Správa o výrobe plastov. Druhy plastov a ich použitie

História plastov je veľmi fascinujúca. Nižšie sú uvedené dátumy najdôležitejších udalostí v histórii plastov za posledných 150 rokov.

Všimnite si, koľko druhov plastov má známe obchodné názvy, ako napríklad teflón a polystyrén.

O to zaujímavejšie je, koľko známych druhov plastov bolo v skutočnosti objavených náhodou!

Prvé roky plastov

• 1862 - otvorenie parkoviska. Parkesin je prvý umelý plast, ktorý vytvoril Alexander Parkes v Londýne a bol organickým materiálom získaným z celulózy. Po zahriatí a vytvarovaní sa ochladil a zachoval si výsledný tvar;
• 1863 – objav nitrátu celulózy alebo celuloidu. Materiál objavil John Wesley Hiatt, keď sa snažil nájsť náhradu za slonovinu v biliardových guliach. Celuloid sa stal známym ako materiál použitý v prvom ohybnom filme na fotografiu a film;
• 1872 - objav polyvinylchloridu (PVC). Polyvinylchlorid ako prvý vytvoril nemecký chemik Eugene Bauman, ktorý si svoj objav nikdy nepatentoval. V roku 1913 jeho krajan Friedrich Klatte vynašiel nový spôsob polymerizácie vinylchloridu pomocou slnečného žiarenia. Bol to on, kto sa stal prvým vynálezcom, ktorý získal patent na polyvinylchlorid. PVC sa však začalo používať až potom, čo Waldo Semon v roku 1926 materiál vylepšil.

Obdobie pred 2. svetovou vojnou

• 1908 - otváranie celofánu®. V roku 1900 dostal švajčiarsky textilný inžinier Jacques E. Brandenberger prvýkrát nápad vytvoriť transparentný, ochranný materiál na balenie. V roku 1908 vyvinul prvý stroj na výrobu priehľadných listov regenerovanej celulózy. Prvým Jacquesovým klientom bola americká spoločnosť na výrobu cukroviniek Whitman's, ktorá sa rozhodla použiť celofán na balenie čokolády;
• 1909 - objav bakelitu. Bakelit (anhydrid polyoxybenzylmetylénglykolu) bol jedným z prvých plastov vyrobených zo syntetických komponentov. Vyvinul ho chemik Leo Baekeland, rodák z Belgicka, ktorý žil v New Yorku. Bakelit, fenolformaldehydová termosetová živica, vďaka svojej nízkej elektrickej vodivosti a tepelne odolným vlastnostiam používané v elektrických izolátoroch, puzdrá na rádiá a telefóny a v takých rôznych produktoch, ako je riad, šperky, fajky a detské hračky;
• 1926 - otvárací vinyl alebo PVC. Vinyl bol vynájdený v Spojených štátoch Walterom Simonom, výskumníkom spoločnosti leteckých komponentov B.F. Goodrich." Materiál bol prvýkrát použitý na golfové loptičky a podpätky. Vinyl dnes je druhým najviac vyrábaným plastom na svete a používa sa v mnohých výrobkoch, ako sú sprchové závesy, pláštenky, drôty, rôzne spotrebiče, podlahové dlaždice, farby a povrchové nátery;
  
• 1933 - otvorenie polyvinylidénchloridu (PVDC) alebo saranu (Saran). Materiál náhodne objavil Ralph Wiley v laboratóriu americkej chemickej spoločnosti Dow Chemical a prvýkrát ho použila armáda na potiahnutie stíhacích lietadiel na ochranu pred slanou morskou vodou. Výrobcovia automobilov používali ako poťahový materiál aj polyvinylidénchlorid. Po 2. svetovej vojne našla firma spôsob, ako sa zbaviť zelenej farby a nepríjemného zápachu saranu a tak bola schválená na výrobu ako obalový materiál pre potravinárske výrobky. V roku 1953 sa začal predávať pod obchodným názvom „Saran Wrap“®;
• 1935 - otvor z polyetylénu s nízkou hustotou (LDPE/LPDE). Tento materiál objavili Reginald Gibson a Eric Fawcett v laboratóriu britského priemyselného gigantu Imperial Chemical Industries v dvoch formách: polyetylén s nízkou hustotou (LDPE) a polyetylén s vysokou hustotou (HDPE). Polyetylén je lacný, flexibilný, trvanlivý a chemicky odolný materiál. Používa sa LDPE na výrobu fólií a obalových materiálov vrátane plastových tašiek. HDPE sa najčastejšie používa na výrobu nádob, klampiarske a autodiely;
• 1936 - otvor z polymetylmetakrylátu (PMMA) alebo akrylu. Do roku 1936 americké, britské a nemecké spoločnosti vyrábali polymetylmetakrylát, lepšie známy ako akryl. Hoci sa akryl v súčasnosti široko používa v tekutých farbách a syntetických vláknach, v pevnej forme je dosť pevný a priehľadnejší ako sklo. Značky Plexiglas a Lucite predávajú akryl ako náhrada skla;
• 1937 - objav polyuretánu. Polyuretán je organický polymér, ktorý vynašiel chemik Otto Bayer z nemeckej spoločnosti Friedrich Bayer and Company. Polyuretány sa používajú vo forme pružnej peny v čalúnení, matracoch, štuple do uší, chemicky odolné nátery, špeciálne lepidlá, tmely a obaly. V tuhej forme sa polyuretán používa v materiáloch na tepelnú izoláciu budov, v ohrievačoch vody, v chladiarenskej doprave, v komerčnom a nekomerčnom chladení. Polyuretány sa predávajú pod obchodnými názvami "Igamid"® ako plastové materiály a "Perlon"® ako vlákna;
  
