Вступ
Полімерні матеріали, матеріали на основі високомолекулярних сполук; зазвичай багатокомпонентні і багатофазні.
Полімерні матеріали-найважливіший клас сучасних матеріалів, широко використовуваних у всіх галузях техніки і технології, в сільському господарстві і в побуті. Відрізняються широкими можливостями регулювання складу, структури і властивостей. Основні переваги полімерних матеріалів: низька вартість, порівняльна простота, висока продуктивність, мала енергоємність і маловідходних методів отримання та переробки, невисока щільність, висока стійкість до агресивних середовищ, атмосферних і радіаційного впливу та ударних навантажень, низька теплопровідність <# "justify"> 1. АБС-пластик
АБС-пластик - ударостійкий матеріал, що відноситься до інженерних пластиків. Має більш високу стійкість до ударних навантажень в порівнянні з полістиролом загального призначення, ударостійким полістиролом і іншими сополимерами стиролу. Перевершує їх по механічної міцності і жорсткості. Зносостійкий. Витримує короткочасний нагрів до 90-100 ° С. Максимальна температура тривалої експлуатації: 75 - 80 ° С. АБС-пластик придатний для нанесення гальванічного покриття, для вакуумної металізації, а також для пайки контактів. Добре зварюється. Рекомендується для точного лиття. Має високу розмірну стабільність. Дає блискучу поверхню. Є спеціальні марки з підвищеним і зниженим блиском. Стійкий до лугів, мастил, розчинів неорганічних солей і кислот, вуглеводнів, жирів, бензину. Розчиняється в ацетоні, ефірі, бензолі, Етілхлорід, етиленхлориду, аніліні, анізол. Не стійкий до ультрафіолетового випромінювання. Характеризується обмеженою стійкістю проти атмосферних впливів і зниженими електроізоляційними властивостями в порівнянні з полістиролом загального призначення і ударостійким полістиролом.
У промисловості АБС-пластик отримують методом кополімеризації, яка представляє собою процес утворення високомолекулярних сполук при спільної полімеризації двох або більше різних мономерів. Методи отримання АБС-пластика засновані на радикальної кополімеризації стиролу з акрилонитрилом в присутності латексу каучуку.
В автомобільній промисловості на основі АБС-пластика і його композицій виробляються деталі інтер'єру і екстер'єру автомобіля. У приладобудуванні АБС-пластик застосовують як конструкційний матеріал для виготовлення корпусів електроприладів, електроінструментів, акумуляторів. У виробництві ТНП АБС-пластик застосовується для виробництва таких видів товарів народного споживання, як: господарські товари для домашнього; спортивні товари; дитячі товари та іграшки.
У харчовій промисловості АБС-пластик застосовується в якості посуду для харчування на повітряному, залізничному і водному транспорті.
2.Поліаміди
Поліаміди - пластичні матеріали, що відрізняються підвищеною міцністю і термостійкістю, високу хімічну стійкість, стійкість до стирання, хорошими антифрикційними і задовільними електричними властивостями. Здатні витримувати циклічні навантаження. Зберігають свої характеристики в широкому діапазоні температур. Витримують стерилізацію парою до 140 ° С. Зберігають еластичність при низьких температурах.
Поліаміди розчиняються в концентрованої сірчаної кислоти, що є для них універсальним розчинником, а також в мурашиної, монохлоруксусной, трифторуксусной кислотах, в фенолу, крезолу, хлорале, тріфторетаноле. Стійкі до дії спиртів, лугів, масел, бензину.
До недоліків поліамідів можна віднести високе водопоглинання і низьку світлостійкість.
Поліаміди застосовуються для виробництва виробів всіма способами переробки пластмас. Найбільш часто - литтям під тиском для випуску конструкційних деталей і екструзією для отримання плівок, труб, стрижнів і інших профілів. Для екструзії застосовуються, головним чином, високов'язкі сорти типу поліаміду 11 і поліаміду 12.
Асортимент матеріалів, що виготовляються з різних видів поліамідів, дуже великий. Поліаміди йдуть на виготовлення синтетичних волокон, плівки, штучного хутра та шкіри, пластмасових виробів технічного і побутового призначення, що володіють великою міцністю і пружністю.
У загальному випадку, поліаміди використовуються як конструкційний, електроізоляційний і антифрикційний матеріал в електротехнічній, радіотехнічної, автомобільної, авіаційної, нафтовидобувній, приладобудівної, медичної промисловості. В автомобільній промисловості з поліамідів виготовляють теплостійкі навантажені деталі автотранспортних засобів; зубчасті колеса, схильні до підвищеним механічним і тепловим навантаженням; підстави навантажених приладів: спідометрів, тахометрів; кришки котушок запалювання; ковпаки коліс; педалі; шестерні склоочисника; корпуси і крильчатки вентиляторів охолодження двигуна; кнопки для кріплення облицювання салону; корпуси дзеркал заднього виду.
