Из каких веществ делают пластмасс

Пластмассы получают из связующего вещества, на­полнителя, вводя в состав исходной массы специальные добавки-пластификаторы, отвердители, стабилизаторы и красители.

Связующим веществом в пластмассах служат различные полиме­ры — синтетические смолы и каучуки, производные целлюлозы. Вы­бор связующего вещества в значительной мере определяет техниче­ские свойства изделий из пластмасс: теплостойкость, способность сопротивляться воздействию растворов кислот, щелочей и других агрессивных веществ, а также характеристики прочности и деформативности. Связующее вещество — это обычно самый дорогой компо­нент пластмассы .Исход. матер. для получ. полимера — природный газ и так называемый "попутный" газ, сопровождающий выходы нефти.

Наполнители представляют собой разнообразные неорганические и органические порошки и волокна. Наполнители значительно уменьшает потребность в дорогом полимере и тем самым намного удешевляют изделия из пластмасс. Кроме того, наполнители улучшают ряд свойств изделий — повышают теплостойкость, а волокна ткани и лис­товой материалы сильно повышают сопротивление растяжению и изгибу, действуя подобно арматуре в железобетоне.

Пластификаторы — это вещества, добавляемые к полимеру для повышения его высокоэластичности и уменьшения хрупкости. В виде пластификаторов могут использоваться некоторые низкомолекулярные высококипящие жидкости.

Отвердители — ускоряют процесс отверждения пластмасс.

Стабилизаторы — способствуют сохранению структуры и свойствпластмасс во времени, предотвращая их раннее старение при воздействии солнечного света, кислорода воздуха, нагрева и др. неблагоприятных условий.

Красители — в качестве красителей пластмасс применяют как органические (нигрозин, хризоидин и др.), так и минеральные пигменты — охру, мумие, сурик, ультрамарин, белила и др. Придают цвет.

Для производства пористых пластмасс в полимеры вводят специальные вещества — порообразователи (порофоры), обеспечивающие создание в материале пор.

Достоинства и недостатки пластмасс как строительных материалов.

Положительным свойством пластмасс является то, что возможно получить некоторые материалы с высокими показателями, например:

— малая плотность в пределах от 20 до 2200 кг/м 3 ;

— высокие прочностные характеристики — у текстолита предел прочности при разрыве достигает 150 МПа, у древопластиков равен 350 МПа. Пределы прочности при сжатии этих материалов также достаточно высоки, например, у древопластиков порядка 200 МПа; СВАМа (стекловолокнистый анизотропный материал) — 420 МПа (как у стали!) — низкая теплопроводность. Самые легкие пористые пластмассы имеют показатель — 0,03 Вт/(м°С), близкий к теплопроводности воздуха;

— высокая химическая стойкость;

— высокая устойчивость к коррозионным воздействиям;

— способность окрашиваться в различные цвета;

— малая истираемость некоторых пластмасс. (покрытие полов) — прозрачность пластмасс. Обычные стекла пропускают менее 1 % ультрафиолетовых лучей, тогда как органические наоборот — более 70%; они легко окрашиваются в различные цвета. (значит. меньш. плотность.) — технологическая легкость обработки (пиление, сверление, фрезерование, строгание, обточка и др.), позволяющая придавать изделиям из пластмасс разнообразные формы. — относительная легкость сварки материалов из пластмасс (на­пример, труб в струе горячего воздуха) позволяет механизировать работы по монтажу пластмассовых трубопроводов;

— способность некоторых пластмасс образовывать тонкие пленки (как сырье для производства строи­тельных лаков и красок);

— наличие в стране обширной сырьевой базы для производства по­лимеров (природные газы, газы нефтепереработки).

Недостатки:

— низкая теплостойкость (от +70 до +200°С);

— малая поверхностная твердость;

— высокий коэффициент термического расширения. (25-120-10 -6 , т.е. в 2,5-19 раз более высокий, чем у стали. — повышенная ползучесть, особенно заметная при повышении температурного режима;

— горючесть с выделением вредных газов;

— токсичность при эксплуатации.

К недостаточно изуч. св-вам пластмасс относят сроки их службы. За время нескольких десятиле­тий их применения, нет отриц. результатов. Создаются саморазруш. пластмассы, чтобы не скапливать быт. отходов.

Основные виды изделий из пластмасс, их свойства и применение.