• 1938 - prvé použitie polystyrénu. Polystyrén bol prvýkrát objavený v roku 1839 nemeckým farmaceutom Eduardom Simonom, no začal sa používať až v 30. rokoch minulého storočia, keď vedci z najväčšej chemickej spoločnosti na svete BASF vyvinuli komerčnú metódu výroby polystyrénu. Polystyrén je odolný plast, ktorý možno vyrobiť vstrekovaním, lisovaním, vytláčaním alebo vyfukovaním. Materiál široko používaný v plastových pohároch, škatuľkách od vajec, arašidových obaloch a v stavebných materiáloch a elektrických spotrebičoch;
• 1938 - otvor z polytetrafluóretylénu (PTFE) alebo teflónu. Polymér objavil náhodou chemik Roy Plunkett, ktorý vtedy pracoval pre americkú chemickú spoločnosť DuPont. PTFE bol jedným z najpoužívanejších plastov vo vojne, ktorý sa (prísne tajná informácia!) nanášal na kovové povrchy ako ochranný povlak. nízke trenie aby sa zabránilo poškriabaniu a korózii. Začiatkom 60. rokov sa teflónové nepriľnavé panvice stali mimoriadne populárnymi. PTFE sa neskôr použil na syntézu prvých membránových textílií Gore-Tex. Zmiešaním teflónu so zlúčeninami fluóru vzniká materiál, ktorý sa používa na výrobu návnad na rozptýlenie rakiet hľadajúcich teplo;
• 1938 - objav nylonu a neoprénu. Oba materiály vyvinul Wallace Carothers, keď sa jeho tím výskumníkov v DuPont pokúšal nájsť syntetickú náhradu za hodváb. Neoprén, syntetický kaučuk, bol prvýkrát vyrobený v roku 1931. Ďalší výskum polymérov viedol k vývoju nylonu, známeho aj ako „zázračné vlákno“. V roku 1939 spoločnosť DuPont prvýkrát predstavila a predviedla americkej verejnosti nylonové a nylonové pančuchy na svetovej výstave v New Yorku. Predtým sa používal aj nylon pri výrobe rybárskeho vlasca, chirurgickej nite a zubná kefka;
• 1942 - objav nenasýteného polyesteru alebo PET (tiež nazývané polyester, lavsan a dacron). Materiál si patentovali anglickí chemici John Rex Winfield a James Tennant Dixon a bol použitý na výrobu syntetických vlákien, ktoré sa v povojnovom období predávali. Keďže polyester je hustejší ako iné lacné druhy plastov, používa sa pri výrobe fliaš na sýtené a kyslé nápoje. A keďže polyester je aj pevný a oderuvzdorný, používa sa na výrobu mechanických dielov, podnosy na jedlo a iné predmety. Polyesterová fólia od firmy Mylar sa používa v audio a video kazetách.

Fluoroplast má pomerne nízky koeficient trenia, dobrú odolnosť proti opotrebovaniu a odolnosť voči zvýšeným teplotám, a preto sa úspešne používa v rôznych priemyselných odvetviach.

Dôležité objavy po 2. svetovej vojne

• 1951 - otvorenie polyetylén s vysokou hustotou alebo polypropylén. Dvaja americkí chemici Paul Hogan a Robert Banks pracujúci pre ropnú spoločnosť Phillips Petroleum v Holandsku našli spôsob výroby kryštalického polypropylénu. Polypropylén je podobný svojmu príbuznému polyetylénu a je relatívne lacný, ale na rozdiel od polyetylénu je oveľa pevnejší a používa sa vo všetkom, od plastových fliaš po koberce a plastový nábytok. Veľmi aktívne sa používa aj v automobilovom priemysle;
• 1954 - otvárací expandovaný polystyrén (styrofoam) alebo polystyrénová pena. Anglické označenie expandovaného polystyrénu „Styrofoam“ si ako obchodný názov požičala chemická spoločnosť „The Dow Chemical Company“. Polystyrén vynašiel náhodne vedec Ray McIntyre, ktorý sa pokúšal vyrobiť flexibilný elektrický izolátor kombináciou styrénu s tlakovým izobutylénom, čo je pomerne výbušná zlúčenina. Výsledkom jeho experimentu bola objavená bublinková polystyrénová pena, ktorá je 30-krát ľahšia ako obyčajný polystyrén.

Rozhliadnite sa po miestnosti, v ktorej sa práve nachádzate, a spočítajte, koľko predmetov je úplne alebo čiastočne vyrobených z plastu. Hneď uvidíte, aký je plast všadeprítomný. Je naozaj všade!

Video: "Plast - jedinečný syntetický materiál"

Skladom!
Radiačná ochrana pri zváraní a rezaní. Skvelý výber.
Doručenie po celom Rusku!

Zloženie a vlastnosti

Výroba plastov

Plasty sú materiály vyrobené zo syntetických alebo prírodných polymérov (živíc). Polyméry sa syntetizujú polymerizáciou alebo polykondenzáciou monomérov v prítomnosti katalyzátorov za presne definovaných teplotných podmienok a tlakov.

Plnivá, stabilizátory a pigmenty môžu byť zavedené do polyméru na rôzne účely.

Plasty sú teda vo väčšine prípadov viaczložkové zmesi a kompozitné materiály, ktorých technologické vlastnosti vrátane zvárateľnosti sú určené najmä vlastnosťami polyméru.

Podľa správania polyméru pri zahrievaní sa rozlišujú dva druhy plastov - termoplasty, materiály, ktoré sa dajú opakovane zahrievať a zároveň prechádzajú z tuhého do viskózno-tekutého stavu a termosety, ktoré môžu prejsť iba týmto procesom. raz.

