Из чего состоит пластмасса основные компоненты и свойства (7 видео)

Пластмасса – это один из самых распространенных и важных материалов в нашей жизни. Она используется практически во всех отраслях промышленности, начиная от упаковки и заканчивая авиацией и медициной. Но из чего же она состоит?

Основными компонентами пластмассы являются полимеры. Это макромолекулы, которые состоят из повторяющихся маленьких молекул – мономеров. Без мономеров невозможно получить полимеры, а без полимеров невозможно получить пластмассу.

В зависимости от исходных мономеров и условий производства можно получить различные полимеры, и, соответственно, различные типы пластмассы. Они могут быть термопластами (способными плавиться и затвердевать при повторном нагреве), термореактивными пластиками (затвердевающими без возможности повторного плавления) или эластомерами (материалами, обладающими эластичностью).

Содержание

Типы пластмасс и их применение
Низкомолекулярные пластмассы
Высокомолекулярные пластмассы
Композитные пластмассы
Основные компоненты пластмассы
Полимеры
Наполнители
Пластификаторы
Физические свойства пластмассы
Термопластичность
Эластичность
Прочность
Химические свойства пластмассы
Устойчивость к агрессивным веществам
Воспламеняемость
Сопротивление ультрафиолетовому излучению
Технологии производства пластмассы
🎦 Видео

Видео:Что такое полимеры простыми словамиСкачать

Типы пластмасс и их применение

Существует множество различных типов пластмасс, каждый из которых обладает своими уникальными свойствами и характеристиками. В данном разделе рассмотрим некоторые из наиболее распространенных типов пластмасс и их применение.

Полиэтилен (ПЭ): является одним из наиболее широко используемых видов пластмассы. Он обладает высокой прочностью, хорошими диэлектрическими свойствами и химической стойкостью. Полиэтилен используется в производстве пленки, труб, бутылок, контейнеров, упаковочных материалов и др.
Полипропилен (ПП): обладает высокой прочностью и устойчивостью к воздействию химических веществ. Полипропилен используется для изготовления автомобильных деталей, легких конструкций, упаковочных материалов, бытовых товаров и проч.
Акриловый пластик (ПММА): известен своей прозрачностью и высокой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению. Акриловый пластик используется в производстве оргстекла, световых вывесок, мебели, аквариумов и др.
Поливинилхлорид (ПВХ): обладает высокой устойчивостью к воздействию химических веществ и огню, а также хорошей электрической изоляцией. Поливинилхлорид используется в производстве оконных профилей, кабельных изоляций, труб, сантехники и др.
Полиэфир: обладает высокой термостойкостью и механической прочностью. Полиэфир используется для изготовления электрических изоляций, автомобильных деталей, термоформовочных изделий и проч.

Это лишь некоторые из типов пластмасс, которые широко применяются в различных отраслях промышленности и быта. Каждый из этих материалов обладает своими преимуществами и предназначен для конкретных целей. Выбор правильного типа пластмассы играет важную роль в процессе производства и гарантирует необходимые свойства и характеристики конечного изделия.

Низкомолекулярные пластмассы

Низкомолекулярные пластмассы представляют собой один из типов пластмасс, которые используются широко в разных отраслях промышленности и быту. Они отличаются от высокомолекулярных пластмасс более низким молекулярным весом, что позволяет им обладать рядом особых свойств и преимуществ.

Основные компоненты низкомолекулярных пластмасс обычно включают в себя полимерные смолы и различные добавки. Полимерные смолы, такие как полиэтилен и полипропилен, составляют основу пластмассы, обеспечивая ее прочность и упругость. Добавки включают стабилизаторы, пигменты, наполнители и многое другое, которые улучшают внешний вид и работы пластмассы, а также придают ей дополнительные свойства.

Низкомолекулярные пластмассы обладают рядом особых свойств, которые делают их привлекательными для использования. Одно из главных преимуществ низкомолекулярных пластмасс — их низкая плотность, что делает их легкими и удобными для транспортировки и использования. Кроме того, они обладают высокой термопластичностью, то есть могут быть легко переработаны в разные формы с использованием тепла.

Также низкомолекулярные пластмассы обладают отличной химической стойкостью, которая позволяет им сохранять свои свойства и форму даже при контакте с агрессивными химическими средами. Они также устойчивы к ультрафиолетовому излучению, механическим воздействиям и обладают хорошими диэлектрическими свойствами.

Низкомолекулярные пластмассы имеют широкий спектр применения, начиная от упаковочной промышленности и производства изделий бытового назначения, до автомобильной и строительной отраслей. Они являются незаменимым материалом благодаря своим свойствам и универсальности.