Материалы для несущих и ограждающих конструкций:

Полимербетоны — композиционные материалы, изготовляемые преимущественно на основе термоактивных полимеров: полиэфирных, эпоксидных и др. Прим. для хим. стойких констр., износостйк покрытий

Стеклопластики — композиц. листовые матер., изготов. из стеклянных волокон или тканей, связанных полимером Облицовочные полистирольные плитки- плитки изготовл. методом литья под давлением на литьевых автоматических машинах Материалы для полов

Линолеум (синтетический и натуральный) — рулонный материал; самый распостр.- поливинилхлоридный (2-3 мм!) истир-миним. — на тканевой основе — на ткань наносят пасту содерж. полимер, пластификатор, наполнитель и др. добовки — двухслойный (самый дешевый)

Ковровые синтетические материалы — имеют основу из полиуретана

Бесшовные полы — состав на основе водоразбавляемой поливинилацетатной эмульсией.(на базе эпоксидной, акриловой смолы)

Полимербетонные наливные полы — 20-50 мм

Плитки для пола ( 300*300, 200*200,150*150 мм) изготавл. в основном из поливинилхлорида Трубы.

Санитарно-технические и погонажные изделия

Термопластичные трубы — получают из поливинилхлорида, полиэтилена и полипропилена экструзивным способом, прессованием, сваркой или склеиванием из листовых заготовок; используют при сооружении канализационных и водопроводных сетей, вентиляционных сетей, вентиляционных систем.

Стеклопластиковые трубы — изготовляют из полиэфирных полимеров, стекложгута, стеклоткани центробежным методом, намоткой на сердечник пропитанной стеклоткани и стеклолент; они выдерживают рабочие температуры до 150°С. Применяют при строительстве химических предприятий и в нефтяной промышленности.

Санитарно-технич. изделия — ванны, мойки, сифоны, смывные бачки, детали вентиляторов, отдельные детали и кранах-смесителях и т.д. Погонажные изделия -плинтуса, поручни лестничных перил, наличники Полимерные клеи и мастики Клеи- из синтетич. матер. обладают высокой клеящей способностью и водостойкостью.

Мастики-высоковяжущие полимерные композиции, способные склеивать различн. матер. отлич. от клея — повыш. вязкость

Пигманты: виды и свойства

Пигменты — это тонкодисперсные, нерастворимые в растворителях цветные порошки-красители, иногда называемые сухими красками. Пигменты вводят в лакокрасочные материалы для придания покрытиям цвета и укрывистости, а также для улучшения их физико-механических и противокоррозийных свойств. Кроме того, пигменты во многом являются аналогами заполнителей в растворах и бетонах и влияют на стоимость красочных составов. В зависимости от происхождения пигменты классифицируются на минеральные и органические (+металлические), а по способу получения — на природные и искусственные.

Минеральные делятся на природные (мел, известь, каолин, охра, умбра, графит) и искусственные ( белила цинковые, б. титановые, б. свинцовые, крон цинковый, умбра жженая, сажа малярная).Органические (пигмент желтый, п. алый, п. красный, п. голубой, киноварь искусственная) Металлические порошки (алюминевая пудра, пыль цинковая, бронза золотистая). Природ. мин. пигменты получ. путем механич. обработки (помол, просев). Искусственные мин. пигменты получ. путем термич. обработки мин. сырья. Свойства пигмента обусловлены его хим. составом.

Дисперсность пигмента характеризуется размерами его частиц, которые не должны превышать толщину пленки красочного покрытия, иначе поверхность будет неровной, шероховатой (0,2-10 мкм).

Маслоёмкост ь — это способность частиц пигмента удерживать на своей поверхности определенное количество масла..

Укрывистостью называют способность краски (или пигмента, затертого на олифе) при равномерном нанесении на одноцветную поверхность делать невидимым цвет последней.

Плотность , которая колеблется от 0,5 г/см 3 (сажа), до 9,55 г/см 3

Блеск — способность поверхности направленно отражать световой поток.

Светостойкость — свойство материала сохранять свой цвет под действием световых лучей.

Атмосферостойкост ь — свойство лакокрасочного покрытия сопротивляться разрушающему действию солнечных лучей, дождя, мороза, снега, ветра, и других атмосферных факторов (например, газов и пыли, загрязняющих нижние слои атмосферы).

Красящая способность – способность пигмента передавать всой цвет смеси с белым пигментом.

