Пластмассы, или пластические массы – это большая категория синтетических материалов, используемых практически во всех отраслях производства. Из пластиков, которые также называются синтетическими полимерами, делают очень многое – от элементов несущих конструкций до тончайших нитей, которые используются в текстильной промышленности. В статье рассмотрим, чем отличаются пластмассы и на какие виды они делятся.
Классификация пластмасс по типу застывания
Также эту классификацию называют «по связующему веществу», потому что от того, какой материал подойдет в массу в качеств добавки, зависит процесс затвердевания пластика.
Различают:
- Термопласты, или термопластичные пластмассы.
- Реактопласты, или термореактивные пластмассы.
Термопласты
Они меняют свое агрегатное состояние при нагреве: плавятся при температуре более 200 градусов, а затем снова застывают, при этом после отвердевания сохраняют практически все свои исходные свойства.
Термопласты хороши тем, что их можно использовать повторно. За это свойство они должны быть благодарны добавкам, пластификаторам. Это могут быть, например, парафин, пчелиный воск, церезин, стеарин. В целом, стоит отметить, что термопласты многокомпонентные, поэтому в них также могут входить шеллак, канифоль, мел, тальк, окись цинка и другие присадки.
Также термопласты имеют маленький процент усадки при затвердевании, не более 3%, хорошую упругость, низкую хрупкость. Это очень удобный материал для многих бытовых и производственных задач.
Но у термопластичных пластмасс есть и недостаток – достаточно низкая температура плавления. Иными словами, для работы в условиях с повышенной температурой они не подойдут. Пример термопаста: высокомолекулярный полиэтилен, оргстекло или обычный ПВХ.
Термопласты также делят на полярные и неполярные.
Реактопласты
В пластическую массу добавляют реактив, который запускает процесс затвердевания. Связующими веществами выступают термореактивные полимеры, которые затвердевают только при нагреве массы. Происходит химическая реакция, которая меняет структуру пластика. Волокна сильнее переплетаются, молекулярная структура прочнеет, в результате при охлаждении получается прочный, конструкционный пластик.
У реактопластов более высокий порог плавления, они тугоплавкие, выдерживают до 350 градусов при эксплуатации. Но если их все же сильно нагреть, то при плавлении они совершенно теряют изначальные свойства.
В качестве сырья выступают фенолформальдегидные, кремнийорганические, эпоксидные смолы. Реактопласты более хрупкие, не поддаются повторному использованию. Но при этом более твердые и надежные. Примером реактопласта можно считать эпоксидную смолу, полиуретан, полиамид.
Виды пластмасс по эластичности
Различают пластики:
- жесткие – с упругостью от 700 МПа, сюда входят все фенопласты и аминопласты;
- полужесткие – от 70 до 700 МПа – полиамидные пластмассы, полипропиленовые трубы;
- мягкие и эластичные – до 70 МПа, как правило, это резины, которые тоже по научной классификации относятся к пластмассам.
Например, у фторопласта-4 модуль упругости от 460 МПа и выше, но не более 700 МПа, значит пластик относится к полужестким. В то время как у капролона модуль упругости – около 2300 МПа, в зависимости от вида. Для последующей эксплуатации пластика данный показатель имеет очень большое значение.
Типы пластмасс по составу
Самая простая классификация по составу подразумевает, что пластики могут быть:
- однокомпонентными – в составе только полимер;
- многокомпонентными – это большинство синтетических полимеров, в которые добавлены разные присадки: затвердители, усилители реакции, наполнители и проч.
Но чаще, когда говорят о классификации пластмасс по составу, имеют в виду, что они бывают:
- ненаполненные – в них не содержатся наполнители, то есть это максимально чистый полимер плюс совсем немного химикатов для контроля реакции. В качестве примера – полиэтиленовая пленка, полистирольные изделия, полиэтилен, полиамид, капролон, поликарбонат и чистые фторопласты.
- наполненные – помимо основного полимера и реактивов, в них могут быть наполнители, красители и прочие присадки. Примеры: графитопласты (графитонаполненный полиамид), текстолит, поливинилхлорид, бумажно-слоистые пластики.
Есть несколько других классификаций пластиков по составу, рассмотрим их.
По основному компоненту
В основе любой пластмассы – синтетический полимер. Он может быть разным, самые распространенные:
- Фенопласты. Основа – фенолоформальдегидная смола, бакелит. Чаще всего применяют в качестве композитных материалов. Также из ФФС делают бакелитовые лаки, которыми пропитывают некоторые ОСБ.
- Эпоксипласты. Основа – эпоксидная смола. Пластики с такой основой, как правило, относятся к реактопластам.
- Аминопласты. Основа – мочевино-формальдегидные смолы. Второе название – карбамидные пластики, также относятся к реактопластам и отличаются своей прочностью.
По виду наполнителя
Наполненные пластмассы различаются в зависимости от того, какой наполнитель положили в состав пластической массы. Пластик называют:
- порошковый – не самая высокая прочность на изгиб, так как нет армирующих волокон, добавляют золу, графит, тальк;
- волокнистый – с синтетическими и природными волокнами, в том числе, с добавлением асбеста;
слоистый – это композитные материалы с добавлением листовых материалов – бумаги, ткани, стекла; - газонаполненный – в качестве наполнителя выступает газ, в том числе обычный воздух, так получаются вспененные материалы.
Классификация пластиков по способу производства
Пластик – это синтетический полимер. Чтобы его получить, мономеры должны выстроиться в прочные полимерные длинные цепочки. Этого можно достичь двумя реакциями:
- Поликонденсация – мономеры вступают во взаимодействие. В результате реакции получаются полимеры и побочный продукт, чаще всего жидкости, вода. Таким способом получают полиуретаны, полиамиды, поликарбонаты, полиэфиры, фенолформальдегидные или эпоксидные смолы.
- Полимеризация – реакция, при которой также мономеры начинают взаимодействовать, создавая длинные полимерные цепи. Но при этом не появляется никакого вторичного продукта. Пример: из этилена получают полиэтилен, из стирола – полистирол, из винилхлорида – поливинилхлорид.
Виды пластиков по применению
В зависимости от того, какими свойствами обладает пластик, он может иметь разные преимущества. Поэтому пластмасса по характеристикам бывает:
- Конструкционная – прочная, подходящая для изготовления изделий.
- Фрикционная – это пластмасса, которая может выдерживать высокие показатели силы трения, но при этом долго не изнашиваться.
- Антифрикционная – подходит для подшипников скольжения и подвижных узлов, обеспечивает снижение трения.
- Электроизоляционная – не пропускает электричество.
- Оптически прозрачная, например, оргстекло – пропускает свет и не искажает изображение.
- Химически стойкая – невосприимчива к кислотам и щелочам.
- Теплоизоляционная, например, газонаполненная пластмасса – имеет низкий показатель теплопроводности.
- Декоративная, в том числе цветная.
- Уплотнительная – имеет высокую упругость к деформациям, подстраивается под рядом стоящие детали.
В продаже большое количество пластмасс, которые отличаются физическими и химическими характеристиками. Они имеют разные формы при продаже, в зависимости от назначения, это могут быть гранулы, стержни, листы или уже фасованные детали.
Применение пластиков охватывает все отрасли производства: пластмассы часто стали заменять такие материалы как стекло, металл. Постепенно сферы использования увеличиваются, спрос рождает предложение, и производители пластиков вводят в производство и продажу все большее количество изделий. Вместе с номенклатурой растет и классификация: прозрачные и цветные пластики, глянцевые и матовые – можно найти много показателей для их разделения. Однако основными критериями при выборе пластмасс остаются технические характеристики.