется за эластомерами в крайне широком диапазоне температур. Специалисты называют его пределами -60 и +250 градусов. Макромолекулы эластомеров похожи на оные у реактопластов — пространственно сетчатые. Однако расстояние между ними существенно больше, благодаря чему эти пластмассы и способны проявлять такого рода свойства.

    Помимо прочего, такое сетчатое строение делает пластмассы рассматриваемой группы растворимыми и совершенно неплавкими, однако они имеют склонность к набуханию.

    Материалы, которые относят к рассматриваемой категории:

    силикон;

    полиуретан;

    каучук.

    Практическое применение эти материалы нашли в автомобилестроении, где с успехом применяются все три их типа. Используется такая пластмасса для изготовления уплотнителей, шин, спойлеров и так далее. Также формируют смеси из перечисленных трех видов материалов. Их называют блендами. Их свойства разнятся в зависимости от того, какое соотношение компонентов используется в данном случае.

     

    ПЭТФ

    Полиэтилентерефталат представляет собой материал, из которого изготавливают одноразовые бутылки. Именно одноразовые, ведь при повторном использовании рассматриваемый материал способен выделять в воду крайне ядовитые для организма человека вещества, которые негативно воздействуют на гормональный баланс. Поэтому, если вы наливаете жидкость в уже не новую бутылку, помните, что в ваш организм вместе с напитком попадут и такие опасные элементы, как разного вида щелочи и множество бактерий, для которых ПЭТФ — идеальная среда для размножения.

    Сам по себе данный тип пластмасс легкий, жесткий и очень прочный. Возможно, именно этим можно объяснить его безоговорочную популярность во всем мире. Также он особенно термостоек (не деформируется и не разрушается, если на него воздействовать температурами в диапазоне от -40 до +200 градусов). Никакого вреда материалу не могут нанести ни минеральные соли, ни масла, ни разбавленные кислоты, ни спирты, ни даже подавляющее большинство органических соединений. В то же время он неустойчив к действию определенных типов растворителей и сильных щелочей. Когда материал горит, возникает сильно коптящее пламя. Затухает самопроизвольно при удалении из огня.

    ПЭНД

    Полиэтилен высокой плотности низкого давления представляет собой пластмассу хорошего качества, которая ни изначально, ни впоследствии не выделяют опасных соединений в содержимое контейнера. Это наиболее предпочтительный вариант для хранения воды, так как жидкость определенное время будет безопасна для употребления. Аббревиатура ПЭНД — это не что иное, как обозначение пищевой пластмассы. Применяется она для изготовления различной продукции: некоторые пластиковые пакеты, упаковки для молока, детские игрушки, спортивные и туристические бутылки, предназначенные для многоразового использования, упаковки для моющих средств. Достаточно плотный и жесткий, однако сравнительно хрупкий материал.

     

    ПВХ

    Детали из пластмассы этой категории очень токсичны. Они способны выделять как минимум два опасных вещества, которые своим воздействием на организм отрицательно влияют на гормональный баланс человека. Пластик достаточно гибкий и мягкий. Как правило, его применяют для изготовления упаковок для детских игрушек и растительного масла, а также блистерных упаковок, в которых могут храниться разнообразные типы товаров. Также с помощью этого пластика обшивают компьютерные кабели, производят сантехнические детали и пластиковые трубы.

    Повторной переработке на территории Российской Федерации не подвергается, а значит, его использование наносит существенный вред окружающей среде. Рассматриваемый материал является невероятно эластичным, а также не слишком хорошо горит (это характеризуется тем, что в момент удаления пластика из пламени самопроизвольно затухает).

    Процесс горения также очень интересен: пламя отличается зеленовато-голубым свечением, а сама пластмасса очень коптит, выделяется очень острый и резкий запах выделяемого дыма. Сгоревший пластик выглядит как черное вещество, очень напоминающее уголь (при легком давлении быстро превращается в сажу).

    ПВД

    Эта аббревиатура расшифровывается как «полиэтилен низкой плотности высокого давления». Область применения рассматриваемого пластика велика. Его используют для изготовления одноразовых пакетов и бутылок для жидкости. Во втором случае он является абсолютно безопасным, так как не выделяет никаких ядовитых или вредных химических соединений в воду, которая в нем хранится. Однако пакеты, которые из него изготовлены, лучше не использовать в принципе. В любые продукты, которые в них находятся, они выделяют вещества, способные нанести серьезный урон функционированию сердечно-сосудистой системы.

     

    ПП

    Полипропилен вы также часто встречаете в быту. Этот тип пластмассы, как правило, либо белый, либо полупрозрачный. Вы нередко видели упаковки, изготовленные из него. Часто в них реализуют йогурты или сиропы. При нагревании полипропилен не деформируется и не разрушается. Так как он не плавится при нагревании, данный тип пластика причисляют к термоустойчивым. Является относительно безопасным для хранения пищевых продуктов.

    ПС

    Полистирол — это материал, который, как правило, чаще всего используется для изготовления одноразовой посуды и, как ни парадоксально, хуже всего подходит для этих целей. Почему? Это связано с тем, что полистирол под воздействием высоких температур активно выделяет ядовитые химические соединения. Несмотря на то что он дешевый, очень легкий (изделия из него комфортно держать в руке и легко транспортировать) и достаточно прочный для того, чтобы выдержать определенный объем жидкости и других веществ, его ни в коем случае нельзя использовать в качестве контейнера для хранения горячих продуктов. Если избежать использования одноразовой посуды нельзя, предпочтительнее выбирать все же бумажные изделия.

    Прочие типы

    К этой группе классификация пластмасс относит все иные виды пластика. То есть те, которые по определенным причинам не могут быть включены в описанные выше категории. Иногда к ним ошибочно относят и один из видов ПВХ, так как, не зная всех его особенностей, не могут правильным образом его оценить и отнести к нужной группе материалов. Этот тип пластмассы можно отличить, обращая внимание на следующие признаки:

    шов, расположенный на дне изделия, отличается двумя заметными глазу симметричными наплывами;

    изделия, в частности бутылки, изготовленные из ПВХ, как правило, бывают голубого или синеватого цвета;

    если такую пластмассу согнуть, то по линии сгиба можно будет отчетливо увидеть белую полосу.

    Использование после переработки

    Литье пластмасс — сложный процесс. Однако и их переработка не так проста. Так, применяют переработанные пластмассы в стоматологии, для изготовления упаковок для пищевых продуктов, в строительстве, производят бутылки для различных жидкостей, одежду и обувь.

     

    Вывод

    Различные виды пластика имеют разные свойства и могут использоваться в разнообразных сферах производства. Несомненно, его использование существенно упрощает нам жизнь. Однако важно использовать его с умом, чтобы не навредить собственному организму. Для этого важно ориентироваться в типах пластмасс, знать свойственные им характеристики и уметь отличать их друг от друга. Будьте внимательны. Используйте по возможности только те типы пластика, которые безопасны для вашего здоровья и здоровья ваших близких. А информация, содержащаяся в данной статье, окажет вам помощь в этом вопросе.

    Пластик, технологии пластика, пластмассы и полимера

    Краткое введение в химическую природу пластиков, как попытка продемонстрировать разнообразность и неоднородность пластмасс. Обоснование утверждения о необходимости индивидуального подхода к выбору технологии и лакокрасочных материалов для окраски пластика.

    Пластмассами (пластическая масса, пластик), принято называть сложные композитные системы из высокомолекулярных органических соединений – полимеров, дисперсных наполнителей и функциональных добавок. Полимеры имеют «цепное» строение, звеньями которой являются низкомолекулярные соединения, мономеры. Одна молекула полимера содержит от пяти тысяч до 500 тысяч таких звеньев, молекулярная масса. Вещества, молекулы которых содержат меньшее количество мономеров, называют олигомерами, большее – сверхвысокомолекулярные полимеры.

    Полимеры и пластик

    Определяющие особенности полимеров, это термопластичность (сохранение химической структуры при плавлении) и термореактивность (нагрев приводит к деструкции полимера), является следствием природы связи макромолекул в полимере. В сополимерах в построении цепи принимают участие два и более вида мономеров.

    Полистирол, многочисленная группа термопластичных пластиков со стиролом либо продуктом его сополимеризации в качестве мономера. Пластик характеризуется высокой прочностью и жесткостью. Среди сополимеров большое практическое применение имеют бутадиен-стирольный и АБС пластик, продукт сополимеризации акрилонитрила, бутадиена и стирола. Полистирольные пластмассы широко используются в электро- и радиотехнике.

    Поливинилхлорид (пластик ПВХ), аморфный термопласт с молекулярной массой 40-150 тысяч. Непластифицированный ПВХ пластик, винипласт, жесткий конструктивный материал, применяемый в строительстве (погонаж, профиль, трубы и т.д.). Эластичный ПВХ, пластикат, также имеет широкое применение (пленки, шланги, клеенка, линолеум).

    Полипропилен, жесткий материал с высокой прочностью на изгиб и растяжение. Применяется для производства газо- и водопроводных напорных труб, жестких пленок, мебельной фурнитуры и профиля.

    Полиэтилен, треть мирового производства пластмасс, в зависимости от способа получения различают низкой и высокой плотности, главным образом используется последний. Изготавливают пленки, небольшие емкости и пластиковую мебельную фурнитуру. Также производятся и широко используются полимеры на основе амидов, метилметакрилата, тетрафторэтилена, трихлорфторэтилена, формальдегида и т.д.

    Наполнители для пластика

    Введение наполнителей повышает прочностные характеристики пластика и придает требуемые технологические свойства, а также для получения специфических свойств и придания декоративности. Наполнители для пластиков можно классифицировать как: дисперсные, волокнистые и армирующие, они могут иметь как неорганическую, так и органическую природу. В пластмассе может содержаться до 95% наполнителя.

    Из наиболее часто используемых дисперсных материалов следует отметить: технический углерод, мел, коалин, асбест; волокнистые наполнители: стекловолокна, хлопчатобумажные волокна. Например при производстве пластикового профиля ПВХ используют до 20% тонко- и среднедисперсных фракций мела, а для повышения белизны до 2% двуокиси титана.

    Функциональные добавки для пластмассы и пластиков

    Пластификатор повышает эластичность, при этом снижаются прочность, твердость, температуры размягчения и плавления пластмассы. Содержание пластификатора в пластике может доходить до 45%.

    Смазки вводятся в пластмассу непосредственно перед переработкой в изделие. Несмотря на то, что смазки являются технологическими добавками (для того, чтобы изделие не прилипало к поверхности формующего инструмента), они могут существенно влиять на поверхностные свойства пластика. В качестве смазок используют стеараты, парафины и силиконы. Рекомендованное содержание смазки в пластике до 2%.

    Помимо выше названных добавок в состав пластмассы могут входить: отвердители – переводят термопластичные полимеры в термореактивные; антипирены – препятствуют горению полимерных материалов; антиоксиданты – предотвращают термическую деструкцию пластика; светостабилизаторы – уменьшают восприимчивость к воздействию ультрафиолетового излучения; антистатики – устраняют возникновение на поверхности полимера статического электрического заряда; антисептики – предотвращают заражение пластиков различными микроорганизмами. Содержание каждой добавки колеблется от 1 до 5%.

    Кроме того, необходимо отметить, что в состав пластика могут входить специализированные добавки, которые существенно изменяют то или иное свойство. Например, повышение гидрофобности пластмассы или понижение коэффициента трения.

    Изложенные сведения демонстрируют, что пластики сложные композиции, в которых каждый компонент формирует или изменяет какую-то характеристику, но помимо этого способен влиять и на другие характеристик. Например, введение антипиренов существенно понижает поверхностное натяжение.

