Materiale plastice este un material plastic, care este definiția

Găsit 1 definiție:

materiale plastice

Cuvântul „plasticitate“ în limba greacă înseamnă „suplă“, „potrivit pentru modelarea.“ Multă vreme singurul material potrivit pentru sculptarea, argila a ramas.

Acum, vorbind din material plastic sau materiale plastice, se referă la materialele create pe baza polimerilor - substanțe ale căror molecule (macromolecule) constau dintr-un număr mare de unități repetitive (unități) ale unuia sau mai multor tipuri.

Toate organismele animale și vegetale sunt construite din macromolecule, t. E. Polymer. Fără ele nu ar exista viață pe pământ. Chiar și omul primitiv folosit pe scară largă de piatră, lemn și os pentru fabricarea de unelte și arme. Lemn și oase - polimeri organici. În plus, polimerii naturali sunt fibre vegetale, din care au făcut fire și frânghii, care leagă părți arme vegetale rășină și de origine minerală.

Odată cu apariția de haine au fost aplicate polimeri organici, animale și origine vegetală - hide, lenjerie, mătase. polimeri organici, în principal din lemn, au jucat un rol imens în construcții, construcții navale, transportului și a aviației.

Până la mijlocul secolului al XIX-lea. omenirea în întregime dispensa materiale polimerice naturale, dar apoi situația sa schimbat. Acest lucru sa întâmplat din mai multe motive: în primul rând, a început să fie simțit lipsa unor materiale naturale, și în al doilea rând, dezvoltarea tehnologiei a relevat necesitatea unor materiale cu proprietăți noi, care nu existau în natură ?. Ei au trebuit să fie obținerea. În ciuda faptului că anumite substanțe au fost descoperite, a luat o mulțime de timp înainte de începerea producției lor industriale.

Din cele mai vechi timpuri, chimiști în timpul experimentelor au fost obținute pe fundul și părțile laterale ale gudronul balon - substanță groasă, vâscos, care nu este întotdeauna posibil să se separe de sticlă. În primul rând, feluri de mâncare pur și simplu aruncate mai târziu chimiști a început să exploreze substanța ciudată.

Astfel de studii pot detecta uneori polimer necunoscute anterior. Mulți dintre polimeri sintetici cunoscuți în prezent au fost descoperite accidental. Utilizarea lor pe scară largă a început doar un deceniu mai târziu.

De exemplu, polistiren a fost obținut pentru prima dată în 1839 producția industrială a început în 1920. Prioritatea producerii unui polimer de formaldehidă datorită A. M. Butlerovu, să facă acest lucru în 1859, producția industrială a a început 101 ani mai târziu, în 1860.

Unul din primul material polimeric, care rulează în producția industrială au fost celuloid, cauciuc si cauciuc dur. Acestea au fost preparate pe bază de polimeri naturali.

Celuloidul preparat din nitrat de celuloză și camfor. Utilizarea sa ca material pentru bilele de biliard a salvat viețile a mii de elefanți colți care erau materii prime pentru fabricarea atributul principal care joc nobil. La sfârșitul XIX - începutul secolului XX. un accesoriu al bărbaților erau gulere și manșete celuloid. Celuloidul datorează dezvoltarea lor de fotografie si cinematografie. Acestea au fost noua arta pentru care materialele tradiționale nu se potrivea. Ulterior, de la celuloid? Din cauza inflamabil a fost înlocuit de alte materiale plastice. Acum este folosit doar pentru producția de mingi pentru tenis de masă.

Hard cauciuc - cauciuc care conține aproximativ 30% sulf. Pe proprietăți nu arata ca un cauciuc.

La sfârșitul XIX - începutul secolului XX. pe baza de formaldehidă și fenol a început să se facă din bachelită, numit după savantul belgian.

În 30? S a secolului XX. preocupare chimică engleză "Ai? C? Ay", a lansat un program de cercetare de reacții chimice sub presiune ridicată (50-150 MPa). Un scop al acestui studiu a fost de a testa ipoteza conform căreia presiune ridicată unele reacții de condensare (compuși) din molecule trebuie să aibă loc la o viteză mare, fără catalizator. De altfel una dintre primele reacții au fost studiate reacția etilenei cu benzaldehida. Produsul de condensare așteptat ca o autoclavă de laborator a fost observată. Dar, uneori, pe peretele vasului este o placă solidă substanță hornlike albă.