Деякі види поліамідів, такі як ПА 6 / 66-3 і ПА 6 / 66-4 розчиняють в спирто-водної суміші і отримують клеї і лаки, що йдуть в електротехнічнаську промисловість, використовувані для отримання протезно-ортопедичних виробів, плівкових покриттів, для обробки шкіри та паперу. 3.Поліетілен Синтетичний термопластичний неполярний полімер, що належить до класу поліолефінів. Продукт полімеризації етилену. Тверда речовина білого кольору. Випускається в формі поліетилену низького тиску (поліетилену високої щільності), одержуваного суспензійним методом полімеризації етилену при низькому тиску на комплексних металоорганічних каталізаторах в суспензії або газофазним методом полімеризації етилену в газовій фазі на комплексних металоорганічних каталізаторах на носії, і поліетилену високого тиску (поліетилен низької щільності) , одержуваного при високому тиску полімеризацією етилену в трубчастих реакторах або реакторах із пристроєм, з застосува еніем ініціаторів радикального тіпа.Поліетілен - пластичний матеріал з хорошими діелектричними властивостями. Ударостійкий, що не ламається, з невеликою поглинаючою здатністю. Фізіологічно нейтральний, без запаху. Володіє низькою паро і газопроникність. Поліетилен не реагує з лугами будь-якої концентрації, з розчинами будь-яких солей, карбоновими, концентрованої соляної і плавикової кислотами. Стійкий до алкоголю, бензину, воді, овочевих соків, олії. Руйнується 50% -ної азотної кислотою, а також рідкими і газоподібними хлором і фтором. Чи не розчинний в органічних розчинниках і обмежено набухає в них. Поліетилен стійок при нагріванні в вакуумі і атмосфері інертного газу. Але на повітрі деструктуючих при нагріванні вже при 80 ° С. Стійкий до низьких температур до -70 ° С. Під дією сонячної радіації, особливо ультрафіолетових променів, піддається фотодеструкции (як светостабілізаторов використовується сажа, похідні бензофенону). Практично нешкідливий, з нього не виділяються в навколишнє середовище небезпечні для здоров'я людини вещества.Поліетілен легко переробляється усіма основними способами переробки пластмас. Легко піддається модифікації. За допомогою хлорування, сульфування, бромирования, фторування йому можна надати каучукоподобное властивості, поліпшити теплостійкість, хімічну стійкість. Сополимеризацией з іншими олефинами, полярними мономерами підвищити стійкість до розтріскування, еластичність, прозорість, адгезійні характеристики. Змішанням з іншими полімерами або сополимерами поліпшити ударну в'язкість і інші фізичні свойства.Наіболее широко поліетилен застосовують для виробництва плівок технічного і побутового назначенія.поліпропілен пластмаса полівінілхлоридний волокно4.Полівінілхлорід Синтетичний термопластичний полярний полімер. Продукт полімеризації вінілхлориду. Тверда речовина білого цвета.Полівінілхлорід стійкий до дії вологи, кислот, лугів, розчинів солей, промислових газів (наприклад, NO2, Cl2), бензину, гасу, жирів, спиртів. Не розчиняється у власному мономере. Обмежено розчинний в бензолі, ацетоні. Розчинний в діхлоретане, циклогексаноні, хлор і нітробензол. Фізіологічно нешкідливий. Чистий полівінілхлорид є роговідний матеріал, який важко переробляється. Тому зазвичай його змішують з пластифікаторами. Властивості кінцевого продукту варіюються від жорсткого до дуже гнучкого пластику в залежності від відсотка доданого пластифікатора, який може досягати до 30% масси.Випускается у вигляді капілярно-пористого порошку з розміром часток 100-200 мкм, одержуваного полімеризацією вінілхлориду в масі, суспензії або емульсії. Порошок сипкі і добре переробляється. На основі полівінілхлориду отримують жорсткі (вініпласт) і м'які (пластикат) пластмаси, пластизоли (пасти), ПВХ волокно. Вініпласт використовується як жорсткий конструкційний матеріал, який застосовується в будівництві у вигляді погонажу, профілів, труб. Пластикат застосовується для виготовлення плівок, шлангів, клейонки, лінолеума.Вініпласт використовують як конструкційний коррозионностойкий матеріал для виготовлення хімічної апаратури і комунікацій, вентиляційних повітропроводів, труб, фітингів, а також для покриття підлог, облицювання стін, тепло- і звукоізоляції (пенополівінілхлорід), виготовлення плінтусів, віконних рам і інших будівельних деталей. З прозорого вініпласту виготовляють об'ємну тару для харчових продуктів, бутилкі.