    Таким образом, перед тем как принимать решение о применении той или иной краски для пластика, очистителя пластика или технологии окраски пластика в целом, следует провести отдельные испытания, учитывая историю происхождения пластмассы.

    Проводим экспертизу пластика. Узнать стоимость.

    Точная стоимость зависит от конкретного случая. Оставьте заявку или уточняйте по телефону.

    В наше время каждый человек так или иначе мог столкнуться с неприятной ситуацией, когда новые пластиковые окна, трубы или мобильный телефон таили в себе не предусмотренные при покупке товаров или услуг недостатки либо опасные для здоровья свойства. Законом «О Защите прав потребителей» предусмотрено обращение с претензиями по качеству к производителям или продавцам. Но для этого может потребоваться независимая экспертиза и исследование пластика.

    Не всегда за претензией следует мирное решение проблемы. Недобросовестные продавцы могут не признавать существование дефекта или выдвигать встречные обвинения в том, что проблема возникла из-за неправильной эксплуатации изделия по вине самого потребителя. В таких случаях нужно отстаивать свои права на независимую экспертизу. Или доверить это НП «Федерация Судебных Экспертов», чтобы исследование пластиков провели квалифицированные специалисты.

    Физико-химическая экспертиза при исследовании пластика не ограничивается одним лишь изучением химического состава пластиковых покрытий и материалов. В рамках этого исследования пластиков проверяется, до какой степени они устойчивы к влиянию внешней среды на самом деле и проводится испытание:

    1. На разрыв, сдавливание, растяжение, изгиб, скручивание, устойчивость под действием повышенных температур пласто-полимерных тканей и пластика.

    2. Не разрушающий контроль качества материалов пластиковых трубопроводов и сварки соединений методом ультразвуковой акустической толщинометрии и ультразвуковой дефектоскопии. А также другие виды контроля без нарушения целостности объекта:

    • визуальный;
    • рентгенографический или радиационный;
    • измерительный;
    • капиллярный – с помощью проникающих веществ.

    3. Определение марки пластика методами физической экспертизы. То есть механическим воздействием на представленные к исследованию образцы.

    4. Проверка соответствия исследуемых материалов ГОСТам и сертификатам, равно как и прочей сопровождающей их документации.

    5. Собственно химическая экспертиза, дающая представление о химическом составе при исследовании пластика, включая определение наименований и маркировки с определением. Зарубежного или отечественного производства подлежащее экспертизе изделие. Если зарубежного, то определение страны-производителя.

    6. Выяснение причин невозможности дальнейшей эксплуатации изделий из пластика, степени их опасности для окружающей среды и здоровья людей и т. д.

    7. Проверка пластика на производственные дефекты.

    8. Проверка характера повреждений, которые делают дальнейшее использование продукта невозможным с указанием факторов, которые могли бы привести к повреждениям такого рода (хранение, транспортировка, эксплуатация не по правилам и т. д.) и другие.

    9. Расчет стоимости объекта экспертизы с учетом потери части его полезных качеств при износе или механическом повреждении.

    При исследовании пластика специалистами НП «Федерация Судебных Экспертов» остается актуальной методика исследования токсичности изделий и материалов, в том числе и строительных, упаковочной тары для разных продуктов, в том числе пищевых, конструкций и изделий, которые применяются в водоснабжении, бытовых приборов и предметов повседневного использования.

    Исследование пластика определяет степень химического загрязнения пластиков и изделий из материалов, содержащих пластик, возникающая в результате косвенного или прямого контакта с понижающими их качество и представляющими возможную опасность для состояния здоровья пользователей, веществами.

    Под токсичностью принято понимать то, в какой мере проявляется вред от действия разных химических соединений. В современном мире токсичность становится одним из наиважнейших информативных факторов в процессе определения качества материала при исследовании пластика.

    Одной из составных частей контрольной системы стандартов анализа считается индекс токсичности – это такое значение тест-параметров, полученных при исследовании пластика, на основе которых можно сделать достоверные выводы о токсичности исследуемого в лабораторных условиях образца пластика. Тест-параметры чаще всего включают:

    • подавляюще влияние на метаболическую и ферментную активность микроорганизмов;
    • способность микроорганизмов к размножению;
    • их выживаемость.

    В таких случаях тест-реакция – это изменения под действием токсического вещества морфологических, биохимических, поведенческих или других функциональных показателей у тест-объекта. Предварительная подготовка для исследования пластика заключается в отборе проб и мест для их хранения, лабораторной посуды и рабочего места эксперта во избежание попадания в образец для исследования посторонних органических или неорганических примесей.

    Обычно при исследовании пластика на токсичность в НП «Федерация Судебных Экспертов» используется стеклянная лабораторная посуда. Для достижения необходимой степени химической чистоты посуда промывается хромовой смесью (серная кислота и бихромат калия) при осторожном смачивании стенок и с промыванием через 2-3 часа водой, затем раствором пищевой соды для нейтрализации кислотных остатков и 3-4-х кратным промыванием дистиллированной водой.

    Синтетическими ПАВ-средствами и органическими растворителями при исследовании пластика пользоваться запрещается. Затем лабораторную посуду для биотестирования при исследовании пластиков на токсичность на час помещают в шкаф с температурой 405°С. И хранят в защищенных от пыли местах в закрытом виде с завинчивающимися крышками или притертыми пробками. Перед началом исследования пластиков пишется установленной формы протокол с указанием места, времени и даты отбора данной пробы, ФИО эксперта и цель проводимого исследования пластика.

    Для получения в результате индекса токсичности пластика обязательно проводится сравнение с результатами параллельных измерений для контрольных проб. Опытная проба в НП «Федерация Судебных Экспертов» повторяется не менее трех раз при полном соответствии всех лабораторных параметров количества и качества. Для большей достоверности число повторений при исследовании пластика может достигать десяти – так выводится усредненное значение этого индекса и погрешности измерений.

    Вот так аккуратно и скрупулезно проводятся лабораторные исследования пластика настоящими профессионалами-экспертами НП «Федерация Судебных Экспертов» во имя получения и отражении в заключении независимой экспертизы наиболее достоверного результата.

    Стоимость экспертизы

    Тип исследования

    Анализ полимерных материалов и их состав: – от 45 000руб
    Установление типа полимеров и сополимеров

    Исследование физико-механических свойств: – цена обсуждается с заказчиком

    Прочность и относительное удлинение при испытании на растяжение:
    Пластмассы
    Пленки
    Ячеистые эластичные материалы
    Ячеистые жесткие материалы
    Испытание на сжатие
    Испытание на статический изгиб
    Сопротивление раздиру
    Ударопрочность
    Оптические свойства
    Электрические и диэлектрические свойства
    Термические характеристики

    Анализ резиновых изделий: – от 58 000руб

    Определение ускорителей вулканизации и продуктов их превращений:

    1. Определение ускорителей вулканизации производных дитиокарбаминовой кислоты
    2. Определение моноэтиламина
    3. Определение ускорителей производных 2-меркаптобензтиазола
    4. Определение дитиодиморфолина
    5. Определение дифенилгуанидина

    Определение стабилизаторов(антиоксидантов)
    Определение пластификаторов эфиров фталевой кислоты (дибутил — и диоктилфталатов)
    Определение пероксидов
    Определение неионогенного поверхностно-активного вещества
    Определение ионов цинка
    Установление типа каучуков
    Определение силиконов

    Физико-механические испытания резин и резинокордных систем по ГОСТ: – цена обсуждается с заказчиком

    Методы оценки прочности и сопротивления разрушению:

    1. Упруго-прочностные свойства прирастяжении
    2. Определение сопротивления раздиру (угловые и серповидные образцы)
    3. Определение сопротивления раздира на образцах (полосках)
    4. Определение работы разрушения при растяжении

    Упруго-гистерезисные свойства резин:

    1. Определение эластичности при растяжении
    2. Сопротивление старению по ползучести
    3. Определение твердости по Шору
    4. Определение твердости в международных единицах (от 30 до 100 IRHD)
    5. Определение эластичности по отскоку на приборе Шоба
    6. Определение полезной упругости при растяжении
    7. Определение динамического модуля и модуля внутреннего трения при знакопеременном изгибе.

    Усталостные испытания :
    Определение усталостной выносливости при многократном растяжении

    Испытания на истирание:
    Истирание при скольжении

    Оценка фрикционных свойств:
    Определение фрикционных свойств резины с помощью маятникового прибора типа МП-3

    Оценка стойкости резин к старению
    Оценка морозостойкости
    Определение газопроницаемости
    Определение плотности

    Определение качественного и количественного состава сырья и материалов резиновой промышленности. Исследование состава и количества примесей в ингредиентах резин, идентификация состава резиновых смесей и вулканизаторов.

    ПРИМЕЧАНИЕ:
    Цена экспертизы пластмасс и резин указана с учетом налогов.
    Консультации экспертов по проведению экспертизы пластмасс и резин — бесплатно.
    Вы можете вызвать эксперта-химика на место изъятия образцов.

    Дополнительные услуги:
    Выезд эксперта в праздничные и выходные дни от 5 000
    Подготовка дубликата заключения от 2 000
    Выезд эксперта за пределы МКАД от 5 000

    Пластик жидкий, листовой и зеркальный, способы его переработки | ПластЭксперт

    Что такое АБС пластик

    Пластик АБС (ABS) – это продукт сополимеризации трех мономенов: акрилонитрила, бутадиена и стирола. Как и любой полимер, он состоит из макромолекул с чередующимися звеньями указанных мономеров. Химическую формулу АБС-пластика можно схематично представить в виде, представленном на рисунке 1.


    Рис.1. Химическая структура АБС

    С точки зрения химии, АБС пластик – это продукт сополимеризации указанных выше мономеров, обычно проходящей по привитой схеме в эмульсии.  При этом полимерной матрицей является статсополимер стирола и акрилонитрила, а блоки бутадиена до 1 микрометра величиной распределены в матрице. Такая система предполагает возможность варьирования процентного соотношения мономерных звеньев в сополимере с возможностью таким образом изменять свойства последнего. Обычно в составе, материала, который в общем виде мы называем «АБС» количество акрилонитрила может быть от 15 до 35 процентов, бутадиена от 5 до 30, а стирола от 40 до 60 процентов.

    Бутадиен, являющийся мономером для многих типов синтетических каучуков, придает АБС полимеру повышенную ударную прочность. При этом у него сохраняются высокие базовые физико-механические и тепловые характеристики, присущие стирольным пластикам. Это обуславливает очень высокую востребованность АБС.

    Недостатком является то, что большинство марок рассматриваемого сополимера непрозрачны (существует прозрачная модификация — MABS). Производится АБС пластик обычно в гранулах, но встречается и порошкообразный материал. Наиболее известные торговые марки АБС полимера от разных производителей: Styrolux, Polylac, Starex, Terluran, Novodur.

    Мировое производство пластика АБС оценивается примерно в 10 миллионов тонн полимера в год и постоянно растет. Средний ежегодный прирост его выпуска составляет 5-6 процентов. В 20 веке основным производителем АБС в мире были США, однако в последние годы вектор производства сменился в сторону Азии. Мировые лидеры по выпуску этого пластика – Тайвань, Япония и Южная Корея, которые производят около трех четвертей всего мирового АБС. В России его выпускают ОАО «Нижнекамскнефтехим» и ОАО «Пластик» (Узловая)

    Характеристики ABS

    Основными технологическими и химическими свойствами АБС-сополимера являются.

    — Область температур переработки – от 200 до 260 градусов С.

