Компоненты неметаллических материалов и их свойства. Монография - страница 2

Пластические массы (пластмассы) – материалы, основу которых составляют полимеры, в состав которых для придания им функциональных свойств вводят добавки: наполнители, армирующие материалы, пластификаторы, стабилизаторы, красители и т. п. Полимер связывает все остальные компоненты в единую более или менее однородную массу, поэтому полимер называют связующим.

Вид пластмасс определяется видом исходного связующего – полимера.

Введение наполнителей и красящих пигментов в полимер приводит к тому, что получаемый материал становится окрашенным и непрозрачным (гетерогенные пластмассы). Наполнители вводят в состав пластмасс для снижения их стоимости, придания негорючести, электропроводности, упрочнения (армирование) и других свойств. Введение только красителей приводит к образованию окрашенных прозрачных пластмасс.

В период формования изделий пластмассы находятся в вязко-текучем или высокоэластичном состоянии, а при эксплуатации – в стеклообразном или кристаллическом (твердом) состоянии.

Так как в состав пластмасс больше всего входит наполнителя, то классификация полимеров дополняется признаками, зависящими от наполнителя (табл. 1.2).

Термопластичные пластмассы чаще всего бывают гомогенными по составу, а изделия из термореактивных пластмасс, которые вырабатывают с наполнителем, – гетерогенными.

Наполнители, и, следовательно, пластмассы, подразделяют по физическому состоянию наполнителя. Чаще всего применяют твердый наполнитель, разнообразный по типу. В качестве органического наполнителя применяют древесные отходы, лигнин, измельченные отходы полимеров, волокон, бумагу. Неорганическими наполнителями могут быть мел, тальк, асбест, песок, вермикулит и др.

В зависимости от состава и назначения полимеры подразделяют на марки, которые указывают в стандартах. Сополимеры и полимеры специального назначения вырабатывают по техническим условиям (ТУ).

Свойства полимерных материалов и факторы, их определяющие. Наиболее важным фактором, определяющим потребительские свойства изделий из полимеров, является вид полимера и состав введенных в него добавок. Путем подбора соответствующих полимеров, наполнителей и других добавок можно изготовить пластмассы с различными потребительскими свойствами.

Спектр свойств полимеров достаточно широк. Полимеры могут быть хрупкими и ударопрочными; прозрачными и мутными; мягкими (пенопласты, поропласты, поливинилхлорид), полужесткими (капрон, полипропилен, полиэтилен) и жесткими (полистирол, полиметилметакрилат, фенопласты, аминопласты); горючими и огнестойкими, электропроводящими и электрическими изоляторами и др.

При комнатной температуре полимер находится в твердом состоянии, и он может быть либо аморфным (стеклообразным), либо кристаллическим. При введении в полимер пластификатора снижается температура стеклования и увеличивается эластичность полимера за счет уменьшения величины межмолекулярного взаимодействия. Например, непластифицированный поливинилхлорид – винипласт – имеет температуру стеклования 80 °С. Такой материал достаточно жесткий при комнатной температуре. Введение 5—10% пластификатора снижает температуру стеклования до 45—50 °С, а большее количество пластификатора (30—40%) приводит к образованию эластичного поливинилхлорида (пластикат), температура стеклования которого снижается до —10…~20 °С и ниже. При комнатной температуре такой пластифицированный поливинилхлорид – эластичный и мягкий, характеризуется сильным удлинением при разрыве.