Пластікат використовують для виготовлення ізоляції та оболонок для електропроводів і кабелів, для виробництва шлангів, лінолеуму і плиток для підлог, матеріалів для облицювання стін, оббивки меблів, упаковки (в тому числі для харчових продуктів ), для створення штучної шкіри, взуття. Прозорі гнучкі трубки з пластикату застосовують в системах переливання крові та життєзабезпечення в медичній техніці. Пластикат з підвищеною теплостійкістю використовується для виробництв волокна. 5.Поліпропілен Синтетичний термопластичний неполярний полімер, що належить до класу поліолефінів (рис.5). Продукт полімеризації пропілену. Тверда речовина білого кольору. Випускається в формі гомополимера і сополімерів, одержуваних сополімеризуютьсяєю пропілену і етилену в присутності металоорганічних каталізаторів при низькому і середньому тиску, у вигляді гранул стабілізованих, забарвлених або неокрашенних.Поліпропілен - пластичний матеріал, що відрізняється високою міцністю при ударі і багаторазовому вигині, зносостійкість, хорошими електроізоляційними властивостями в широкому діапазоні температур, високу хімічну стійкість , низьку паро- і газопроникність. У тонких плівках практично прозорий. Стійкий до кислот, лугів, розчинів солей, мінеральних і рослинних масел при високих температурах. При кімнатній температурі не розчиняється в органічних розчинниках. Розчиняється тільки при підвищених температурах в сильних розчинниках: хлорованих, ароматичних углеводородах.Поліпропілен легко переробляється. Добре змішується з барвниками. Легко піддається хлоруванню. Легко кристалізується (макс. Ступінь кристалічності 75%). Всі вироби з поліпропілену витримують кип'ятіння, і можуть стерилізувати парою без якої-небудь зміни їх форми або механічних властивостей. Максимальна температура експлуатації поліпропілену 120-140 ° C.Поліпропілен чутливий до світла і кисню (чутливість знижується при введенні стабілізаторів), має невисоку морозостійкість, яку можна підвищити введенням в макромолекулу ізотактичного поліпропілену ланок етилену (наприклад, при кополімеризації пропілену з етиленом) .Завдяки своїм споживчим і технологічним якостям поліпропілен має дуже широкий спектр застосування і займає друге місце після поліетилену по світовому випуску - 20,5% .Поліпропіл н застосовується для виробництва газо- і водопровідних напірних труб, профілів, листів, плівки, меблів, технічних виробів, товарів культурно-побутового призначення, у виробництві поліпропіленового волокна.Отдельние марки поліпропілену допущені до контакту з харчовими продуктами і для виробництва виробів медико-біологічного призначення .властивості поліпропілену пропускати водяні пари, робить його незамінним для «протівозапотевающей» упаковки продуктів харчування (хліба, зелені, бакалії), а також в будівництві для гідроізоляції. 6.Полістірол Синтетичний термопластичний твердий, жорсткий, аморфний полімер. Продукт полімеризації стиролу. Масово випускається у формі полістиролу загального призначення і ударостійкого полістірола.Полістірол - термопластичний матеріал, що володіє високою твердістю і хорошими діелектричними властивостями, хімічно стійкий по відношенню до лугів і кислот, крім азотної і уксусной.Полістірол легко формується і забарвлюється. Добре обробляється механічними способами. Без праці склеюється. Володіє низьким влагопоглощенієм і високу вологостійкість і морозостійкість. Фізіологічно нешкідливий. Вироби з полістиролу мають високий глянцем. Полістирол загального призначення вельми крихкий, має низьку ударну міцність і малу теплостійкість: температура розм'якшення полістиролу становить 90-95 ° С. Кращими експлуатаційними властивостями володіють різні сополімери стиролу. Ударостійкий полістирол відрізняється підвищеними показниками ударної в'язкості в широкому діапазоні температур (до -30 ...- 40 ° С). Основний недолік - низька термо- і світлостійкість, пов'язана з наявністю каучукової фази.Технологія виробництва виробів з полістиролу розроблена досить глибоко. Він переробляється усіма методами переробки термопластів, добре зварюється і склеюється, поєднується з пластифікаторами, добре забарвлюється. Його переробляють литтям під тиском при 190-230 ° С і температурі ливарних форм 50-60 ° С і екструзією при 130-190 ° С.