Compania, care a fost propusă de noul material, specializat în producția de mantalele de cabluri de gutapercă. Ea a posedat echipamentul necesar. Un an mai târziu, a devenit clar că, înainte de a polietilenei ca noul material izolant electric oferă un mare viitor. Acum, îngrijorare „Ai? C? Ai“ a alocat fonduri semnificative pentru a crea un polimer unic de producție de etilenă sub presiunea de 150 MPa, și a început să „PE“ viață.

Pe scurt pe de altă parte, cele mai comune tipuri de plastic.

Fluoroplast este acum mai bine cunoscut sub numele de teflon. Este o polietilenă complet fluorurată. Fluor polietilenă conferă o rezistență chimică ridicată. Poliacetale utilizate pentru conducte, producția de ustensile de etanșare.

Nylon - o fibră de polimer din grupul de poliamide, dezvoltat de compania americană „DuPont.“

Poliester, cunoscut din laboratorul de macromoleculare Compounds, URSS Academia de Științe - filare poliester - tereftalat de polietilenă.

Toate materialele plastice sunt împărțite în termoplaste și termorigide.

Termoplasticele sunt construite din macromolecule lungi filiforme. Temperatura de înmuiere termoplasticelor 100-250 ° C, în funcție de compoziția chimică.

Termoplasticele prin încălzire se comportă ca metale. Dacă un astfel de polimer este încălzit, ea începe să se înmoaie, să devină flexibil, elastic ca de cauciuc. El devine din plastic, este posibil să se împingă, pentru a da orice formă. După răcire din nou se intareste.

Principalele tipuri de materiale termoplastice sunt polietilenă, clorură de polivinil, polistiren, polyformaldehyde, teflon, poliamide, policarbonați.

macromolecule filiforme numite macromolecule liniare. În cazul în care o macromoleculă are ramuri laterale - o macromoleculă ramificat.

În anumite condiții, unele macromolecule pot fi conectate. Polimerul este format din astfel de molecule se numește o plasă reticulată, tridimensională. Un astfel de polimer nu este topit prin încălzire, și poate fi dedurizată numai.

Proprietățile polimerilor de acest tip variază în funcție de structura.

Polimerii Redkosshitye sunt mai rezistente la căldură decât liniară. polimer Gustosshity solid, tare și nefuzibil. Astfel de polimeri sunt numite termorigid nefuzibil sau termorigid.

Omogenă, impermeabil, rezistent la diferite tipuri de sarcini termorigide produse folosind ca un liant epoxi, poliester, fenol, aldehidă sau melamină formaldehidice, și ca umplutură - fibre sintetice, pânză, hârtie acestor fibre. După produse turnare închidere din termoreactiv fază polimerică în care capătă o structură tridimensională. Prin urmare, termostabile au mai mare decât termoplaste, duritate, rezistență, elasticitate. Cu toate acestea, proprietățile lor nu depind de temperatură.

Despartitor polimeri termoplaste si termorigide sintetici datorită particularităților de formare de produse ale acestor polimeri. Termoplasticele poate fi topit atunci când lichidul încălzit și topit turnate cutii, cutii de carton, fibre, tuburi, foi și filme. Una dintre cele mai comune metode de fabricarea de articole din material termoplastic este de turnare prin injecție.

In acest proces, materialul plastic este încălzit într-o cameră separată și după înmuierea presiunea pompei este alimentat într-o presă rece? Form. Sintetic se umple și se răcește, se intareste.

Termostabile de? Pentru structura de rețea trebuie să fie prelucrată prin presare la cald. Când presare la cald a amestecului de polimer cu aditivi este umplut într-o presă fierbinte? Forma constând dintr-un soclu fix, pe care forma similară cu forma produselor presate, iar pistonul mobil? Punch. După încărcarea unui amestec de știri? Mold este închisă și să înceapă să pună presiune asupra amestecului de pumn. Încălzit, amestecul devine din plastic, iar presiunea se umple presa? Form. Apoi, sub încălzire și sub presiune ridicată (și uneori în aer la temperaturi obișnuite), reacția de reticulare are loc macromolecule, adesea numit întărire. Astfel, termodurificat se formează direct în matriță. Acest proces poate dura de la câteva minute la mai multe ore.

