Товарознавча оцінка пластмас

 

ЗМІСТ

 

1.ВСТУП………………………………………………………………………..…3

2. ВЛАСТИВОСТІ  ПЛАСТМАС………………………………………………..4

3.КЛАСИФІКАЦІЯ ПЛАСТМАС……………………………………………......6

3.1 Термопласти…………………………………………………………………...6

3.2 Реактопласти………………………………………………………………....11

3.3 Еластомери…………………………………………………………………...12

4.СПОСОБИ ФОРМУВАННЯ ВИРОБІВ З ПЛАСТМАС………………….…14

5.МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ ЯКОСТІ  ВИРОБІВ З ПЛАСТМАС…………..16

6. СИСТЕМА МАРКУВАННЯ ПЛАСТМАС……………………………….....20

7. Висновки……………………………………………………………………....23

 

 

 

ВСТУП

 

Пласти́чна ма́са (пластмаса) — штучно створені матеріали на основі синтетичних або природних полімерів.

За ДСТУ 2406-94: Пластична  маса — матеріал, основою якого  є полімер, що перебуває під час  формування виробу у в'язкорідкому чи високоеластичному стані, а під час експлуатації — в склоподібному чи кристалічному стані.

Пластмаси формують при підвищеній температурі, у той час коли вони мають високу пластичність. Сировиною  для отримання полімерів є  нафта, природний газ, кам'яне вугілля, сланці.

Першу пластмасу було отримано англійським металургом і винахідником Александром Парксом у 1855 році [2]. Паркс назвав її «паркезин» (потім стали називати целулоїд). Паркезин вперше було представлено на Всесвітній виставці в Лондоні у 1862 році. Розвиток пластмас почався з використання природних пластичних матеріалів (жувальної гумки, шелаку), далі продовжився використанням хімічно модифікованих природних матеріалів (гума, ебоніт, нітроцелюлоза, колаген, галаліт) і, накінець, перейшов до повністю синтетичних молекул (бакеліт, епоксидна смола, полівінілхлорид, поліетилен та ін.).

 

 

 

ВЛАСТИВОСТІ ПЛАСТМАС

 

Поширенню пластмас сприяють їх мала густина (0,85—1,8 г/см³), що значно зменшує масу деталей, висока корозійна стійкість та широкий діапазон інших властивостей. Добрі антифрикційні характеристики багатьох пластмас дають можливість з успіхом застосовувати їх для виготовлення підшипників ковзання. Високий коефіцієнт тертя деяких пластмас дозволяє використовувати їх для гальмових пристроїв. Окремі пластмаси мають специфічні властивості: високі електроізоляційні та теплоізоляційні характеристики, велику прозорість, та ін.

Важливою перевагою пластмас є можливість їх переробки у вироби найпродуктивнішими способами з  коефіцієнтом використання матеріалу 0,9-0,95 — литтям, видавлюванням тощо. Предмети побуту, повністю або частково виготовлені з пластмаси.

Водночас пластмасам притаманні і деякі недоліки: невисокі міцність, твердість і механічна жорсткість, велике значення коефіцієнта лінійного  термічного розширення (~15×10-5 К-1), значна повзучість, особливо у термопластів, низька теплостійкість (більшість пластмас має робочу температуру не вищу, ніж 200 °C, і лише деякі можуть працювати  при 300...400 °С), низька теплопровідність (в 500—600 разів менша, ніж у металів), схильність до старіння (втрата властивостей під впливом тепла, світла, води та інших факторів). При старінні зменшується еластичність і міцність пластмас, збільшується їх механічна жорсткість і крихкість. Під еластичністю розуміють здатність матеріалу до великих зворотних деформацій. Цей термін за фізичним сенсом аналогічний пружності, але перший вживається для аморфних, а останній — для кристалічних тіл. Твердість пластмас за методом Брінелля становить 30...200 МПа. Більшість полімерів перебуває в аморфному (склоподібному) стані. Такі полімери називають смолами. В пластмасах може бути присутньою певна кількість кристалічної фази, яка підвищує міцність, жорсткість і теплостійкість полімеру. У виробництві пластмас використовують в основному синтетичні смоли.

Крім полімерів пластмаси  можуть містити наповнювачі, пластифікатори та спеціальні добавки, що надають пластмасі  певних властивостей.

Наповнювачами (зміцнювальними компонентами) можуть бути органічні  або неорганічні речовини у вигляді  порошків (графіт, деревне або кварцове борошно), волокон (паперових, бавовняних, азбестових, скляних) або полотен  чи аркушів (тканина, папір, деревний шпон). Наповнювачі підвищують міцність, зносостійкість, теплостійкість та інші властивості  пластмас. Їх частка у пластмасі  може досягати 40...80%.

Пластифікатори вводять  для підвищення пластичності та еластичності пластмас (гліцерин, касторове або  парафінове масло та ін.).

