Полимеры и пластические массы

Полимеры и пластические массы

Пластмассы (пластические массы)

• − органические материалы, основой которых являются синтетические или природные высокомолекулярные соединения (полимеры).

«Пластмассы» означает, что эти материалы под действием нагревания и давления способны формироваться и сохранять заданную форму после охлаждения или отвердения.

полистирол, органическое стекло, пористые пластмассы огнеопасны

разрушаются при нагреве.

полистирол, органическое стекло, пористые пластмассы огнеопасны

теплостойкость

теплостойкость

разрушаются при нагреве.

теплофизические свойства

теплостойкость малая

теплопроводность

теплопроводность

теплоемкость

теплофизические свойства

теплостойкость малая

теплоемкость

Свойства пластмасс

от 0,9 до 2,2 г/см³;

самый тяжелый фторопласт-4

от 0,9 до 2,2 г/см³;

самый тяжелый фторопласт-4

плотность

плотность

самые легкие –полиэтилен и полистирол,

самые легкие –полиэтилен и полистирол,

коэффициент теплового расширения

в 10-30 раз больше, чем металлов

в 10-30 раз больше, чем металлов

коэффициент теплового расширения

старение

старение

причины: нагрев, окисление, механические напряжения и т.д.

причины: нагрев, окисление, механические напряжения и т.д.

склонность к старению,

склонность к старению,

Свойства пластмасс

долго сохраняют статические заряды

легко электризуются при трении

долго сохраняют статические заряды

легко электризуются при трении

высокое удельное сопротивление

высокое удельное сопротивление

электрические свойства

электрические свойства

физиологически почти безвредны

физиологически почти безвредны

не чувствительны к влажности

не чувствительны к влажности

стойки , включая щелочи и концентрированные кислоты

стойки , включая щелочи и концентрированные кислоты

не подвержены электрохимической коррозии

стойкость в агрессивных средах

стойкость в агрессивных средах

не подвержены электрохимической коррозии

хуже сопротивляются растяжению, чем сжатию

хуже сопротивляются растяжению, чем сжатию

от вида воздействия

от вида воздействия

Механические свойства пластмасс

от температуры зависят

пластичность

от температуры зависят

пластичность

от повышения скорости деформирования

повышается жесткость

от повышения скорости деформирования

возрастает склонность к хрупкому разрушению

возрастает склонность к хрупкому разрушению

повышается жесткость

уменьшение прочности и появляется ползучесть

от длительности

от длительности

уменьшение прочности и появляется ползучесть

Полимеры

это вещества, макромолекулы которых состоят из большого числа повторяющихся элементарных звеньев (одинаковую группу атомов)

гомополимер

сополимер

Образование полимеров

По реакции связующего полимера к повторным нагревам:

отвердители

наполнители

катализаторы

Пластмассы являются многокомпонентными смесями и композиционными материалами, у которых технологические свойства определяются свойствами полимера

пластмассы

пигменты

стабилизаторы

пластификаторы

Наполнители пластических масс

повышения твердости, прочности, жесткости, придания особых свойств

древесный шпон

стекловолокно, асбест

бумага

тальк, каолин

ткани

кварцевая мука

сажа, графит

древесная мука

Стабилизаторы

Пластификаторы

Отвердители и катализаторы

Специальные добавки

Полиэтилентерефталат

• ( полиэтиленгликольтерефталат , ПЭТФ , ПЭТ , ПЭТГ, лавсан , майлар
• термопластичный
• белое, непрозрачное вещество
• плотность — 1,38—1,4 г/см³,
• температура размягчения (t разм.) — 245 °C,
• температура плавления (t пл.) — 260 °C,
• температура стеклования (t ст.) — 70 °C,
• температура разложения — 350 °С.
• не растворим в воде и органических растворителях
• неустойчив к кетонам, сильным кислотам и щёлочам.
• переходит в прозрачное состояние при нагреве до температуры стеклования и остаётся в нём при резком охлаждении и быстром проходе через т. н. «зону кристаллизации»
• прочен, износостоек, хороший диэлектрик.