Щелочестойкость – способность сопротивляться воздействию щелочи безвредность некоторые п. ядовиты (напр. сод. соедин.свинца, меди)

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Студент — человек, постоянно откладывающий неизбежность. 10251 — | 7244 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Количество изделий из пластмасс в современном мире очень велико. Пластмассовые изделия бывают различного объема, форм, назначения – это ведра, тазы, даже трубы для подачи воды в квартиры. Пластиковые изделия не только удобны в применении, но экологичны и доступны по цене.

Основным источником изготовления пластмасс является этилен. Из него производятся полистирол, полиэтилен и поливинилхлорид. Первые два материала подвергают плавлению, из полученного вещества создают посуду. Из тонких листов полиэтилена получают упаковку для продуктов (пакеты фасовочные, пакеты-майки).

Классификация пластмасс

В зависимости от состава:

1. Листовые термопластмассы – винипласт, органическое стекло. Они состоят из смолы, стабилизатора и пластификатора небольшого объема.
2. Слоистые пластики – гетинакс, стеклотекстолит, текстолит – пластмасса, в состав которой входят наполнители бумаги или ткани.
3. Волокниты – стекловолокна, асбестовые волокна, хлопчатобумажные волокна. Наполнители в этой пластмассе волокнистые.
4. Литьевые массы – пластики из смолы, являющейся единственным компонентом в массе.
5. Пресс-порошки – пластмасса с порошкообразными наполнителями.

По области применения:

1. Теплоизоляционные – применяются в строительстве (пенопласт, поропласт и другие. Это газонаполненная пластмасса).
2. Химически стойкие – применяются в промышленности (полиэтилен, винипласт, полипропилен, фторопласт).
3. Конструкционные (стеклотекстолит, текстолит и другие).
4. Пресс-порошки – пластмасса общего назначения.

В зависимости от связующего материала:

1. Эпоксипласты (для связки используются эпоксидные смолы).
2. Фенопласты (связующее вещество – фенолформальдегдные смолы).
3. Аминопласты (меламинофармальдегидные и мочевиноформальдегидные смолы используются как связующее вещество).

По тому, как связующее вещество реагирует на повышение температуры, пластмассы бывают:

• термореактивными – при нагреве становятся мягкими и плавятся, но после проведения некой химической реакциипластмасса твердеет и становится нерастворимой и неплавкой. Ее нельзя будет использовать повторно, переплавка бесполезна. Такая пластмасса годна как наполнитель при создании пресс-порошков;
• термопластичными – такие пластмассы легко плавятся при нагревании и твердеют при охлаждении. Этот материал можно переплавить и изготовить из него новое изделие, однако его качество будет несколько ниже.

Технология производства пластмасс

Некоторые виды пластмассы можно использовать несколько раз. Основные способы переработки:

• процесс прессования, давления, выдавливания при нахождении материала в вязком текучем состоянии;
• вакуумное литье и пневмоформовка, штамповка высокоэластичного материала.

Оборудование для производства и переработки

Самым распространенным видом производства пластмасс является серийное и мелкосерийное литье под давлением. Это самый бюджетный способ, и с помощью него в стране изготавливается около трети пластмассового материала. В качестве сырья используются гранулы, подвергаемые процессу плавления, после чего они отправляются в специальные формы для литья.

Изготавливая пластмассы при помощи технологии литья под давлением, используют термопластавтоматы. Основные функции автоматических изготовителей: измельчение гранул, нагрев полимерной массы, литниковая система, отводящая разогретый полимер в форму для литья.

Большинство предприятий налаживают безотходное производство изделий из пластмасс и используют станки и оборудование как для изготовления, так и для переработки оставшихся гранул.

Виды оборудования для литья пластмасс под давлением:

1. вертикальное – в процессе производства подача расплавленного полимера осуществляется вертикально, а форма для литья расположена горизонтально;
2. горизонтальное – литьевая форма расположена вертикально, жидкая пластмасса поступает в термопластавтомат горизонтально.

Оборудование для литья под давлением малогабаритно, занимает небольшое пространство и легкоуправляемо.

Кроме литья под давлением, существует:

1. литье с газом;
2. литье с водяным паром;
3. многокомпонентное литье.

Эти способы рациональны и способны повысить качество производимого материала.

Основные тенденции на рынке производства пластмасс

• Ужесточение правил и норм на ТПА к производству, качеству и экологичности изделий и оборудованию.
• Создание декора на пластиковых изделиях повышает спрос на них и увеличивает объемы продаж.
• Создание и развитие смешанных технологий: гидравлика (сжатие) + электрическое (впрыск массы) ТПА.
• В связи с переходом с гидравлики на электричество снижение энергоемкости ТПА.