Добавками можуть бути:

• стабілізатори — речовини, які уповільнюють старіння (сажа, сірчані сполуки, феноли);
• мастильні матеріали — речовини, що усувають прилипання матеріалу до прес-форми, збільшують його текучість, зменшують тертя між частинками композиції (віск, стеарин, олеїнова кислота);
• барвники — речовини, що надають пластмасовим виробам декоративного вигляду (охра та ін.);
• каталізатори — речовини, що прискорюють твердіння пластмаси (уротропін, оксиди металів);
• антипірени — речовини, які зменшують горючість полімерів (наприклад, сполуки сурми);
• антистатики — речовини, які перешкоджають виникненню і накопиченню статичного електричного заряду у виробах з полімерних матеріалів;
• пороутворювачі — речовини, які розпадаються під час нагрівання, виділяючи гази, що спінюють смолу, внаслідок чого утворюється поро- та пінопласти з пористою структурою.

 

 КЛАСИФІКАЦІЯ ПЛАСТМАС

 

Залежно від властивостей смоли пластмаси поділяють на термопластичні, термореактивні та високоеластичні.

3.1Термопласти

Термопластичні пластмаси (термопласти) — це пластмаси на основі термопластичних полімерів, що під час нагріву розм'якшуються, переходять у в'язко текучий стан, а при охолодженні тверднуть, і цей процес повторюється при  повторному нагріванні. Тобто такі пластмаси допускають повторну переробку. Вони характеризуються невеликою усадкою (1...3%), зручні в переробці, не складні  у виробництві тощо. Зазвичай їх робоча температура не перевищує 90 °C. Типовими представниками термопластів є наступні (список не вичерпний):

1.Поліетилен (ПЕ, PE — polyethylene) — полімер етилену, твердий, легкий і водостійкий матеріал, гарний діелектрик з високою морозостійкістю (до — 60 °C), стійкий проти агресивних середовищ. Застосовується для виготовлення кабелів, плівок, труб, ємкостей як технічного, так і побутового призначення тощо. Недоліки: низька гранична температура експлуатації, висока газопроникність і низька маслостійкість. За способом отримання поділяється на:

• поліетилен низької щільності (LDPE Low Density PE) або поліетилен високого тиску (ПЕВТ), який отримують полімеризацією етилену у присутності кисню та ініціаторів (пероксидних сполук) при температурах 200...300 °C;
• поліетилен високої щільності (HDPE Hight Density PE) або поліетилен низького тиску (ПЕНТ), який отримують полімеризацією на каталізаторах Циглера — Натта при 80 °C і тиску 0,3...0,5 МПА в суспензії або газовому середовищі;

поліетилен середнього тиску (високої щільності) — ПЕСТ —  отримують полімеризацією у присутності  оксидів Co, Mo, V при 130...170 °C і тиску 3,5...4 МПа.

 

2.Поліпропілен (ПП, PP — polypropylene) — полімер пропілену, твердий матеріал загальнотехнічного призначення, що має високі електроізоляційні властивості, водо- і хімічну стійкість. Існують марки, що отримали допуск до контакту з харчовими продуктами. Недоліки: низька морозостійкість (— 15 °С), горючість, незадовільна склеюваність, здатність накопичувати статичну електрику. Використовується в медицині, харчовій промисловості (пакувальні плівки) та електротехніці.

3. Полістирол (ПС, PS — polystyrene) — продукт полімеризації стиролу, термопласт загальнотехнічного призначення. Завдяки добрим механічним властивостям, прозорості і зовнішньому вигляду, він використовується у світлотехніці та виробах культурно-побутового призначення. Він добре обробляється різанням та склеюється. Є хорошим діелектриком у широкому діапазоні частот, завдяки чому використовується в електротехніці. Нетоксичний, водо- і радіаційно стійкий, через що використовується у харчовій галузі і медичній техніці. Недоліки: крихкість при нормальних умовах, низька ударна в'язкість, здатність до статичної електризації, низька теплостійкість та хімічна стійкість, горючість. Поширення набув спінений ПС (пінопласт) Для покращення властивостей використовують співполімери полістиролу з акрилонітрилом, метилметакрилатом, α-метилстиролом. Найбільшого поширення отримали удароміцні співполімери стиролу з бутадієновим чи бутадієнстирольним каучуком, що отримали назву — «удароміцний полістирол»[8] (УПС, ASR — Advanced Styrene Resine).

4. Поліметилметакрилат (ПММА, органічне скло, PMMA — Polymethyl methacrylate) — полімер метилметакрилату, твердий прозорий без кольору аморфний матеріал загальнотехнічного призначення густиною 1,19 г/см3. Не розчиняється у воді, спиртах, стійкий до дії розбавлених лугів, кислот, фізіологічно не шкідливий і стійкий до біологічних середовищ. Морозостійкий (—60 °С). Характеризується високою прозорістю. Виготовляється у вигляді аркушів товщиною від 0,8 мм до 24 мм, які характеризуються високою атмосферостійкістю, добрими фізико-механічними та електроізоляційними властивостями. Застосовується в авіабудуванні (авіаційне скло), автомобілебудуванні (ковпаки ліхтарів), світлотехніці. Недоліки: низька міцність при ударі, горючість, низькі діелектричні характеристики при високих частотах, здатність до поверхнеавго розтріскування у присутності кисню.

5. Поліетилентерефталат (ПЕТФ, PET — polyethylene terephthalate) — термопластик, найпоширеніший представник класу складних поліефірів терефтальової кислоти і етиленгліколю, відомий під різними фірмовими назвами (терилен — Великобританія, дакрон — США, тергал — Франція, тревіра — ФРН, теторон — Японія). Тверда, безбарвна, прозора речовина в аморфному стані і біла, непрозора в кристалічному стані. Переходить у прозорий стан при нагріванні до температури склування і залишається в ньому при різкому охолодженні. Відрізняється хорошими механічними властивостями, зносостійкістю є хорошим діелектриком. Використовується у вигляді хімічних волокон для побутових потреб; є основним матреіалом для армування атомобільних шин, транспортних стрічок, шлангів високого тиску; є матеріалом ємкостей для рідких продуктів харчування (ПЕТ-пляшки для напоїв) та ін. Недоліки: абсолютно нестійкий до дії каустичної соди: як до концентрованих розчинів, так і до розведеним (руйнування має в характер піттингової корозії, а дія концентрованих розчинів соляної кислоти призводить до рівномірного зменшення товщини стінок тари.

6.Фторопласти  - група полімерів на основі фторомістких поліолефінів і (або) їх співполімерів, до яких відносяться політетрафторетилен, політрифторхлоретилен, полівініліденфторид та ін.

• політетрафторетилен (ПТФЕ, фторопласт–4, фторолон-4, teflon, PTFE — polytetrafluoroethylene) — кристалічний полімер тетрафторетилену білого кольору, густиною 2,15–2,24 г/см3, хімічно найстійкіший із всіх відомих термопластів. ПТФЕ не розчиняється у жодному розчиннику, не реагує на кислоти та луги, на міцні окислювачі та агресивне середовище. Він є одним з кращих діелектриків, характеризується високою морозостійкістю (до –195 °С) і високою теплостійкістю (до 250 °С). Недоліки: мала твердість, холоднотекучість при незначних напруженнях, несклеюваність, незадовільна зварюваність.

Застосовується в радіо- та електротехніці як ізоляційний матеріал для проводів, кабелів, конденсаторів, трансформаторів і пристроїв, що працюють у агресивних середовищах, а також при підвищених температурах. У хімічній промисловості застосовується для виготовлення труб, прокладок, мембран, вентилів, кранів, антикорозійних та антифрикційних покриттів. Широко застосовується у космічній, авіаційній і автомобілебудівній техніці (електроізоляційні прокладки, підшипники ковзання тощо), у текстильній та харчовій промисловості, а також у медицині (протези, клапани для серцевої хірургії тощо).

• політрифторхлоретилен (ПТФХЕ, фторолон-3, фторопласт-3, ECTFE — ethylene chlorotrifluoroethylene або PCTFE — polychlorotrifluoroethylene) — продукт полімеризації трифторхлоретилену. Області застосування такі ж як і в ПТФЕ. Має кращі механічні властивості (відсутня холоднотекучість), може зварюватись, прозорість (85...90%) дозволяє його використовувати як оптичний матеріал (оглядове скло).

полівініліденфторид (ПВДФ, Ф-2, PVDF — Polyvinylidene fluoride) — полімер вініліденфториду. Міцний твердий теплостійкий матеріал, що характеризується високою хімчною і водостійкістю, хорошими електроізоляційними і антифрикційними властивостями, морозостійкість (–50 °С). Використовується у хімічній та електрохімічній промисловості для виготовлення антикорозійних та електроізоляційних покриттів, термоусадочних ізоляійних трубок.

7. Полівінілхлорид (ПВХ, поліхлорвініл, PVC — Polyvinyl chloride) — аморфний полімер вінілхлориду з високою міжмолекулярною взаємодією. ПВХ — атмосферостійкий, самозгасаючий при горінні полімер, однак при горінні виділяються екологічно шкідливі діоксини. При нагріванні до температур 150...170 °С починає розкладатись з виділенням хлороводню. Тому до нього вводять термостабілізатори (солі кальцію, цинку, барію). На практиці мають справу з вініпластами, пластикатами і пластизолями ПВХ, а також полівінілхлоридним волокном.

• вініпласти — жорсткі матеріали на основі ПВХ, що містять стабілізуючі добавки і мастильні речовини. Характеризується високою міцністю, ударною в'язкістю, антикорозійними властивостями. Використовується в машинобудуванні.
• пластикати — м'які матеріали на основі стабілізованого і пластифікованого ПВХ. Характеризуються негорючість, еластичністю, технологічністю у переробці. Використовуються як електроізоляційні покриття (кабельні пластикати) для роботи в діапазоні температур від -60 до 70 °C.
• пластизолі (пасти) — дисперсії ПВХ у пластифікаторах. Використовуються для виготовлення штучних шкір, взуття, іграшок. Широкого застосування набули спінені ПВХ (піно- і поропласти).