    — Влагопоглощение – от 0,2 до 0,4%.  

    — Плотность – около 1040 кг/куб. м.

    — Технологическая усадка – от 0,4 до 0,7%.

    — Хорошая химическая стойкость к сильным основаниям (щелочам), маслам и смазкам, солям и кислотам в растворах.

    Главные физико-механические свойства АБС.

    — Высокая твердость и ударная вязкость пластика.

    — Хорошая термостойкость и устойчивость к низким и высоким (зависит от марки пластика) температурам.

    — Очень высокая устойчивость к атмосферным и погодным явлениям.

    — Невысокие электроизоляционные характеристики (хуже чем у полистирола).

    — Низкая стойкость к ультрафиолету.

    Важнейшие эксплуатационные свойства АБС сополимера.

    — Стандартные марки АБС выдерживает кратковременно температуру до 100 градусов и длительно до 80 градусов С, теплостойкие марки – 130 (длительно – 100) градусов С.

    — Изделия из АБС обладают глянцевой поверхностью.

    — Хорошая износостойкость.

    — Вариативность механических характеристик а зависимости от мономерного состава АБС.

    — Марки пластика подходят для нанесения покрытий гальваникой, металлизации под вакуумом.

    — Хорошая способность к сварке.

    Применение АБС пластика

    ABS является одним из немногих материалов, которые неприхотливы в переработке. Изделия из этого пластика можно получать подавляющим большинством методов, принимая во внимание свойства каждой конкретной марки, главным образом текучесть (ПТР).

    Литьем под давлением из ABS-пластика получают всевозможные изделия, в том числе из-за низкой усадки и хорошей размерной стабильности он хорошо подходит для точного литья. Типичные литьевые продукты, для получения которых применяется данный пластик:

    — Автомобильная индустрия: интерьерные и экстерьерные компоненты из пластика, в том числе панели приборов, радиаторные решетки, колесные колпаки и т.д.

    — Детали электроники и бытовой техники: корпуса телевизоров и прочих домашних приборов, телефонов, компьютеров и оргтехники, мониторов, металлизированные компоненты разнообразных устройств.

    — Электротехнические изделия: корпуса электроинструмента, розетки и выключатели, конструкционные детали.

    — Товары для детей.

    — Канцтовары.

    — Тара и упаковка: чемоданы, контейнеры, посуда, сосуды для жидкостей.

    — Товары санитарно-технические: вентили, лейки, мойки, фитинги.

    — Медицинские изделия.

    — Спортивный и прочий инвентарь.

    С точки зрения экструзии пластмасс АБС главным образом перерабатывается в листы для их последующего применения в различных областях. Экструдированный листовой пластик применяют в дизайне, строительных материалах, рекламных конструкциях и т.п. Чаще всего полученные листы либо обрабатываются затем механически вручную или на различных станках (в том числе с последующей сваркой или склейкой), либо идут на серийную переработку методом пневмо- или вакуумформования (термоформования).


    Рис.2. Нить для последующей 3D печати

    В последние годы широкое распространение получила новая область применения АБС – 3D печать. Суть технологии заключается в том, что изначально из гранулированного пластика и мастербатча (концентрата красителя) получают калиброванную окрашенную нить в катушках. Затем нить используется для аддитивной трехмерной печати на специальных 3D-принтерах. Наряду с полилактидом (PLA) АБС, благодаря своим удачным свойствам, является одним из двух самых популярных пластиков для 3D печати.

    Пластик АБС является хорошим материалом для получения модифицированных полимеров и композитов на его основе. Таким образом можно получить пластмассы с требуемыми свойствами. Например, для улучшения атмосферостойкости в состав АБС вводят насыщенные эластомеры. Прозрачности пластика добиваются при помощи добавления метилметакрилата. Альфаметилстирол в качестве аддитива расширяет рабочий диапазон вплоть до 130 градусов С. Известны композиции ABS с поливинилхлоридом (ПВХ), полибутилентерефталатом (ПБТ), полиамидами (ПА) и другими полимерными материалами. Однако чаще всего в технике и особенно в автопроме используют сплав АБС и поликарбоната (ПК-АБС), который имеет повышенную ударную прочность и стойкость к высокой температуре и химическим воздействиям.

    Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на         

    Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на               

    Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий

    пластик | Состав, использование, типы и факты

    Пластик , полимерный материал, который можно формовать или формировать, обычно под воздействием тепла и давления. Это свойство пластичности, которое часто встречается в сочетании с другими особыми свойствами, такими как низкая плотность, низкая электропроводность, прозрачность и ударная вязкость, позволяет производить из пластмасс большое количество разнообразных продуктов. К ним относятся прочные и легкие бутылки для напитков из полиэтилентерефталата (ПЭТ), гибкие садовые шланги из поливинилхлорида (ПВХ), изоляционные контейнеры для пищевых продуктов из вспененного полистирола и небьющиеся окна из полиметилметакрилата.

    Британская викторина

    Тест по химии

    От элементов периодической таблицы до процессов, которые создают предметы повседневного обихода — это лишь некоторые из вещей, которым наука химия может научить нас. Можете ли вы фильтровать свой путь через нашу викторину по химии?

    В этой статье дается краткий обзор основных свойств пластмасс с последующим более подробным описанием их переработки в полезные продукты и последующей переработки.Для более полного понимания материалов, из которых сделаны пластмассы, см. химия промышленных полимеров.

    Состав, структура и свойства пластмасс

    Многие химические названия полимеров, используемых в качестве пластмасс, стали известны потребителям, хотя некоторые из них лучше известны по своим аббревиатурам или торговым наименованиям. Таким образом, полиэтилентерефталат и поливинилхлорид обычно называют ПЭТ и ПВХ, в то время как вспененный полистирол и полиметилметакрилат известны под своими торговыми марками: пенополистирол и оргстекло (или плексиглас).

    Промышленные производители пластмассовых изделий склонны рассматривать пластмассы как «товарные» смолы или «специальные» смолы. (Термин смола появился на заре индустрии пластмасс; первоначально он относился к аморфным твердым веществам природного происхождения, таким как шеллак и канифоль.) Товарные смолы — это пластмассы, которые производятся в больших объемах и по низкой цене для наиболее распространенных предметов одноразового использования. и товары длительного пользования. Они представлены в основном полиэтиленом, полипропиленом, поливинилхлоридом и полистиролом.Специальные смолы — это пластмассы, свойства которых адаптированы к конкретным применениям, которые производятся в небольших объемах и по более высокой цене. К этой группе относятся так называемые инженерные пластмассы или инженерные смолы, которые представляют собой пластмассы, которые могут конкурировать с литыми под давлением металлами в сантехнике, оборудовании и автомобилях. Важными инженерными пластиками, менее знакомыми потребителям, чем товарные пластики, перечисленные выше, являются полиацеталь, полиамид (особенно те, которые известны под торговым наименованием нейлон), политетрафторэтилен (торговая марка тефлон), поликарбонат, полифениленсульфид, эпоксидная смола и полиэфирэфиркетон.Еще одним представителем специальных смол являются термопластичные эластомеры, полимеры, которые обладают эластичными свойствами резины, но могут многократно формоваться при нагревании. Термопластические эластомеры описаны в статье эластомер.

    Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

    Пластмассы также можно разделить на две отдельные категории на основе их химического состава. Одна категория — это пластмассы, которые состоят из полимеров, имеющих только алифатические (линейные) атомы углерода в своих основных цепях.В эту категорию попадают все перечисленные выше товарные пластмассы. Примером может служить структура полипропилена; здесь к каждому второму атому углерода присоединена боковая метильная группа (CH 3 ):

    Другая категория пластиков состоит из гетероцепных полимеров. Эти соединения содержат такие атомы, как кислород, азот или сера в своих основных цепях, помимо углерода. Большинство перечисленных выше конструкционных пластиков состоит из гетероцепных полимеров.Примером может служить поликарбонат, молекулы которого содержат два ароматических (бензольных) кольца:

    Различие между углеродно-цепочечными и гетероцепочечными полимерами отражено в таблице, в которой указаны избранные свойства и применения наиболее важных углеродных цепей и гетероциклов. показаны пластмассы, и ссылки на них непосредственно к статьям, которые описывают эти материалы более подробно. Важно отметить, что для каждого типа полимера, указанного в таблице, может быть много подтипов, поскольку любой из дюжины промышленных производителей любого полимера может предложить 20 или 30 различных вариантов для использования в конкретных приложениях.По этой причине свойства, указанные в таблице, следует рассматривать как приблизительные.

    Свойства и применение коммерчески важных пластмасс
    * Все значения указаны для образцов, армированных стекловолокном (кроме полиуретана).
    семейство и тип полимеров плотность
    (г / см 3 )
    степень кристалличности
    стекло
    переход
    температура
    (° C)
    кристалл
    плавление
    температура
    (° C)
    прогиб
    температура
    при 1.8 МПа
    (° C)
    Термопласты
    Углеродная цепь
    полиэтилен высокой плотности (HDPE) 0,95–0,97 высокая –120 137
    полиэтилен низкой плотности (LDPE) 0.92–0,93 умеренный -120 110
    полипропилен (ПП) 0,90–0,91 высокая −20 176
    полистирол (ПС) 1.0–1,1 ноль 100
    акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) 1.0–1.1 ноль 90–120
    поливинилхлорид непластифицированный (ПВХ) 1.3–1,6 ноль 85
    полиметилметакрилат (ПММА) 1.2 ноль 115
    политетрафторэтилен (ПТФЭ) 2.1–2,2 умеренно-высокий 126 327
    Гетероцепь
    полиэтилентерефталат (ПЭТ) 1,3–1,4 умеренный 69 265
    поликарбонат (ПК) 1.2 низкий 145 230
    полиацеталь 1.4 умеренный –50 180
    полиэфирэфиркетон (PEEK) 1.3 ноль 185
    полифениленсульфид (PPS) 1,35 умеренный 88 288
    диацетат целлюлозы 1.3 низкий 120 230
    поликапролактам (нейлон 6) 1.1–1.2 умеренный 50 210–220
    Термореактивные материалы *
    Гетероцепь
    полиэстер (ненасыщенный) 1.3–2,3 ноль 200
    эпоксидные смолы 1,1–1,4 ноль 110–250
    фенолформальдегид 1.7–2,0 ноль 175–300
    карбамид и меламиноформальдегид 1,5–2,0 ноль 190–200
    полиуретан 1.05 низкий 90–100
    семейство и тип полимеров разрыв
    прочность
    (МПа)
    удлинение
    при разрыве
    (%)
    модуль упругости при изгибе

    (ГПа)
    типичные продукты и приложения
    Термопласты
    Углеродная цепь
    полиэтилен высокой плотности (HDPE) 20–30 10–1 000 1–1.5 молочные бутылки, изоляция проводов и кабелей, игрушки
    полиэтилен низкой плотности (LDPE) 8–30 100–650 0,25–0,35 упаковочная пленка, продуктовые пакеты, сельскохозяйственная мульча
    полипропилен (ПП) 30–40 100–600 1.2–1,7 бутылки, пищевые контейнеры, игрушки
    полистирол (ПС) 35–50 1-2 2,6–3,4 посуда, вспененные пищевые контейнеры
    акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) 15–55 30–100 0.9–3,0 кожухи, каски, трубопроводная арматура
    поливинилхлорид непластифицированный (ПВХ) 40–50 2–80 2,1–3,4 труба, водовод, сайдинг для дома, оконные рамы
    полиметилметакрилат (ПММА) 50–75 2–10 2.2–3,2 ударопрочные окна, мансардные окна, навесы
    политетрафторэтилен (ПТФЭ) 20–35 200–400 0,5 самосмазывающиеся подшипники, посуда с антипригарным покрытием
    Гетероцепь
    полиэтилентерефталат (ПЭТ) 50–75 50–300 2.4–3,1 прозрачные бутылки, записывающая лента
    поликарбонат (ПК) 65–75 110–120 2,3–2,4 компакт-диски, защитные очки, спортивные товары
    полиацеталь 70 25–75 2.6–3,4 подшипники, шестерни, душевые лейки, молнии
    полиэфирэфиркетон (PEEK) 70–105 30–150 3.9 детали машин, автомобилей и авиакосмической отрасли
    полифениленсульфид (PPS) 50–90 1–10 3.8–4,5 детали машин, бытовая техника, электрооборудование
    диацетат целлюлозы 15–65 6–70 1.5 фотопленка
    поликапролактам (нейлон 6) 40–170 30–300 1.0–2,8 подшипники, шкивы, шестерни
    Термореактивные материалы *
    Гетероцепь
    полиэстер (ненасыщенный) 20–70 <3 7–14 корпуса лодок, автомобильные панели
    эпоксидные смолы 35–140 <4 14–30 ламинированные платы, полы, детали самолетов
    фенолформальдегид 50–125 <1 8–23 электрические разъемы, ручки бытовой техники
    карбамид и меламиноформальдегид 35–75 <1 7.5 столешницы, посуда
    полиуретан 70 3–6 4 гибкие и жесткие поролоны для обивки, утеплителя

    Для целей этой статьи пластмассы в первую очередь определяются не на основе их химического состава, а на основе их технических характеристик.Более конкретно, они определяются как термопластические смолы или термореактивные смолы.