Высокомолекулярные пластмассы

Основными компонентами высокомолекулярных пластмасс являются мономеры, из которых они образуются. Мономеры могут быть различных типов, таких как этилен, пропилен, стирол и другие. Для образования полимерных цепей мономеры соединяются в более сложные структуры, такие как полимерные цепи или сетки.

Высокомолекулярные пластмассы обладают рядом полезных свойств, которые делают их широко используемыми в различных отраслях промышленности и быту. Они обладают высокой прочностью, устойчивостью к химическим воздействиям, эластичностью и долговечностью. Благодаря этим свойствам, высокомолекулярные пластмассы могут быть использованы для создания различных изделий, от упаковочных материалов до заготовок для производства.

Прочность	Высокая
Устойчивость к химическим воздействиям	Высокая
Эластичность	Высокая
Долговечность	Высокая

Из-за своих полезных свойств высокомолекулярные пластмассы широко используются в автомобильной, медицинской, электронной и других отраслях промышленности. Они используются для создания различных изделий, таких как кабельные оболочки, трубы, пленка, линзы, контейнеры и многое другое.

Композитные пластмассы

Композитные пластмассы представляют собой особый вид материала, состоящего из двух или более компонентов. Они отличаются от обычных пластмасс тем, что имеют дополнительные усиливающие элементы, такие как стекловолокно, углеволокно или другие наполнители. Такие добавки придают материалу улучшенную прочность, жесткость и другие полезные свойства.

Композитные пластмассы обладают рядом преимуществ перед обычными пластмассами. Во-первых, они обеспечивают высокую прочность и жесткость при небольшом весе. Это делает их идеальными материалами для использования в авиационной и автомобильной промышленности, где важно снижение веса конструкций. Во-вторых, композитные пластмассы обладают хорошей устойчивостью к воздействию влаги и химических веществ, что делает их применимыми в условиях высокой влажности или агрессивной среды. В-третьих, они обладают хорошими диэлектрическими свойствами, что делает их полезными для электроизоляционных целей.

Однако, как и у всех материалов, у композитных пластмасс есть и некоторые недостатки. Они могут быть достаточно дорогими в производстве и требуют специальных технологических процессов при изготовлении. Кроме того, композитные пластмассы могут быть более хрупкими и менее эластичными, чем обычные пластмассы, что может ограничивать их применение в определенных сферах.

В целом, композитные пластмассы продолжают активно развиваться и находить все больше применений. Их уникальные свойства делают их идеальными для использования в таких областях, как авиационная и автомобильная промышленность, возобновляемая энергетика, строительство и спортивные товары. Будущее композитных пластмасс выглядит многообещающим и они продолжат играть важную роль в различных отраслях промышленности.

Видео:Как определить пластик? Виды пластмасс. Основные пластмассы в быту и в технике.Скачать

Основные компоненты пластмассы

Основными компонентами пластмассы являются полимеры и наполнители. Полимеры — это большие молекулы, состоящие из множества повторяющихся одинаковых элементов, называемых мономерами. Полимеры могут быть синтетическими или природными. В зависимости от типа полимера, пластмассы могут быть термопластичными или термореактивными.

Наполнители — это добавки, которые улучшают свойства пластмассы. Они могут быть органическими или неорганическими. Органические наполнители, такие как стекловолокно или углеволокно, повышают механическую прочность и жесткость пластмассы. Неорганические наполнители, такие как каолин или глина, улучшают тепло- и электроизоляционные свойства.

Однако, помимо полимеров и наполнителей, пластмассы могут содержать также различные добавки, такие как стабилизаторы, пигменты, антиоксиданты и т.д. Эти добавки предназначены для улучшения цвета, стойкости к ультрафиолетовому излучению, термической и химической стабильности пластмассы.

Все эти компоненты в разных сочетаниях и пропорциях определяют различные свойства пластмассы, такие как прочность, эластичность, твердость, прозрачность и др. Поэтому, выбор компонентов является важным этапом производства пластмассы и зависит от требований и целей ее применения.

Полимеры

Главные свойства полимеров — высокая прочность, гибкость и пластичность. Они обладают хорошей устойчивостью к воздействию воды, кислот, щелочей и других агрессивных веществ. Также они обладают низким уровнем проводимости электричества.

Наиболее распространенными типами полимеров являются термопласты и термореактивы. Термопласты могут быть повторно переплавлены, благодаря своей высокой пластичности и гибкости. Термореактивы же после термического отверждения не подлежат повторному переплавлению и становятся нерастворимыми.