Štrukturálne vlastnosti

Plasty (polyméry) pozostávajú z makromolekúl, v ktorých sa viac-menej pravidelne strieda veľké množstvo rovnakých alebo nerovnakých atómových skupín, spojených chemickými väzbami do dlhých reťazcov, ktorých tvar rozlišuje polyméry lineárne, rozvetvené a sieťovo-priestorové.

Na základe zloženia makromolekúl sa polyméry delia do troch tried:

1) uhlíkový reťazec, ktorého hlavné reťazce sú postavené iba z atómov uhlíka;

2) heteroreťazec, ktorého hlavné reťazce okrem atómov uhlíka obsahujú atómy kyslíka, dusíka a síry;

3) organoprvkové polyméry obsahujúce atómy kremíka, bóru, hliníka, titánu a iné prvky v hlavných reťazcoch.

Makromolekuly sú flexibilné a schopné meniť tvar pod vplyvom tepelného pohybu svojich jednotiek alebo elektrického poľa. Táto vlastnosť je spojená s vnútornou rotáciou jednotlivých častí molekuly voči sebe navzájom. Bez pohybu v priestore je každá makromolekula v nepretržitom pohybe, čo sa prejavuje zmenou jej konformácií.

Flexibilita makromolekúl je charakterizovaná veľkosťou segmentu, t.j. počtom jednotiek v ňom, ktoré sa za podmienok daného špecifického vplyvu na polymér prejavia ako kineticky nezávislé jednotky, napr. frekvenčné pole ako dipóly. Na základe odozvy na vonkajšie elektrické polia sa rozlišujú polárne (PE, PP) a nepolárne (PVC, polyaxylonitril) polyméry. Medzi makromolekulami existujú príťažlivé sily spôsobené van der Waalsovou interakciou, ako aj vodíkovými väzbami a iónovou interakciou. Príťažlivé sily sa objavia, keď sa makromolekuly priblížia k sebe na 0,3-0,4 nm.

Polárne a nepolárne polyméry (plasty) sú navzájom nekompatibilné - medzi ich makromolekulami nedochádza k interakcii (príťažlivosti), t.j. nezvárajú sa.

Nadmolekulárna štruktúra, orientácia

Na základe ich štruktúry existujú dva typy plastov: kryštalické a amorfné. V kryštalických sa na rozdiel od amorfných pozoruje nielen krátkodosahový, ale aj diaľkový poriadok. Pri prechode z viskózno-tekutého stavu do tuhého vznikajú makromolekuly kryštalických polymérov usporiadané asociácie-kryštality, hlavne vo forme sférolitov (obr. 37.1). Čím nižšia je rýchlosť ochladzovania termoplastickej taveniny, tým väčšie sú sférolity. Avšak aj v kryštalických polyméroch vždy zostávajú amorfné oblasti. Zmenou rýchlosti chladenia môžete regulovať štruktúru, a tým aj vlastnosti zvarového spoja.

Prudký rozdiel v pozdĺžnych a priečnych rozmeroch makromolekúl vedie k možnosti existencie orientovaného stavu špecifického pre polyméry. Vyznačuje sa usporiadaním osí reťazových makromolekúl prevažne v jednom smere, čo vedie k prejavu anizotropie vo vlastnostiach plastového výrobku. Výroba orientovaných plastov sa uskutočňuje ich jednoosovým (5-10-násobným) ťahaním pri izbovej alebo zvýšenej teplote. Pri zahrievaní (vrátane zvárania) sa však efekt orientácie znižuje alebo stráca, pretože makromolekuly opäť nadobúdajú termodynamicky najpravdepodobnejšie konfigurácie (konformácie) v dôsledku entropickej elasticity spôsobenej pohybom segmentov.

Reakcia plastov na termomechanický cyklus

Všetky technické termoplasty sú pri normálnych teplotách v pevnom stave (kryštalické alebo vitrifikované). Nad teplotou skleného prechodu (Tst) sa amorfné plasty transformujú do elastického (gumovitého) stavu. Pri ďalšom zahrievaní nad teplotu topenia (Tm) sa kryštalické polyméry transformujú do amorfného stavu. Nad teplotou toku T T sa kryštalické aj amorfné plasty transformujú do viskózneho tokového stavu Všetky tieto zmeny skupenstva sú zvyčajne opísané termomechanickými krivkami (obr. 37.2), ktoré sú najdôležitejšími technologickými charakteristikami plastov. K tvorbe zvarového spoja dochádza v rozsahu viskózneho toku termoplastov. Pri zahrievaní nad T T prechádzajú termosetové plasty radikálnymi procesmi a na rozdiel od termoplastov vytvárajú priestorové polymérne siete, ktoré nie sú schopné interakcie bez ich deštrukcie, čo si vyžaduje použitie špeciálnych chemických prísad.

Základné plasty pre zvárané konštrukcie

Najbežnejšie technické plasty sú skupiny termoplastov na báze polyolefínov: polyetylén s vysokou a nízkou hustotou, polypropylén, polyizobutylén.

Polyetylén [..-CH 2 -CH 2 -...] n vysoký a nízky tlak - kryštalické termoplasty, ktoré sa líšia pevnosťou, tuhosťou a bodom tečenia. Polypropylén [-CH 2 -CH (CH 3)-] n je odolnejší voči teplote ako polyetylén a má väčšiu pevnosť a tuhosť.

Vo významnom množstve sa používajú plasty obsahujúce chlór na báze polymérov a kopolymérov vinylchloridu a vinylidénchloridu.

Polyvinylchlorid(PVC) [-(CH 2 -CHCl-)] n - amorfný polymér lineárnej štruktúry, v počiatočnom stave je tuhý materiál Pridaním zmäkčovadla získate veľmi plastický a dobre zvarený materiál - plastová zmes. Plechy, rúry, tyče sú vyrobené z tvrdého PVC - vinyl plastu a fólie, hadice a iné výrobky sú vyrobené z plastovej zmesi. Z PVC sa vyrábajú aj penové materiály (penové plasty).