    пластиковых загрязнений | Источники и эффекты

    Загрязнение пластиком , накопление синтетических пластмассовых изделий в окружающей среде до такой степени, что они создают проблемы для диких животных и их местообитаний, а также для населения. В 1907 году изобретение бакелита произвело революцию в материалах, введя в мировую торговлю действительно синтетические пластмассовые смолы.Однако к концу 20 века пластмассы оказались стойкими загрязняющими веществами во многих экологических нишах, от Эвереста до морского дна. Неважно, ошибочно ли его принимают за пищу животные, затопляют низинные районы из-за засорения дренажных систем или просто вызывают значительный эстетический ущерб, — пластик привлекает все большее внимание как крупномасштабный загрязнитель.

    Загрязнение пластиком

    На пляже валяются пластиковые пакеты и бутылки.

    © Владимир Мельник / Adobe Stock Британика исследует

    Список дел Земли

    Действия человека вызвали обширный каскад экологических проблем, которые теперь угрожают продолжающейся способности как естественных, так и человеческих систем процветать.Решение критических экологических проблем глобального потепления, нехватки воды, загрязнения и утраты биоразнообразия, возможно, является величайшей задачей 21 века. Мы встанем им навстречу?

    Проблема пластмасс

    Пластик — это полимерный материал, то есть материал, молекулы которого очень большие, часто напоминающие длинные цепи, состоящие из бесконечного ряда взаимосвязанных звеньев.Природные полимеры, такие как каучук и шелк, существуют в изобилии, но природные «пластмассы» не участвуют в загрязнении окружающей среды, потому что они не сохраняются в окружающей среде. Однако сегодня средний потребитель ежедневно контактирует со всеми видами пластмассовых материалов, которые были разработаны специально для предотвращения процессов естественного разложения — материалов, полученных в основном из нефти, которые можно формовать, лить, формовать или наносить в качестве покрытия. Поскольку синтетические пластмассы в значительной степени не поддаются биоразложению, они, как правило, сохраняются в естественной среде.Более того, многие легкие одноразовые пластмассовые изделия и упаковочные материалы, на которые приходится примерно 50 процентов всего производимого пластика, не помещаются в контейнеры для последующего вывоза на свалки, центры переработки или мусоросжигательные заводы. Вместо этого они неправильно утилизируются в том месте или поблизости от того места, где они перестают быть полезными для потребителя. Брошенные на землю, выброшенные из окна машины, наваленные на уже заполненный мусорный бак или непреднамеренно унесенные порывом ветра, они сразу же начинают загрязнять окружающую среду.Действительно, пейзажи, заваленные пластиковой упаковкой, стали обычным явлением во многих частях мира. (Незаконный сброс пластика и переполнение защитных конструкций также играют определенную роль.) Исследования, проведенные во всем мире, не показали, что какая-либо конкретная страна или демографическая группа несет наибольшую ответственность, хотя населенные пункты создают больше всего мусора. Причины и последствия загрязнения пластиком действительно всемирны.

    Пластиковые загрязнения

    Пластиковые бутылки и другой мусор в озере.

    © GraphicsRF / stock.adobe.com

    По данным торговой ассоциации PlasticsEurope, мировое производство пластика выросло с примерно 1,5 миллиона тонн (около 1,7 миллиона тонн) в год в 1950 году до примерно 275 миллионов тонн (303,1 миллиона тонн) к 2010 году и 359 миллионов тонн (почти 396 млн тонн) к 2018 г .; от 4,8 до 12,7 млн ​​тонн (от 5,3 до 14 млн тонн) ежегодно сбрасывается в океаны странами, имеющими береговую линию океана.

    урны для вторсырья

    Контейнеры для вторсырья установлены бок о бок с мусорными баками.

    © Eva Blanda / Fotolia

    По сравнению с материалами, широко использовавшимися в первой половине 20 века, такими как стекло, бумага, железо и алюминий, пластмассы имеют низкую степень восстановления. То есть они относительно неэффективны для повторного использования в качестве переработанного лома в производственном процессе из-за значительных трудностей обработки, таких как низкая температура плавления, которая предотвращает удаление загрязняющих веществ во время нагревания и переработки. Большинство переработанных пластмасс субсидируются ниже стоимости сырья по различным схемам хранения, или их переработка просто обязательна государственными постановлениями.Уровень вторичного использования сильно различается от страны к стране, и только в странах Северной Европы этот показатель превышает 50 процентов. В любом случае переработка на самом деле не решает проблему загрязнения пластиком, поскольку переработанный пластик утилизируется «должным образом», а загрязнение пластиком происходит из-за неправильной утилизации.

    Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

    пластик | Состав, использование, типы и факты

    Пластик , полимерный материал, который можно формовать или формировать, обычно под воздействием тепла и давления.Это свойство пластичности, которое часто встречается в сочетании с другими особыми свойствами, такими как низкая плотность, низкая электропроводность, прозрачность и ударная вязкость, позволяет производить из пластмасс большое количество разнообразных продуктов. К ним относятся прочные и легкие бутылки для напитков из полиэтилентерефталата (ПЭТ), гибкие садовые шланги из поливинилхлорида (ПВХ), изоляционные контейнеры для пищевых продуктов из вспененного полистирола и небьющиеся окна из полиметилметакрилата.

    Британская викторина

    Тест по химии

    От элементов периодической таблицы до процессов, которые создают предметы повседневного обихода — это лишь некоторые из вещей, которым наука химия может научить нас.Можете ли вы фильтровать свой путь через нашу викторину по химии?

    В этой статье дается краткий обзор основных свойств пластмасс с последующим более подробным описанием их переработки в полезные продукты и последующей переработки. Для более полного понимания материалов, из которых сделаны пластмассы, см. химия промышленных полимеров.

    Состав, структура и свойства пластмасс

    Многие химические названия полимеров, используемых в качестве пластмасс, стали известны потребителям, хотя некоторые из них лучше известны по своим аббревиатурам или торговым наименованиям.Таким образом, полиэтилентерефталат и поливинилхлорид обычно называют ПЭТ и ПВХ, в то время как вспененный полистирол и полиметилметакрилат известны под своими торговыми марками: пенополистирол и оргстекло (или плексиглас).

    Промышленные производители пластмассовых изделий склонны рассматривать пластмассы как «товарные» смолы или «специальные» смолы. (Термин смола появился на заре индустрии пластмасс; первоначально он относился к аморфным твердым веществам природного происхождения, таким как шеллак и канифоль.Товарные смолы — это пластмассы, которые производятся в больших объемах и по низкой цене для наиболее распространенных предметов одноразового использования и товаров длительного пользования. Они представлены в основном полиэтиленом, полипропиленом, поливинилхлоридом и полистиролом. Специальные смолы — это пластмассы, свойства которых адаптированы к конкретным применениям, которые производятся в небольших объемах и по более высокой цене. К этой группе относятся так называемые инженерные пластмассы или инженерные смолы, которые представляют собой пластмассы, которые могут конкурировать с литыми под давлением металлами в сантехнике, оборудовании и автомобилях.Важными инженерными пластиками, менее знакомыми потребителям, чем товарные пластики, перечисленные выше, являются полиацеталь, полиамид (особенно те, которые известны под торговым наименованием нейлон), политетрафторэтилен (торговая марка тефлон), поликарбонат, полифениленсульфид, эпоксидная смола и полиэфирэфиркетон. Еще одним представителем специальных смол являются термопластичные эластомеры, полимеры, которые обладают эластичными свойствами резины, но могут многократно формоваться при нагревании. Термопластические эластомеры описаны в статье эластомер.

    Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

    Пластмассы также можно разделить на две отдельные категории на основе их химического состава. Одна категория — это пластмассы, которые состоят из полимеров, имеющих только алифатические (линейные) атомы углерода в своих основных цепях. В эту категорию попадают все перечисленные выше товарные пластмассы. Примером может служить структура полипропилена; здесь к каждому второму атому углерода присоединена боковая метильная группа (CH 3 ):

    Другая категория пластиков состоит из гетероцепных полимеров.Эти соединения содержат такие атомы, как кислород, азот или сера в своих основных цепях, помимо углерода. Большинство перечисленных выше конструкционных пластиков состоит из гетероцепных полимеров. Примером может служить поликарбонат, молекулы которого содержат два ароматических (бензольных) кольца:

    Различие между углеродно-цепочечными и гетероцепочечными полимерами отражено в таблице, в которой указаны избранные свойства и применения наиболее важных углеродных цепей и гетероциклов. показаны пластмассы, и ссылки на них непосредственно к статьям, которые описывают эти материалы более подробно.Важно отметить, что для каждого типа полимера, указанного в таблице, может быть много подтипов, поскольку любой из дюжины промышленных производителей любого полимера может предложить 20 или 30 различных вариантов для использования в конкретных приложениях. По этой причине свойства, указанные в таблице, следует рассматривать как приблизительные.

