Потребительские свойства пластмасс

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

 

Показатели свойств:
а —	коэффициент температуропроводности, м2/с;
аб .н, а н —	ударная вязкость по Шарпи на образцах без надреза и в надрезом, кДж/м2;
а и.н —	ударная вязкость по Изоду на образцах с надрезом, Дж/м;
a —	средний коэффициент линейного теплового расширения, °С–1;
В, Вр, В24, Вст —	влажность, равновесное водопоглощение при 23°С, водопоглощение в течение 24 ч при 23°С и равновесное влагопоглощение в стандартных условиях (относительная влажность воздуха 50—60% при 20—23°С), %;
ср —	удельная теплоемкость при постоянном давлении, Дж/(кг×К);
g —	скорость сдвига, с–1;
ДС —	дугостойкость, с;
Е и, Е р и Е сж —	модуль упругости при изгибе, растяжении и сжатии, МПа;
Е п —	модуль ползучести, МПа;
Е пр —	электрическая прочность, кВ/мм;
е ког —	плотность энергии когезии, кДж/м3;
e —	деформация, %;
eпр —	диэлектрическая проницаемость;
F —	нагрузка, усилие, сила, Н;
Н Б —	твердость при вдавливании шарика, МПа;
h —	толщина, мм;
h —	вязкость, Па∙с;
hотн —	относительная вязкость раствора полимера;
hуд —	удельная вязкость раствора полимера;
КИ —	кислородный индекс, %;
К изн —	коэффициент износа по сетке, мм3∙(м∙см2)–1;
К св —	коэффициент светопропускания, %;
К тр —	коэффициент трения по стали;
L —	длина, м;
l —	коэффициент теплопроводности, Вт/(м∙К);
М, , n —	молекулярная масса, средняя, среднечисленная;
η, ω, z —	средневязкостная, среднемассовая и z-средняя молекулярная масса;
ММР —	молекулярно-массовое распределение;
N —	число циклов нагрузки;
NВ —	выносливость при циклической нагрузке;
nD —	коэффициент преломления;
О. В —	относительная влажность воздуха, %;
ПТР —	показатель текучести расплава;
r —	плотность, кг/м3;
r v —	удельное объемное электрическое сопротивление, Ом∙м;
r s —	удельное поверхностное электрическое сопротивление, Ом;
s —	напряжение, МПа;
sт.р, sр, sи, sсж —	предел текучести при растяжении, разрушающее напряжение при растяжении (прочность при разрыве), прочность при изгибе и при сжатии, МПа;
sу —	усталостная прочность, МПа;
Т —	температура, °С;
Т В, Т р.и1 и Т р.и2 —	температура размягчения по Вика при нагрузке 9,8 Н, температура размягчения при изгибе при напряжении 0,46 МПа и 1,8 МПа;
Т д1, Т д2, Т д3 —	температура длительной эксплуатации при тепловом старении с учетом сохранения механических (включая ударную прочность) и электрических свойств; с учетом сохранения механических (исключая ударную прочность) и электрических свойств; с учетом сохранения электрических свойств;
Т пл, Т с, Т т —	температура плавления, стеклования и текучести;
Т хр —	температура хрупкости при изгибе;
t —	время, с;
tgd —	тангенс угла диэлектрических потерь;
t —	напряжение сдвига, Па;
VW —	вандерваальсовский объем макромолекул, м3/кмоль;
ЧВ —	число вязкости раствора полимера, мл/г.
Пластмассы:
АБС —	сополимер стирола с бутадиеном и нитрилом акриловой кислоты;
АБС/ПВХ —	материал на основе сополимера стирола с бутадиеном и нитрилом акриловой кислоты и поливинилхлорида;
АБС/ПК —	материал на основе сополимера стирола с бутадиеном и нитрилом акриловой кислоты и поликарбоната (стилон);
АБС/ПСФ —	материал на основе сополимера стирола с бутадиеном и нитрилом акриловой кислоты и полисульфона;
АБС/ПУР —	материал на основе сополимера стирола с бутадиеном и нитрилом акриловой кислоты и полиуретана;
АБЦЭ —	ацетобутиратцеллюлозный этрол;
АК —	сополимер полиамида 66 и полиамида 6;
АЦЭ —	ацетилцеллюлозный этрол;
БСПЭ —	блоксополимер пропилена с этиленом;