Významnou skupinou polymérov a plastov na nich založených sú polyamidy obsahujúce amidové skupiny [-CO-H-] v reťazci makromolekúl. Väčšinou ide o kryštalické termoplasty s jasne definovanou teplotou topenia. Domáci priemysel vyrába najmä alifatické polyamidy používané na výrobu vlákien, častí odlievacích strojov a výrobu fólií. Medzi polyamidy patrí najmä dobre známy polykaprolaktám a polynamid-66 (kapron).

Najznámejší zo skupiny fluorolónov je polytetrafluoroetylén-fluorolon-4 (fluoroplast 4). Na rozdiel od iných termoplastov sa po zahriatí nepremení do viskózneho tekutého stavu ani pri teplote deštrukcie (asi 415 °C), takže jeho zváranie vyžaduje špeciálne techniky. V súčasnosti má chemický priemysel zvládnutú výrobu vysoko zvárateľných taviteľných fluoridových zlúčenín; F-4M, F-40, F-42 atď. Zvárané konštrukcie z plastov s obsahom fluóru majú mimoriadne vysokú odolnosť voči agresívnemu prostrediu a znesú prevádzkové zaťaženie v širokom rozsahu teplôt.

Vyrába sa na báze kyseliny akrylovej a metakrylovej akrylové plasty. Najbežnejšie používaným derivátom na ich báze je plastový polymetylmetakrylát (ochranná známka „plexisklo“). Tieto vysoko priehľadné plasty sa používajú ako svetlovodivé výrobky (vo forme dosiek, tyčí atď.). Používajú sa aj kopolyméry metylmetakrylátu a akrylonitrilu, ktoré majú väčšiu pevnosť a tvrdosť. Všetky plasty v tejto skupine sú dobre zvarené.

Skupina plastov na báze polystyrén. Tento lineárny termoplast je dobre zvárateľný tepelnými metódami.

Na výrobu zváraných konštrukcií sa najmä v elektrotechnickom priemysle využívajú kopolyméry styrénu s metylstyrénom, akrylonitrilom, metylmetakrylátom a najmä akrylonitrilbutadiénstyrénovými (ABS). Ten sa líši od krehkého polystyrénu vyššou rázovou húževnatosťou a tepelnou odolnosťou.

Vo zváraných konštrukciách sú plasty na báze polykarbonáty- polyestery kyseliny uhličitej. Majú vyššiu viskozitu taveniny ako iné termoplasty, ale zvárajú sa uspokojivo. Vyrábajú sa z nich fólie, plechy, fajky a rôzne diely vrátane ozdobných. Charakteristickými vlastnosťami sú vysoké dielektrické a polarizačné vlastnosti.

Tvarovanie plastových dielov

Termoplasty sa dodávajú na spracovanie v granulách o veľkosti 3-5 mm. Hlavné technologické procesy výroby polotovarov a dielov z nich sú: extrúzia, odlievanie, lisovanie, kalandrovanie, vyrábané v teplotnom rozsahu viskózneho stavu.

Potrubia vyrobené z polyetylénových a polyvinylchloridových rúr sa používajú na prepravu agresívnych produktov vrátane ropy a plynu s obsahom sírovodíka a oxidu uhličitého a chemických (nearomatických) činidiel v chemickej výrobe. Nádrže a nádrže na prepravu kyselín a zásad, moriace vane a iné nádoby sú obložené plastovými fóliami spojenými zváraním Utesnenie plastom v miestnostiach znečistených izotopmi a pokrytie podláh linoleom sa vykonáva aj zváraním. Konzervovanie potravinárskych výrobkov v tubách, škatuliach a pohároch, balenie tovaru a poštových zásielok sa použitím zvárania výrazne urýchľuje.

Inžinierske diely. V chemickom strojárstve sa z nevodivého polystyrénu zvárajú telesá a lopatky rôznych druhov miešačiek, telesá a rotory čerpadiel na čerpanie agresívnych médií, filtre, ložiská a tesnenia z fluoroplastu; tyče sú vyrobené z nylonu, ložiská sú vyrobené z fluórového kaučuku, palivové vytláčače atď.

Posudzovanie zvariteľnosti plastov

Hlavné fázy procesu zvárania

Proces zvárania termoplastov pozostáva z aktivácie povrchov častí, ktoré sa majú zvárať, a to buď už v kontakte (), alebo privedené do kontaktu po ( atď.) alebo súčasne s aktiváciou (zváranie ultrazvukom).

Pri tesnom kontakte aktivovaných vrstiev sa musia realizovať intermolekulárne interakčné sily.

Pri tvorbe zvarových spojov (pri chladnutí) dochádza k tvorbe nadmolekulárnych štruktúr vo zvare, ako aj k rozvoju vlastných napäťových polí a ich relaxácii. Tieto konkurenčné procesy určujú konečné vlastnosti zvarového spoja. Technologickou úlohou zvárania je čo najviac priblížiť vlastnosti švu pôvodnému - základnému materiálu.