Молекулярная структура полимеров может быть различной, это зависит от типа мономерной единицы и способа их соединения. Некоторые полимеры имеют линейную структуру, другие образуют сетчатые или разветвленные структуры.

Полимеры широко применяются в различных областях, включая производство упаковки, автомобильной промышленности, электроники, медицины и многих других. Благодаря своим уникальным свойствам, они стали неотъемлемой частью современного общества.

Наполнители

Наполнители могут быть различного происхождения и состоять из разных материалов. Например, стекловолокно, которое добавляется в пластмассу, повышает ее прочность и жесткость. Микростекло используется для улучшения электрической изоляции пластмассы.

Кроме стекловолокна, часто используются наполнители на основе минералов, таких как тальк и мика. Они улучшают теплостойкость и антифрикционные свойства материала.

Для придания пластмассе цвета и определенных эстетических свойств могут применяться различные пигменты и красители. Они добавляются в материал в небольших количествах и позволяют получить широкую палитру цветов.

Важно отметить, что выбор наполнителей зависит от требуемых свойств пластмассы и конкретного применения материала. Наполнители могут быть использованы как отдельно, так и в комбинации между собой, чтобы достичь определенных характеристик.

Пластификаторы

Пластификаторы могут быть разных видов и химического состава. Обычно они делятся на две основные группы: фталаты и непфталаты. Фталаты являются наиболее распространенными пластификаторами и имеют низкую стоимость. Однако, из-за своей токсичности и негативного влияния на окружающую среду, они часто заменяются более экологически безопасными непфталатными пластификаторами.

Выбор пластификатора зависит от требований к конечному продукту. Он должен обладать определенными свойствами, такими как стандартная жидкость, отсутствие запаха, стойкость к ультрафиолетовому излучению и термическому воздействию. Важными характеристиками пластификаторов являются также токсичность, взрывоопасность и возможность образования выпаров при использовании.

Тип пластификатора	Преимущества	Недостатки
Фталаты	— Низкая стоимость — Широкое применение	— Токсичность — Негативное влияние на окружающую среду
Непфталаты	— Экологическая безопасность — Высокая стойкость к воздействию солнечного света	— Более высокая стоимость

Свойства пластификаторов позволяют создавать пластмассы с различными характеристиками, применяемыми в разных отраслях промышленности. Некоторые из них обладают повышенной эластичностью, другие – устойчивостью к химическим веществам или воздействию высоких температур. Современные пластификаторы также способствуют улучшению других свойств материала, таких как прочность, ударопрочность и термостойкость.

Видео:Пластические массы (пластмассы)Скачать

Физические свойства пластмассы

Пластичность — одно из ключевых свойств пластмассы, которое позволяет ей быть легко формируемой и менять свою форму под действием внешних сил. Благодаря пластичности, пластмассу можно легко лить в различные формы и изготавливать из нее разнообразные изделия.
Хрупкость — некоторые пластмассы могут быть хрупкими и ломкими. Они обладают низкой прочностью и плохо сопротивляются воздействию механических сил.
Прочность — однако, существуют и прочные пластмассы, которые могут выдерживать большие нагрузки и сохранять свою форму. Это свойство делает их полезными в различных отраслях, таких как авиация и автомобилестроение.
Эластичность — некоторые виды пластмасс теряют свою форму под действием нагрузки, но после удаления нагрузки возвращаются к своему исходному состоянию. Это свойство называется эластичностью и является одним из основных преимуществ пластмассы.
Теплопроводность — пластмассы обладают низкой теплопроводностью. Это означает, что они плохо проводят тепло, что делает их полезными в изоляционных материалах.
Водопоглощение — некоторые виды пластмасс могут впитывать влагу. Это свойство может быть как преимуществом, например, при производстве пищевой упаковки, так и недостатком, так как вода может негативно повлиять на свойства пластмассы.

Эти физические свойства пластмассы делают ее универсальным и широко используемым материалом в различных областях человеческой деятельности.

Термопластичность

Один из главных компонентов, отвечающих за термопластичность пластмассы, – полимерные цепи, которые связывают между собой молекулярные цепи. Под воздействием тепла, эти связи слабеют, и полимеры становятся формоизменяемыми. Когда охлаждающее вещество проникает в структуру полимера, оно быстро затвердевает, сохраняя пластичность материала.

Однако стоит отметить, что термопластичность полимеров может быть ограничена. В некоторых случаях при повышении температуры пластичность материала может снижаться, а с повторными нагревами – происходить его разрушение. Поэтому для каждого конкретного полимера требуется определенная температура обработки, которую не следует превышать.