Преимущества электрического оборудования:

• малое электропотребление (по сравнению с гидравликой экономится до 60 % энергии);
• разрешается использовать в стерильных условиях (медицина). Электрические ТПА практически не имеют смазки;
  простота в управлении;
• увеличение производительности оборудования и его коэффициента использования посредством снижения времени цикла и повышения результатов пластификации и впрыска пластиковой массы;

Основной недостаток электрического ТПА – высокая стоимость.

Влияние производства на экологию Земли

В зависимости от сырья, использовавшегося для производства пластиковых масс, изменяется сила воздействия и состав выделяемых в окружающую среду газов. Но в любом случае изготовление изделий из пластмассы, таких как ведра, запасные детали оборудования, канистры, игрушки, тазы и прочие предметы народного потребления, отрицательно сказывается на человеке и природе. Вещества, выделяемые в процессе производства, являются ядовитыми, они переносятся на большие расстояния, выпадая с осадками, являются источниками загрязнения почвы, подземные и поверхностные воды, растительность.

Основной компонент, входящий в состав пластиковых масс и способствующий загрязнению природной среды, – винилхлорид. Это вещество канцерогенно и способно вызвать у человека такое заболевание, как рак.

Утилизация отходов от пластмассового производства должна осуществляться на заводах по переработке в специальных кислостойких установках, но если существует возможность безотходного производства, то лучше пластмассовые отходы отправлять на переработку.

Одно из самых популярных мест отдыха у российских туристов Черное море, экологические проблемы региона рассмотрены в нашем обзоре.

Влияние экологических катастроф на акваторию Мирового океана планеты https://greenologia.ru/eko-problemy/gidrosfera/mirovogo-okeana-planety.html читайте по ссылке.

Осуществляя производство пластиковых масс, изготовитель обязан наладить четкий контроль содержания винилхлорида в воздухе над предприятием. Прежде чем ввести пластик в медицину, промышленное хозяйство, необходимо осуществить квалифицированную экспертизу состава токсичных веществ. Отходы следует подвергать вторичной переработке, а на произведенных пластмассовых изделиях обязательно штамповать маркировку, запрещающую утилизировать такие изделия в обычных мусоросжигательных печах.

Соблюдая требования в производстве пластиковых масс, предприниматели обеспечат здоровье не только себе и всему человечеству, но и окружающей среде.

(Пока оценок нет)

Производство синтетических пластмасс основано на реакциях полимеризации, поликонденсации или полиприсоединения низкомолекулярных исходных веществ, выделяемых из угля, нефти или природного газа. При этом образуются высокомолекулярные связи с большим числом исходных молекул (приставка «поли-» от греческого «много», например этилен-полиэтилен) Пластические массы получают на основе высокомолекулярных соединений — полимеров. Их разделяют на два класса — термопласты и реактопласты. Основные механические характеристики пластмасс те же, что и для металлов.

Пластик, который используют для производства мебели, получают путем пропитки бумаги термореактивными смолами, причем производство бумаги является наиболее энерго- и капиталоемким процессом. Используется 2 типа бумаг: основой пластика является крафт-бумага (плотная и небеленая) и декоративная (для придания пластику рисунка). Смолы подразделяются на фенолформальдегидные и меломиноформальдегидные (их производят из карбомида, они более дорогостоящие). Первые используются для пропитки крафт-бумаги, вторые – для декоративной.

Пластик состоит из нескольких слоев. Защитный слой – оверлей – практический прозрачный. Изготавливается из бумаги высокого качества, пропитывается меломиноформальдегидной смолой. Следующий слой – декоративный. Затем несколько слоев крафт-бумаги, которая является основой пластика. И последний слой – компенсирующий (крафт-бумага, пропитанная меломиноформальдегидными смолами). Этот слой присутствует только у американского пластика.

Свойства

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

Термопласты (термопластичные пластмассы) при нагреве расплавляются, а при охлаждении возвращаются в исходное состояние.

Реактопласты (термореактивные пластмассы) отличаются более высокими рабочими температурами, но при нагреве разрушаются и при последующем охлаждении не восстанавливают своих исходных свойств.

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

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

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

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

Методы переработки

Литье, Литье под давлением, Экструзия, Прессование, Виброформование, Вспенивание, Отливка, Вакуумная формовка и пр.