Treptat, masa se întărește, iar produsul este scos din matriță.

În acest fel este posibil să se producă piese de orice formă. În plus față de polimer, din materialele plastice pot conține diverși aditivi: umpluturi, plastifianți, coloranți.

Fillers dau puteri plastic, rezistență la căldură, rezistență electrică ridicată. Ca umplutură, fibre, pânză, rumeguș și alte materiale. Dacă materialul este utilizat ca material de umplutură, astfel materiale plastice numit PCB. Tissue, acționând ca un cadru, crește semnificativ puterea de plastic.

Utilizarea de materiale de umplutură reduce costul de plastic, deoarece acestea sunt mai ieftine decât polimerul în sine.

Plastifianții crește plasticitatea materialului și plasticul finit. Plastifiantul acționează de obicei molecule de substanțe organice cu greutate moleculară mică. moleculele sale sunt introduse între moleculele de polimer, slăbirea legăturii dintre ele. Acest lucru permite mucegai din plastic la o temperatură mai scăzută.

Cu materiale plastice, aditivi pot conferi proprietăți dorite. Astfel, prin introducerea în compoziția materialului plastic care, atunci când sunt încălzite, se descompun pentru a produce gaze produse din material plastic umplute cu gaz - spume și spume poroase.

Gazele din interiorul spumei formează o cavitate închisă. Materialul spongios este pătrunsă comunicând între ele prin prin pori. -Umplut cu gaz material plastic pentru a forma o întreagă familie. Printre ei este greu, solid, flexibil. Acestea sunt izolator termic și sunet excelent. Ponderea burete spongioasă și semnificativ mai mică decât cea din lemn și plută.

FRP este folosit pentru a intari sticla sub formă de fibre, meșe, mat, fibrile scurte. Polimerul liant poate fi rășini epoxidice și poliester, poliamide, polipropilenă și altele.

Există materiale plastice, care joacă rolul de elemente de ranforsare de carbon, fibre de bor. Acestea sunt numite fibra de carbon, boroplastikami.

Spumele, fibra de sticla, materiale plastice și laminate numit pe termen colectiv - materiale compozite.

La începutul secolului XX,. în jurul lumii a produs doar cateva mii de tone de materiale plastice - este foarte mic în comparație cu alte materiale de construcție - metal, lemn, ciment, sticlă.

În secolul XX. producția de polimer a depășit volumul de producție a oțelului și a metalelor neferoase. Este foarte important să se compare acești parametri este în volum, deoarece densitatea polimerilor sintetici este semnificativ mai mică decât densitatea metalului. Cel mai ușor de metal - aluminiu, densitatea este de 2,3 g / cm3, fier - 7,8 g / cm3. Densitatea majorității polimerilor variază de la 0,9 g / cm3 (densitate polipropilenă) până la 1,4 g / cm3 (densitate de clorură de vinil). În consecință, în cantitate egală în greutate de polimer este de aproximativ 5-7 ori mai mult volum de oțel.

In fiecare an, polimerii creșterea producției este în continuă creștere și transvazare efectiv stabilizat.

Comparativ cu metale, materiale plastice au mai multe avantaje importante:

1) din material plastic este mult mai ușor decât fierul. Când creați o nouă aeronavă, automobile, nave, mașini, aparate de uz casnic și alte structuri este extrem de importantă pentru: creșterea capacității, performanță, putere, economia de combustibil;

2) din plastic nu rugina, și din cauza coroziunii fierului și oțelului anual produc aproape o treime din metal este înlocuirea corodată ?;

3) piesele de frecare din munca de plastic de metal mult mai liniștită, necesită mai puțin lubrifiant, sau nu le necesită deloc. Este, în cele din urmă, de asemenea, economisește energie;

4) există un alt motiv, probabil, cel mai important: în aproape orice industrie, în cazul în care producția de diverse produse folosite polimeri sintetici, acestea oferă o creștere a productivității, ajuta la reducerea costurilor de energie și materiale.

Materiale plastice înlocui cu succes din lemn, fibre naturale și ceramică. Produsele sunt mai ușor de mucegai și fabricarea materialelor plastice produce mai puține deșeuri, acestea sunt mai durabile. În plus, din cauza? Creșterea bruscă a populației Pământului a apărut lipsa de materiale naturale.

