Свойства пластических масс, их применение, экологический вред

изготовляют в виде пенопласта с закрытыми порами (объемная масса от 0,03 до 0,3) и поропласта открытыми порами (объемная масса свыше 0,3).

     Вид пластмасс определяется, как правило, наименованием связующего, т. е. основного компонента, формирующего ее свойства. Название связующего обычно складывается из названия мономера и приставки «поли». Например, продукт полимеризации стирола называется полистиролом, метил акрилата — полиметилакрилатом, продукт поликонденсации этиленгликоля.

     В общетехнические наименования включают сокращенное название мономера и окончания «пласт», например фенопласт, аминопласт, стиропласт.

     Подвиды (разновидность пластмасс выделяют обычно для однородных пластиков в зависимости от особенностей получения связующего полимера или состава его мономера). Например, по способу получения различают полиэтилен высокого, среднего и низкого давления; по числу атомов фтора в молекуле мономера фторопласты подразделяют на политетрафторэтилен (фторо-пласт-4) и политрифторэтилен (фторопласт-3). Акрилопласты в зависимости от изменения состава акриловой кислоты подразделяют на полиметилакрилат, полиметилметакрилат, полиэтилакрилат.

     Твердость и упруго-эластичные свойства пластмасс зависят от молекулярного веса связующего, введения пластификаторов или от дополнительной обра6отки.

     В связи с этим по физико-механическим свойствам один и тот же вид пластмассы можно поделить на подвиды — жесткие, полужесткие и мягкие. Так, изделия из поливинилхлорида могут быть жесткими (трубы из винипласта), полужесткими (перфорированные пленки) и мягкими (пленки упаковочные и для галантерейных изделий из пластика). Жесткие пластмассы при комнатной температуре (+20°С) имеют твердую консистенцию, сравнительно упруги, с малым удлинением при разрыве. Полужесткие пластики также твердые и упругие, но характеризуются более высоким удлинением при разрыве; под действием механических нагрузок частично изменяют форму. Мягкие пластики представляют собой эластичные материалы с высоким удлинением при разрыве и постепенным восстановлением формы после снятия нагрузки. 

4 ТЕХНИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИОННЫХ

СМОЛ

    Свойства изделий из одного и того же полимера могут быть различны в зависимости от технических способов полимеризации. Различают полимеризацию жидких и газовых мономеров.

    Полимеризацию жидких мономеров осуществляют тремя способами —- эмульсионным, в растворе (лаковый способ) и в массе мономера (блочный способ).

    При эмульсионном способе жидкий мономер и инициатор в присутствии эмульгатора переводят во взвешенное состояние в водной среде (эмульгируют). Полимеризация в жидкой среде при перемешивании облегчает регулирование температуры, повышает скорость реакции и создает благоприятные условия для получения полимеров с высоким молекулярным весом и однородными свойствами. Полимер выделяется в виде тонкой взвеси (латекса), гранул и порошка, которые легко перерабатывать в пасты, пропиточные составы, лакокрасочные товары и др.

    Полимеризация мономера с инициатором в растворе органического растворителя обеспечивает получение смолы в виде лака (если образующийся полимер растворим в растворителе) либо в виде порошка. Удаление растворителя из полимера затруднено, поэтому полимеризацию в растворе (лаковый способ) применяют в основном для получения пленкообразователей лаков и красок.

    Полимеризацию в массе мономера без растворителя называют блочным способом в связи с тем, что продукт полимеризации выделяют в виде сплошной массы — блоков, пластин, лент, брусков, стержней, жгутов и других профильных полуфабрикатов.

    Полимеры, полученные блочным способом, не содержат остатков побочных веществ (растворителей и эмульгаторов) и обладают более высокой светопропускаемостью и диэлектрическими свойствами. Однако по мере полимеризации реакционная смесь загустевает, затрудняется регулирование температуры и отвод тепла. Это приводит к неоднородности длины макромолекул (молекулярного веса), образованию газовых включений и неполной полимеризации мономера. Остатки мономера могут

вредно влиять на свойства полимера. Блочной полимеризацией обычно изготовляют полуфабрикаты из полиметилметакрилата и полистирола.

     Полимеризацию газовых мономеров используют для получения полиэтилена, каучуков. Мономер в присутствии катализаторов или инициаторов полимеризуют под большим давлением.

5 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ГРУППИРОВКА ПОЛИМЕРИЗАЦИОННЫХ СМОЛ

     Разработка и промышленное освоение полимеризационных смол относится к 30—40 годам текущего столетия. Их производство, особенно после второй мировой войны, росло быстрыми темпами. В настоящее время на долю полимеризационных смол в общем мировом выпуске пластиков приходится более 60%. Особенно увеличился выпуск полиэтилена и поливинилхлорида в связи с потребностями бурно развивающейся электро- и радиопромышленности в изоляционных материалах.

     В 1965 г. удельный вес полиэтилена в общем выпуске пластмасс составил 22%, поливинилхлорида — 23%. Эти материалы по тоннажу стали главными видами пластиков.

     Полимеризационные смолы относятся к термопластикам. Однако такие термопластики, как фторопласты и полиакрилонитрил, при нагревании лишь несколько размягчаются.

     Среди пластиков этой группы имеются полимеры мягкие, эластичные (полиэтилен, пластифицированный поливинилхлорид, полиизобутилен), твердые и жесткие (полистирол, полиметилакрилат, полиформальдегид), прозрачные (полистирол, полиметилметакрилат), полупрозрачные

(полиэтилен, поливинилхлорид) и непрозрачные (полиформальдегид), теплостойкие (фторопласты, полиакрилонитрил) и легкоплавкие (поливинилацетат), химически стойкие (фторопласт, полиэтилен, поливинилхлорид) и легко растворимые в органических растворителях (поливиниловый спирт, поливинилацетат).

     Изделия из большинства полимеров этой группы обладают достаточной механической прочностью, надежностью и не оказывают вредного физиологического воздействия на организм человека.

     К полимеризационным смолам относят полимеры на основе этилена (СН2 = СНг) и его производных, а также полиформальдегид. Полимеры на основе этилена являются карбоцепными.

     Боковые заместители могут быть галоидными (С1, Р), метальными группами ( СНз), кислотными группами угольной (СООН) и уксусной (ОСОСНз) кислот, гидроксилами (ОН). Полиформальдегид относится к гетероцепным полимерам, так как содержит в основной цепи углерод и кислород.

     Таблица 1. Наименования заместителей, мономеров и полимеров на основе этилена и его производных.

Полипропилен /—СН₂—СН—\ Полипропилен I | I относится к этиленопластам (полиолефинам). Его производство начато в 1957 г.

     Получают полипропилен полимеризацией газа пропилена в присутствии металлсодержащих катализаторов, способствующих образованию пластика регулярного строения.