Пластики окружают нас в повседневной жизни. Синтетические волокна отличаются прочностью, легкостью, устойчивостью к окружающему воздействию, благодаря чему искусственные вещества используются повсеместно и постепенно вытесняют натуральную древесину, металл и прочие композиционные материалы. Но, несмотря на их популярность, в повседневной речи люди постоянно путаются в терминах. В статье расскажем о полимерах, пластиках и пластмассах – чем они отличаются и чем похожи.
Пластик и пластмасса – синонимы или два разных вещества?
Пластик и пластмасса – это абсолютно тождественные понятия. Но слова имеют разное происхождение.
Термин «пластик» – калька с английского слова plastic. В английском языке plastic одновременно означает существительное (то, что мы понимаем под пластмассой) и прилагательное – пластичный.
В русском языке не было существительного, которое могло бы охарактеризовать свойства материалов этого класса, поэтому было использовано словосочетание «пластичная масса», которое впоследствии было сокращено до пластмассы.
Сейчас слова пластик и пластмасса абсолютно синонимичны. Они обозначают синтетические или природные полимеры, которые обладают схожими свойствами. Пластики и пластмассы – это целый класс материалов, которые отливают и формируют под воздействием высокой температуры и давления.
Хотя на бытовом уровне и существует некоторое различие в коннотативных значениях. Часто пластиком называют что-то более прочное, долговечное, качественное. А пластмассой – дешевое, недоброкачественное. Например, пластиковые окна, но китайские пластмассовые игрушки. Несмотря на то, что коннотация качественности иногда присутствует в повседневной речи, с точки зрения стандартов, технических условий производства, а также номенклатуры продукции, пластик и пластмасса – это одно и то же.
Виды пластиков
Пластмассы могут быть синтетическими и природными. Они делятся на простые и сложные. Простые состоят только из полимеров, а в сложных дополнительно добавлены разные компоненты – стабилизаторы, отвердители и проч.
Также пластики можно разделить на две большие группы:
- Термопласты. Эти вещества меняют свои свойства в зависимости от температуры: при нагреве становятся текучими, а при охлаждении затвердевают, так может происходить постоянно, при этом их молекулярная решетка не меняется. К термопластам можно отнести полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, винипласт, поликарбонат, оргстекло, полистирол, полиамид и проч.
- Термореактопласты. Для этой категории пластиков температура тоже имеет важное значение: она вызывает реакцию, которая значительно меняет свойства пластика при отвердении – повышает температуру плавления, прочность. Но при этом реакция необратимая, так как меняется их молекулярная структура. К термореактопластам относится бакелит, тефлон, стеклопластик.
Свойства пластмасс
Пластмассы не относятся к самым прочным материалам – при высоких механических нагрузках они могут ломаться. Однако у них очень высокая удельная прочность. Этот показатель показывает, какова прочность конструкции в сравнении с ее массой. А так как у пластиков очень низкая плотность, иными словами они легкие, то удельная прочность получается высокой. Из-за этого класс материалов и стал востребован в промышленности и строительстве.
Очень важное свойство пластмасс – практически нулевая электрическая и тепловая проводимость, из-за чего материал используют в качестве электро- и теплоизолятора.
Пластики не портятся от воздействия влаги и кислорода, они инертны ко множеству химических веществ, не подходят для размножения бактерий и грибков. Пластики имеют хорошую адгезию, поэтому легко окрашиваются, склеиваются. Они просты в обработке, резке и формовке, подходят для изготовления изделий литьем и экструзией.
Полимеры и пластмассы – в чем разница и какое понятие шире?
Полимеры – это высокомолекулярные вещества, у которых длинные цепочки молекул. Чтобы лучше объяснить это понятие, представим, что один человек – это мономер. А если много людей возьмутся за руки и выстроятся в цепочку или завертятся в хороводе, то это уже будет полимер.
Полимеры – это вещества, которые встречаются в природе и бывают созданы синтетическим путем. В то время как пластмассы – это готовые материалы, изготовленные на основе полимеров. Пластмассы всегда включают в себя синтетические добавки. Поэтому класс полимеров шире, чем количество искусственно созданных пластиков.
Однако многие пластмассы называют просто полимерами, и это также не является ошибкой. Однако важно помнить, что практически во всех пластиках в составе есть не только полимеры, но и добавки: красители, пластификаторы и другие компоненты.
Еще одно отличие пластмасс и полимеров – в их молекулярной структуре. Полимеры состоят из нескольких звеньев мономеров. И длина этих звеньев у полимеров может быть короткой, а может быть длинной. В то время как у пластиков полимерные цепи всегда длинные.
Подводя итоги: все пластмассы – это полимеры. Но не все полимеры – это пластмассы.
Виды полимеров
Типы полимеров различаются по происхождению:
- Естественные. Это полимеры природного происхождения. Например: каучук, целлюлоза, графит, кожа, мех, крахмал, алмаз. Даже человеческая цепочка ДНК – это тоже полимер. Их множество. Это просто особое молекулярное строение веществ.
- Искусственные. Это полимеры, которые основаны на природных, но с добавлением различных присадок. Например, из целлюлозы, природного полимера, можно сделать вискозу – это уже будет искусственным полимером. В процессе производства происходит модификация исходного сырья. В эту же категорию можно отнести целлофан – не путать его с полиэтиленовыми пакетами!
- Синтетические. Это обширный класс материалов, которые получены с помощью полимеризации – контролируемой химической реакции, в результате которой образуются высокомолекулярные вещества. Примерами синтетических полимеров являются: резина, ПВХ, полиуретан, фторопласт, винипласт и проч. Практически все пластики относятся именно к категории синтетических полимеров.
Объясним на примере резины. Каучук – это естественный полимер. Но стоит добавить в него серу, провести вулканизацию, и получается резина – это уже синтетический полимер, но не пластик. А если добавить не немного серы, а раз в 10 больше, то получится уже эбонит. А эбонит – это не только синтетический полимер, но и достаточно прочный пластик.
Второй пример – нефть. Именно на основе нефти создается большинство синтетических пластмасс. Происходит это путем полимеризации, то есть изменения молекулярного строения вещества.
Как появились синтетические полимеры
В середине 19 века Александр Паркс в ходе своих экспериментов смешал нитроцеллюлозу с азотной кислотой и получил прочный материал – первый пластик. Он назвал свой продукт паркезином и запатентовал его в 1856 году. По сути это был полусинтетический, то есть искусственный полимер. Однако он положил основу созданию пластмасс, которые легко формуются при воздействии высоких температур и давления.
А в начале 20 века случилось следующее знаковое событие – создание Лео Хендриком бакелита, первого термореактопласта. Он был разработан в лабораторных условиях.
Что лучше – пластмасса или полимер?
Когда мы достаточно хорошо разобрались в теме, мы можем заявить, что такое сравнение двух веществ совершенно неприемлемо. Нельзя сказать, что лучше – пластик или полимер, потому что все пластики являются полимерами. Это то же самое, что и спросить, что лучше, хлеб или злаки.
С другой стороны, класс полимеров очень широк, из-за чего невозможно сравнивать, например, алмаз с ПВХ. Или как можно решить, что лучше – цепочка ДНК или оргстекло? Конечно, постановка вопроса некорректна изначально.
При выборе инженерного пластика внимание нужно обращать, в первую очередь, не на название, а на его характеристики. Благодаря многообразию синтетических полимеров (пластмасс), всегда можно найти подходящий конструкционный материал.