Механическая обработка пластмасс.

Пластические массы, по сравнению с металлами, обладают повышенной упругой деформацией, вследствие чего при обработке пластмасс применяют более высокие давления, чем при обработке металлов. Применять какую-либо смазку, как правило, не рекомендуют; только в некоторых случаях при окончательной обработке допускают применение минерального масла. Охлаждать изделие и инструмент следует струей воздуха.

Пластические массы более хрупки, чем металлы, поэтому при обработке пластмасс режущими инструментами надо применить высокие скорости резания и уменьшать подачу. Износ инструмента при обработке пластмасс значительно больше, чем при обработке металлов, почему необходимо применять инструмент из высокоуглеродистой или быстрорежущей стали или же из твердых сплавов. Лезвия режущих инструментов надо затачивать, по возможности, более остро, пользуясь для этого мелкозернистыми кругами.

При токарной обработке не рекомендуют применять подачи более 0,3-0,5 мм/об. Скорость резания при пользовании резцами из твердых сплавов может составлять 60-100 м/мин., а при пользовании резцами из быстрорежущей стали – 30-40 м/мин.

Угол резания резцов 85-90°; при обдирочных работах этот угол может быть 85°.

Величина заднего угла резца не должна превышать 10-12°; лишь при обдирке можно его увеличивать до 15°. Вершину резца закругляют, причем радиус закругления должен быть 3-4 мм. Угол наклона режущей кромки 4-5°.

Для распиливания слоистых пластических масс применяют ленточные пилы, дисковые пилы и карборундовые круги.

Ленточными пилами можно пользоваться для распиливания по прямой линии плит толщиной до 25 мм, причем скорость пилы составляет 1200-2000 м/мин. Зубья пил должны быть конусными, по 3 зуба на 1 пог. см. Зубья затачивают поперек и разводят так, чтобы ширина пропила была равна, по крайней мере, двойной толщине пилы.

Дисковыми пилами можно резать пластмассы толщиной до 50мм. Скорость вращения 2000-3000 об/мин. при диаметре пилы 330 мм.

Карборундовые круги применяют для распиливания особо твердых материалов.

Для сверления пластмасс рекомендуют пользоваться перовыми сверлами из быстрорежущей стали со шлифованными режущими кромками. Угол заострения для слоистых материалов при обработке параллельно слоям 100-125°, а для пластмасс, обрабатываемых перпендикулярно слоям, для карболита и других – 55-70°. Скорость резания 30-40 м/мин., подача 0,2-0,34 мм/об.

При сверлении слоистой пластмассы вдоль слоев, чтобы предупредить растрескивание материала, подача не должна превышать 0,25 мм/об., материал же надо заживать в тисках для предупреждения выламывания; сверление отверстий диаметром более 20 мм рекомендуют заменять растачиванием на токарном станке. Сверло надлежит время от времени извлекать из отверстия, давая возможность охладиться как инструменту, так и обрабатываемому материалу.

Просверленные отверстия обычно оказываются меньше диаметра сверла на 0,03-0,06 мм.

Для фрезерования плоскостей, пазов, канавок и пр. применяют фрезы с простым зубом. Скорость резания для торцовых фрез 46-52 м/мин., а для фасонных — 24-27 м/мин. Средняя величина подачи 0,1 мм/об. Отверстия в слоистом материале удовлетворительно пробиваются при нормальной температуре (комнатной) обычным вырубным штампом. Зазор между пуансоном и матрицей должен быть минимальный (около 0,1 мм). Слоистые материалы толщиной 3,5-5 мм удовлетворительно пробиваются лишь в нагретом до 90-100° виде. Для нагревания обрабатываемого материала пользуются масляными ваннами. Расстояние между соседними отверстиями должно составлять не менее двойной толщины материалов.

Шлифовку пластических масс производят стеклянной шкуркой, прикрепляемой к деревянному кругу, причем скорость вращения должна быть около 7м/сек.

Изделия простой формы полируют фланелевым кругом, не применяя полировочных составов. Изделия сложной формы сначала полируют матерчатым кругом с применением обычной (крокусной) пасты, а затем сухим фланелевым кругом. Круг диаметром 300 мм должен делать около 1200 об/мин.

Источники

1. Дзевульский В.М. Технология металлов и дерева. — М.: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы. 1995. 2. ЗАО "ТУКС". Пластические массы (пластмассы) (11.11.2008). Проверено 11 ноября 2008.