    Свойства и применение коммерчески важных пластмасс
    * Все значения указаны для образцов, армированных стекловолокном (кроме полиуретана).
    семейство и тип полимеров плотность
    (г / см 3 )
    степень кристалличности
    стекло
    переход
    температура
    (° C)
    кристалл
    плавление
    температура
    (° C)
    прогиб
    температура
    при 1,8 МПа
    (° C)
    Термопласты
    Углеродная цепь
    полиэтилен высокой плотности (HDPE) 0.95–0,97 высокая –120 137
    полиэтилен низкой плотности (LDPE) 0,92–0,93 умеренный -120 110
    полипропилен (ПП) 0.90–0,91 высокая −20 176
    полистирол (ПС) 1.0–1.1 ноль 100
    акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) 1.0–1,1 ноль 90–120
    поливинилхлорид непластифицированный (ПВХ) 1,3–1,6 ноль 85
    полиметилметакрилат (ПММА) 1.2 ноль 115
    политетрафторэтилен (ПТФЭ) 2.1–2.2 умеренно-высокий 126 327
    Гетероцепь
    полиэтилентерефталат (ПЭТ) 1.3–1,4 умеренный 69 265
    поликарбонат (ПК) 1.2 низкий 145 230
    полиацеталь 1.4 умеренный –50 180
    полиэфирэфиркетон (PEEK) 1.3 ноль 185
    полифениленсульфид (PPS) 1.35 год умеренный 88 288
    диацетат целлюлозы 1.3 низкий 120 230
    поликапролактам (нейлон 6) 1.1–1,2 умеренный 50 210–220
    Термореактивные материалы *
    Гетероцепь
    полиэстер (ненасыщенный) 1,3–2,3 ноль 200
    эпоксидные смолы 1.1–1,4 ноль 110–250
    фенолформальдегид 1,7–2,0 ноль 175–300
    карбамид и меламиноформальдегид 1.5–2,0 ноль 190–200
    полиуретан 1.05 низкий 90–100
    семейство и тип полимеров разрыв
    прочность
    (МПа)
    удлинение
    при разрыве
    (%)
    модуль упругости при изгибе

    (ГПа)
    типичные продукты и приложения
    Термопласты
    Углеродная цепь
    полиэтилен высокой плотности (HDPE) 20–30 10–1 000 1–1.5 молочные бутылки, изоляция проводов и кабелей, игрушки
    полиэтилен низкой плотности (LDPE) 8–30 100–650 0,25–0,35 упаковочная пленка, продуктовые пакеты, сельскохозяйственная мульча
    полипропилен (ПП) 30–40 100–600 1.2–1,7 бутылки, пищевые контейнеры, игрушки
    полистирол (ПС) 35–50 1-2 2,6–3,4 посуда, вспененные пищевые контейнеры
    акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) 15–55 30–100 0.9–3,0 кожухи, каски, трубопроводная арматура
    поливинилхлорид непластифицированный (ПВХ) 40–50 2–80 2,1–3,4 труба, водовод, сайдинг для дома, оконные рамы
    полиметилметакрилат (ПММА) 50–75 2–10 2.2–3,2 ударопрочные окна, мансардные окна, навесы
    политетрафторэтилен (ПТФЭ) 20–35 200–400 0,5 самосмазывающиеся подшипники, посуда с антипригарным покрытием
    Гетероцепь
    полиэтилентерефталат (ПЭТ) 50–75 50–300 2.4–3,1 прозрачные бутылки, записывающая лента
    поликарбонат (ПК) 65–75 110–120 2,3–2,4 компакт-диски, защитные очки, спортивные товары
    полиацеталь 70 25–75 2.6–3,4 подшипники, шестерни, душевые лейки, молнии
    полиэфирэфиркетон (PEEK) 70–105 30–150 3.9 детали машин, автомобилей и авиакосмической отрасли
    полифениленсульфид (PPS) 50–90 1–10 3.8–4,5 детали машин, бытовая техника, электрооборудование
    диацетат целлюлозы 15–65 6–70 1.5 фотопленка
    поликапролактам (нейлон 6) 40–170 30–300 1.0–2,8 подшипники, шкивы, шестерни
    Термореактивные материалы *
    Гетероцепь
    полиэстер (ненасыщенный) 20–70 <3 7–14 корпуса лодок, автомобильные панели
    эпоксидные смолы 35–140 <4 14–30 ламинированные платы, полы, детали самолетов
    фенолформальдегид 50–125 <1 8–23 электрические разъемы, ручки бытовой техники
    карбамид и меламиноформальдегид 35–75 <1 7.5 столешницы, посуда
    полиуретан 70 3–6 4 гибкие и жесткие поролоны для обивки, утеплителя

    Для целей этой статьи пластмассы в первую очередь определяются не на основе их химического состава, а на основе их технических характеристик.Более конкретно, они определяются как термопластические смолы или термореактивные смолы.

    пластик | Состав, использование, типы и факты

    Пластик , полимерный материал, который можно формовать или формировать, обычно под воздействием тепла и давления. Это свойство пластичности, которое часто встречается в сочетании с другими особыми свойствами, такими как низкая плотность, низкая электропроводность, прозрачность и ударная вязкость, позволяет производить из пластмасс большое количество разнообразных продуктов.К ним относятся прочные и легкие бутылки для напитков из полиэтилентерефталата (ПЭТ), гибкие садовые шланги из поливинилхлорида (ПВХ), изоляционные контейнеры для пищевых продуктов из вспененного полистирола и небьющиеся окна из полиметилметакрилата.

    Британская викторина

    Тест по химии

    От элементов периодической таблицы до процессов, которые создают предметы повседневного обихода — это лишь некоторые из вещей, которым наука химия может научить нас.Можете ли вы фильтровать свой путь через нашу викторину по химии?

    В этой статье дается краткий обзор основных свойств пластмасс с последующим более подробным описанием их переработки в полезные продукты и последующей переработки. Для более полного понимания материалов, из которых сделаны пластмассы, см. химия промышленных полимеров.

    Состав, структура и свойства пластмасс

    Многие химические названия полимеров, используемых в качестве пластмасс, стали известны потребителям, хотя некоторые из них лучше известны по своим аббревиатурам или торговым наименованиям.Таким образом, полиэтилентерефталат и поливинилхлорид обычно называют ПЭТ и ПВХ, в то время как вспененный полистирол и полиметилметакрилат известны под своими торговыми марками: пенополистирол и оргстекло (или плексиглас).

    Промышленные производители пластмассовых изделий склонны рассматривать пластмассы как «товарные» смолы или «специальные» смолы. (Термин смола появился на заре индустрии пластмасс; первоначально он относился к аморфным твердым веществам природного происхождения, таким как шеллак и канифоль.Товарные смолы — это пластмассы, которые производятся в больших объемах и по низкой цене для наиболее распространенных предметов одноразового использования и товаров длительного пользования. Они представлены в основном полиэтиленом, полипропиленом, поливинилхлоридом и полистиролом. Специальные смолы — это пластмассы, свойства которых адаптированы к конкретным применениям, которые производятся в небольших объемах и по более высокой цене. К этой группе относятся так называемые инженерные пластмассы или инженерные смолы, которые представляют собой пластмассы, которые могут конкурировать с литыми под давлением металлами в сантехнике, оборудовании и автомобилях.Важными инженерными пластиками, менее знакомыми потребителям, чем товарные пластики, перечисленные выше, являются полиацеталь, полиамид (особенно те, которые известны под торговым наименованием нейлон), политетрафторэтилен (торговая марка тефлон), поликарбонат, полифениленсульфид, эпоксидная смола и полиэфирэфиркетон. Еще одним представителем специальных смол являются термопластичные эластомеры, полимеры, которые обладают эластичными свойствами резины, но могут многократно формоваться при нагревании. Термопластические эластомеры описаны в статье эластомер.

    Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

    Пластмассы также можно разделить на две отдельные категории на основе их химического состава. Одна категория — это пластмассы, которые состоят из полимеров, имеющих только алифатические (линейные) атомы углерода в своих основных цепях. В эту категорию попадают все перечисленные выше товарные пластмассы. Примером может служить структура полипропилена; здесь к каждому второму атому углерода присоединена боковая метильная группа (CH 3 ):

    Другая категория пластиков состоит из гетероцепных полимеров.Эти соединения содержат такие атомы, как кислород, азот или сера в своих основных цепях, помимо углерода. Большинство перечисленных выше конструкционных пластиков состоит из гетероцепных полимеров. Примером может служить поликарбонат, молекулы которого содержат два ароматических (бензольных) кольца:

    Различие между углеродно-цепочечными и гетероцепочечными полимерами отражено в таблице, в которой указаны избранные свойства и применения наиболее важных углеродных цепей и гетероциклов. показаны пластмассы, и ссылки на них непосредственно к статьям, которые описывают эти материалы более подробно.Важно отметить, что для каждого типа полимера, указанного в таблице, может быть много подтипов, поскольку любой из дюжины промышленных производителей любого полимера может предложить 20 или 30 различных вариантов для использования в конкретных приложениях. По этой причине свойства, указанные в таблице, следует рассматривать как приблизительные.

    Свойства и применение коммерчески важных пластмасс
    * Все значения указаны для образцов, армированных стекловолокном (кроме полиуретана).
    семейство и тип полимеров плотность
    (г / см 3 )
    степень кристалличности
    стекло
    переход
    температура
    (° C)
    кристалл
    плавление
    температура
    (° C)
    прогиб
    температура
    при 1,8 МПа
    (° C)
    Термопласты
    Углеродная цепь
    полиэтилен высокой плотности (HDPE) 0.95–0,97 высокая –120 137
    полиэтилен низкой плотности (LDPE) 0,92–0,93 умеренный -120 110
    полипропилен (ПП) 0.90–0,91 высокая −20 176
    полистирол (ПС) 1.0–1.1 ноль 100
    акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) 1.0–1,1 ноль 90–120
    поливинилхлорид непластифицированный (ПВХ) 1,3–1,6 ноль 85
    полиметилметакрилат (ПММА) 1.2 ноль 115
    политетрафторэтилен (ПТФЭ) 2.1–2.2 умеренно-высокий 126 327
    Гетероцепь
    полиэтилентерефталат (ПЭТ) 1.3–1,4 умеренный 69 265
    поликарбонат (ПК) 1.2 низкий 145 230
    полиацеталь 1.4 умеренный –50 180
    полиэфирэфиркетон (PEEK) 1.3 ноль 185
    полифениленсульфид (PPS) 1.35 год умеренный 88 288
    диацетат целлюлозы 1.3 низкий 120 230
    поликапролактам (нейлон 6) 1.1–1,2 умеренный 50 210–220
    Термореактивные материалы *
    Гетероцепь
    полиэстер (ненасыщенный) 1,3–2,3 ноль 200
    эпоксидные смолы 1.1–1,4 ноль 110–250
    фенолформальдегид 1,7–2,0 ноль 175–300
    карбамид и меламиноформальдегид 1.5–2,0 ноль 190–200
    полиуретан 1.05 низкий 90–100
    семейство и тип полимеров разрыв
    прочность
    (МПа)
    удлинение
    при разрыве
    (%)
    модуль упругости при изгибе

    (ГПа)
    типичные продукты и приложения
    Термопласты
    Углеродная цепь
    полиэтилен высокой плотности (HDPE) 20–30 10–1 000 1–1.5 молочные бутылки, изоляция проводов и кабелей, игрушки
    полиэтилен низкой плотности (LDPE) 8–30 100–650 0,25–0,35 упаковочная пленка, продуктовые пакеты, сельскохозяйственная мульча
    полипропилен (ПП) 30–40 100–600 1.2–1,7 бутылки, пищевые контейнеры, игрушки
    полистирол (ПС) 35–50 1-2 2,6–3,4 посуда, вспененные пищевые контейнеры
    акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) 15–55 30–100 0.9–3,0 кожухи, каски, трубопроводная арматура
    поливинилхлорид непластифицированный (ПВХ) 40–50 2–80 2,1–3,4 труба, водовод, сайдинг для дома, оконные рамы
    полиметилметакрилат (ПММА) 50–75 2–10 2.2–3,2 ударопрочные окна, мансардные окна, навесы
    политетрафторэтилен (ПТФЭ) 20–35 200–400 0,5 самосмазывающиеся подшипники, посуда с антипригарным покрытием
    Гетероцепь
    полиэтилентерефталат (ПЭТ) 50–75 50–300 2.4–3,1 прозрачные бутылки, записывающая лента
    поликарбонат (ПК) 65–75 110–120 2,3–2,4 компакт-диски, защитные очки, спортивные товары
    полиацеталь 70 25–75 2.6–3,4 подшипники, шестерни, душевые лейки, молнии
    полиэфирэфиркетон (PEEK) 70–105 30–150 3.9 детали машин, автомобилей и авиакосмической отрасли
    полифениленсульфид (PPS) 50–90 1–10 3.8–4,5 детали машин, бытовая техника, электрооборудование
    диацетат целлюлозы 15–65 6–70 1.5 фотопленка
    поликапролактам (нейлон 6) 40–170 30–300 1.0–2,8 подшипники, шкивы, шестерни
    Термореактивные материалы *
    Гетероцепь
    полиэстер (ненасыщенный) 20–70 <3 7–14 корпуса лодок, автомобильные панели
    эпоксидные смолы 35–140 <4 14–30 ламинированные платы, полы, детали самолетов
    фенолформальдегид 50–125 <1 8–23 электрические разъемы, ручки бытовой техники
    карбамид и меламиноформальдегид 35–75 <1 7.5 столешницы, посуда
    полиуретан 70 3–6 4 гибкие и жесткие поролоны для обивки, утеплителя

    Для целей этой статьи пластмассы в первую очередь определяются не на основе их химического состава, а на основе их технических характеристик.Более конкретно, они определяются как термопластические смолы или термореактивные смолы.

