Общая характеристика пластических масс и их состав
Пластическими материалами в широком понимании этого термина называют очень большую группу материалов, которые в процессе их переработки в изделия (при повышенной температуре, давлении и т. п.) обладают пластическими свойствами, но в обычных условиях представляют собой твердые или упругие тела.
Если иметь в виду условия переработки, то к таким материалам можно отнести металлы, растворные и бетонные смеси, глиняное тесто и, наконец, композиции, содержащие органические вещества — полимеры, битумы, дегти. Группа пластических материалов, включающих органические вещества, и получила название пластмасс.
В 20-х годах текущего столетия органические пластические массы обычно противопоставляли природному каучуку, и ранее пластмассами называли органические материалы, обладающие пластическими свойствами в условиях переработки, но не содержащие каучука.
Благодаря синтезу большого количества полимеров с каучукоподобными свойствами (синтетические каучуки), проведенному в последние годы, получению полимеров, обладающих комплексом промежуточных свойств между каучуками и материалами с пластическими свойствами, а также принципиальному тождеству химической структуры этих полимеров оказалось нецелесообразным какое-либо разграничение понятий «пластмасса» и «каучук».
Пластическими массами принято называть в настоящее время только такие органические материалы, пластические свойства которых в процессе их переработки обусловлены присутствием высокомолекулярных веществ — полимеров, битумов и дегтей. Из этих трех групп органических высокомолекулярных веществ главнейшее и перспективное значение в строительной технике имеют полимеры.|
Все пластические массы на основе полимеров по физико-механическим свойствам разделяют на жесткие, полужесткие и мягкие пластики и эластики.
Жесткие пластики — это твердые упругие материалы аморфной структуры с высоким модулем упругости, с малым удлинением при разрыве, сохраняющие свою форму при внешних напряжениях в условиях нормальной или повышенной (до определенного для каждого пластика предела) температуры.
Полужесткие пластики — твердые упругие материалы кристаллической структуры со средним модулем упругости, с высоким относительным и остаточным удлинением при разрыве; остаточное удлинение обратимо и полностью исчезает при температуре плавления кристалл.
Мягкие пластики — мягкие и эластичные материалы с низким модулем упругости, с высоким относительным удлинением и малым остаточным удлинением; обратимая деформация исчезает при нормальной температуре с замедленной скоростью.
Эластиками называют мягкие и эластичные материалы с низким модулем упругости, поддающиеся значительным деформациям при растяжении, причем вся деформация или большая ее часть исчезает при нормальной температуре с большой скоростью (практически мгновенно).
Более обычными компонентами пластмасс помимо полимеров являются наполнители, которые придают пластмассам требуемые свойства. В качестве наполнителей применяют порошкообразные, волокнистые и листообразные вещества.|
К порошкообразным наполнителям относят вещества минерального происхождения — кварцевую муку, мел, барит, тальк и другие измельченные материалы. Такие наполнители не только сообщают пластмассам некоторые специфические свойства (теплостойкость, кислотостойкость, рентгенонепроницаемость), но и повышают их твердость, удешевляют их и увеличивают долговечность, что особенно важно для строительных пластмасс.
Волокнистые наполнители — асбестовое волокно, хлопковые очесы, древесное волокно, стеклянное волокно — применяют довольно широко в производстве строительных пластмасс, так как они увеличивают прочность пластмасс и снижают их хрупкость. Асбестовое волокно повышает теплостойкость, прочность и ударную вязкость пластических масс. В качестве наполнителей широко применяют короткое стеклянное волокно, сообщающее пластмассам очень высокие механические свойства, что имеет особое значение при их использовании в строительных конструкциях (например, стеновые панели, кровельные материалы). Пластмассы с волокнистыми наполнителями называют волокнитами.
Листообразными наполнителями для пластических масс могут служить бумага, хлопчатобумажная ткань, стеклянная ткань, асбестовый картон и древесный шпон.
Отдельные листы наполнителя, пропитанные или покрытые полимером, складывают в пакеты и спрессовывают в плиты или изделия другой формы. Пластмассы со слоистыми наполнителями называют слоистыми пластиками. Высокая прочность таких пластиков дает возможность изготовлять из них строительные изделия, выдерживающие большие нагрузки.|
При использовании в качестве наполнителя бумаги на основе фенолформальдегидных полимеров (В литературе часто встречается вместо термина «полимер» термин «смола», что неправильно, так как смолами называют продукты жизнедеятельности деревьев, например — копал, шеллак, канифоль и др.) получают материал с высокими прочностными показателями, называемый декоративным бумажным пластиком. Если наполнителем служит хлопчатобумажная или другая ткань, получаемый материал называют текстолитом.
Из древесного шпона, т. е. тончайших листов древесины и полимера, вырабатывают древеснослоистые пластики — красивые, прочные и долговечные листовые материалы. Такие листы можно применять как декоративный, облицовочный и конструкционный материал.
Стеклянная ткань, примененная в качестве наполнителя пластмассы, придает ей высокую механическую прочность, теплостойкость и долговечность.
Стеклопластики можно использовать для изготовления строительных конструкций, несущих значительные нагрузки, а также кровельных материалов.
Поскольку наполнители обычно намного дешевле полимеров, чем больше введено наполнителя, тем дешевле пластические массы. Для снижения стоимости пластмасс при изготовлении в их состав вводят разнообразные и дешевые органические и неорганические наполнители.
Помимо наполнителей в пластические массы могут быть введены пластификаторы, красители, смазки, катализаторы и некоторые другие добавки. При изготовлении пористых пластических масс в состав пластмасс вводят специальные вещества — порообразователи (порофоры): двууглекислый натрий, углекислый аммоний и др.|
Пластификаторы, или мягчители, придают пластмассе большую пластичность. Пластификаторы должны растворять связующее полимерное вещество, быть химически инертными, нетоксичными и малолетучими. В качестве пластификаторов при получении пластических масс применяют камфору, олеиновую кислоту, стеарат алюминия, дибутилфталат и многие другие.
Красители, или пигменты, придающие пластическим массам определенный цвет, должны обладать живыми тонами, не давать грязноватого цвета, не изменяться во времени, а также не выцветать под действием солнечного или электрического света, что особенно важно для отделочных строительных материалов. В качестве красителей применяют как органические красители (нигрозин, пигмент желтый, хризоидин и др.), так и минеральные пигменты (охру, мумию, сурик, умбру, ультрамарин, окись хрома, белила).
Смазывающие вещества, вводимые в пластические массы (например, олеиновая кислота, стеарин), предотвращают их прилипание к пресс-формам и валкам при обработке.
Катализаторы прибавляют к некоторым пластмассам для сокращения времени отверждения (например, для пластмасс на основе фенолоформальдегидного полимера ускорителями являются известь и уротропин).
7314 всего просмотров, 0 просмотров за сегодня