Mechanizmus tvorby zvarových spojov

Reologická koncepcia. Podľa reologickej koncepcie mechanizmus tvorby zvarového spoja zahŕňa dve fázy - na makroskopickej a mikroskopickej úrovni. Keď sa povrchy častí, ktoré sa majú spojiť, aktivované tak či onak, spoja pod tlakom v dôsledku šmykových deformácií, dochádza k toku taveniny polyméru. V dôsledku toho sú z kontaktnej zóny odstránené zložky, ktoré bránia približovaniu a interakcii juvenilných makromolekúl (odvádzajú sa plyn, oxidované vrstvy). Kvôli rozdielom v rýchlostiach toku taveniny nie je možné vylúčiť premiešanie makroobjemov taveniny v kontaktnej zóne. Až po odstránení alebo deštrukcii defektných vrstiev v kontaktnej zóne, keď sa juvenilné makromolekuly priblížia k vzdialenostiam pôsobenia van der Waalsových síl, dochádza k interakcii (uchopeniu) medzi makromolekulami vrstiev spojených povrchov dielov. Tento autohézny proces prebieha na mikroúrovni. Je sprevádzaná interdifúziou makromolekúl, spôsobenou energetickým potenciálom a nerovnomernosťou teplotného gradientu v zóne zváraných plôch.

Aby sa vytvoril zvarový spoj medzi dvoma povrchmi, je potrebné v prvom rade zabezpečiť prúdenie taveniny v tejto zóne.

Prúdenie taveniny v zóne zvárania závisí od jej viskozity: čím nižšia je viskozita, tým aktívnejšie šmykové deformácie vznikajú v tavenine - deštrukcia a odstraňovanie defektných vrstiev na kontaktných plochách, tým menší tlak je potrebné vyvinúť na spojenie časti.

Viskozita taveniny zasa závisí od charakteru plastu (molekulová hmotnosť, vetvenie makromolekúl polyméru) a teploty ohrevu v rozsahu viskozity. Viskozita teda môže slúžiť ako jedna z charakteristík, ktorá určuje zvárateľnosť plastu: čím nižšia je v rozsahu viskozity, tým lepšia je zvárateľnosť a naopak, čím vyššia je viskozita, tým je ťažšie ho zničiť a odstrániť z kontaktná zóna zložky, ktoré interferujú s interakciou makromolekúl. Ohrev každého polyméru je však obmedzený určitou deštrukčnou teplotou Td, nad ktorou nastáva jeho rozklad – deštrukcia. Termoplasty sa líšia v hraničných hodnotách teplotného rozsahu viskozity, to znamená medzi teplotou ich tekutosti T T a deštrukciou T d (tabuľka 37.2).

Klasifikácia termoplastov podľa ich zvárateľnosti. Čím širší je rozsah viskozity termoplastu (obr. 37.3), tým je prakticky jednoduchšie získať kvalitný zvarový spoj, pretože teplotné odchýlky v zóne zvaru sa menej prejavia na hodnote viskozity. Spolu s rozsahom viskozity a minimálnou úrovňou hodnôt viskozity v ňom hrá gradient zmeny viskozity v tomto rozsahu významnú úlohu v reologických procesoch pri tvorbe zvaru. Kvantitatívne ukazovatele zvárateľnosti sa berú: teplotný rozsah toku viskozity ΔT, minimálna hodnota viskozity η min a gradient zmeny viskozity v tomto rozsahu.

Na základe zvárateľnosti možno všetky termoplastické plasty rozdeliť podľa týchto ukazovateľov do štyroch skupín (tabuľka 37.3).

Zváranie termoplastických plastov je možné, ak materiál prechádza do stavu viskóznej taveniny, ak je jeho teplotný rozsah viskozity dostatočne široký a gradient zmeny viskozity v tomto rozsahu je minimálny, pretože interakcia makromolekúl v kontaktnej zóne sa vyskytuje pozdĺž hranice s rovnakou viskozitou.

Vo všeobecnosti sa teplota zvárania priraďuje na základe analýzy termomechanickej krivky pre zváraný plast, berieme ju 10-15° pod Tg zničiť ho na základe špecifickej hĺbky prieniku a termofyzikálnych ukazovateľov zváraného materiálu. Doba zdržania t CB sa určuje na základe dosiahnutia kvázistacionárneho stavu topenia a penetrácie alebo podľa vzorca

kde t0 je konštanta, ktorá má rozmer času a závisí od hrúbky spájaného materiálu a spôsobu ohrevu; Q - aktivačná energia; R - plynová konštanta; T - teplota zvárania.

Pri experimentálnom hodnotení zvariteľnosti plastov je základným ukazovateľom dlhodobá pevnosť zvarového spoja fungujúceho za špecifických podmienok v porovnaní so základným materiálom.

Vzorky vyrezané zo zvarového spoja sa skúšajú na jednoosové napätie. V tomto prípade je časový faktor modelovaný teplotou, t.j. využíva sa princíp superpozície teplota a čas, vychádzajúci z predpokladu, že pri danom napätí je vzťah medzi dlhodobou pevnosťou a teplotou jednoznačný (Larson-Millerova metóda). .

Metódy na zvýšenie zvariteľnosti

Schémy mechanizmu tvorby zvarových spojov termoplastov. Ich zvárateľnosť je možné zvýšiť rozšírením teplotného rozsahu viskozity, zintenzívnením odstraňovania prísad alebo zničením defektných vrstiev v kontaktnej zóne, ktoré bránia priblíženiu a interakcii juvenilných makromolekúl.

Je možných niekoľko spôsobov:

zavedenie prísady do kontaktnej zóny v prípade nedostatočného množstva taveniny (pri zváraní vystužených fólií musí mať zloženie prísady afinitu k obom zváraným materiálom);

zavedenie rozpúšťadla alebo plastifikovanejšej prísady do zóny zvárania;

nútené miešanie taveniny vo šve premiestňovaním dielov, ktoré sa majú spájať, nielen pozdĺž línie pretlačenia, ale aj tam a späť cez šev o 1,5-2 mm alebo aplikáciou ultrazvukových vibrácií. Aktivácia miešania taveniny v kontaktnej zóne sa môže uskutočniť po natavení spojovacích hrán ohrievacím nástrojom s rebrovaným povrchom. Vlastnosti zvarového spoja je možné zlepšiť následným tepelným spracovaním spoja. V tomto prípade sa odstránia nielen zvyškové napätia, ale je možné opraviť aj štruktúru v oblasti zvaru a tepelne ovplyvnenej oblasti, najmä v kryštalických polyméroch. Mnohé z vyššie uvedených opatrení približujú vlastnosti zvarových spojov vlastnostiam základného materiálu.