    пластик | Состав, использование, типы и факты

    Пластик , полимерный материал, который можно формовать или формировать, обычно под воздействием тепла и давления. Это свойство пластичности, которое часто встречается в сочетании с другими особыми свойствами, такими как низкая плотность, низкая электропроводность, прозрачность и ударная вязкость, позволяет производить из пластмасс большое количество разнообразных продуктов.К ним относятся прочные и легкие бутылки для напитков из полиэтилентерефталата (ПЭТ), гибкие садовые шланги из поливинилхлорида (ПВХ), изоляционные контейнеры для пищевых продуктов из вспененного полистирола и небьющиеся окна из полиметилметакрилата.

    Британская викторина

    Тест по химии

    От элементов периодической таблицы до процессов, которые создают предметы повседневного обихода — это лишь некоторые из вещей, которым наука химия может научить нас.Можете ли вы фильтровать свой путь через нашу викторину по химии?

    В этой статье дается краткий обзор основных свойств пластмасс с последующим более подробным описанием их переработки в полезные продукты и последующей переработки. Для более полного понимания материалов, из которых сделаны пластмассы, см. химия промышленных полимеров.

    Состав, структура и свойства пластмасс

    Многие химические названия полимеров, используемых в качестве пластмасс, стали известны потребителям, хотя некоторые из них лучше известны по своим аббревиатурам или торговым наименованиям.Таким образом, полиэтилентерефталат и поливинилхлорид обычно называют ПЭТ и ПВХ, в то время как вспененный полистирол и полиметилметакрилат известны под своими торговыми марками: пенополистирол и оргстекло (или плексиглас).

    Промышленные производители пластмассовых изделий склонны рассматривать пластмассы как «товарные» смолы или «специальные» смолы. (Термин смола появился на заре индустрии пластмасс; первоначально он относился к аморфным твердым веществам природного происхождения, таким как шеллак и канифоль.Товарные смолы — это пластмассы, которые производятся в больших объемах и по низкой цене для наиболее распространенных предметов одноразового использования и товаров длительного пользования. Они представлены в основном полиэтиленом, полипропиленом, поливинилхлоридом и полистиролом. Специальные смолы — это пластмассы, свойства которых адаптированы к конкретным применениям, которые производятся в небольших объемах и по более высокой цене. К этой группе относятся так называемые инженерные пластмассы или инженерные смолы, которые представляют собой пластмассы, которые могут конкурировать с литыми под давлением металлами в сантехнике, оборудовании и автомобилях.Важными инженерными пластиками, менее знакомыми потребителям, чем товарные пластики, перечисленные выше, являются полиацеталь, полиамид (особенно те, которые известны под торговым наименованием нейлон), политетрафторэтилен (торговая марка тефлон), поликарбонат, полифениленсульфид, эпоксидная смола и полиэфирэфиркетон. Еще одним представителем специальных смол являются термопластичные эластомеры, полимеры, которые обладают эластичными свойствами резины, но могут многократно формоваться при нагревании. Термопластические эластомеры описаны в статье эластомер.

    Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

    Пластмассы также можно разделить на две отдельные категории на основе их химического состава. Одна категория — это пластмассы, которые состоят из полимеров, имеющих только алифатические (линейные) атомы углерода в своих основных цепях. В эту категорию попадают все перечисленные выше товарные пластмассы. Примером может служить структура полипропилена; здесь к каждому второму атому углерода присоединена боковая метильная группа (CH 3 ):

    Другая категория пластиков состоит из гетероцепных полимеров.Эти соединения содержат такие атомы, как кислород, азот или сера в своих основных цепях, помимо углерода. Большинство перечисленных выше конструкционных пластиков состоит из гетероцепных полимеров. Примером может служить поликарбонат, молекулы которого содержат два ароматических (бензольных) кольца:

    Различие между углеродно-цепочечными и гетероцепочечными полимерами отражено в таблице, в которой указаны избранные свойства и применения наиболее важных углеродных цепей и гетероциклов. показаны пластмассы, и ссылки на них непосредственно к статьям, которые описывают эти материалы более подробно.Важно отметить, что для каждого типа полимера, указанного в таблице, может быть много подтипов, поскольку любой из дюжины промышленных производителей любого полимера может предложить 20 или 30 различных вариантов для использования в конкретных приложениях. По этой причине свойства, указанные в таблице, следует рассматривать как приблизительные.

    Свойства и применение коммерчески важных пластмасс
    * Все значения указаны для образцов, армированных стекловолокном (кроме полиуретана).
    семейство и тип полимеров плотность
    (г / см 3 )
    степень кристалличности
    стекло
    переход
    температура
    (° C)
    кристалл
    плавление
    температура
    (° C)
    прогиб
    температура
    при 1,8 МПа
    (° C)
    Термопласты
    Углеродная цепь
    полиэтилен высокой плотности (HDPE) 0.95–0,97 высокая –120 137
    полиэтилен низкой плотности (LDPE) 0,92–0,93 умеренный -120 110
    полипропилен (ПП) 0.90–0,91 высокая −20 176
    полистирол (ПС) 1.0–1.1 ноль 100
    акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) 1.0–1,1 ноль 90–120
    поливинилхлорид непластифицированный (ПВХ) 1,3–1,6 ноль 85
    полиметилметакрилат (ПММА) 1.2 ноль 115
    политетрафторэтилен (ПТФЭ) 2.1–2.2 умеренно-высокий 126 327
    Гетероцепь
    полиэтилентерефталат (ПЭТ) 1.3–1,4 умеренный 69 265
    поликарбонат (ПК) 1.2 низкий 145 230
    полиацеталь 1.4 умеренный –50 180
    полиэфирэфиркетон (PEEK) 1.3 ноль 185
    полифениленсульфид (PPS) 1.35 год умеренный 88 288
    диацетат целлюлозы 1.3 низкий 120 230
    поликапролактам (нейлон 6) 1.1–1,2 умеренный 50 210–220
    Термореактивные материалы *
    Гетероцепь
    полиэстер (ненасыщенный) 1,3–2,3 ноль 200
    эпоксидные смолы 1.1–1,4 ноль 110–250
    фенолформальдегид 1,7–2,0 ноль 175–300
    карбамид и меламиноформальдегид 1.5–2,0 ноль 190–200
    полиуретан 1.05 низкий 90–100
    семейство и тип полимеров разрыв
    прочность
    (МПа)
    удлинение
    при разрыве
    (%)
    модуль упругости при изгибе

    (ГПа)
    типичные продукты и приложения
    Термопласты
    Углеродная цепь
    полиэтилен высокой плотности (HDPE) 20–30 10–1 000 1–1.5 молочные бутылки, изоляция проводов и кабелей, игрушки
    полиэтилен низкой плотности (LDPE) 8–30 100–650 0,25–0,35 упаковочная пленка, продуктовые пакеты, сельскохозяйственная мульча
    полипропилен (ПП) 30–40 100–600 1.2–1,7 бутылки, пищевые контейнеры, игрушки
    полистирол (ПС) 35–50 1-2 2,6–3,4 посуда, вспененные пищевые контейнеры
    акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) 15–55 30–100 0.9–3,0 кожухи, каски, трубопроводная арматура
    поливинилхлорид непластифицированный (ПВХ) 40–50 2–80 2,1–3,4 труба, водовод, сайдинг для дома, оконные рамы
    полиметилметакрилат (ПММА) 50–75 2–10 2.2–3,2 ударопрочные окна, мансардные окна, навесы
    политетрафторэтилен (ПТФЭ) 20–35 200–400 0,5 самосмазывающиеся подшипники, посуда с антипригарным покрытием
    Гетероцепь
    полиэтилентерефталат (ПЭТ) 50–75 50–300 2.4–3,1 прозрачные бутылки, записывающая лента
    поликарбонат (ПК) 65–75 110–120 2,3–2,4 компакт-диски, защитные очки, спортивные товары
    полиацеталь 70 25–75 2.6–3,4 подшипники, шестерни, душевые лейки, молнии
    полиэфирэфиркетон (PEEK) 70–105 30–150 3.9 детали машин, автомобилей и авиакосмической отрасли
    полифениленсульфид (PPS) 50–90 1–10 3.8–4,5 детали машин, бытовая техника, электрооборудование
    диацетат целлюлозы 15–65 6–70 1.5 фотопленка
    поликапролактам (нейлон 6) 40–170 30–300 1.0–2,8 подшипники, шкивы, шестерни
    Термореактивные материалы *
    Гетероцепь
    полиэстер (ненасыщенный) 20–70 <3 7–14 корпуса лодок, автомобильные панели
    эпоксидные смолы 35–140 <4 14–30 ламинированные платы, полы, детали самолетов
    фенолформальдегид 50–125 <1 8–23 электрические разъемы, ручки бытовой техники
    карбамид и меламиноформальдегид 35–75 <1 7.5 столешницы, посуда
    полиуретан 70 3–6 4 гибкие и жесткие поролоны для обивки, утеплителя

    Для целей этой статьи пластмассы в первую очередь определяются не на основе их химического состава, а на основе их технических характеристик.Более конкретно, они определяются как термопластические смолы или термореактивные смолы.

    Как производят пластмассу

    Основы производства пластмассы

    Термин «пластмассы» включает материалы, состоящие из различных элементов, таких как углерод, водород, кислород, азот, хлор и сера. Пластмассы обычно имеют высокую молекулярную массу, а это означает, что каждая молекула может иметь тысячи связанных вместе атомов. Природные материалы, такие как дерево, рог и канифоль, также состоят из молекул с высокой молекулярной массой.Промышленные или синтетические пластмассы часто предназначены для имитации свойств природных материалов. Пластмассы, также называемые полимерами, производятся путем преобразования природных продуктов или синтеза первичных химикатов, обычно получаемых из нефти, природного газа или угля.

    В основе большинства пластиков лежит атом углерода. Исключение составляют силиконы, в основе которых лежит атом кремния. Атом углерода может соединяться с другими атомами максимум четырьмя химическими связями. Когда все связи связаны с другими атомами углерода, могут образоваться алмазы, графит или сажа.Для пластиков атомы углерода также связаны с вышеупомянутым водородом, кислородом, азотом, хлором или серой. Когда соединения атомов образуют длинные цепочки, как жемчуг на нити жемчуга, полимер называют термопластом. Термопласты отличаются плавкостью. Все термопласты имеют повторяющиеся звенья, наименьший идентичный участок цепи. Мы называем эти повторяющиеся единицы элементарными ячейками. Подавляющее большинство пластмасс, около 92%, являются термопластами 1 .

