Основные ингредиенты пластмасс

Наполнители могут оказывать влияние на прочность, твердость, теплостойкость, диэлектрические, фрикционные и другие свойства. По происхождению делятся на органические и неорганические, по степени взаимодействия с полимером на активные и инертные (применяются главным образом для снижения стоимости изделий).

Пластификаторы применяют для повышения пластичности, снижения вязкости и температуры формирования изделий, повышения морозостойкости и т.п.

Стабилизаторы - применяют для защиты полимеров от старения.

Отвердители вводятся в состав материалов на основе термореактивных смол для образования сетчатой структуры и перевода в твердое неплавкое состояние. В качестве отвердителей используются различные полифункциональные соединения.

Антипирены - добавки, снижающие горючесть полимерных материалов.

Смазывающие вещества применяют с целью снижения липкости и предотвращения прилипания материала к рабочим поверхностям перерабатывающего оборудования.

Поробразователи - соединения, разлагающиеся при нагревании с выделением газообразных веществ. Их вводят в состав композиций для получения газонаполненных пластиков (пенно и поропластов).

Красител и применяют для получения окрашенных полимерных материалов.

Термопластичные полимеры и материалы на их основе

Полиэтилен (ПЭ), Полипропилен (ПП), Полистирол (ПС), Политетрафторэтилен (ПТФЭ, фторопласт-4, фторлон-4), Полиамиды (ПА), Полиуретаны (ПУ), Поликарбонаты (ПК), Полиимиды (ПИ).

Термореактивные полимеры и материалы на их основе

Термореактивные полимеры (смолы) применяются в качестве связующих веществ, в которые вводят обычно отвердители, наполнители, пластификаторы и другие модифицирующие добавки. Основными требованиями к связующим веществам являются: высокая клеящая способность (адгезия), химическая стойкость, теплостойкость, хорошие электроизоляционные свойства и другие. В производстве пластических масс, композитов, клеев, лакокрасочных материалов и покрытий, компаундов и других видов материалов наиболее широко используются фенолоальдегидные, эпоксидные, полиэфирные и кремнийорганические смолы.

Газонаполненные пластики

Г а з о н а п о л н е н н ы е п л а с т м а с с ы - гетерогенные дисперсные системы, состоящие из твердой и газообразной фаз. Структура таких пластмасс образована твердым полимером - связующим, которое формирует стенки элементарных ячеек или пор с распределенной в них газовой фазой - наполнителем.

В зависимости от физической структуры газонаполненные пластмассы делятся на две группы:

1. Пенопласты - материалы с ячеистой структурой, в которых газообразные наполнители изолированы друг от друга и от окружающей среды тонкими слоями полимерного связующего.

2. Поропласты (губчатые материалы) с открытопористой структурой, вследствие чего газообразные включения свободно сообщаются друг с другом и с окружающей атмосферой.

Наиболее широкое применение получили пенопласты. Образование пенистой структуры достигается: а) введением специальных газообразователей (парафоров), разлагающихся при нагревании; б) вспениванием жидкой смолы путем продувки воздухом, азотом; в) самовспениванием жидких компонентов, когда при их взаимодействии образуется твердая масса и одновременно выделяются газы.

Основные типы каучуков

Натуральный каучук (НК) - является естественным продуктом коагуляции частиц каучука, содержащихся в млечном соке, извлекаемого из стволов каучуковых деревьев.

Изопреновый каучук (СКИ-3), Бутадиеновый каучук (СКД), Бутадиенстирольные каучуки (СКС-10, СКС-30, СКС-50), Бутилкаучук (БК),Этилен-пропиленовые каучуки, Кремнийорганические каучуки Хлоропреновый каучук (наирит), Бутадиеннитрильные каучуки (СКН-18,СКН-26,СКН-40), Полисульфидный каучук (тиокол), Фторсодержащие каучуки (СКФ-26, СКФ-32) Полиуретановые каучуки (СКУ).

Резино-технические изделия - резиновые, резинометаллические и резинотканевые изделия, которые изготавляют по единой технологии: приготовление резиновой смеси, получение полуфабрикатов, изготовление или сборка заготовок, вулканизация изделий и их отделка

Классификация резин

Резины - продукты вулканизации натурального или синтетических каучуков и представляют собой многокомпонентные смеси. Резиновая смесь изготавливается путем введения в каучуки минеральных или углеродных порошкообразных наполнителей (мел, тальк, технический углерод и т.п.), вулканизующих агентов (сера, сернистые и перекисные соединения), ускорителей вулканизации, мягчителей, красителей и других ингредиентов. Выбор типа каучука и ингредиентов, их количественное соотношение в смеси определяется функциональным назначением резины, а также экономическими соображениями.