МС —	сополимер стирола с метилметакрилатом;
МСН —	сополимер стирола с метилметакрилатом и нитрилом акриловой кислоты;
НЦЭ —	нитроцеллюлозный этрол;
ПА —	полиамиды;
ПА 66 —	полиамид 66;
ПА 6 —	полиамид 6;
ПА 610 —	полиамид 610;
ПА 612 —	полиамид 612;
ПА 11 —	полиамид 11;
ПА 12 —	полиамид 12;
ПАИ —	полиамидимид;
ПАЛИ —	полиалканимид;
ПАР —	полиарилат;
ПБО —	полибензоксазол;
ПБТФ —	полибутилентерефталат;
ПВДФ —	поливинилиденфторид;
ПВФ —	поливинилфторид;
ПВС —	поливиниловый спирт;
ПВХ, ПВХ В, ПВХ П —	поливинилхлорид, поливинилхлорид непластифицированный (винипласт) и поливинилхлорид пластифицированный (пластификат);
ПИ —	полиимид;
ПК —	поликарбонат;
ПММА —	полиметилметакрилат;
ПМП —	поли-4-метилпентен-1 (темплен);
ПОД —	полиоксадиазол;
ПП —	полипропилен;
ПС, ПСо, ПСбл, ПСэ, ПСс —	полистирол, полистирол общего назначения, блочный, эмульсионный и суспензионный;
ПСФ —	полисульфон;
ПТ —	пентапласт;
ПТФХЭ —	политрифторхлорэтилен;
ПТФЭ —	политетрафторэтилен;
ПУР —	полиуретан;
ПФ —	полиформальдегид;
ПФО —	полифениленоксид;
ПЭ, ПЭВП, ПЭВП ВМ, ПЭВП КН, ПЭНП —	полиэтилен, полиэтилен высокой плотности, полиэтилен высокой плотности высокомолекулярный, полиэтилен высокой плотности (катализатор на носителе) и полиэтилен низкой плотности;
ПЭИ —	полиэфиримид;
ПЭС —	полиэфирсульфон;
ПЭТФ —	полиэтилентерефталат;
САМ —	сополимер стирола с a-метилстиролом;
САН —	сополимер стирола с нитрилом акриловой кислоты;
СЭБ —	сополимер этилена с a-бутиленом;
СЭВ —	сополимер этилена с винилацетатом;
СЭП —	сополимер этилена с пропиленом;
СММА —	сополимеры метилметалкрилата (с бутилакрилатом или метилакрилатом);
СФ —	сополимеры формальдегида;
СТФ —	сополимеры триоксана с диоксоланом;
СФД —	сополимеры формальдегида с диоксоланом;
ФН —	фенилон;
ФТ —	фторопласт;
УПС —	ударопрочные сополимеры стирола.
Типы марок:
А —	антифрикционный;
Аизн —	антифрикционный преимущественно с повышенной износостойкостью;
Акт —	антифрикционный преимущественно с пониженным коэффициентом трения;
Асд —	антифрикционный с малым отличием статического и динамического коэффициентов трения;
А (бронзовые шарики) —	антифрикционный с бронзовыми шариками;
А (графит) —	антифрикционный с графитом;
А (кокс) —	антифрикционный с коксом;
А (МоS2) —	антифрикционный с дисульфидом молибдена;
А (нитрид бора) —	антифрикционный с нитридом бора;
А (ПТФЭ) —	антифрикционный с политетрафторэтиленом;
А (ПЭ) —	антифрикционный с полиэтиленом;
А (сульфат бария) —	антифрикционный с сульфатом бария;
А (ТФЭ) —	антифрикционный с тетрафторэтиленом;
А (Ув) —	антифрикционный с углеродным волокном;
АД —	с повышенной адгезионной способностью;
АНТ —	с улучшенными антистатическими свойствами;
АФ —	с повышенной стойкостью к антифризам;
БЗ —	с повышенной стойкостью к бензину;
ВС —	вспененный для улучшения теплозвукоизоляции и снижения плотности;
ВСВ —	с повышенной стойкостью в атмосфере сухого и влажного воздуха;
Г —	с повышенной стойкостью к воде (гидролизостойкий)
ГЗН —	с повышенной газонепроницаемостью;
ДВ —	с пониженным дымовыделением;
ДС —	с улучшенной дугостойкостью;
ДЭ —	с улучшенными диэлектрическими свойствами;
ЖС —	с повышенной жесткостью;
ИСК —	с улучшенной искростойкостью;
МД —	с повышенной стойкостью к меди;
МР —	с повышенной морозостойкостью;
МС —	с повышенной стойкостью к моющим средствам;
МЦ —	медицинского назначения (специализация не конкретизируется);
МЦб.с —	медицинского назначения, контактирующий с биохимическими средами (кровь и пр.);
МЦм.и —	медицинского назначения для медицинских инструментов (шприцы и пр.);