ПОЛИЭТИЛЕН

• термопластичный полимер
• ( …—CH 2 —CH 2 —CH 2 —…,)
• масса белого цвета
• тонкие листы прозрачны и бесцветны
• химическистоек
• морозостоек
• диэлектрик
• не чувствителен к удару (амортизатор)
• при нагревании размягчается (80—120°С)
• адгезия (прилипание) — чрезвычайно низкая

Поливинилхлорид ПВХ (PVC)

• бесцветный, прозрачный
• термопластичный
• Плотность – 1,35-1,43 г/см 3
• химическая стойкость к щелочам, минеральным маслам, многим кислотам и растворителям
• не горит на воздухе и обладает малой морозостойкостью (−15 °C)
• нагревостойкость: +66 °C
• предел прочности при растяжении — 40—50 МПа, при изгибе — 80—120 МПа. удельное электрическое сопротивление — 10 12  — 10 13 Ом·м

Полипропилен (ПП, РР)

• термопластичный
• ( C 3 H 6 ) n
•   0,92-0,93 г/см³
• Т плав ≈130–171 °C
• порошок, гранулы белого цвета или окрашенный
• более твёрдый (стоек к истиранию)
• почти не подвергается коррозионному растрескиванию
• высокая чувствительность к свету и кислороду
• Структура применения полипропилена:

• 38 % — тара, 30 % — нити, волокна, 18 % — плёнки, 6 % — трубы, 5 % — полипропиленовые листы, 3 % — прочее
• 38 % — тара,
• 30 % — нити, волокна,
• 18 % — плёнки,
• 6 % — трубы,
• 5 % — полипропиленовые листы,
• 3 % — прочее

Полистирол  

• термопластичный
• [СН 2 СН(С 6 Н 5 )] n или (C 8 H 8 ) n .
• плотность 1,05г/м 3
• высокие диэлектрические свойства
• не растворяется в спиртах
• устойчив к кислотам, щелочам и воде
• легко формируется и окрашивается,
• хорошо склеивается
• обладает высокой влагостойкостью и морозостойкостью, низким водопоглощением
• выпускается полимер в виде прозрачных гранул, которые имеют цилиндрическую форму.

Поликарбонаты (РС)

• термопластичный
• сложные полиэфиры угольной кислоты и двухатомных спиртов (-O-R-O-CO-) n
• высокая устойчивость к неблагоприятным условиям окружающей среды
• температурный режим от -40°С до +130°С
• отличные теплоизоляционные качества и высокую прозрачность, шумрпоглащение
• коэффициент теплопередачи от 4,1 до 1,4 Вт/(м² ·К)
• трудновоспламеняемый и самозатухающий материал
• при горении он не выделяет токсичных газов и не является опасным для человека
• сохраняет качественных характеристик материала в течение 10 лет и более
• используют для создание козырьков, теплиц, беседок и многого другого

Фторопласт

• содержит фтор
• цвет - от белого до светло- бежевого
• визуально материал похож на парафин
• плотность в границах 2,18-2,21 г/м 3
• эластичный, гибкий
• стойкий к замерзанию, нагреву
• неспособен впитывать воду
• хорошие изолирующие свойства
• стойкий к трению, деформированию
• высокая прочность
• стойкий к ультрафиолету
• стойкий к кислотам, щелочам;
• невосприимчивый к агрессивным азотным соединениям и соляной кислоте
• безопасен живым организмам

Полиамиды (РА)

• пластмассы на основе линейных синтетических высокомолекулярных соединений, содержащих в основной цепи амидные группы —CONH—
• термопластические полимеры обладают
• высокой прочностью, жесткостью и вязкостью
• плотность варьирует в пределах от 1,01 до 1,235 г/см³
• поверхность гладкая, устойчивая к выцветанию и изменению формы.
• хорошо окрашиваются
• устойчивы к воздействию многих химических реагентов.