Pri zváraní orientovaných plastov, aby sa predišlo strate ich pevnosti v dôsledku preorientovania pri zahriatí do viskózno-tekutého stavu polyméru, sa používa chemické zváranie, t. j. proces, pri ktorom sa radikálové (chemické) väzby medzi makromolekulami realizujú v kontaktná zóna. Chemické zváranie sa používa aj pri spájaní termosetov, ktorých časti sa pri opätovnom zahriatí nemôžu premeniť do viskózneho stavu. Na spustenie chemických reakcií sa pri takomto zváraní do spojovacej zóny zavádzajú rôzne činidlá v závislosti od typu spájaného plastu. Proces chemického zvárania sa zvyčajne vykonáva zahrievaním miesta zvárania.

Volčenko V.N. Zváranie a materiály na zváranie, zväzok 1. -M. 1991

Aký druh materiálu sa používa pri výrobe plastových nádob? Ako sa plasty navzájom líšia? Plastové

Je celkom jednoduché určiť druh plastu, ak je tam označenie – ale čo ak tam nie je označenie, ale treba zistiť, z čoho je tá vec vyrobená?! Na rýchle a presné rozpoznanie rôznych druhov plastov stačí trocha túžby a praktických skúseností. Technika je celkom jednoduchá: analyzujú sa fyzikálne a mechanické vlastnosti plastov (tvrdosť, hladkosť, pružnosť atď.) a ich správanie v plameni zápalky (zapaľovač) Môže sa to zdať zvláštne, ale rôzne druhy plastov horia rôzne ! Niektoré napríklad jasne vzplanú a horia intenzívne (takmer bez sadzí), iné naopak silno dymia. Plast dokonca pri horení vydáva rôzne zvuky! Preto je také dôležité presne identifikovať typ plastu a jeho značku pomocou súboru nepriamych znakov.

Ako určiť LDPE (polyetylén s vysokou hustotou, nízka hustota). Horí modrastým, žiarivým plameňom s roztavenými a horiacimi pruhmi polyméru. Pri horení sa stáva transparentným, táto vlastnosť zostáva dlho po zhasnutí plameňa. Horí bez sadzí. Horiace kvapky pri páde z dostatočnej výšky (asi jeden a pol metra) vydávajú charakteristický zvuk. Po vychladnutí vyzerajú kvapky polyméru ako zmrazený parafín, sú veľmi jemné a pri rozotretí medzi prstami sú na dotyk mastné. Dym z vyhasnutého polyetylénu má zápach parafínu. Hustota LDPE: 0,91-0,92 g/cm. kocka

Ako určiť HDPE (polyetylén s nízkou hustotou). Pevnejšie a hustejšie ako LDPE, krehké. Skúška horenia je podobná ako pri LDPE. Hustota: 0,94-0,95 g/cm. kocka

Ako definovať polypropylén. Po vložení do plameňa horí polypropylén jasne žiariacim plameňom. Spaľovanie je podobné ako pri LDPE, ale vôňa je ostrejšia a sladšia. Pri horení sa tvoria polymérové ​​kvapky. Po roztavení je priehľadný, po ochladení sa zakalí. Ak sa zápalkou dotknete taveniny, môžete vytiahnuť dlhú, pomerne silnú niť. Kvapky vychladnutej taveniny sú tvrdšie ako LDPE a sú rozdrvené pevným predmetom. Dym so štipľavým zápachom spálenej gumy a pečatného vosku.

Ako identifikovať polyetyléntereftalát (PET). Odolný, pevný a ľahký materiál. Hustota PET je 1,36 g/cm3. Má dobrú tepelnú odolnosť (odolnosť proti tepelnej deštrukcii) v teplotnom rozsahu od - 40° do + 200°. PET je odolný voči zriedeným kyselinám, olejom, alkoholom, minerálnym soliam a väčšine organických zlúčenín, s výnimkou silných zásad a niektorých rozpúšťadiel. Pri horení je plameň veľmi dymivý. Po odstránení z plameňa samo zhasne.

Polystyrén. Pri ohýbaní pásu polystyrénu sa ľahko ohýba, potom sa prudko zlomí s charakteristickou trhlinou. Na zlome je pozorovaná jemnozrnná štruktúra Horí jasným, silne dymovým plameňom (v tenkých pavučinách lietajú nahor vločky sadzí!). Vôňa je sladkastá, kvetinová Polystyrén sa dobre rozpúšťa v organických rozpúšťadlách (styrén, acetón, benzén).

Ako identifikovať polyvinylchlorid (PVC). Elastické. Nízka horľavosť (samozháša po odstránení z plameňa). Pri horení silno dymí a na spodnej časti plameňa možno pozorovať jasnú modrozelenú žiaru. Veľmi silný, štipľavý zápach dymu. Pri horení vzniká čierna látka podobná uhliu (ľahko sa rozotrie medzi prstami na sadze rozpustné v tetrachlórmetáne, dichlóretáne). Hustota: 1,38-1,45 g/cm. kocka

Ako identifikovať polyakrylát (organické sklo). Priehľadný, krehký materiál. Horí modro-svietivým plameňom s jemným praskavým zvukom. Dym má štipľavú ovocnú (éterovú) vôňu. Ľahko sa rozpúšťa v dichlóretáne.

Ako definovať polyamid (PA). Materiál má vynikajúcu olejo-benzínovú odolnosť a odolnosť voči uhľovodíkovým produktom, ktoré zabezpečujú široké využitie PA v automobilovom a ropnom priemysle (výroba ozubených kolies, umelých vlákien...). Polyamid sa vyznačuje relatívne vysokou absorpciou vlhkosti, čo obmedzuje jeho použitie vo vlhkom prostredí na výrobu kritických produktov. Horí modrastým plameňom. Pri horení napučiava, „nafukuje“ a vytvára horiace pruhy. Dym s vôňou spálených vlasov. Zmrazené kvapky sú veľmi tvrdé a krehké. Polyamidy sú rozpustné vo fenolovom roztoku a koncentrovanej kyseline sírovej. Hustota: 1,1-1,13 g/cm. kocka Utopenie vo vode.

Ako definovať polyuretán. Hlavnou oblasťou použitia sú podrážky topánok. Veľmi pružný a elastický materiál (pri izbovej teplote). V mraze je krehký. Horí dymovým, žiarivým plameňom. Plameň je v spodnej časti modrý. Pri horení sa tvoria horiace kvapky. Po vychladnutí sú tieto kvapky na dotyk lepkavá, mastná hmota. Polyuretán je rozpustný v ľadovej kyseline octovej.

Ako identifikovať Plastic ABC. Všetky vlastnosti horenia sú podobné polystyrénu. Je dosť ťažké ho odlíšiť od polystyrénu. Plast ABC je odolnejší, pevnejší a viskóznejší. Na rozdiel od polystyrénu je odolnejší voči benzínu.

Ako určiť Fluoroplast-3. Používa sa vo forme suspenzií na nanášanie antikoróznych náterov. Nehorľavý, pri silnom zahriatí zuhoľnatený. Po odstránení z plameňa okamžite zhasne. Hustota: 2,09-2,16 g/cm3.

Ako určiť Fluoroplast-4. Neporézny materiál je bielej farby, mierne priesvitný, s hladkým, klzkým povrchom. Jeden z najlepších dielektrík! Nehorľavý, pri silnom zahriatí sa topí. Nerozpustný v takmer akomkoľvek rozpúšťadle. Najodolnejší zo všetkých známych materiálov. Hustota: 2,12-2,28 g/cm3. (v závislosti od stupňa kryštalinity - 40-89%).

Fyzikálno-chemické vlastnosti plastového odpadu vo vzťahu ku kyselinám

Fyzikálno-chemické vlastnosti plastového odpadu plastového odpadu vo vzťahu k zásadám

AKÝKOĽVEK plast uvoľňuje do obsahu fľaše chemikálie rôzneho stupňa nebezpečnosti.

Plasty sú materiálové zdroje, ktorých kľúčovou zložkou je prírodný alebo umelý polymér a ďalšími zložkami sú materiály ako mazadlá, zmäkčovadlá, farbivá, stabilizátory a ďalšie prvky.

Plastové hmoty sa za vhodných podmienok (pri vysokých teplotách a tlaku) formujú a zachovávajú si svoj daný tvar. Rôzne druhy plastov a ich aplikácie sú v súčasnej fáze ľudského vývoja dôležitejšie.

Plasty sú užitočné konštrukčné suroviny. Používajú sa nielen ako náhrady kovov, ale aj ako hlavný zdroj na vytváranie rôznych tovarov, ktoré majú pozitívne vlastnosti.

Výroba plastových výrobkov spotrebuje menej energie a je menej náročná na prácu ako iné priemyselné odvetvia. Plasty sa môžu stať ideálnou alternatívou kovov, ocele, dreva a betónu, čím sa výrazne ušetrí materiál.

Plastové výrobky majú nasledujúce vlastnosti:

• nízka hustota;


• vysoké dielektrické vlastnosti;


• optimálne tepelnoizolačné vlastnosti;


• nie je náchylný na atmosférické vplyvy;


• odolný voči škodlivým vplyvom;


• neovplyvnené náhlymi zmenami teploty;


• má nízku spotrebu energie počas spracovania;


• optimálna elasticita;


• praktickosť pri vytváraní produktov;


• prítomnosť bohatého farebného spektra.

Plasty sú základným stavebným zdrojom súčasnej technológie. Rozsah ich použitia je veľmi široký.

Aplikácia rôznych druhov plastov

Plasty sa používajú:

• V strojárskej oblasti (klzné ložiská, prvky brzdových jednotiek, nádrže, technologické zariadenia, pracovné časti čerpadiel a turbostrojov, ozubené kolesá a závitovky a pod.).


• V železničnom sektore a iných dopravných prostriedkoch (súčiastky automobilov, vlakov, lietadiel, lodí, rakiet; karosérie rôznych vozidiel; potrubia atď.).


• V elektrotechnike a rádiotechnike (telegrafné stožiarové prístroje, rôzne prvky a pod.).


• V poľnohospodárskom sektore (skleníky, skleníky atď.).


• V stavebníctve (presvetľovacie oplotenia, výroba veľkých krycích panelov, vetracích jednotiek, plášťov, prístreškov, ako dokončovací materiál, komíny).


• V medicínskom komplexe (prístroje, prístroje, výroba „náhradných“ častí ľudského tela).


• Pri výrobe okenných rámov (priesvitné steny, priečky atď.).


• V každodennom živote (kozmetika, riad, obuv, oblečenie a ostatné).

Rôzne druhy plastov a ich využitie teda zohrávajú významnú úlohu v živote každého človeka. Bez tohto materiálu je ťažké si predstaviť akýkoľvek sektor národného hospodárstva.

Ak sa chcete dozvedieť viac o plastoch, ich typoch a oblastiach použitia, navštívte výstava "chémia". Toto podujatie sa koná s cieľom poskytnúť spoločnosti nové typy produktov, zariadení, metód a technológií v oblasti chemickej výroby.