По назначению резины делятся на резины общего назначения, диэлектрические (кабельные), теплостойкие, масло- и бензостойкие, электропроводящие, морозостойкие, фрикционные, радиационностойкие, медицинского назначения и т.п.

Армированные пластики

Ведущее место среди композиционных материалов на базе синтетических полимеров занимают армированные пластики (АП), представляющие собой искусственные материалы и состоящие из двух фаз (компонентов) - полимерной матрицы и армирующего элемента. Матрицами для АП служат различные термореактивные и термопластичные полимеры.

В зависимости от химической природы матрицы и армирующей фазы АП могут приобретать наименование по одному из компонентов:

- по матрице: фенопласты, эпоксипласты, имидопласты и т.п.;

- по волокнообразующему материалу: стекло-, угле-, органо-, базальто- и др. пластики.

Стеклопластики ( СП) - материалы на основе полимерной матрицы, упрочненной стеклянными наполнителями, главным образом стеклянными волокнами. Стеклянные волокна (СВ) получаются из расплавленной стекломассы путем быстрого вытягивания струи из фильер до диаметра 3-100 мкм, длиной несколько десятков километров.

Углепластики (УП) содержат в качестве наполнителя углеродные волокна (УВ).

Углеродные волокна получают путем термической деструкции в инертной среде или вакууме органических волокон, волокон нефтяных и каменноугольных пеков, фенольных смол и других углеродсодержащих исходных веществ.

Органопластики (ОП) - композиционные материалы на основе полимерных матриц, армированных химическими волокнами.

Полимерные клеи

Клеями называются составы, способные смачивать и обладающие адгезией. При комнатной температуре или нагревании они затвердевают, склеивая одинаковые или разнородные материалы. По химическому составу клеи подразделяют на органические и неорганические.

Лакокрасочные материалы

Лаки представляют собой коллоидные растворы пленкообразующих веществ в растворителях.

Плёнкообразующие вещества называют лаковой основой. В качестве основы могут использоваться природные и синтетические смолы, битумы, высыхающие масла, эфиры целлюлозы, а также их композиции. После удаления из лака растворителя, а также в результате реакции окисления, полимеризации, поликонденсации или других химических процессов образуется твёрдая лаковая плёнка.

Полимерные герметики

Герметики - композиции на основе полимеров и олигомеров, предназначенные для нанесения на болтовые, клепаные и другие соединения с целью обеспечения их непроницаемости. Герметики могут быть в виде замазок, паст или растворов в органических растворителях. Герметизирующие составы должны обладать следующими свойствами: эластичностью и прочностью, высокой адгезией к материалу конструкции, химической стойкостью, высокими диэлектрическими свойствами (для герметизации радиоэлектронной аппаратуры) и т.п.

Полимерные компауды

Полимерные компаунды - композиции на основе полимеров, олигомеров или мономеров, предназначенные для заливки или пропитки различных систем, например, токопроводящих схем и деталей с целью изоляции их в электро- и радиоаппаратуре и т.п.

Неорганические полимеры

Особенностями свойств материалов данной группы являются высокая прочность при сжатии, твердость, жесткость, низкая ползучесть, химическая и радиационная стойкость, огнеупорность и т.п., а к основным недостаткам следует отнести высокую хрупкость, т.е. низкие значения прочности при растяжении и изгибе и особенно при ударном изгибе.

Керамика представляет собой материал, полученный спеканием массы заданного состава из минералов и окислов металлов.

Керамика относится к многофазным материалам и состоит из кристаллической, аморфной и газовой фаз.

Стекла - это аморфные изотропные материалы, представляющие собой сложные системы, получаемые при быстром охлаждении расплавленных исходных компонентов.

Ситаллы представляют собой твердые стеклокристаллические материалы, получаемые путем управляемой кристаллизации стекол. В их составе имеются введенные тонкодисперсные добавки. Различают два процесса кристаллизации.

Графит. Углеграфитовые материалы, названия которых объединены термином «графит», состоят из чистого углерода и отличаются друг от друга структурой и свойствами, которые, в свою очередь, зависят от технологии получения и последующей обработки. К основным достоинствам графита относятся невысокая плотность, жаропрочность, возрастание прочности при нагревании, антифрикционные свойства, высокий коэффициент черты, способность замедлять нейтроны и легкость механической обработки.