МЦо.о —	медицинского назначения для оправ и стекол очков и пр. (контакт с неповрежденной кожей);
МЦо.ч —	медицинского назначения, контактирующий с органами человека (внутренней средой организма);
МЦр.о —	медицинского назначения, способный рассасываться в организме человека (клеи, швы и пр.);
МЦу.м —	медицинского назначения для упаковки медикаментов (контакт с лекарственными препаратами);
НА —	наполненный асбестом;
НАЭ —	наполненный аэросилом;
НБв —	наполненный борным волокном;
НБш —	наполненный бронзовыми шариками;
НК —	наполненный каолином;
НМЛ —	наполненный мелом (карбонат кальция);
НМН —	наполненный минеральным наполнителем;
НПс —	наполненный полыми сферами;
НС —	наполненный стекловолокном;
НСк —	наполненный стекловолокном коротким;
НСу —	наполненный стекловолокном с повышенным армирующим эффектом;
НСЛ —	наполненный слюдой;
НСЛу —	наполненный слюдой с повышенным армирующим эффектом;
НСш —	наполненный стеклянными шариками;
НСЖ —	наполненный сажей;
НТ —	наполненный тальком;
НУв —	наполненный углеродным волокном;
ОВО —	оптический для волоконной техники;
ОГН —	с улучшенной огнестойкостью;
ОГН1 —	с улучшенной огнестойкостью — класс V1 по стандарту UL 94;
ОГН2 —	с улучшенной огнестойкостью — класс V0 по стандарту UL 94;
ОЛЗ —	оптический для линз, оболочек светопровода;
ОПТ —	оптический для светотехники;
ОЧЦ —	оптический для оптических изделий черного цвета;
ПВг —	пищевого назначения, контактирующий с горячей питьевой водой;
ПВх —	пищевого назначения, контактирующий с холодной питьевой водой;
ПР —	с улучшенной прозрачностью;
ПЩ —	пищевого назначения (специализация не конкретизируется);
РК —	рентгеноконтрастный;
РС —	с повышенной радиационной стойкостью;
СГ —	с повышенной стойкостью в атмосфере сухих газов;
СД —	с повышенной стойкостью к солидолу;
СРВ —	с улучшенной стабильностью размеров во влажной среде;
СРР —	с повышенной стойкостью к растрескиванию;
СРТ —	с улучшенной стабильностью размеров при повышенных температурах;
ТВ —	с повышенной твердостью;
ТВфэ —	с повышенной стойкостью к тепловому старению и горячей воде без ухудшения физиологической инертности и электрических свойств;
ТК —	тканеэквивалентный;
ТР —	с повышенной стойкостью к термитам;
ТРИ —	триингостойкий;
ТС —	с повышенной теплостойкостью;
ТСТ —	с повышенной стойкостью к тепловому старению;
ТСТэ —	с повышенной стойкостью к тепловому старению без ухудшения электрических свойств;
ТУФВ —	с повышенной стойкостью к тепловому старению, УФ-лучами и влаге;
ТУФВэ —	с повышенной стойкостью к тепловому старению, УФ-лучам и горячей воде без ухудшения электрических свойств;
УП —	с повышенной ударной прочностью;
УПм —	с повышенной ударной прочностью, сохраняющейся при низких температурах;
УПмм —	с повышенной ударной прочностью за счет увеличения молекулярной массы;
УПс —	с повышенной ударной прочностью в сухом состоянии (для гигроскопичных полимеров);
УСА —	с пониженной анизотропией усадки;
УФ —	с повышенной стойкостью с УФ-лучам;
УФВ —	с повышенной стойкостью к УФ-лучам и влаге;
УФТ —	с повышенной стойкостью к УФ-лучам и тепловому старению;
ФП —	фоторазрушаемый;
ХС —	с повышенной химической стойкостью;
Э —	с повышенной эластичностью;
ЭП —	с улучшенной электропроводностью;
ЭП (бронза) —	с улучшенной электропроводностью за счет бронзы;
ЭП (графит) —	с улучшенной электропроводностью за счет графита;
ЭП (железный порошок) —	с улучшенной электропроводностью за счет железного порошка;
ЭП (сажа) —	с улучшенной электропроводностью за счет сажи.

