Главная Обратная связь

Дисциплины:






Склад пластичних мас



За складом пластичні маси розділяють на:

- прості ;

- складні (композиційні).

Перші складаються тільки з полімеру (синтетичної смоли або хімічно видозміненого природного полімеру), до якого можуть додаватися невеликі кількості барвників і стабілізаторів (до 3%). Композиційні пластмаси містять, крім того, значні кількості (до декількох десятків відсотків) інших компонентів: наповнювачів, пластифікаторів, газоутворювачів, затверджувачів. Допоміжною добавкою є речовини, які змазують, що запобігають прилипання відформованого виробу до стінок форми. У композиційних пластмасах полімери виконують роль компонента, що зв'язує інші складові частини (особливо наповнювач), тому їх називають зв'язувальними речовинами.

Зв'язувальними речовинами є переважно синтетичні високомолекулярні з'єднання і деякі видозмінені природні полімери (ефіри целюлози). Вони є головною складовою частиною, що визначає всі основні властивості пластмас; їх здатність формуватися при підвищених температурах і тиску, а також зберігати надану форму виробу. До композиційних відносять пластмаси на основі феноло- і аміноальдегідних смол, що застосовують звичайно з наповнювачами і барвниками, тому за своєю структурою вони гетерофазні. Багато синтетичних смол (поліетилен, полістирол і ін.), а також ефіри целюлози використовують як пластмаси з наповнювачами, так і без них.

Наповнювачами пластмасслужать різні здрібнені неорганічні й органічні матеріали, наприклад: деревне борошно, кварцовий пісок, каолін, тальк, дроблена слюда (відходи) і інші порошкоподібні і волокнисті матеріали (відходи бавовни, волокна азбесту, здрібнені обрізки тканин і папера). Наповнювач може складати більше половини складу пластмаси.

Порошкоподібні наповнювачі перемішуються зі зв'язувальними речовинами й іншими компонентами пластмаси, просочуються й обволікаються зв'язувальною речовиною, завдяки чому в процесі формування виробів утвориться тверда і щільна маса. При цьому властивості пластмас видозмінюються.

Введення наповнювача підвищує механічну міцність і твердість, знижує величину усадки пластмаси в процесі формування виробу. Особливо поліпшуються механічні властивості, підвищується міцність на удар під час введення в пластмасу волокнистих наповнювачів, що виконують роль армуючих елементів і усувають крихкість ненаповнених пластмас. Поряд з підвищенням міцності і твердості введення наповнювачів у ряді випадків підвищує теплостійкість і вогнестійкість пластмас, полегшує їх переробку і знижує вартість.

Газоутворювачі вводять до складу для одержання газонаповнених пластмас (поро- і пінопластів). Вони являють собою хімічні сполуки, що розкладаються в процесі формування виробів під час нагрівання з виділенням газоподібних речовин.



Рис.13. Схематичне зображення структури газонаповнених пластичних мас

а) поропласти; б) пінопласти.

Пластифікаторами є олієподібні органічні речовини, що мають високу температуру кипіння, — переважно складні ефіри фталевої і фосфорної кислот (дібутилфталат, діоктилфталат, трикрезилфосфат) та ін. Їх додають у тих випадках, якщо необхідно зменшити твердість і крихкість полімеру. Підвищуючи пластичність сполучної речовини і тим самим полегшуючи переробку пластмаси, пластифікатори додають матеріалам і виробам еластичність і гнучкість. Для полярних полімерів застосовують полярні, а для неполярних — неполярні пластифікатори.

Проникаючи між макромолекулами й іншими структурними елементами смоли, молекули пластифікатора взаємодіють з ними, сольватують і розсовують їх, послабляють сили міжмолекулярної взаємодії між ними. При цьому температура затвердіння знижується, розширюються межі температур, у яких полімер зберігає високоеластичний стан. У результаті збільшується його морозостійкість, хоча стійкість до підвищених температур (теплостійкість) знижується. Велика кількість пластифікаторів (50% і більше складу пластмаси) витрачається для перетворення твердого і крихкого полімеру – полівінілхлоридної смоли – у м'який і еластичний пластик – полівінілхлоридний пластикат.

Пластифікатори повинні взаємодіяти і добре сполучатися з полімером, не випаровуватися і не мігрувати з нього, бути хімічно стабільними і фізіологічно нешкідливими. Остання вимога особливо важлива для пластмас, що використовуються у виробництві побутових виробів. Дуже перспективними пластифікаторами виявилися низькомолекулярні поліефірні смоли, що майже зовсім не мігрують з полімеру, практично нелетучі, володіють оліє- і бензиностійкістю.

Барвні речовини пластмаси— це тонко здрібнені пігменти й органічні барвники, стійкі до температур, при яких формуються вироби. Деякі мінеральні пігменти одночасно виконують роль не тільки барвника, але і наповнювача пластмас (окис цинку, літопон, сажа тощо). Під час вибору фарбуючої речовини для фарбування враховують і його здатність прискорювати (стимулювати) або, навпаки, затримувати (інгібувати) старіння пластмаси.

Стабілізатори (інгібітори)— це речовини, що перешкоджають необоротній зміні властивостей синтетичних смол і пластмас під дією тепла, кисню повітря, світла, вологи й інших факторів, тобто процеси старіння, які сповільнюють. Особливо інтенсивне старіння пластмас викликають ультрафіолетові промені, що мають велику потужність, порівняно з енергією хімічних зв'язків. У наслідок цього вони здатні відривати електрони з зовнішніх оболонок атомів. Така дія прискорює взаємодію макромолекул полімеру з киснем, вологою і між собою, призводить, з одного боку, до їх розриву (деструкції), з іншого боку — до утворення поперечних зв'язків (зшивок) між ланцюгами (структуруванню). У результаті знижуються механічна міцність і еластичність полімерних матеріалів і виробів, зростає крихкість, погіршується їх зовнішній вигляд.

За характером дії стабілізатори поділяють на:

- термостабілізатори (антиоскиданти) – перешкоджають термоокислювальній деструкції;

- світлостабілізатори – захищають полімер від фотохімічної деструкції;

- стабілізатори комплексної дії.

Сутність дії невеликих добавок (0,1—3%) стабілізаторів (амінів, фенолів і ін.) зводиться до блокування активних центрів (вільних радикалів), що утворюються під час деструкції полімеру. Світлостабілізатори (сажа й ін.) поглинають енергію ультрафіолетових променів і цим запобігають розривові молекул полімеру й іншим можливим хімічним процесам старіння.

Затверджувачі вводять в окремі пластмаси для перекладу полімеру в процесі формування виробів у неплавкий і нерозчинний стан. Їх дія заснована на зшиванні структури полімеру. Ними є ді- і поліфункціональні з'єднання (формальдегід, діаміни, дікарбонові кислоти тощо).

 





sdamzavas.net - 2020 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...