Термопластичность пластмассы делает ее универсальным материалом, который широко используется в различных индустриальных и бытовых областях. Благодаря этому свойству пластмассу можно легко перерабатывать, перевозить и использовать для создания изделий различной формы и конструкции.

Преимущества термопластичной пластмассы:

Способность переработки без потери свойств;
Удобство манипуляции и обработки;
Высокая степень детализации и точности формовки;
Возможность изготавливать сложные конструкции;
Отличная химическая стойкость;
Низкая стоимость производства и эксплуатации;
Малый вес материала.

Термопластичность пластмассы делает ее незаменимой во многих сферах промышленности, строительстве, медицине, автомобилестроении, электронике и других отраслях, где требуется создание продуктов с разнообразной функциональностью и формой.

Эластичность

Это свойство обусловлено молекулярной структурой пластмассы. В основе эластичности лежит способность полимерных цепей или молекул пластмассы перемещаться и выравниваться после прекращения действия силы, вызвавшей деформацию. Благодаря этому процессу пластмасса может восстанавливать свою форму и объем после временных изменений.

Молекулярная структура пластмассы определяет ее эластичность и сопротивление деформации. Пластичные материалы обладают высокой эластичностью и могут быть легко растянуты или сжаты без разрушения своей структуры.

Однако некоторые пластические материалы могут быть хрупкими и ломкими, что означает ограниченную эластичность. Это связано с наличием в структуре пластмассы хрупких участков или слабых связей, которые могут разрушиться при деформации.

Применение пластмассы с высокой эластичностью широко распространено в различных отраслях промышленности, таких как автомобильная, электронная, медицинская и многие другие. Эластичные пластиковые изделия могут применяться в упругих соединениях, уплотнениях, амортизаторах и других приложениях, где требуется способность материала к деформации и восстановлению своей формы.

Прочность

Прочность пластмассы определяется ее молекулярной структурой и внутренними связями. В зависимости от типа пластмассы, они могут быть очень прочными или обладать более низкими показателями прочности. Например, стеклонаполненные пластики имеют особую прочность благодаря включению стекловолокон в структуру пластмассы.

Прочность пластмассы также может изменяться в зависимости от условий эксплуатации. За счет того, что пластмасса может быть очень гибкой и эластичной, она способна выдерживать деформации и повышенные нагрузки без потери своих механических свойств.

Полимерные материалы могут иметь различные показатели прочности, такие как прочность на разрыв, прочность на изгиб, прочность на сжатие и т.д. Они могут быть разработаны с разными характеристиками прочности в зависимости от требований конкретного применения.

Прочность пластмассы, в сочетании с ее низкой стоимостью и широкими возможностями по формообразованию, делает ее популярным материалом для производства различных изделий, начиная от упаковки и заканчивая элементами автомобильной промышленности.

Видео:Краткая история появления пластика [TED-Ed]Скачать

Химические свойства пластмассы

Пластмасса относится к полимерным материалам, которые имеют многообещающие химические свойства. Они обладают химической стабильностью, восприимчивостью к модификации и различным химическим реакциям.

Одно из главных свойств пластмассы — устойчивость к воздействию различных химических веществ. Они могут выдерживать длительные контакты с многими растворителями, кислотами, щелочами и другими химическими средами без существенных изменений своих свойств.

Однако, не все пластмассы обладают одинаковой химической устойчивостью. Некоторые могут быть более устойчивыми к агрессивным химическим веществам, чем другие. Это связано с химической структурой полимера и включенными добавками для усиления химической стабильности.

Пластмасса обладает также способностью к полимеризации, что позволяет создавать различные формы и конфигурации. Она может быть модифицирована путем добавления препаратов и добавок для контроля ее физических и химических свойств. Полимеры могут быть скрещены, объединены вместе, чтобы создать новые материалы с улучшенными химическими свойствами.

Таким образом, химические свойства пластмассы делают ее уникальным и полезным материалом для широкого спектра приложений. Они используются в промышленности, медицине, электронике, строительстве и других отраслях, где требуются такие свойства как химическая стабильность, легкость, прочность и устойчивость к различным воздействиям.

Устойчивость к агрессивным веществам

Пластмасса обладает различной степенью устойчивости к агрессивным веществам, в зависимости от ее состава и структуры. Пластмассы могут быть растворимыми или устойчивыми к различным веществам.

Некоторые виды пластмасс могут быть устойчивы к кислотам, щелочам, растворителям и другим аггрессивным химическим средам. Это делает их отличным выбором для использования в химической промышленности и лабораториях, где требуется материал с высокой химической стойкостью.