ПОТРЕБИТЕЛЬСКИЕ СВОЙСТВА ПЛАСТМАСС

Пластмассами (пластическими массами) называют полимерные материалы, основу которых составляют те термопластичные полимеры, которые находятся в период формования изделий в вязкотекучем или высокоэластическом состоянии, а при эксплуатации изделий – в стеклообразном или частично-кристаллическом, а также те термореактивные полимеры, которые при формовании изделий находятся в жидком агрегатном (вязкотекучем) состоянии, а при эксплуатации изделий – в твердом (отвержденном).

Из сказанного следует, что важны и те свойства, которые пластмассы проявляют при переработке (т. е. при формовании в изделия — так называемые технологические свойства), и те свойства, которыми обладают пластмассы при эксплуатации в изделиях
(т. н. эксплуатационные свойства). При этом если какое-либо технологическое и какое-либо эксплуатационное свойство пластмассы определяются некоторым одним и тем же физико-механическим параметром, то такие технологическое и эксплуатационное свойства могут быть взаимно противоречивыми — когда улучшение технологического свойства влечет за собой ухудшение эксплуатационного свойства и наоборот. Примером является молекулярная масса (ММ) полимера: для заказчика изделия желательно, чтобы молекулярная масса материала изделия была высокой (т. к. чем выше ММ, тем больше жесткость и прочность изделия при эксплуатации). Однако с повышением ММ возрастает вязкость расплава полимера, т. е. ухудшаются его технологические свойства (что очень нежеланно для инженера-технолога). В таких случаях должен быть найден некий компромисс.

Для реализации разнообразных свойств в состав любой пластмассы, помимо полимера, могут входить и другие компоненты (взятые в разных, заранее определенных количествах, и имеющие различное назначение) — наполнители, пластификаторы, красители, стабилизаторы и другие добавки; поэтому в пластмассе доля собственно полимера может составлять от 20% до 100%.

Общие требования к свойствам пластмассовых изделий представлены в табл. 1.1.

 

Таблица 1.1

Общие требования к качеству полимерных изделий [5]

Функциональное назначение	Примеры изделий	Требования, предъявляемые к качеству изделия
Все отрасли промышленности
Предметы народного потребления	Галантерея, игрушки, посуда, баки, бидоны, ванны, фурнитура	Привлекательный внешний вид, эргономические требования
Бытовая техника
Вспомогательные, декоративные детали; детали, находящиеся на наружной части изделий	Ручки, корпуса и крышки изделий	Привлекательный внешний вид, эргономические требования, удовлетворительные прочностные параметры
Нагруженные и ненагруженные ответственные детали бытовых машин и приборов, детали, находящиеся внутри машин или приборов	Подшипниковые узлы, кронштейны, стойки	Удовлетворительные или высокие прочностные параметры и точность размеров, удовлетворительный внешний вид

Окончание табл. 1.1

Функциональное назначение	Примеры изделий	Требования, предъявляемые к качеству изделия
Машиностроение, приборостроение, электротехника, радиотехника, автомобилестроение, судостроение и др.
Вспомогательные детали	Ручки, кнопки, панели, кожухи, каркасы	Удовлетворительные прочностные параметры и внешний вид, эргономические требования
Несопрягаемые ответственные детали (нагруженные и ненагруженные)	Лопатки турбин, рабочие колеса насосов	Высокие прочностные параметры, удовлетворительные точность размеров и внешний вид
Сопрягаемые ответственные детали (нагруженные)	Подшипниковые узлы, корпусы механизмов, рабочие тела муфт и механических передач	Высокие точность размеров и прочностные параметры, удовлетворительный внешний вид

 

Любой объект, в том числе и полимерное изделие, может характеризоваться очень большим числом свойств. При этом любая комбинация каких-либо свойств также является свойством, но более общим, обобщенным (например, коэффициент трения и коэффициент износа составляют фрикционные свойства, которые, вместе с другими, определяют механические свойства, являющиеся, в свою очередь, эксплуатационными и т. д.). Таким образом, свойства рассматривают на различных уровнях, расчленяя на каждом уровне свойства на более простые; в конечном итоге при этом приходят к так называемым первичным свойствам, которые могут быть охарактеризованы количественно только одним каким-либо параметром (пример этого — табл. 1.2–1.3).

Для выбора полимерного материала (т. е. и для сравнения пластмасс между собой) используют в настоящее время около 50 первичных свойств, каждое из которых количественно описывают с помощью некоторого одного только параметра; количественное определение этих параметров регламентировано, как правило, различными стандартами и нормами (поэтому далее такие параметры будут называться стандартными). Свойства эти и параметры имеют самое непосредственное отношение к использованию пластмасс, к их потребителям (инженерам-технологам, инженерам по эксплуатации изделий, покупателям изделий), поэтому эти свойства и параметры называются потребительскими.

В свою очередь, потребительские свойства разделяются на 3 группы:

1) эксплуатационные свойства (в том числе дизайнерско-эргономические — т. е. внешний вид, удобство использования изделия человеком);

2) технологические;

3) технико-экономические (стоимость и доступность материала, себестоимость изделия, эффективность, производительность).