Ім'я файлу: Господарські товари з пластичних мас.docx
Розширення: docx
Розмір: 465кб.
Дата: 23.11.2021
скачати
Пов'язані файли:
riz25032016_2.doc
Тема реферату.docx


Розділ 2 Товари господарського вжитку.

Тема:1 Господарські товари з пластичних мас

Вступ

Доброго дня всім.

Сьогодні ми з вами маємо розпочати новий розділ, який називається «Товари господарського вжитку»

І перша тема в новому розділі звучить так:

«Господарські товари із пластичних мас»

Ця тема розрахована на 12 годин, 4 години на лекції, тобто це 2 пари

2 години на практичну роботу – 1 пара

Та шість годин відводиться на самостійне опрацювання
Теми самостійного опрацювання я вам дам у форматі відео/лекція/презентація перевірка
ОТЖЕ, мій любий 2 курс, давайте починати.

А почнемо ми із питання

1.Групування та характеристика асортименту господарських виробів

із пластичних мас.

Щоб починати дану тему, нам необхідно розібратися що взагалі таке пластичні маси?

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 британським металургом і винахідником Александером Парксом у 1855 році 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 перейшов до повністю синтетичних молекул (бакеліт, епоксидна смола, полівінілхлорид, поліетилен та ін.).

Властивості пластмас



Поширенню пластмас сприяють їхня мала густина (0,85—1,8 г/см³), що значно зменшує масу деталей, висока корозійна стійкість та широкий діапазон інших властивостей. Гарні 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, тощо.

Важливою перевагою пластмас є можливість їхньої 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 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 їхня 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 полімера. У виробництві пластмас використовують переважно 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. Їхня 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 тощо.);

  • 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



Ящик з поліетилену високої щільності для скляних пляшок



Поліпропіленова кришка упакування цукерок Tic Tac



Пакувальний матеріал із пінополістиролу



ПЕТ-пляшка



Труби з ПВХ



Поліуретанова кухонна губка

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

Залежно від природи твердого наповнювача серед пластмас розрізняють: асбопластики, боропластики, графітопласти, металополімери, органопластики, склопластики, вуглепластики.

Залежно від складових їх макромолекул пластмаси поділяються на такі види: пластомери (лінійні ланцюги), дуромери (структури з високою щільністю решітки), еластомери (структури з низькою щільністю решітки) і синтетичне волокно (сильно орієнтовані ланцюгові молекули).

Термопласти

Термопластичні пластмаси (термопласти) — це пластмаси на основі термопластичних полімерів, що під час нагріву розм'якшуються, переходять у в'язкотекучий 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 їхня робоча температура не перевищує 90 °C. Типовими представниками термопластів є наступні (список не вичерпний).

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, ємностей технічного і побутового призначення тощо. Недоліки: низька гранична температура експлуатації, висока газопроникність і низька маслостійкість. За способом отримання поділяється на:

  • поліетилен низької щільності (LDPE — англ. Low Density PE) або поліетилен високого тиску (ПЕВТ)[3], який отримують полімеризацією етилену у присутності кисню та ініціаторів (пероксидних сполук) при температурах 200…300 °C;

  • поліетилен високої щільності (HDPE — англ. Hight Density PE) або поліетилен низького тиску (ПЕНТ)[4], який отримують полімеризацією на каталізаторах Ціглера—Натта[en] 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.

Докладніше: Поліетилен

Поліпропілен (ПП, PP — polypropylene)[5] — 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.

Докладніше: Поліпропілен

Полістирол (ПС, PS — polystyrene)[6] — продукт полімеризації стиролу, термопласт загальнотехнічного призначення. Завдяки гарним механічним властивостям, прозорості і зовнішньому вигляду, він використовується у світлотехніці та виробах культурно-побутового призначення. Він гарно обробляється різанням та склеюється. Чудовий 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)[7]. 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).

Докладніше: Полістирол

Поліметилметакрилат (ПММА, органічне скло, PMMA — Polymethyl methacrylate)[9] — 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, гарними 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 поверхневого розтріскування у присутності кисню.

Поліетилентерефталат (ПЕТФ, PET — polyethylene terephthalate) — термопласт, найпоширеніший представник класу складних поліефірів терефтальової кислоти і етиленгліколю[1], відомий під різними фірмовими назвами (терилен — Велика Британія, 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. Вирізняється хорошими механічними властивостями, зносостійкістю, гарний діелектрик. Використовується у вигляді хімічних волокон для побутових потреб; є основним матеріалом для армування автомобільних шин, транспортних стрічок, шлангів високого тиску; матеріал ємностей 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.

Фторопласти — група полімерів на основі фторомістких поліолефінів і (або) їхніх співполімерів[1], до яких належать 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 зі всіх відомих термопластів. ПТФЕ не розчиняється у жодному розчиннику, не реагує на кислоти та луги, на міцні окислювачі та агресивне середовище. Один з найкращих діелектриків, характеризується високою морозостійкістю (до −195 °С) і високою теплостійкістю (до 250 °С). Недоліки: мала твердість, холодотекучість 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).

Докладніше: Політетрафторетилен

  • політрифторхлоретилен (ПТФХЕ, фторолон-3, фторопласт-3, ECTFE — ethylene chlorotrifluoroethylene або PCTFE — polychlorotrifluoroethylene) — продукт полімеризації трифторхлоретилену. Сфери 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 має високу хімічну і водостійкість, гарні електроізоляційні і антифрикційні властивості, морозостійкість (-50 °С). Використовується у хімічній та електрохімічній промисловості для виготовлення антикорозійних та електроізоляційних покриттів, термоусадочних ізоляційних трубок.

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[10] — жорсткі матеріали на основі ПВХ, що містять стабілізувальні добавки і мастильні речовини. Характеризується високою міцністю, ударною в'язкістю, антикорозійними властивостями. Використовується в машинобудуванні.

  • пластикати[11] — м'які матеріали на основі стабілізованого і пластифікованого ПВХ. Характеризуються негорючістю, еластичністю, технологічністю у переробці. Використовується як електроізоляційні покриття (кабельні пластикати) для роботи в діапазоні температур від −60 до 70 °C.

  • пластизолі (пасти) — дисперсії ПВХ у пластифікаторах. Використовується для виготовлення штучних шкір, взуття, іграшок. Широкого застосування набули спінені ПВХ (піно- і поропласти).

Докладніше: Поліхлорвініл

Поліамід (ПА, Nylon)[12] — гетероланцюговий полімер, складові ланки якого з'єднано амідним зв'язком[1], продукт поліконденсації амінокислот або дикрбонових кислот і діамінів. Найбільшого поширення набули аліфатичні ПА (найлони). Поліаміди — інженерні пластики, що мають високу міцність і ударну в'язкість у широкому діапазоні температур, морозостійкість −60 °С, антифрикційні властивості, добре зварюються і склеюються. Недолік: велике водопоглинання, яке приводить до зміни розмірів залежно від вологості навколишнього середовища. ПА застосовують для виготовлення корпусних деталей, що працюють у вузлах тертя, під навантаженням.

Докладніше: Поліамід

Реактопласти

Термореактивні пластмаси (реактопласти) — полімерні матеріали, які при нагріванні розм'якшуються, але при певній температурі і під дією затвердівачів[13], каталізаторів чи ініціаторів хімічних реакцій зазнають полімеризації, внаслідок якої переходять у твердий стан і повторна переробка таких пластмас неможлива. Теплостійкість їхня вища і досягає 200…370 °С.

Термореактивні полімери порівняно рідко використовуються у чистому вигляді. Зазвичай, у них вводять наповнювачі (дисперсні, волокнисті суцільні), розчинники, згущувачі, стабілізатори, барвники, змазки, завдяки чому отримують складні багатокомпонентні системи — реактопласти. Полімерну основу реактопласта (термореактивний полімер) називають «смола» або «сполучник»[13].

На початковій стадії отримання матеріалів та виробів термореактивний сполучник має малу в'язкість, що полегшує процес формування виробів. Різниця у хімічній структурі сполучників, широкий спектр затвердівачів, ініціаторів затверднення, модифікаторів, наповнювачів дозволяють отримувати конструкційні матеріали з великим діапазоном механічних, електротехнічних, триботехнічних та інших експлуатаційних характеристик.

Залежно від типу сполучника реактопласти поділяються на:

  • фенопласти, що базуються на фенолоальдегідних смолах;

  • амінопласти, що утворюються на основі аміносмол;

  • поліефірні, отримані на основі поліефірних смол і скловолоконних наповнювачів;

  • епоксидні — мономерні, олігомерні або поліефірні сполуки, у склад молекул яких входить не менше двох епоксидних або гліцидилових груп;

  • кремнійорганічні, що отримані на основі кремнійорганічних олігомерів, що містять гідроксильні і ефірні групи.

  • поліуретанові, що отримуються на основі поліуретанових полімерів, котрі містять в основному ланцюгу макромолекул уретанові групи.

  • алкидні, котрі базуються на алкидних смолах (гліфталевій, пентафталевій, етриіталевій).

Еластомери

Високоеластичні пластмаси (еластомери) — матеріал, який може розширюватися і стискатися, суттєво змінюючи свою форму в результаті прикладання зусиль і здатний під дією внутрішніх пружних сил повертатись до попередньої форми. Еластомери майже повністю замінили гумові еластомери із сировини природного походження, а також знайшли низку нових застосувань, недоступних для звичайної гуми.

Еластомери застосовуються у промисловості переробки пластмас найчастіше як високомолекулярні пластифікатори для зниження крихкості склоподібних або кристалічних полімерів. Обмеженням застосування еластомерів у складі композитів на основі пластмас є низький опір їхньому тепловому старінню і термоокислювальній деструкції, а також, неможливість їхнього виробництва у гранульованому вигляді. Основні види еластомерів:

  • ізопренові каучуки (синтетичний аналог натурального каучуку) — полімери ізопрену, отримані полімеризацією у розчині під дією комплексних каталізаторів типу Ціглера-Натта або під дією літійорганічного каталізатора. Переробляється методами, прийнятими для гумової промисловості і застосовується самостійно і в сумішах з іншими каучуками для виробництва автошин та інших гумовотехнічних виробів;

  • бутадієновий каучук — полімер бутадієну. Методи отримання, аналогічні до ізопренових каучуків. Застосовується як каучук загального призначення а також, як високомолекулярний пластифікатор, що підвищує морозостікість пластмас. Використовується як компонент удароміцного полістиролу;

  • бутадієн-стирольні каучуки — статистичні співполімери бутадієну і стиролу або α-метилстиролу. Використовуються як недорогі каучуки загального призначення та як пластифікатори полістирольних пластиків;

  • бутадієн-нітрильні каучуки — статистичні співполімери бутадієну з нітрилом акрилової кислоти. Використовуються як каучуки спеціального призначення для виготовлення маслобензостійких гум, стійких до стирання і старіння, а також як пластифікатори ПВХ;

  • бутилкаучук — статистичний співполімер ізобутилену. Гарний діелектриком, має низьку газопроникність і задовільні технологічні властивості. Використовується для виготовлення теплостійких газонепроникних виробів, а також як стійкий до погодних умов ізолятор кабелів і як високомолекулярний пластифікатор поліетилену і поліпропілену;

  • етиленпропіленовий каучук — співполімер, що складається з коротких блоків етилену і пропілену. Характеризується стійкістю до окислення, атмосферостійкістю, теплостійкістю і стійкістю до агресивних середовищ (спиртів, кетонів, лугів, кислот тощо). Застосовується як основа гум, що експлуатуються у важких умовах і при температурах до 150 °C; як пластифікатор при виробництві удароміцного (морозостійкого) поліпропілену; як кабельна ізоляція;

  • кремнійорганічні каучуки — еластомери, у яких основний ланцюг є неорганічним. Отримують аніонною полімеризацією відповідних циклоорганосилоксанів. Вирізняється хімічною стійкістю, нетоксичністю при горінні, фізіологічною інертністю. Гуми на основі кремнійорганічних каучуків стійкі у широкому діапазоні температур (-90…+300 °C), мають хороші діелектричні властивості. Використовується для виготовлення виробів, що працюють в умовах великого перепаду температур, для теплоізоляції космічних апаратів, виробів медичного призначення, деталей ущільнень холодильної техніки;

  • уретанові каучуки — співполімери, що отримуються при взаємодії диізоціантів з простими або складними ефірами. Вони стійкі до ультрафіолетового проміння та γ-випромінювання, маслобензостійкі та атмосферостійкі, також характеризуються високим опором до стирання. Нестійкі до впливу водяної пари і гарячої води, при температурі понад 100 °C можлива хімічна деструкція. Використовуються для виготовлення виробів, стійких до стирання, пружних подушок вібраційної техніки та у взуттєвій промисловості;

  • термоеластопласти (ТЕП) — термопластичні еластомери, що проявляють властивості м'яких гум (еластомерів) в умовах експлуатації, тоді як при високих температурах в умовах переробки вони здатні текти як розплави термопластів. Переробка ТЕП здійснюється традиційними методами, характерними для термопластів.

Пластмаси поділяють на пластмаси без наповнювачів, з наповнювачами (порошковими, волокнистими, шаруватими) і газонаповнені.



Термопластавтомат для лиття пластмас під тиском



Дві половини прес-форми для лиття під тиском



Пластмасові деталі, отримані литтям під тиском у 4-місну прес-форму
скачати

© Усі права захищені
написати до нас