Состав и классификация пластмасс

К пластмассам относятся синтетические вещества с высокомолекулярной структурой. Они используются в быту и промышленности, в том числе в сочетании со стекловолокном, тканью, деревом. Даже при добавлении красителей свойства пластмассы не меняются. Но окраска пластика помогает достичь любого оттенка в конечном продукте. Разберемся, каким бывает состав пластмасс и как он производится.

Из чего делают пластмассу?

Большинство полимеров образуется из смол. Кроме этого, пластик включает в себя стабилизаторы, красители, наполнители, пластификаторы, другие компоненты для улучшения технических характеристик материала. Эти добавки меняют свойства пластика в соответствии с требованиями разных отраслей промышленности.

Наполнители используются для повышения прочности, лучших электроизоляционных свойств, большей термостойкости, усадки материал. Их средняя концентрация в составе пластика — 40-70%.

Пластификаторы служат для придания материалу большей пластичности, текучести, а также повышения их морозостойкости. В роли пластификаторов чаще всего используется дибутилфталат либо трикрезилфосфат, обычно в концентрации 10–20%.

Стабилизаторы предотвращают изменение состава полимеров во время первичного использования либо вторичной переработки. Свойства материала могут меняться под влиянием света, влаги, перепадов температур. К стабилизаторам относятся фенолы, газовая сажа, соединения на основе серы, ароматические амины.

Красители придают пластмассам цвет. В производстве пластика используются либо минеральные, либо органические красители.

Смазочные компоненты — трансформаторное масло, олеиновая кислота, стеарин — уменьшают вязкость состава, тем самым препятствуя прилипанию материала к пресс-форме во время обработки.

Виды пластмасс

Полимерные материалы бывают двух видов:

• термопласты (способные к обратным изменениям формы);

• термореактивы (не меняющие форму после преобразований).

Новые виды пластика появляются и совершенствуются постоянно с изменением производственных стандартов. Традиционные виды пластика не выходят из бытового и промышленного применения. Перечислим основные термопласты.

Полиэтилентерефталат (ПЭТ). Используется для производства тары, посуды, контейнеров. Его достоинства — простота производства и доступность. Тем не менее, вторичная переработка ПЭТ допускается.

Полиэтилен низкого давления (ПНД, HDPE). Отличается долговечностью, пригодностью для экологичного многоразового использования: для упаковки моющих средств, бутылок, пакетов. HDPE рассматривается как основа для технологически продвинутой модификации — UHMW PE, сверхвысокомолекулярного полиэтилена, отличающегося еще большей прочностью и уменьшенным трением. Некоторые сплавы UHMW PE применяются в производстве труб, электроизоляции, экранирования, корпусов лодок.

Поливинилхлорид (ПВХ, PVC, V) – применяется в промышленности, строительстве, медицине и других отраслях. Из-за риска высвобождения химических соединений ПВХ практически не используется для упаковки еды и напитков. Этот тип пластика отличается практичностью, устойчивостью к ультрафиолету, долговечностью. Большинство разновидностей ПВХ пригодны для отделки интерьеров. Исключение — помещения с повышенными требованиями к безопасности: например, детские комнаты, больничные палаты, школы, детские сады.

Низкоплотный полиэтилен (LDPE, PEBD). В основном используется для производства мусорных мешков, бутылок, напольных покрытий. Практичен, удобен в повседневном использовании. Современные разновидности пластика LDPE обычно пригодны для вторичной переработки, что делает их популярными среди производителей.

Полиэтилен средней плотности (PP) проявляет высокую стойкость к термическим и химическим воздействиям. Несмотря на его восприимчивость к свету и окислению, он полностью устойчив к коррозии, что позволяет использовать его даже в контакте с водой. Полипропилен отличается широкой сферой применения: от посуды и упаковки до водопроводных систем. Пластмассы на основе PP также служат материалом для пленок, садовых покрытий и герметиков. Технология производства полипропилена совершенствуется, а вместе с этим расширяется арсенал его использования.

Полистирол (PS) характеризуется высокой прозрачностью, морозостойкостью и способностью к электроизоляции. Из-за своей недостаточной механической прочности требует осторожного подхода при применении в строительных работах. Широко используется для изготовления контейнеров, посуды.

К другим распространенным термопластам относятся полиамид и поликарбонат. Из них часто делают игрушки для детей, бутылки для воды, упаковку. Иногда такой пластик подходит для изготовления прецизионных деталей для машин, радиоэлектроники, оборудования.

К реактопластам относятся следующие соединения:

• фенопласт — применяется для производства вилок, розеток, пепельниц, корпусов мобильных устройств, радиоаппаратуры.

• аминопласты — используются для электрических компонентов, клеев, пеноматериалов, в ювелирном деле.

• стекловолокна — распространены в машиностроении для производства крупногабаритных деталей простых форм: корпусов лодок, автомобилей, устройств электроники, силовых деталей.

• полиэстеры — находят применение в автомобильной промышленности, дизайне лодок, изготовлении крыш, мебели, одежды, спортивных товаров, защитных шлемов.

• эпоксидные смолы — используются как электроизоляционный материал в трансформаторах, электрических машинах и в радиотехнике.

• бакелит — для выключателей;

• меламин — для плитки.

Свойства пластика

Пластмассы отличаются низкой плотностью, не более 1.8 г/см³. Их популярность обусловлена минимальной тепло- и электропроводностью.

Среди других важных характеристик можно выделить:

• склонность к размягчению при нагревании;

• стойкость к высоким температурам без разложения;

• устойчивость к воздействию влаги и большинства кислот, даже агрессивных;

• безопасность большинства соединений;

• возможность модификации, включая методы совместной полимеризации;

• относительно низкую твердость.

Способы производства пластмассы

Производители пластика применяют два основных метода: полимеризацию и поликонденсацию. Они требуют разных последовательностей действий и оборудования. Рассмотрим каждый процесс подробнее.

Реакция полимеризации

Включает соединение большого количества мономеров между собой, что приводит к образованию высокомолекулярной структуры материала. Конечный продукт имеет тот же химический состав, что и исходные вещества. При необходимости возможна обратная переработка до исходных компонентов.

Реакция поликонденсации

Включает соединение мономеров через образование связей с функциональными группами. В результате образуются низкомолекулярные побочные продукты, такие как аммиак и соли, а потом высокомолекулярное вещество.

В этом случае обратное превращение до исходных компонентов невозможно из-за различий в элементарных составах отходов реакции и исходных компонентов. Метод может применяться для получения полиамида и некоторых других материалов.

Завод «Протей» — производитель пластиковой тары, преформ для ее изготовления, крышек в России и странах СНГ. Предприятие работает уже более 20 лет и занимается изготовлением пластиковой упаковки для еды, напитков, косметики, бытовой химии. Также в продаже имеются крышки, дозаторы, распылители импортного производства. Вся тара сертифицирована по российским и международным стандартам. Каталог продукции доступен на сайте.