Materii prime pentru producerea de polimeri va fi (sau a devenit) limitate, deci trebuie să învețe cum să salvați. Oamenii de știință sunt acum lucrează la această problemă în patru direcții.

1. Materiale intaritori pentru reducerea consumului său. Din material mai durabil poate fi produs cu pereți subțiri, un film subțire sau de fibre. Una dintre principalele modalități de creștere a tăriei - compozite crearea. Rezervele epuizați crește, de asemenea, calitatea de polimer prin orientarea de solidificare dirijată.

Ca exemplu putem lua polietilena.

Filmul de polietilenă este ușor de rupt, rezistența la tracțiune este de 20 MPa. Dar, în special orientate în timpul filmului de întindere, fibre extrem de cristaline si polietilena pot avea o rezistență de până la 200 MPa.

2. Stabilizarea pentru o viață mai lungă. Polimerii nu se tem de rugina, dar acestea tind să îmbătrânire. Sub acțiunea razelor UV, oxigenul atmosferic, umiditate, acestea devin mai întunecate, crack și devin fragile. Cu polimeri îmbătrânire combaterea introducerea în acestea diverși stabilizatori, - aditivi întârzie procesul de îmbătrânire. Folie din material plastic fără stabilizatori este un stabilizat-sezon - trei sezoane. Deși costul este ridicat stabilizatori.

3. Eliminarea. Deșeuri folie de polietilenă și au permis colectate pentru reciclare. polietilenă secundară este inferioară în proprietăți „proaspete“, dar își găsește o largă aplicare. „Secundar“ este produs din nailon ciorapi și șosete.

Produsele din plastic nu poate fi retopit. În primul rând, oamenii de știință au căutat modalități de descompunere prin metode chimice sau biologice. Dar este nefavorabil energetic. Un mod posibil - utilizarea polimerilor la sol ca materiale de umplutură pentru materiale compozite.

4. Se completează pentru a se dilua. In multe cazuri, materialele polimerice pot fi administrate umpluturi minerale ieftine cretă, talc, argile, nisip, praf de ciment, fibre de sticlă vulcanică deșeuri de producție, etc. Multe dintre aceste substanțe sunt deja utilizate pentru umplerea termorigide ... Când polimerul formează o grilă tridimensională, deține tenaciously particulelor de umplutură. Materialul capătă astfel o rezistență, duritate, viteză de curgere de polimer este redusă.

Acum turn umplut termoplast. Aici problema este mai complicată: polimerii liniari interacționează slab cu umpluturi anorganice și materiale care conțin 30-50% dintr-un material de umplutură, obținute prin casant. Pentru a rezolva această problemă suplimente de surfactant propuse? Substanțe active care îmbunătățesc semnificativ interacțiunea dintre particulele de polimer și de adaos. Mica (aproximativ 1%) Adăugarea acestor substanțe permite obținerea de materiale termoplastice umplute cu proprietăți mecanice bune.

O metodă promițătoare este așa-numita prelucrare mecano. În acest caz, particulele de umplutură sunt supuse unei măcinare într-un aparat de mare viteză (cu bile sau cu jet de mori, dezintegranți) în prezența polimerilor sau monomeri. Când spargerea particulelor solide formate pe grupurile sale reactive de suprafață capabile să reacționeze cu polimerul. În cazul în care agentul de umplere este mai întâi supus la măcinare și apoi se amestecă cu polimerul, valorile de rezistență ale unor astfel de compoziții vor fi cu 25-40% mai mică decât în ​​compoziția preparată prin metoda mecano.

Mai mulți oameni de știință speră laici în modul de completare polimerizare. În acest caz, agentul de umplere este amestecat cu un lichid monomer sau gazos. Pre-umplere pe suprafața fixați chimic sau altfel molecula de catalizator. Apoi a crea astfel de condiții încât macromolecula polimer a crescut în mod direct pe suprafața particulelor de umplutură. compozit obținut în care un material de umplutură anorganic este legat chimic cu un polimer organic. caracteristicile de rezistență ale unor astfel de compoziții vor fi cu 25-40% mai mică decât în ​​compoziția preparată prin metoda mecano.

Practic, toate industriile împins materialele naturale tradiționale Ca urmare a revoluției tehnologice din plastic.

↑ definiție excelentă