Однако некоторые пластмассы, например полиэтилен и полипропилен, являются химически инертными и устойчивы к большинству агрессивных веществ. Они могут быть использованы для контакта с пищевыми продуктами и медицинскими препаратами, так как не вступают в реакцию с ними и не передают вещества из материала в продукт.

Некоторые пластмассы, такие как поливинилхлорид (ПВХ), могут быть частично устойчивы к агрессивным веществам, но при продолжительном контакте могут начать выделять вредные вещества. Поэтому при выборе пластмассы для конкретного применения необходимо учитывать ее химическую устойчивость и совместимость с предполагаемыми средами.

Материал	Химическая устойчивость
Полиэтилен	Устойчив к большинству растворителей, кислот и щелочей
Полипропилен	Устойчив к большинству агрессивных химических веществ
Поливинилхлорид (ПВХ)	Частично устойчив к агрессивным веществам, может выделять вредные вещества

Таким образом, при выборе пластмассы для конкретного применения необходимо учитывать ее устойчивость к агрессивным веществам, чтобы обеспечить надежное и безопасное использование в требуемых условиях эксплуатации.

Воспламеняемость

Пластмассы, как и другие органические материалы, могут гореть. Воспламеняемость зависит от типа и состава пластмассы, а также от условий окружающей среды.

Особенно воспламеняемыми являются пластмассы на основе полимеров с высоким содержанием углерода, таких как полиэтилен, полипропилен и поливинилхлорид.

Чтобы снизить воспламеняемость пластмасс, к их составу могут добавляться специальные добавки, например, огнезащитные соединения.

При горении пластмассы выделяются дымовые газы, которые могут быть ядовитыми и опасными для здоровья. Поэтому важно принимать меры предосторожности при работе с пластмассами и обеспечивать хорошую вентиляцию в помещении.

Сопротивление ультрафиолетовому излучению

Пластмасса обладает особым свойством сопротивления ультрафиолетовому излучению, что делает ее незаменимым материалом во многих областях. Ультрафиолетовые лучи могут нанести вред как людям, так и различным предметам. Например, ультрафиолетовое излучение может вызвать порчу краски, блеклость цветов и даже привести к разрушению материала.

Полимеры, из которых изготавливают пластмассу, имеют структурные особенности, которые делают ее устойчивой к ультрафиолетовому излучению. Они обладают способностью поглощать и рассеивать ультрафиолетовые лучи, предотвращая их попадание на поверхность, что позволяет сохранить цвет и качество изделия.

Существуют различные добавки, которые улучшают свойства пластмассы в отношении сопротивления ультрафиолетовому излучению. Одна из них — УФ-стабилизаторы. Они уменьшают разрушение полимерных связей под воздействием ультрафиолета и предотвращают образование свободных радикалов. Другие добавки, такие как антиоксиданты и абсорберы ультрафиолета, также способствуют повышению сопротивления пластмассы ультрафиолетовому излучению.

Сопротивление ультрафиолетовому излучению является важным свойством пластмассы, особенно для изделий, которые экспонируются на открытом воздухе или в условиях сильного солнечного излучения. Благодаря этому свойству пластмассу можно использовать для производства крышек, контейнеров, оконных профилей, наружных элементов автомобилей и других изделий, которые должны сохранять свою целостность и внешний вид в течение длительного времени.

Видео:Полимеры | DiscoveryСкачать

Технологии производства пластмассы

Выдувание (экструзия). Этот метод основан на продувании пластической массы через специальный шаблон, где она охлаждается и принимает форму изделия.
Впрыскивание. В этом процессе пластическая масса нагревается и помещается в специальную форму, где она ожидает охлаждения и застывания.
Литье под давлением. Этот метод предполагает заливку пластической массы в пресс-форму с помощью высокого давления, после чего масса охлаждается и затвердевает.
Вращающееся литье. В процессе вращающегося литья пластическая масса заливается в пресс-форму и одновременно вращается, чтобы образовать равномерное покрытие формы.
Термоформование. Этот метод применяется для производства изделий с плоской или частично закрытой формой. Пластическая масса нагревается и прессуется в специальной форме, где она охлаждается и принимает нужную форму.

Каждый метод имеет свои преимущества и применяется в зависимости от характеристик желаемого изделия, требуемого объема производства и других факторов. Использование современных технологий производства пластмассы позволяет получать изделия различных форм, размеров и характеристик, что делает пластмассу одним из наиболее универсальных материалов в современной промышленности.