Полістірол займає четверте місце в світовому табелі про ранги полімерів - 7,5% світового ринку. Він відноситься до термопластів загальнотехнічного призначення. Володіючи хорошими властивостями міцності, прозорістю і прекрасним зовнішнім виглядом, полістирол широко використовується у виробництві товарів побутового та культурно-побутового призначення, будівництві, світлотехніці, медичній техніці, рекламі. Оскільки полістирол є прекрасним діелектриком, добре працюють при низьких і високих частотах, він ефективно застосовується в електротехніці, в тому числі для виготовлення тонких орієнтованих конденсаторних плівок. Крім того, полістирол є вихідним матеріалом для виробництва пенополістірола.Поліуретани - синтетичні гетероцепні полімери.Поліуретани можуть сильно відрізнятися один від одного будовою ланцюга, хімічної природою і властивостями, але їх об'єднує наявність в основному ланцюзі макромолекули уретанових груп -NHCOO-Найбільший практичний інтерес представляють поліуретанові еластомери, які характеризуються високими значеннями міцності і опору роздирання, хорошими діелектричними властивостями, зносостійкістю, стійкістю набухання в різних маслах і розчинниках, а також озоно- і радіаційностійких. Вони водостійкі, проявляють високу стійкість до мікроорганізмів і цвілі. За деякими фізико-механічні параметрам поліуретани перевершують не тільки всі типи гум, каучуків, а й метали. Поліуретан надає виробам ряд корисних властивостей, недосяжних для звичайних резін.Во-перше, це підвищене значення твердості, що дозволяє використовувати поліуретан для виробів, що працюють під особливо сильними механічними навантаженнями, наприклад, для валів холодної прокатки або гнучкі сталі.Во-друге, неперевершена зносостійкість і абразивна стійкість. Ливарні поліуретани перевершують гуми, пластики і метали по своїй абразивної стійкості в кілька раз.В-третє, при підвищеній твердості поліуретан зберігає високу еластичність: межа деформації при розриві зазвичай не менше 350%. Це забезпечує дуже високе значення міцності: до 50 МПа.В умовах постійної динамічного навантаження верхньою межею температури експлуатації поліуретанів є 120 ° С. Низькі температури не роблять особливого впливу на властивості поліуретанових еластомерів аж до -70 ° С. Ливарна технологія формування деталей з поліуретану дозволяє отримувати вироби практично будь-якої форми і розмірів, недоступних для формування гумових виробів. Висока вартість гумотехнічних виробів дозволяє поліуретанів конкурувати з гумою і в ціновому плане.Поліуретановие еластомери мають відмінну стійкість до масел і розчинників і підходять для роботи з мастилами, нафтою і її похідними, але експлуатація виробів з поліуретанів показує, що вони дуже швидко руйнуються при впливі ацетоном, азотної кислоти, з'єднань містять великий відсоток хлору (соляна кислота, рідкий хлор), формальдегіду, мурашиної і фосфорної кислоти, скипидару, толуолу. До недоліків поліуретанів можна віднести і невисоку стійкість при підвищених температурах до дії лугів, накопичення залишкових деформацій під дією тривалих навантажень, різку залежність фізико-механічних властивостей від перепадів температури.Поліуретани переробляються практично всіма існуючими технологічними методами: екструзією, пресуванням, литтям, заливкою на стандартному обладнанні. На їх основі отримують всі відомі типи полімерних матеріалів і виробів: наповнені, армовані, спінені, ламіновані, листові, у вигляді плит, блоків, профілів, панелей, волокон, плівок. Вироби з поліуретанів можуть бути як прозорі, так і пофарбовані в різноманітні цвета.Наіболее широке застосування в промисловості отримали ливарні поліуретанові еластомери, з яких виготовляють як великогабаритні вироби, так і вироби середніх розмірів: масивні шини для внутрішньозаводського транспорту, надійність яких в 6-7 раз більше, ніж шин з вуглеводневих каучуків; деталі пристроїв для транспортування абразивного шламу, флотаційних установок, гидроциклонов і трубопроводів, що застосовуються в гірничодобувній промисловості; приводні ремені в ткацьких машинах; конвеєрні стрічки; різноманітні ущільнювальні деталі; деталі машин, валиків для текстильної та паперової промисловості; ущільнення гідравлічних пристроїв і олійно-пневматичних амортизаторів залізничного транспорту. У взуттєвій промисловості з них виготовляють зносостійкі підошви, а також використовують як штучної кожі.Поліуретани використовують також в якості сполучних для виготовлення деревостружкових плит, полимербетонов, пінопластів, що імітують деревину, ефективних клейових складів і покриттів в будівництві та машинобудуванні, а також клеїв і протезів медичного призначення.