Пластмассы, их свойства

Пластмассы  – это синтетические материалы, получаемые на основе органических и элементоорганических полимеров. Свойства пластмасс определяются свойствами полимеров, составляющих их основу.

Пластмассы состоят из нескольких компонентов:

1) связующего вещества;

2) наполнителя;

3) пластификатора .

Обязательным компонентом является связующее вещество . Такие простые пластмассы, как полиэтилен, вообще состоят из одного связующего вещества.

Наполнителями  служат твердые материалы органического и неорганического происхождения. Они придают пластмассам прочность, твердость, теплостойкость, а также некоторые специальные свойства, например антифрикционные или, наоборот, фрикционные. Кроме того, наполнители снимают усадку при прессовании.

Пластификаторы  представляют собой нелетучие жидкости с низкой температурой замерзания. Растворяясь в полимере, пластификаторы повышают его способность к пластической деформации. Их вводят для расширения температурной области высокоэластического состояния, снижения жесткости пластмасс и температуры хрупкости.

В качестве пластификатора применяют сложные эфиры, низкомолекулярные полимеры и др. Пластификаторы должны оставаться стабильными в условиях эксплуатации. Их наличие улучшает морозостойкость и огнестойкость пластмасс.

В состав пластмасс могут также входить стабилизаторы, отвердители, красители и другие вещества:

Стабилизаторы  вводят в пластмассы для повышения долговечности. Свето стабилизаторы предотвращают фотоокисление, а антиокислители – термо окислительные реакции.

Отвердители  изменяют структуру полимеров, влияя на свойства пластмасс. Чаще используют отвердители, ускоряющие полимеризацию. К ним относятся оксиды некоторых металлов, уротропин и др.

Специальные химические добавки  вводят с различными целями; например, сильные органические яды – фунгициды – для предохранения пластмасс от плесени и поедания насекомыми в условиях тропиков.

Смазывающие вещества  (стеарин, олеиновая кислота) применяют для предотвращения прилипания пластмассы к оборудованию при производстве и эксплуатации изделий.

Для пластмасс характерны такие свойства:

1) Низкая плотность (обычно 1,0 – 1,8 г/см 3 , в некоторых случаях до 0,02 – 0,04 г/см 3 );

2) Высокая коррозионная стойкость . Пластмассы не подвержены электрохимической коррозии, на них не действуют слабые кислоты и щелочи. Есть пластмассы, стойкие к действию концентрированных кислот и щелочей. Большинство пластмасс безвредны в санитарном отношении;

3) Высокие диэлектрические свойства ;

4) Хорошая окрашиваемость в любые цвета. Некоторые пластмассы могут быть изготовлены прозрачными, не уступающими по своим оптическим свойствам стеклам;

5) Механические свойства широкого диапазона . В зависимости от природы выбранных полимеров и наполнителей пластмассы могут быть твердыми и прочными или же гибкими и упругими. Ряд пластиков по своей механической прочности превосходит чугун и бронзу. При одной и той же массе пластмассовая конструкция может по прочности соответствовать стальной;

6) Антифрикционные свойства . Пластмассы могут служить полноценными заменителями антифрикционных сплавов (оловянистых бронз, баббитов и др.). Например, полиамидные подшипники скольжения длительное время могут работать без смазки;

7) Высокие теплоизоляционные свойства . Все пластмассы, как правило, плохо проводят теплоту, а теплопроводность таких теплоизоляторов, как пено- и поропласты, почти в 10 раз меньше, чем у обычных пластмасс;

высокие адгезионные свойства;

8) Хорошие технологические свойства . Изделия из пластмасс изготовляют способами безотходной технологии (без снятия стружки) – литьем, прессованием, формованием с применением невысоких давлений или в вакууме.

Недостатком большинства пластмасс является их невысокая теплостойкость (до 100 – 120°С). В настоящее время верхний температурный предел для некоторых видов поднялся до 300 – 400 о С. Пластмассы могут работать при умеренно низких температурах (до –70°С), а в отдельных случаях – при криогенных температурах. Недостатками пластмасс также являются их низкая твердость , склонность к старению, ползучесть, нестойкость к большим статическим и динамическим нагрузкам . Однако положительные свойства значительно превосходят их недостатки, что обусловливает высокие темпы роста ежегодного производства пластмасс.

• Термопластмассы
• Термореактивные пластмассы
• Газонаполненные пластмассы

полиэтилен

поливинилхлорид

оргстекло

текстолит

гетинакс

пенопласт

поролон

• Строительство;
• Медицина;
• Машиностроение;
• Разные отрасли промышленности.

• 1 . Пластику необходимо около 450 лет только для того, чтобы начать распадаться. После этого процесс его разложения занимает дополнительных 50-80 лет.  2 . Это означает, что ни один кусок пластмассы не успел еще распасться.  .  3 . 90% цены на воду в бутылках составляет стоимость самой пластмассы. Вода обходится только в 10% от этой суммы. .  4 . Необходимо 90 миллионов литров нефти для изготовления миллиарда пластиковых бутылок.  5 . Из 25 переработанных пластиковых бутылок можно сделать один флисовый пиджак.  6 . Европейцы не особо интересуются переработкой пластмассы. В настоящее время в Европе перерабатывается только 2,5% пластиковых бутылок.  7 . Это печально, но остается фактом. Ежегодно мировая рыбная промышленность выбрасывает в океан невероятное количество мусора из пластика. Ежегодно в море попадают до 150000 тонн пластика, включая упаковки, сети и буи. 

Большое тихоокеанское мусорное пятно

8 . Этот мусор вызывает гибель многих морских животных, которые ошибочно принимают его за еду. Общее число погибших животных уже насчитывает около миллиона особей.  9 . Ежегодно производится более 13 миллиардов пластиковых пакетов, что составляет 300 штук на одного взрослого.  10 . Несмотря на это число переработанного пластика остается все тем же - 27%, это вызвано все возрастающим уровнем производства пластмасс.   11 . Переработка пластмассы позволяет сохранить до 2/3 необходимой энергии для производства пластика из сырья.   12 . Согласно опросам, 90% потребителей пластиковых пакетов используют их повторно.  13 .Розлив по бутылкам и доставка воды - самый наименее энергоэффективный способ подачи воды. К сожалению, он остается самым популярным.  14 . Множество стран запретило или ограничило использование пластиковых пакетов. Среди них Австралия, Китай, Австрия, Бангладеш, Ирландия и еще несколько стран Евросоюза.

Работа с пластмассой

Контейнеры-совы из пластиковых бутылок

Сумочка из пластиковой бутылки

Органайзер из пластиковых труб

Способы соединения деталей из пластмассы

• крепление проволокой;
• на зацепах и защелках;
• сварка;
• склеивание отрезков между собой и т.д.

Практическая работа

Домашнее задание

Подготовить сообщение о любом виде пластмасс и где он применяется. Подготовить выступление на 3-4 минуты.