    Группы атомов, из которых образуются элементарные ячейки, называются мономерами. Для некоторых пластиков, таких как полиэтилен, повторяющаяся единица может состоять только из одного атома углерода и двух атомов водорода. Для других пластиков, таких как нейлон, повторяющееся звено может включать 38 или более атомов. Когда мы комбинируем мономеры, мы получаем полимеры или пластмассы. Сырье образует мономеры, которые могут быть использованы или используются для образования элементарных ячеек. Мономеры используются в виде полимеров или пластиков

    Когда соединение атомов углерода образует двумерные и трехмерные сети вместо одномерных цепочек, полимер будет термореактивным пластиком.Термореактивные пластмассы не плавятся. Термореактивные пластмассы, такие как эпоксидные клеи, корпуса лодок и ванн из ненасыщенного полиэстера, или фенольные клеи, используемые для изготовления фанеры, создаются пользователем путем смешивания двух химических веществ и немедленного использования смеси до того, как пластик «схватится» или застынет.

    Образование повторяющихся звеньев для термопластов обычно начинается с образования небольших молекул на основе углерода, которые могут объединяться с образованием мономеров. Мономеры, в свою очередь, соединяются вместе с помощью механизмов химической полимеризации с образованием полимеров.Формирование сырья может начинаться с разделения углеводородных химикатов из природного газа, нефти или угля на чистые потоки химикатов. Некоторые из них затем обрабатываются в «процессе взлома». Здесь в присутствии катализатора молекулы сырья превращаются в мономеры, такие как этилен (этен) C2h5, пропилен (пропен) C3H6, бутен C4H8 и другие. Все эти мономеры содержат двойные связи между атомами углерода, так что атомы углерода могут впоследствии реагировать с образованием полимеров.

    Другие химические сырьевые материалы, такие как бензол и ксилолы, выделяются из нефти. Эти химические вещества вступают в реакцию с другими с образованием мономеров полистирола, нейлона и полиэфиров. Сырье было преобразовано в мономеры и больше не содержит нефтяных фракций. Еще одно сырье можно получить из возобновляемых ресурсов, например целлюлозу из древесины для производства бутирата целлюлозы. Чтобы стадия полимеризации работала эффективно, мономеры должны быть очень чистыми.Все производители очищают сырье и мономеры, улавливая неиспользованное сырье для повторного использования, а побочные продукты — для надлежащей утилизации.

    Затем мономеры химически связываются в цепи, называемые полимерами. Существует два основных механизма полимеризации: реакции присоединения и реакции конденсации. Для реакций присоединения добавляется специальный катализатор, часто пероксид, который заставляет один мономер связываться с другим, а другой с другим и так далее. Катализаторы не вызывают реакции, но заставляют реакции происходить быстрее.Аддитивная полимеризация, используемая, среди прочего, для полиэтилена, полистирола и поливинилхлорида, не приводит к образованию побочных продуктов. Реакции можно проводить в газовой фазе, диспергированной в жидкостях. Второй механизм полимеризации, конденсационная полимеризация, использует катализаторы, чтобы все мономеры реагировали с любым соседним мономером. В результате реакции два мономера образуют димеры (две элементарные ячейки) плюс побочный продукт. Димеры могут объединяться с образованием тетрамеров (четырех элементарных ячеек) и так далее. Для конденсационной полимеризации необходимо удалить побочные продукты, чтобы химическая реакция произвела полезные продукты.Некоторые побочные продукты представляют собой воду, которую обрабатывают и утилизируют. Другие побочные продукты — это сырье, которое перерабатывается для повторного использования в процессе. Удаление побочных продуктов проводится таким образом, чтобы ценное переработанное сырье не терялось в окружающей среде или не подвергалось воздействию населения. Реакции конденсации обычно проводят в массе расплавленного полимера. Полиэфиры и нейлоны производятся методом конденсационной полимеризации.

    Из различных комбинаций мономеров можно получить пластичные смолы с разными свойствами и характеристиками.Когда все мономеры одинаковы, полимер называется гомополимером. Когда используется более одного мономера, полимер называется сополимером. Пластиковые кувшины для молока являются примером гомополимерного полиэтилена высокой плотности. Молоко удовлетворительно упаковывается в менее дорогой гомополимерный HDPE. Бутылки для стирального порошка являются примером сополимера HDPE. Агрессивный характер моющего средства делает сополимер правильным выбором для наилучшего обслуживания. Каждый мономер дает пластичную смолу с определенными свойствами и характеристиками.Комбинации мономеров дают сополимеры с другими вариациями свойств. Таким образом, в пределах каждого типа полимера, такого как нейлон, полиэфир, полиэтилен и т. Д., Производители могут производить пластмассы, обладающие определенными характеристиками, на заказ. Полиэтилены могут быть жесткими или гибкими. Полиэфиры могут быть изготовлены из клеев, плавящихся при низкой температуре, или для автомобильных деталей, устойчивых к высоким температурам. Полученные термопластичные полимеры можно плавить с образованием множества различных видов пластмассовых изделий, которые можно найти на многих основных рынках.Разнообразие пластика как в пределах одного семейства пластмасс, так и среди типов семейств позволяет адаптировать пластик к конкретным требованиям к конструкции и характеристикам. Вот почему одни пластмассы лучше всего подходят для одних применений, а другие — для совершенно иных. Ни один пластик не подходит для всех нужд.

    Вот некоторые примеры свойств материалов для пластмассовых изделий:

    • Упаковка горячего розлива, используемая для таких продуктов, как кетчуп
    • Химически стойкая упаковка, используемая для таких продуктов, как отбеливатель
    • Ударная вязкость автомобильных бамперов

    Структура полимеров

    Как мы уже говорили, полимеры могут быть гомополимерами или сополимерами.Если длинные цепи показывают непрерывную связь атомов углерода с углеродом, структура называется гомогенной. Длинная цепочка называется позвоночником. Полипропилен, полибутилен, полистирол и полиметилпентен являются примерами полимеров с однородной углеродной структурой в основной цепи. Если цепочки атомов углерода периодически прерываются кислородом или азотом, структура называется гетерогенной. Полиэфиры, нейлон и поликарбонаты являются примерами полимеров с неоднородной структурой.Гетерогенные полимеры как класс имеют тенденцию быть менее химически стойкими, чем гомогенные полимеры, хотя примеры обратного многочисленны.

    К углеродно-углеродной основе могут быть прикреплены различные элементы. Поливинилхлорид (ПВХ) содержит присоединенные атомы хлора. Тефлон содержит присоединенные атомы фтора.

    Расположение звеньев в термопластах также может изменять структуру и свойства пластмасс. Некоторые пластмассы собраны из мономеров, так что имеется преднамеренная случайность в появлении присоединенных элементов и химических групп.У других прикрепленные группы расположены в очень предсказуемом порядке. Пластмассы, если структура позволяет, образовывать кристаллы. Некоторые пластмассы легко и быстро образуют кристаллы, например HDPE — полиэтилен высокой плотности. HDPE может казаться мутным из-за кристаллов и проявлять жесткость и прочность. Другие пластмассы сконструированы так, что они не могут соединяться друг с другом с образованием кристаллов, например полиэтилен низкой плотности, LDPE. Аморфный пластик обычно имеет прозрачный внешний вид. Регулируя пространственное расположение атомов в основных цепях, производитель пластмасс может изменять эксплуатационные свойства пластика.

    Химическая структура основы, использование сополимеров и химическое связывание различных элементов и соединений с основной цепью, а также способность кристаллизоваться могут изменить технологические, эстетические и эксплуатационные свойства пластмасс. Пластмассы также могут быть изменены добавлением добавок.

    Добавки

    Когда пластмассы выходят из реакторов, они могут иметь желаемые свойства для коммерческого продукта или нет.Включение добавок может придавать пластмассам особые свойства. Некоторые полимеры включают добавку во время производства. Другие полимеры включают добавки во время переработки в готовые детали. Добавки включают в полимеры для изменения и улучшения основных механических, физических или химических свойств. Добавки также используются для защиты полимера от разрушающего воздействия света, тепла или бактерий; для изменения таких технологических свойств полимера, как текучесть расплава; обеспечить цвет продукта; и для обеспечения особых характеристик, таких как улучшенный внешний вид поверхности, снижение трения и огнестойкость.

    Типы добавок:

    • Антиоксиданты: для обработки пластмасс и вне помещений, где требуется устойчивость к атмосферным воздействиям
    • Красители: для цветных пластиковых деталей
    • Пенообразователи: для пенополистирольных стаканов и строительных плит и для полиуретанового коврового покрытия
    • Пластификаторы: используются для изоляции проводов, полов, водостоков и некоторых пленок
    • Смазочные материалы: используются для изготовления волокон
    • Anti-stats: для уменьшения пылеулавливания за счет статического электричества
    • Противомикробные средства: используются для занавесок для душа и настенных покрытий
    • Антипирены: для повышения безопасности покрытий проводов и кабелей и искусственного мрамора

    Два типа пластика, в зависимости от обработки

    A Thermoset — это полимер, который необратимо затвердевает или «застывает» при нагревании или отверждении.Подобно отношениям между сырым и вареным яйцом, вареное яйцо не может вернуться к своей первоначальной форме после нагревания, а термореактивный полимер не может быть размягчен после «застывания». Термореактивные материалы ценятся за их долговечность и прочность и широко используются в автомобилях и строительстве, в том числе в клеях, чернилах и покрытиях. Самый распространенный термореактивный материал — это резиновые грузовые и легковые шины. Некоторые примеры термореактивных пластмасс и их применения в продуктах:

    Полиуретаны:
    • Матрасы
    • Подушки
    • Изоляция

    Ненасыщенные полиэфиры:
    • Корпуса лодок
    • Ванны и душевые кабины
    • Мебель

    Эпоксидные смолы:
    • Клейкие клеи
    • Покрытие для электрических устройств.
    • Лопасти вертолетных и реактивных двигателей

    Фенолформальдегид:
    • Ориентированно-стружечная плита
    • Фанера
    • Электроприборы
    • Платы и переключатели электрические

    A Термопласт — это полимер, в котором молекулы удерживаются вместе слабыми вторичными силами связи, которые размягчаются при воздействии тепла и возвращаются в исходное состояние при охлаждении до комнатной температуры.Когда термопласт размягчается при нагревании, ему можно придать форму путем экструзии, формования или прессования. Кубики льда — обычные предметы домашнего обихода, которые воплощают принцип термопластичности. Лед тает при нагревании, но быстро затвердевает при охлаждении. Подобно полимеру, этот процесс можно повторять много раз. Термопласты обладают универсальностью и широким спектром применения. Они обычно используются в упаковке пищевых продуктов, поскольку им можно быстро и экономично придать любую форму, необходимую для выполнения упаковочной функции.Примеры включают кувшины для молока и бутылки для газированных безалкогольных напитков. Другие примеры термопластов:

    Полиэтилен:
    • Упаковка
    • Электроизоляция
    • Бутылки для молока и воды
    • Упаковочная пленка
    • Домашняя пленка
    • Сельскохозяйственная пленка

    Полипропилен:
    • Ковровые волокна
    • Автомобильные бамперы
    • Микроволновые контейнеры
    • Наружные протезы

    Поливинилхлорид (ПВХ):
    • Оболочка для электрических кабелей.
    • Напольные и настенные покрытия
    • Сайдинг
    • Автомобильные приборные панели

    Способы обработки термопластов и термореактивных материалов

    Для превращения полимеров в готовую продукцию используется множество различных методов обработки.Некоторые включают:

    Экструзия — Этот непрерывный процесс используется для производства пленок, листов, профилей, труб и труб. Пластиковый материал в виде гранул, пеллет или порошка сначала загружается в бункер, а затем подается в длинную нагретую камеру, через которую он перемещается под действием непрерывно вращающегося винта. Камера представляет собой цилиндр и называется экструдером. Экструдеры могут иметь один или два вращающихся винта. Пластик плавится за счет механической работы шнека и тепла от стенки экструдера.В конце нагретой камеры расплавленный пластик вытесняется через небольшое отверстие, называемое матрицей, для придания формы готовому продукту. По мере того, как пластик выдавливается из фильеры, он подается на конвейерную ленту для охлаждения, на ролики для охлаждения или путем погружения в воду для охлаждения. Принцип работы такой же, как у мясорубки, но с добавленными нагревателями в стенке экструдера и охлаждением продукта. Примеры экструдированных продуктов включают кромку газона, трубы, пленку, бумагу с покрытием, изоляцию электрических проводов, водосточные желоба и водосточные желоба, пластиковые пиломатериалы и оконную отделку.Термопласты перерабатываются методом непрерывной экструзии. Термореактивный эластомер может быть экструдирован для получения водоотталкивающего материала путем добавления катализаторов к каучуковому материалу, когда он подается в экструдер.