Počas expozície sa diskutuje a riešia najdôležitejšie otázky priemyslu. Prichádzajú sem skúsení špecialisti takmer zo všetkých kútov planéty.

Vďaka výstava "chémia" zmluvy a obchody sa uzatvárajú medzi najväčšími dodávateľmi, výrobcami a sponzormi z celého sveta.

Táto výstava je hlavným podujatím celého chemického priemyslu. Expocentrum zase poskytuje celý rad služieb pre kvalitné podujatie.

Slovo polymér sa stalo široko používaným, no nie každý presne vie, čo znamená. Každý z nás je obklopený predmetmi vyrobenými z polymérov. Čo sú a ako sú užitočné pre ľudí?

Komplexná polymérna chémia prístupnými slovami.

Vysokomolekulárne zlúčeniny pozostávajúce z opakujúcich sa monomérnych jednotiek, ktoré sú spojené chemickými väzbami alebo slabými medzimolekulovými silami a vyznačujúce sa určitým súborom vlastností, sa nazývajú polyméry. Pochádzajú z rôznych pôvodov:

• organické;
• anorganické;
• Organoelement.

Hlavné vlastnosti polymérov - elasticita a takmer úplná absencia krehkosti ich kryštalických zlúčenín - sa široko používajú pri výrobe plastových výrobkov. Pod vplyvom usmernených mechanických vplyvov majú molekuly polyméru schopnosť orientácie.

Polyméry sa delia aj podľa reakcie na teplotné podmienky – niektoré sa môžu pri zahrievaní roztaviť a po ochladení sa vrátiť do pôvodného stavu. Tieto polyméry sú tzv termoplast a množstvo polymérov, ktoré sú zničené pri zahrievaní, obchádzajúc fázu tavenia, sú klasifikované ako termoset.

Podľa pôvodu sa polyméry delia na prírodné a syntetické.

V priemysle sa polymérne suroviny používajú takmer vo všetkých oblastiach. Vzhľadom na schopnosť niektorých polymérov získať po spracovaní svoje pôvodné vlastnosti, existujú odvetvia, ktoré vyrábajú druhotné polymérne suroviny. Recyklované polymérne suroviny sa používajú na rovnaké účely ako primárne, avšak ich použitie má množstvo obmedzení pre použitie v potravinárskom a medicínskom priemysle.

Primárne polymérne suroviny

Pozrime sa na hlavné charakteristiky niektorých typov

Polypropylén- syntetické. Látka je bielej farby a prichádza vo forme pevných granúl. Má mnoho modifikácií, vrátane homopolyméru, penového polypropylénu, gumy a metalocénového polypropylénu. Odkaz na katalóg:

Polystyrén– termoplastický syntetický polymér. Tvrdé, sklenené. Dobré dielektrikum, odolné voči rádioaktívnym vplyvom, inertné voči kyselinám a zásadám (s výnimkou ľadovej kyseliny octovej a dusičnej). Polystyrénové granule sú priehľadné a valcového tvaru. Používa sa na výrobu rôznych produktov metódou extrúzie. Odkaz na katalóg:

Nízkotlakový polyetylén– kryštalické nízko priehľadné granule s vysokou hustotou. Každý pozná „hlučné“ HDPE vrecká, ktoré vydržia vysoké zaťaženie. Vytláčaním sa z neho vyfukujú veľmi tenké filmy. Odkaz na katalóg:

Vysokotlakový polyetylén– biele granule s krásnym hladkým lesklým povrchom. Má druhé meno - polyetylén s nízkou hustotou. Odporúča sa na použitie v potravinárskom priemysle a na výrobu medicínskych produktov. Odkaz na katalóg:

Polyvinylchlorid (PVC)– sypký prášok s veľkosťou častíc do 200 mikrónov. Ľahko sa spracováva na tvrdé a mäkké plasty. Používa sa na výrobu rúr, fólií, linolea a iných technických výrobkov. Odkaz na katalóg:

Lineárny vysokotlakový polyetylén– používa sa na výrobu tenkých elastických obalových fólií a laminovacích fólií. Z hľadiska vlastností zaujíma strednú pozíciu medzi nízkohustotným polyetylénom a vysokohustotným polyetylénom. Práca na zlepšení jeho vlastností neustáva. Odkaz na katalóg:

Recyklované polymérne suroviny

V mnohých podnikoch sa chybné výrobky vyrobené z polymérnych plastov recyklujú, aby sa ušetrili peniaze, čím sa zabezpečuje výroba bez odpadu. Spolu s tým existuje celý rad činností na spracovanie odpadu na granuly sekundárneho polyméru na predaj. Proces je viacstupňový, celý cyklus od zberu a výkupu domáceho plastového odpadu, triedenia, prania, drvenia a spracovania na granule je značne prácny. Hotové výrobky sa však svojimi vlastnosťami prakticky nelíšia od primárnych surovín a úspešne sa využívajú v mnohých priemyselných odvetviach. Výroba druhotných polymérnych surovín je dôležitým a potrebným odvetvím národného hospodárstva, ktoré umožňuje ušetriť obrovské množstvo peňazí odstránením nutnosti likvidácie odpadových plastov.

Čo si vybrať?

S otázkou, akú surovinu si vybrať, stojí každý výrobca. A ak majú recyklované materiály zjavnú výhodu - nízku cenu. Jeho nevýhody nie sú o nič menej zrejmé:

• Nestabilita vlastností
• Prítomnosť cudzích nečistôt
• Nie som si istý značkou polyméru

Výhody plynú automaticky primárne polymérne suroviny:

• Stabilné vlastnosti
• Značka je určite známa
• Absolútna čistota
• Stabilné zásoby