Товароведение и экспертиза

 

Введение

 

Пластическими массами или пластмассами называются получаемые на основе высокомолекулярных органических соединений материалы, которые способны принимать в определенных условиях (повышенная температура, давление) любую заданную форму и сохранять ее в дальнейшем.

Производство пластмасс  - самостоятельная отрасль химической промышленности, получившая широкое развитие главным образом в последнее тридцатилетие. Пластмассы широко используют во всех отраслях народного Хозяйства вместо металла, дерева, стекла, кожи и других традиционных материалов. Предусмотрено увеличить выпуск синтетических смол и пластмасс, при этом большое внимание будет уделено развитию производства высококачественных полимеров с заданными техническими характеристиками, включая армированные и наполненные пластмассы.

 

Общие сведения о пластмассах

 

Состав пластмасс очень  сложен, но чаще всего это композиции различных веществ, взятых в определенном соотношении. Основу пластмассы составляет высокомолекулярное связующее (полимер). От связующего вещества зависят тип пластмассы, ее свойства и способ переработки в изделия. Для некоторых пластмасс (полиэтилен, полипропилен и др.) количество связующего достигает более 95%.

Для придания пластмассам  новых свойств в свяэующие вводят другие компоненты: наполнитель, пластификатор, краситель, порообразователь, стабилизатор и др. Наполнители придают изделиям из пластмасс большую механическую -прочность, повышают вязкость, сокращают усадку при охлаждении, снижают их стоимость за счет сокращения доли связующего. В качестве наполнителей применяются измельченные вещества органического и неорганического происхождения, древесная мука, хлопковый пух (линт), ткани, бумага, графит, различные волокна, асбест и др. Пластификаторы предназначены для снижения жесткости и хрупкости, облегчения формования изделий, повышения их эластичных и пластичных свойств. Пластификаторами служат высококипящие органические жидкости: дибутилфталат, глицерин, олеиновая кислота и др. Для окраски пластмасс используют красители и пигменты как органические, так и минеральные (сажу, двуокись титана, охру, мумию и др.). Необходимо, чтобы красители хорошо окрашивали материал (были высокодисперсными) и не изменяли своей окраски под действием света, высокой температуры переработки продуктов питания. Стабилизаторы (противостарители)—органические вещества (амины, стеараты, нафтолы и др.), способствующие сохранению свойств пластмасс в процессе эксплуатации и замедляющие их старение (ухудшение свойств). Старение может протекать под действием света, тепла, кислорода и озона воздуха, ультрафиолетовых излучений, деформаций. В зависимости от типа пластмассы и условий эксплуатации изделий из нее выбирают соответствующий стабилизатор.

Пластмассы обладают разнообразными свойствами. Одни из них жесткие, прочные  и твердые, как металлы, другие —  мягкие, гибкие, эластичные, но все характеризуются  небольшой плотностью. Последнее  обусловливает применение пластмасс  в тех изделиях, массу которых  нужно облегчить. Пластмассы отличаются высокими электроизоляционными свойствами, устойчивостью к коррозии к гниению, действию агрессивных сред и растворителей, низкой теплопроводностью. Кроме того, пластмассы обладают высокими технологическими свойствами, что облегчает процесс изготовления из них различных изделий, а также низкой себестоимостью.

Однако пластмассы имеют  некоторые недостатки. К их .числу следует отнести ограниченную теплостойкостьт. e. способность сохранять физико-механические свойства при повышенных температурах. Свойства многих пластмасс изменяются со временем в результате их старения; изменяется цвет, увеличивается жесткость, хрупкость, снижается прочность, ухудшаются другие свойства. Кроме того, многие пластмассы характеризуются способностью электризоваться (накапливать на поверхности статическое электричество), что приводит к быстрому загрязнению поверхности изделий из них.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Классификация пластмасс

 

Пластмассы подразделяют на группы в зависимости от их отношения  к нагреванию, способа получения  связующего, структуры и характера  наполнителя и др.

По отношению к нагреванию пластмассы делят на термопластичные (термопласты) и термореактивные (реактопласты).

Термопласты при нагревании становятся пластичными, а при охлаждении снова затвердевают. Размягчение  и отверждение пластмасс можно  проводить многократно, при этом их свойства и химический состав не изменяются. Молекулы термопластов обычно имеют линейную структуру. В группу термопластов входят: полиэтилен, полипропилен, полиамиды, полиметилметакрилат и  др. Реактопласты при нагревании вначале  размягчаются, а затем переходят  в твердое неплавкое состояние  вследствие химической реакции сшивания линейных молекул полимеров (образуется сетчатое строение молекул) и снова  формоваться уже не могут. К реактопластам относят фенолформальдегидные смолы, аминопласты, эпоксидные смолы, полиуретаны. По способу производства связующего пластмассы подразделяются на пластмассы, получаемые методом цепной полимеризации (сополимеризации) и поликонденсации.

Различают следующие группы пластмасс: ненаполненные (на основе чистых смол без наполнителей), композиционные (содержат различные наполнители) и  газонаполненные пластмассы. Композиционные пластмассы кроме связующего содер жат наполнитель и другие добавки. В зависимости от вида наполнителя их выпускают в виде пресс-порош ков, волокнистых, слоистых и газонаполненных пластмасс. Пресс-порошки представляют собой смесь измельченной смолы с различными наполнителямиВ зависимости от вида волокнистого наполнителя пластмассы имеют разные названия: во-локнит (наполнитель из органического или химического волокна), стекловолокнит (из стеклянного волокна), ас-боволокнит (из волокна асбеста), текстоволокнит (из текстильных обрезков).

Слоистые пластики вырабатывают пропиткой термореактивной смолой древесного шпона, бумаги, ткани и  стеклоткани с последующим прессованием при повышенной температуре.

Газонаполненные пластмассы получают введением по-рообразователей в связующее с последующим действием высокой температуры. Их называют пенопластами или поропластами. Пенопласты имеют малую объемную массу и могут быть с открытыми и закрытыми порами. Пенопласты вырабатывают на основе различных смол: феноло-альдегидных, полистирола, полиуретана и др. Вид смолы, степень и характер пор определяют свойства газонаполненных пластмасс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характеристика  ассортимента пластмасс

 

Пластмассы, получаемые путем полимеризации.

К ним относят: полиэтилен, полипропилен, фторопласты, поливи-нилхлорид, поливинилацетат, полиакрилаты, полистирол, полиформальдегид, пентапласт.

Полиэтилен —полупрозрачный, белый или окрашенный в различные цвета, твердый, маслянистый на ощупь полимер, характеризующийся высокой морозостойкостью и химической стойкостью, высокими диэлектрическими свойствами. Загорается он медленно, горит синеватым пламенем, издавая запах парафина.

Полиэтилен вырабатывают полимеризацией этилена при высоком  давлении и температуре или при  низком давлении, поэтому различают  полиэтилен высокого давления (ПВД) и  полиэтилен низкого давления (ПНД). Полиэтилен низкого давления благодаря  меньшему количеству ответвлений от главной цепи макромолекулы обладает большей прочностью и термостойкостью, менее эластичен, чем полиэтилен высокого давления. ПНД непригоден для изготовления пищевой посуды.

Полиэтилен широко применяют  для изоляции проводов, в производстве труб, шлангов, хозяйственной посуды, игрушек, чехлов для одежды, галантерейных  товаров, а также в виде пленок для упаковки товаров и храненияпродуктов. Однако он недостаточно стоек к жирам, поэтому посуда трудно очищается от жировых загрязнений.

Полипропилен напоминает по свойствам полиэтилен, но он более  прочен и жёсток, имеет более высокую  температуру плавления (170°), окрашивается во все цвета лучше, чем полиэтилен, хотя уступает ему по морозостойкости. Пленки из полипропилена менее проницаемы для паров и газов, чем из полиэтилена. Полипропилен также широко применяют для выработки пленок, труб, изоляции проводов, игрушек, небьющихся емкостей (бутылок, фляг, ведер). Из него изготовляют скатерти, салфетки, занавески, упаковочный материал.

Поливинилхлорид (ПВХ) получают полимеризацией хлористого винила. Это  непрозрачный пластик, бесцветный или  окрашенный. Он характеризуется химической стойкостью, обладает высокими электроизоляционными свойствами, но низкой термостойкостью (70°С), горит с трудом и только в пламени, которое окрашивает в  зеленый цвет, выделяет резкий запах  хлора. Изделия из ПВХ теряют эластичность при —20 °С. ПВХ используют в изделиях в виде винипласта, пластиката, перхлорвинила.

Винипласт — твердый жесткий (непластифицированный) пластик. Из него вырабатывают трубы, галантерейные товары (пуговицы, расчески), корпуса авторучек, чертежные принадлежности и др.

Пластикат — гибкий, эластичный материал, содержащий пластификатор. Его широко используют для изоляции проводов, изготовления труб, шлангов, пленок для плащей, скатертей, накидок, абажуров, искусственной кожи, линолеума, линкруста и др.

Перхлорвинил — дополнительно  хлорированный ПВХ. Он представляет собой белый порошкообразный  материал, растворимый в ацетоне, хлорбензоле и др. Его применяют  в производстве водостойких и  химически стойких антикоррозионных покрытий, лаков, клеев, эмалей.

Полиакрилаты получают при полимеризации акриловой, метакриловой й нитрила акриловой кислоты. Наибольшее применение получили полиметилметакрилат и полиакрилонитрил.

Полиметилметакрилат похож  на стекло, может быть окрашен, обладает высокой светопрозрачностью, прочностью и пропускает ультрафиолетовые лучи, хорошо поддается механической обработке, размягчается при температуре от 90 до 140 °С, горит, потрескивая, голубоватым пламенем. Используют его в производстве посуды, галантерейных товаров, игрушек, стекол для приборов, часов, автомашин, прилавков, лаков и клеев.

Полистирол получают полимеризацией стирола. Он представляет собой прозрачный, бесцветный или окрашенный в яркие  цвета пластик, устойчивый к действию воды, слабых кислот и щелочей. При  ударе издает металлический звук. Полистирол горит ярким, коптящим пламенем, издавая сладковатый запах цветов. Применение полистирола ограничено вследствие его токсичности и  хрупкости.

Используется полистирол для изготовления электро- и радиодеталей (катушек, панелей, цоколей), химической и медицинской посуды, галантерейных  изделий (пуговиц, расчесок, пудрениц, корпусов электробритв и др.), корпусов авторучек, облицовочных плиток и др.

Путем сополимеризации стирола и синтетического ди-винилового каучука получают ударопрочный полистирол, из которого вырабатывают крупные детали (внутренние детали и двери холодильников, раковин, корпусов радиоприемников и телевизоров и др.).

Полиформальдегид — продукт  полимеризации формальдегида. Это  твердый, жесткий, непрозрачный, прочный  полимер, устойчивый к воде, но разрушающийся  под действием сильных кислот и оснований. Он обладает высокой  морозостойкостью, плавится при 180 °С. Его применяют как конструкционный материал для изготовления шестерен, втулок, деталей холодильников, игрушек, расчесок и др. для изоляции электротехнических деталей.

Пластмассы, получаемые путем  поликонденсации. К ним относят: фенопласты, аминопласты, полиамиды, полиэфиры, полиуретаны, поликарбонаты, эпоксидные смолы, кремнийорганические пластмассы.

Фенопласты — термореактивные  смолы, получаемые поликонденсацией фенолов  или крезолов с альдегидами. В  зависимости от соотношения компонентов  различают фенолформальдегидные смолы  новолачные и резоль-ные. Новолачные смолы (идитол) широко используют в производстве прессовочных материалов и лаков. Резоль-ные (бакелитовые) смолы применяют для изготовления пресс-порошков, слоистых пластиков, бакелитовых лаков, клеев.

Пресс-порошки на основе резольных смол имеют луч шие электроизоляционные свойства и меньшее водопогло- щение, чем на основе новолачных смол. Это и определяет назначение изготовленных из них изделий, Для выпускатоваров народного потребления используют в основном новолачные смолы.

Изделия из пресс-порошков вырабатывают методом горячего прессования. Пресс-порошки на основе новолач-ных смол с тонкодисперсным наполнителем применяют в производстве электроустановочных приборов, изделий бытового назначения (пуговицы, пепельницы).

Аминопласты — термореактивные  смолы, получаемые поликонденсацией аминов с формальдегидом.

Мочевиноформальдегидные (карбамидные) пластмассы вырабатывают в виде пресс-порошков, слоистых пластиков и смол. Для товаров народного потребления в основном используют пресс-порошки и смолы. Мочевиноформальдегидные пластики несколько уступают по физико-механическим свойствам фенопластам, но превосходят их по светостойкости, поэтому изделия из них окрашивают в светлые и яркие цвета. Изделия получают методом горячего прессования. Из мочевиноформальдегидных смол изготовляют электротовары, галантерейные товары, детали электроприборов, культтовары и др.

Полиамиды (капрон, анид и энант) получают поликонденсацией дикарбоновых кислот и диаминов или полимеризацией лактамов. По прочности и поверхностной твердости они не уступают металлам. Полиамиды хорошие диэлектрики, эластичны, имеют низкий коэффициент трения, высокую химическую стойкость к органическим растворителям и щелочам. Их применяют в виде волокон в производстве текстильных товаров, из них изготавливают детали машин, электроизоляционные материалы, хозяйст* венные изделия (петли, краны), пуговицы, каблуки и др.