Полиуретан (ТPU)

• Макромолекула содержит уретановую группу —N(R)—C(O)O—, где R = Н, алкилы, арил или ацил
• используются в качестве заменителей резины для изделий, работающих в агрессивных средах и в большом диапазоне температур (от −60 °С до +80 °С) и знакопеременных нагрузок
• устойчивость к износу, старению и внешним влияниям. солнечным лучам, соли
• не доступен воздействию кислот, масел, горючего. бензина, воде
• устойчивость к истиранию и вибрации,
• стойкость к перепадам температуры,
• не подвергается (обладает низкой восприимчивостью) воздействию со стороны микроорганизмов и плесени

Органическое стекло (PMMA)

• полиметилметакрилат  акриловая смола
• термопластичный прозрачный пластик,
• окрашивается и тонируется
• Т пл = 160 °C,  = 1,18 г/см³
• малая теплопроводность (0,2—0,3 Вт/(м·К))
• высокая светопропускаемость — 92 %,
• сопротивляемость удару в 5 раз больше, чем у стекла;
• устойчиво к действию влаги, бактерий и микроорганизмов
• экологически чистое
• большая возможность к термоформованию
• морозостойкое;
• устойчиво в химических средах;
• хорошие лектроизоляционные свойства;
• подлежит утилизации.

Фенопласты

•  – от 1,0 до 1,8 г/см 3 ;
• высокая антикоррозийная стойкость , кроме концентрированных кислот и щелочам;
• высокая механическая прочность, которая может превышать прочность чугуна;
• хорошие диэлектрические свойства:
• светопроницаем для дневного света и в ультрафиолетовом диапазоне;
• теплопроводность низкая
• можно армировать древесным шпоном, бумагой, тканными или волокнистыми материалами;
• выпускается в виде: пресс-порошков, крошкообразных пресс-материалов, слоистых, армированных фенопластов, текстолитов, стеклотекстолитов, гетинаксов, и древесных пластиков.

Гетинакс

•  — электроизоляционный слоистый прессованный материал, имеющий бумажную основу, пропитанную фенольной или эпоксидной смолой
• используется как основа заготовок печатных плат
• низкая механическая прочность,
• легко обрабатывается и имеет относительно низкую стоимость
• горючий, Т воспл .= 285 °С,
• при горении гетинакса происходит интенсивное газообразование в фенольной смоле

Текстолит

слоистый термореактивный пластик, армированный тканями

базальтотекстолит

углеродотекстолиты

стеклотекстолиты

органотекстолиты

асбестотекстолиты

Текстолит

• рабочий диапазон температур от -40°С до +105°С, у стеклотекстолитов от 140°С до 180 °C
• удельное сопротивление — 10 11  Ом·м
• легко поддается механической обработке
• можно легко сверлить, резать, штамповать;
• высокий показатель технической прочности
• небольшая плотность
• низкий коэффициент трения
• получают методом горячего пресования

Виды и марки текстолита

ПТН (поделочный текстолит)

ПТН (поделочный текстолит)

делают технические детали общего назначения, монтажные панели, прокладки

делают технические детали общего назначения, монтажные панели, прокладки

уплотняющие шайбы для водяных насосов

уплотняющие шайбы для водяных насосов

ПТГ(поделочный текстолит конструкционный)

ПТГ(поделочный текстолит конструкционный)

Асботекстолит

Асботекстолит

детали, работающие при невысоких механических нагрузках

ПТ (поделочный текстолит)

ПТ (поделочный текстолит)

детали, работающие при невысоких механических нагрузках

ПТК (поделочный текстолит конструкционный)

ПТК (поделочный текстолит конструкционный)

червячные шестерни, втулки, подшипники скольжения, кольца, ролики и др.

червячные шестерни, втулки, подшипники скольжения, кольца, ролики и др.

втулки, шестерни, кулачки, подшипники

ПТМ (поделочный текстолит, стойкий к трансформаторному маслу)

ПТМ (поделочный текстолит, стойкий к трансформаторному маслу)

втулки, шестерни, кулачки, подшипники

Марки А и Б (текстолит электротехнический)

Марки А и Б (текстолит электротехнический)