    Каландрирование — Этот непрерывный процесс является продолжением экструзии пленки. Еще теплый экструдат охлаждают на полированных холодных валках для получения листа толщиной от 0,005 дюйма до 0,500 дюйма. Благодаря полированным роликам толщина поддерживается в хорошем состоянии, а поверхность становится гладкой. Каландрирование используется для получения высокой производительности и способности справляться с низкой прочностью расплава.Тяжелые полиэтиленовые пленки, используемые для строительства паро и жидких барьеров, каландрированы. Пленки ПВХ в больших объемах обычно изготавливают с использованием календарей.

    Выдувание пленки — Этот процесс непрерывно выдавливает кольцо полурасплавленного полимера в вертикальном направлении вверх, как фонтан. Поддерживается воздушный пузырек, растягивающий пластик в осевом и радиальном направлении в трубку, во много раз превышающую диаметр кольца. Диаметр трубки зависит от обрабатываемого пластика и условий обработки.Трубка охлаждается воздухом, зажимается и наматывается непрерывно, как сплющенная трубка. Трубка может быть обработана для формирования товарных пакетов или разрезана для формирования рулонов пленки толщиной от 0,0003 до 0,005 дюйма. Для изготовления трубки можно использовать несколько слоев разных смол.

    Литье под давлением — Этот процесс позволяет изготавливать сложные трехмерные детали высокого качества и высокой воспроизводимости. Он преимущественно используется для термопластов, но некоторые термореактивные материалы и эластомеры также перерабатываются методом литья под давлением.При литье под давлением пластмассовый материал подается в бункер, который подается в экструдер. Шнек экструдера проталкивает пластик через камеру нагрева, в которой материал затем плавится. В конце экструдера расплавленный пластик под высоким давлением выдавливается в закрытую холодную форму. Высокое давление необходимо для того, чтобы форма была полностью заполнена. Как только пластик остывает до твердого состояния, форма открывается, и готовый продукт выгружается. Этот процесс используется для изготовления таких предметов, как кадки для масла, емкости для йогурта, крышки от бутылок, игрушки, аксессуары и стулья для газонов.Для создания изделий из термореактивного пластика во время обработки могут быть добавлены специальные катализаторы, например детали из вулканизированной силиконовой резины. Литье под давлением — это прерывистый процесс, так как детали формуются в формах и должны быть охлаждены или отверждены перед удалением. Экономичность определяется тем, сколько деталей может быть изготовлено за цикл и насколько короткими могут быть циклы.

    Выдувное формование — Выдувное формование — это процесс, используемый в сочетании с экструзией или литьем под давлением. В одной из форм, экструзии с раздувом, фильера образует непрерывную полурасплавленную трубу из термопластического материала.Охлажденная форма зажимается вокруг трубы, и затем в трубку вдувается сжатый воздух, чтобы подогнать трубу к внутренней части формы и затвердеть растянутой трубе. В целом цель состоит в том, чтобы получить однородный расплав, сформировать из него трубу с желаемым поперечным сечением и придать ей точную форму продукта. Этот процесс используется для производства полых пластмассовых изделий, и его основным преимуществом является возможность изготавливать полые формы без необходимости соединения двух или более отдельных деталей, полученных литьем под давлением.Этот метод используется для изготовления таких предметов, как коммерческие бочки и бутылки для молока. Другой метод выдувного формования заключается в литье под давлением промежуточной формы, называемой преформой, с последующим нагревом преформы и выдуванием термоупрочненного пластика в окончательную форму в охлажденной форме. Это процесс изготовления бутылок для газированных безалкогольных напитков.

    Выдувание расширенных шариков — Этот процесс начинается с того, что отмеренный объем шариков пластика помещается в форму. Гранулы содержат пенообразователь или газ, обычно пентан, растворенный в пластике.Закрытая форма нагревается для размягчения пластика, и газ расширяется, или вспенивающий агент выделяет газ. В результате получается структура из вспененного пластика с закрытыми ячейками, соответствующая форме, например стаканчики из пенополистирола. Теплоизоляционная плита из пенополистирола Styrofoam ™ производится в процессе непрерывной экструзии с использованием раздувания вспененных гранул.

    Ротационное формование — Ротационное формование состоит из формы, установленной на машине, способной вращаться по двум осям одновременно.Твердая или жидкая смола помещается в форму и нагревается. Вращение распределяет пластик в однородное покрытие внутри формы, затем форма охлаждается до тех пор, пока пластмассовая часть не остынет и не затвердеет. Этот процесс используется для создания полых конфигураций. Обычные продукты ротационного формования включают транспортировочные бочки, резервуары для хранения и некоторую потребительскую мебель и игрушки.

    Компрессионное формование — В этом процессе подготовленный объем пластика помещается в полость формы, а затем применяется вторая форма или заглушка, чтобы придать пластику желаемую форму.Пластик может быть полуотвержденным термореактивным материалом, например автомобильной шиной, или термопластом, или матом из термореактивной смолы и длинных стекловолокон, например, для корпуса лодки. Компрессионное формование может быть автоматизировано или требует значительного ручного труда. Трансферное формование — это усовершенствованная форма компрессионного формования. Трансферное формование используется для герметизации деталей, например, для производства полупроводников

    Формование фанеры или ориентированно-стружечных плит с использованием термореактивных клеев является вариантом компрессионного формования.Деревянный шпон или нити покрывают катализированной термореактивной фенолформальдегидной смолой и сжимают и нагревают, чтобы термореактивный пластик превратился в жесткий, неплавкий клей.

    Литье — Этот процесс представляет собой добавление жидких смол в форму под низким давлением, часто просто заливка. Катализированным термореактивным пластмассам можно придавать сложные формы путем литья. Расплавленный полиметилметакрилатный термопласт можно заливать в плиты для формирования окон для коммерческих аквариумов.Отливка позволяет получить толстый лист толщиной от 0,500 дюймов до многих дюймов.

    Термоформование — Пленки из термопласта нагреваются, чтобы смягчить пленку, а затем мягкую пленку вытягивают под действием вакуума или толкают под давлением, чтобы она соответствовала форме, или вдавливают пробкой в ​​форму. Детали термоформовываются либо из отрезков для толстого листа более 0,100 дюйма, либо из рулонов тонкого листа. Готовые детали вырезаются из листа, а отходы листового материала используются повторно для производства нового листа.Этот процесс может быть автоматизирован для крупносерийного производства пищевых контейнеров-раскладушек или может представлять собой простой ручной труд для изготовления отдельных поделок.

    1 Американский совет по химии, Статистическая группа производителей пластмасс, 2005 г.

    Определение пластика и примеры в химии

    Вы когда-нибудь задумывались о химическом составе пластика или о том, как он сделан? Вот посмотрите, что такое пластик и как он формируется.

    Определение и состав пластмасс

    Пластик — это любой синтетический или полусинтетический органический полимер.Другими словами, в то время как другие элементы могут присутствовать, пластмассы всегда включают углерод и водород. В то время как пластик может быть сделан практически из любого органического полимера, большая часть промышленного пластика производится из нефтехимии. Термопласты и термореактивные полимеры — это два типа пластмасс. Название «пластик» относится к свойству пластичности, способности деформироваться без разрушения.

    Полимер, используемый для изготовления пластика, почти всегда смешивается с добавками, в том числе красителями, пластификаторами, стабилизаторами, наполнителями и армирующими добавками.Эти добавки влияют на химический состав, химические свойства и механические свойства пластика, а также на его стоимость.

    Термореактивные материалы и термопласты

    Термореактивные полимеры, также известные как термореактивные полимеры, затвердевают и принимают постоянную форму. Они аморфны и имеют бесконечную молекулярную массу. С другой стороны, термопласты можно нагревать и повторно формовать снова и снова. Некоторые термопласты аморфны, а некоторые имеют частично кристаллическую структуру.Термопласты обычно имеют молекулярную массу от 20 000 до 500 000 а.е.м. (единица атомной массы).

    Примеры пластмасс

    Пластмассы часто называют аббревиатурами от их химических формул:

    • Полиэтилентерефталат: ПЭТ или ПЭТ
    • Полиэтилен высокой плотности: HDPE
    • Поливинилхлорид: ПВХ
    • Полипропилен: PP
    • Полистирол: PS
    • Полиэтилен низкой плотности: LDPE

    Свойства пластмасс

    Свойства пластмасс зависят от химического состава субъединиц, расположения этих субъединиц и метода обработки.

    Все пластмассы — это полимеры, но не все полимеры пластмассовые. Пластичные полимеры состоят из цепочек связанных субъединиц, называемых мономерами. Если идентичные мономеры соединяются, образуется гомополимер. Различные мономеры соединяются с образованием сополимеров. Гомополимеры и сополимеры могут быть как с линейными, так и с разветвленными цепями.

    К другим свойствам пластмасс можно отнести:

    • Пластмассы обычно твердые. Они могут быть аморфными, твердыми кристаллическими или полукристаллическими (кристаллитами).
    • Пластмассы обычно плохо проводят тепло и электричество. Большинство из них — изоляторы с высокой диэлектрической прочностью.
    • Стекловидные полимеры обычно жесткие (например, полистирол). Однако тонкие листы этих полимеров можно использовать в качестве пленок (например, полиэтилена).
    • Почти все пластмассы демонстрируют удлинение при напряжении, которое не восстанавливается после снятия напряжения. Это называется «ползучесть».
    • Пластмассы, как правило, долговечные и медленно разлагаются.

    Интересные факты о пластике

    Дополнительные факты о пластике:

    • Первым полностью синтетическим пластиком был бакелит, сделанный в 1907 году Лео Бэкеландом. Он также придумал слово «пластик».
    • Слово «пластик» происходит от греческого слова plastikos , что означает, что ему можно придавать форму или формовать.
    • Примерно треть производимого пластика используется для изготовления упаковки. Еще треть используется для сайдинга и обвязки.
    • Чистые пластмассы обычно нерастворимы в воде и нетоксичны. Однако многие добавки в пластмассах токсичны и могут попадать в окружающую среду. Примеры токсичных добавок включают фталаты. Нетоксичные полимеры также могут разлагаться на химические вещества при нагревании.
    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *