Термопластик - Thermoplastic

Термопластичный или термопласт пластик , представляет собой пластиковый полимерный материал , который становится пластичным или формуемыми при определенной повышенной температуре и затвердевает при охлаждении.

Большинство термопластов имеют высокую молекулярную массу . Полимерные цепи связываются межмолекулярными силами , которые быстро ослабевают с повышением температуры, образуя вязкую жидкость. В этом состоянии термопласты могут быть изменены и обычно используются для производства деталей с помощью различных технологий обработки полимеров, таких как литье под давлением , прессование , каландрирование и экструзия . Термопласты отличаются от термореактивных полимеров (или « термореактивных полимеров »), которые в процессе отверждения образуют необратимые химические связи . Термореактивные полимеры не плавятся при нагревании, но обычно разлагаются и не реформируются при охлаждении.

График напряжение-деформация термопластического материала

Выше температуры стеклования и ниже точки плавления физические свойства термопласта резко меняются без соответствующего фазового перехода . Некоторые термопласты не полностью кристаллизуются ниже температуры стеклования, сохраняя некоторые или все свои аморфные характеристики. Аморфные и полуаморфные пластмассы используются, когда необходима высокая оптическая прозрачность , поскольку свет сильно рассеивается кристаллитами, размер которых превышает его длину волны. Аморфные и полуаморфные пластмассы менее устойчивы к химическому воздействию и растрескиванию под воздействием окружающей среды, поскольку у них отсутствует кристаллическая структура.

Хрупкость можно уменьшить путем добавления пластификаторов , которые увеличивают подвижность аморфных сегментов цепи и эффективно понижают температуру стеклования. Модификация полимера посредством сополимеризации или добавления нереакционноспособных боковых цепей к мономерам перед полимеризацией также может снизить его. До того, как были применены эти методы, пластиковые детали автомобилей часто трескались при воздействии низких температур. Это линейные или слегка разветвленные молекулы с длинной цепью, способные многократно размягчаться при нагревании и затвердевать при охлаждении.

Акрил

Сегодняшнюю акриловую промышленность можно разделить на два отдельных многомиллиардных рынка: с одной стороны, рынок полиакриловой кислоты (PAA) и ее сложноэфирных производных (PAc), с другой стороны, рынок поли (метилметакрилата) (PMMA). PMMA также известен под торговыми названиями, такими как Lucite, Perspex и Plexiglas. Он служит прочной заменой стекла для таких предметов, как аквариумы, кнопки, козырьки мотоциклетных шлемов, иллюминаторы самолетов, смотровые окна подводных аппаратов и линзы внешних фонарей автомобилей. Он широко используется для изготовления знаков, включая надписи и логотипы. В медицине он используется в костном цементе и для замены глазных линз. Акриловая краска состоит из взвешенных в воде частиц ПММА.

На протяжении многих десятилетий ПММА был преобладающим метакриловым эфиром, производимым во всем мире. Основными игроками на рынке ПММА являются Mitsubishi Rayon (Япония), Arkema SA (Франция), LG MMA (Южная Корея), Chi Mei Corp. (Тайвань), Sumimoto Chemical Company Ltd (Япония), Evonik Industries (Германия), BASF ( Германия), Dow Chemical Company (США), AkzoNobel (Нидерланды), Quinn Plastics (Великобритания) и Cytec Industries (США). Что касается рынка PAA и PAc, ключевыми производителями являются Nippon Shokubai Company Ltd. (Япония), Arkema SA (Франция) и Dow Chemical Company (США).

АБС

Акрилонитрилбутадиенстирол (АБС) представляет собой терполимер, синтезируемый из стирола и акрилонитрила в присутствии полибутадиена . АБС - легкий материал, обладающий высокой ударопрочностью и механической прочностью. При нормальном обращении он представляет небольшую опасность для здоровья человека. Он используется во многих потребительских товарах, таких как игрушки, бытовая техника и телефоны.

Нейлон

Нейлон относится к классу полимеров, называемых полиамидами . Он служил заменителем в основном конопли, хлопка и шелка в таких продуктах, как парашюты, шнуры, паруса, бронежилеты и одежда. Нейлоновые волокна используются для изготовления тканей, веревок, ковров и музыкальных струн, тогда как в массовом виде нейлон используется для механических деталей, включая крепежные винты, шестерни и кожухи для электроинструментов. Кроме того, его используют при изготовлении жаропрочных композиционных материалов.

PLA

Полимолочная кислота (полилактид) представляет собой компостируемый термопластичный алифатический полиэфир, полученный из возобновляемых источников , таких как кукурузный крахмал (в США), жом сахарной свеклы (в Европе), корни тапиоки , чипсы или крахмал (в основном в Азии) или сахарный тростник . Это один из материалов, используемых для 3D-печати с использованием методов моделирования методом наплавления (FDM).

Полибензимидазол

Полибензимидазольное волокно (PBI, сокращение от поли- [2,2 '- (м-фенилен) -5,5'-бисбензимидазол]) - это синтетическое волокно с очень высокой температурой плавления. Он обладает исключительной термической и химической стабильностью и плохо воспламеняется. Впервые он был обнаружен американским химиком-полимером Карлом Шиппом Марвелом в поисках новых материалов с превосходной стабильностью, сохранением жесткости и ударной вязкости при повышенных температурах. Из-за своей высокой стабильности полибензимидазол используется для производства высокоэффективной защитной одежды, такой как экипировка пожарных, космические костюмы космонавтов, перчатки для защиты от высоких температур, одежда сварщиков и ткани для стен самолетов. В последние годы полибензимидазол нашел свое применение в качестве мембраны в топливных элементах.

Поликарбонат

Термопласты из поликарбоната (ПК) известны под такими торговыми марками, как Lexan, Makrolon, Makroclear и arcoPlus. Их легко обрабатывать, формовать и термоформовать для многих приложений, таких как электронные компоненты, строительные материалы, устройства хранения данных, автомобильные и авиационные детали, контрольные розетки в протезировании и защитное остекление. У поликарбонатов нет уникального идентификационного кода смолы. Изделия из поликарбоната могут содержать мономер-предшественник бисфенол А (BPA). Чувствительность к ультрафиолетовому излучению приводит к пожелтению (деградация особенно заметна в фарах, которые потеряли или не имели надлежащего защитного покрытия).

Полиэфирсульфон

Полиэфирсульфон (PES) или полисульфон - это класс специально разработанных термопластов с высокой термической, окислительной и гидролитической стабильностью, а также хорошей стойкостью к водным минеральным кислотам, щелочам, растворам солей, маслам и смазкам.

Полиоксиметилен

Полиоксиметилен (ПОМ), также известный как ацеталь, [2] полиацеталь и полиформальдегид, представляет собой технический термопласт, используемый в прецизионных деталях, требующих высокой жесткости, низкого трения и превосходной стабильности размеров. Как и многие другие синтетические полимеры, он производится разными химическими компаниями с немного разными формулами и продается по-разному под такими названиями, как Delrin, Celcon, Ramtal, Duracon, Kepital и Hostaform.

Полиэфирэфиркетон

Полиэфирэфиркетон (PEEK) представляет собой бесцветный органический термопластичный полимер из семейства полиарилэфиркетонов (PAEK), используемый в инженерных приложениях. Первоначально он был представлен Victrex PLC, затем ICI (Imperial Chemical Industries) в начале 1980-х годов. Обладает такими привлекательными свойствами, как хорошая стойкость к истиранию, низкая воспламеняемость и выделение дыма и токсичных газов.

Полиэфиримид

Полиэфиримид (PEI), полученный с помощью новой реакции нитрозамещения с участием бисфенола A, 4,4'-метилендианилина и 3-нитрофталевого ангидрида, имеет высокую температуру термической деформации, предел прочности на разрыв и модуль упругости. Они обычно используются в высокопроизводительных электрических и электронных деталях, микроволновых приборах и автомобильных деталях.

Полиэтилен

Полиэтилен (полиэтилен, полиэтилен, ПЭ) - это семейство аналогичных материалов, классифицированных по их плотности и молекулярной структуре. Он также известен как поли, и его получают аддитивной полимеризацией этилена. Он может иметь низкую или высокую плотность в зависимости от процесса, используемого при его производстве. Он устойчив к воздействию влаги и большинства химикатов. Он эластичен при комнатной температуре (и низкой температуре) и может термосвариваться. Поскольку это недорогой пластик, его производят в больших количествах, чтобы удовлетворить спрос. Например:

  • сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) прочен и устойчив к химическим веществам. Из него изготавливают движущиеся детали машин, подшипники, шестерни, искусственные суставы и некоторые бронежилеты.
  • Полиэтилен высокой плотности (HDPE), пригодный для вторичной переработки пластик нет. 2, обычно используется в качестве кувшинов для молока, бутылок с жидким стиральным порошком, уличной мебели, баков с маргарином, переносных канистр для бензина, систем распределения питьевой воды, водосточных труб и пакетов для продуктов.
  • Полиэтилен средней плотности (MDPE) используется для изготовления упаковочной пленки, мешков, газовых труб и фитингов.
  • Полиэтилен низкой плотности (LDPE) является гибким и используется в производстве отжимных бутылок, крышек кувшинов для молока, пакетов для розничных магазинов и линейного полиэтилена низкой плотности (LLDPE) в качестве стретч-пленки при транспортировке и обращении с коробками для товаров длительного пользования, а также в качестве упаковочной пленки. общехозяйственное пищевое покрытие.

Полифениленоксид

Полифениленоксид (PPO), который получают в результате свободнорадикальной окислительной сопрягающей полимеризации 2,6-ксиленола со ступенчатым ростом, обладает многими привлекательными свойствами, такими как высокая тепловая деформация и ударная вязкость, химическая устойчивость к минеральным и органическим кислотам и низкое водопоглощение. PPO трудно обрабатывать, поэтому промышленная смола (Noryl) производится путем смешивания PPO с ударопрочным полистиролом (HIPS), что снижает температуру обработки.

Полифениленсульфид

Полифениленсульфид (ПФС), полученный конденсационной полимеризацией п-дихлорбензола и сульфида натрия, обладает выдающейся химической стойкостью, хорошими электрическими свойствами, отличной огнестойкостью, низким коэффициентом трения и высокой прозрачностью для микроволнового излучения. PPS в основном используется для нанесения покрытий. Это делается путем распыления водной суспензии частиц PPS и нагревания до температуры выше 370 ° C. Определенные марки ПФС могут использоваться в литье под давлением и компрессионном формовании при температурах (от 300 до 370 ° C), при которых частицы ПФС размягчаются и подвергаются явному сшиванию. Основные области применения PPS, изготовленного методом литья под давлением и прессования, включают кухонную посуду, подшипники и детали насосов для работы в различных агрессивных средах.

Полипропилен

Полипропилен (ПП) используется для изготовления таких разнообразных продуктов, как многоразовые пластиковые контейнеры для пищевых продуктов, пластиковые контейнеры , которые можно мыть в микроволновой печи и мыть в посудомоечной машине , подкладка для подгузников , подкладка и кожух гигиенических прокладок , веревки, коврики, пластиковые молдинги, системы трубопроводов, автомобильные аккумуляторы , изоляция для электрических цепей. кабели и фильтры для газов и жидкостей. В медицине он используется для лечения грыж и изготовления термостойкого медицинского оборудования. Полипропиленовые листы используются для папок и упаковки канцелярских принадлежностей, а также для прозрачных контейнеров для хранения. Полипропилен имеет номер 5, пригодный для вторичной переработки. Несмотря на то, что он относительно инертен, он уязвим для ультрафиолетового излучения и может значительно разлагаться под прямыми солнечными лучами. Полипропилен не такой ударопрочный, как полиэтилены (HDPE, LDPE). Он также в некоторой степени проницаем для легколетучих газов и жидкостей.

Полистирол

Полистирол производится в различных формах, которые имеют различное применение. Экструдированный полистирол (ПС) используется при производстве одноразовых столовых приборов, футляров для CD и DVD, пластиковых моделей автомобилей и лодок, кожухов дымовых извещателей. Пенополистирол (EPS) используется для изготовления изоляционных и упаковочных материалов, таких как «арахис» и формованный пенопласт, используемых для амортизации хрупких продуктов. Сополимеры полистирола используются в производстве игрушек и гильз.

Поливинил хлорид

Поливинилхлорид (ПВХ) - прочный, легкий материал, прочный, довольно жесткий и универсальный, устойчивый к кислотам и щелочам. Большая его часть используется в строительной отрасли, например, для винилового сайдинга, водосточных труб, водостоков и кровельных листов. Он также превращается в гибкие формы с добавлением пластификаторов, что делает его полезным для таких предметов, как шланги, трубки, электрическая изоляция, пальто, куртки и обивка. Гибкий ПВХ также используется в надувных изделиях, таких как водяные кровати и игрушки для бассейнов. ПВХ также является обычным материалом для изготовления фигурок из винила , особенно в таких странах, как Япония , где этот материал широко используется в так называемых фигурках Софуби . Поскольку ПВХ легко сгибается и имеет тенденцию изгибаться во время транспортировки, способ смягчения этой деформации заключается в нагревании пластика до тех пор, пока он не станет подвижным, а затем преобразовании материала в желаемую форму.

ПВХ производится во многих конкретных модификациях, влияющих на его химические и физические свойства. В пластифицированном поливинилхлориде (ПВХ) пластификаторы добавляются в сырье перед формованием, чтобы сделать его более гибким или податливым. Вначале аспекты здоровья и окружающей среды были плохо изучены, и после исследований последовали замены и запреты на продукцию. Первоначальную форму часто называют непластифицированным поливинилхлоридом (НПВХ), который чаще всего используется в таких установках, как водопровод, канализация и канализация.

Химическая модификация часто приводит к более резким изменениям свойств. Хлорированный поливинилхлорид (ХПВХ) производится путем воздействия на ПВХ продолжающейся реакции свободнорадикального хлорирования, из которой изначально образуется полимер ПВХ. В результате реакции хлорирования атомы хлора продолжают добавляться к углеводородной основной цепи полимера до тех пор, пока в большинстве коммерческих применений не будет достигнуто процентное содержание общего хлора от 56 до 74%. Это увеличение содержания элементарного хлора способствует усилению проявления хлорсодержащих свойств ХПВХ, таких как химическая стойкость, устойчивость к кислотам, основаниям и солям; восприимчивость к соединениям на основе аммиака, ароматикам, сложным эфирам, кетонам; химическая стабильность; сопротивление теплопередаче. ХПВХ обычно используется в системах подачи воды, химикатов, горячего и холодного водоснабжения для жилых, коммерческих и промышленных предприятий.

Поливинилиденфторид

Поливинилиденфторид, ПВДФ , относится к классу фторполимеров термопластов и известен своей высокой химической инертностью и стойкостью. ПВДФ получают путем полимеризации мономера винилиденфторида. Из термопласта PVDF изготавливают листы и трубы для инженерного использования, а также порошки и покрытия, которые можно растворять в растворителях и наносить на поверхность продукта. PVDF широко используется в химической промышленности в качестве трубопроводов для агрессивных химикатов и жидкостей высокой чистоты. Материал PVDF используется в строительстве, транспортировке, химических процессах, электричестве, батареях, сточных водах и очистке.

Политетрафторэтилен (тефлон)

Политетрафторэтилен (ПТФЭ) представляет собой синтетический фторполимер из тетрафторэтилена Общепризнан под торговой маркой Teflon . ПТФЭ гидрофобен : жидкости на водной основе не смачивают материал, поскольку фторуглероды демонстрируют уменьшенные силы лондонской дисперсии из-за высокой электроотрицательности фтора. Это также поддерживает его использование в покрытиях кухонной посуды. Полимер имеет один из самых низких коэффициентов трения среди твердых тел и поэтому обычно используется для подшипников и опор движущихся механических частей.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки