Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Композиційні пластмаси містять також значні кількості (до декількох десятків відсотків) наповнювачів або пластифікаторів, а іноді — газооутворювачів і затверджувачів.

Читайте также:
  1. Біомеханіка - розділ біофзики, що вивчає механічні властивості живихтканин, органів і організму в цілому, а також механічні явища, що відбуваються в них.
  2. Визначення кількості навантажувально-розвантажувальних постів на складі
  3. За складомпластмаси поділяють напрості і композиційні.
  4. Иподиакон, или чтец, или певец, подобное творящий, или да престанет, или да будет отлучен. Такожде и миряне.
  5. Неоднозначність визначення змісту поняття “кредит” у зазначених нормативних документах потребує уточнення.
  6. Також необхідно знати такі визначення

Допоміжною добавкою є мастильні речовини, які запобігають прилипанню відформованого виробу до стінок форми. У композиційних пластмасах полімери виконують роль компонента, що зв'язує інші складові частини (особливо наповнювач), тому їх називають зв'язувальними речовинами.

Зв'язувальні речовини - це переважно синтетичні високомолекулярні з'єднання і деякі видозмінені природні полімери (ефіри целюлози). Вони служать головною складовою частиною, що визначає всі основні властивості пластмас: їхня спроможність формуватися при нагріванні і тиску, а також зберігати надану виробові форму.

Фенолоформальгідні, аміноальдегідні і деякі інші смоли застосовують звичайно з наповнювачами, барвниками. Багато синтетичних смол (поліетилен, полістирол та ін.), а також ефіри целюлози використовуються в якості пластмас як із наповнювачами, так і без них.

Наповнювачі пластмас - різноманітні здрібнені неорганічні й органічні матеріали, наприклад деревна мука, кварцовий пісок, каолін, тальк, дроблена слюда (відходи) й інші порошкоподібні, а також волокнисті матеріали (зчіс бавовни, волокна азбесту, здрібнені обрізки тканин і паперу). Вміст наповнювача може досягати 2/3 складу пластмаси. У шаруватих пластмасах наповнювачем є рулонний папір і тканини.

При одержанні пластмаси частки наповнювача перемішуються зі зв'язувальними речовинами й іншими компонентами. При цьому відбувається просочування й обволікування зв'язувальною речовиною, завдяки чому вони зв'язуються (склеюються) смолою у тверду і щільну масу. Видозмінюються і властивості пластмас.

Як правило, уведення наповнювача підвищує механічну міцність і твердість, знижує розмір усадки пластмаси в процесі формування виробу. Особливо поліпшуються механічні властивості, зокрема підвищується стійкість до удару при введенні в пластмасу волокнистих наповнювачів, що виконують роль армуючих елементів і усувають крихкість ненаповнених пластмас. Поряд із підвищенням міцності і твердості введення наповнювачів у ряді випадків підвищує теплостійкість і вогнестійкість пластмас, а також полегшує їхню переробку і знижує вартість.

Газоутворювачі додають до складу композицій при одержанні газонаповнених пластмас (поро- і пінопластів). Газоутворювачіце хімічні сполуки, що розкладаються в процесі формування пластмаси при нагріванні з виділенням газоподібних речовин.

Пластифікаторице маслоподібні органічні речовини з високою температурою кипіння. Переважно це складні ефіри фталевої і фосфорної кислот (дібутилфталат, діоктилфталат, трикрезилфосфат) та ін. їх добавляють у тих випадках, коли необхідно зменшити жорсткість і тендітність полімеру. Підвищуючи пластичність зв'язувальної речовини і цим полегшуючи переробку пластмаси, пластифікатори надають матеріалам і виробам еластичність і гнучкість. Молекули пластифікатора проникають між макромолекулами й іншими структурними елементами, розсовують їх і послаблюють сили міжмолекулярної взаємодії в структурі полімеру. При цьому знижується температура склоутворення (температура затвердіння), розширюються межі температур, у яких полімер зберігає високоеластичний стан. Внаслідок цього збільшується його морозостійкість, хоча стійкість до підвищених температур (теплостійкість), природно, знижується.

Найбільша кількість пластифікаторів (до 50% складу пластмаси) витрачається для перетворення жорсткого і відносно крихкого полімеру — полівінілхлоридної смоли в м'який і еластичний пластик — полівінілхлоридний пластикат. Пластифікатори повинні добре з'єднуватись з полімером, не випаровуватися і не мігрувати ("випотівати") із нього, а також бути хімічно стабільними і фізіологічно нешкідливими. Остання вимога особливо важлива для пластмас, які використовуються у виробництві побутових виробів. Дуже перспективними пластифікаторами виявилися низькомолеку­лярні поліефірні смоли, що майже зовсім не мігрують із полімеру, практично не летючі, володіють масло- і бензиностійкістю.

Барвники застосовують зазвичай у вигляді тонко здрібнених пігментів або органічних барвників, достатньо стійких до температур, при яких формують вироби. Деякі мінеральні пігменти одночасно виконують роль як барвника, так і наповнювача пластмас (оксид цинку, литопон, сажа й ін.). При виборі барвника враховують його спроможність прискорювати (стимулювати) або затримувати (ингібувати) старіння пластмаси.

Стабілізатори (інгібітори)це речовини, що перешкоджають незворотній зміні властивостей синтетичних смол і пластмас під дією тепла, кисню повітря, світла, вологи й інших чинників, тобто уповільнюють процеси старіння. Особливо інтенсивне старіння пластмас викликають ультрафіолетові промені, що володіють великою потужністю, порівнянню з енергією хімічних зв язків, і тому спроможні відривати електрони з зовнішніх оболонок атомів. Така властивість прискорює взаємодію макромолекул полімеру з киснем, вологою і між собою, що призводить, з одного боку, до їхнього розірвання (деструкції), а з іншого — до утворення поперечних зв'язків (зшивок) між ланцюгами (структурування). Внаслідок цього знижується механічна тривкість і еластичність полімерних матеріалів і виробів, зростає крихкість погіршується їхній зовнішній вигляд. Деструкція починається звичайно з руйнації поверхневих прошарків, що піддаються впливу вологи, тепла, кисню повітря і насамперед світлових випромінювань. При цьому з'являються дрібні тріщини, знижується блиск поверхні.

За характером дії стабілізатори поділяють на термостабілізатори, що перешкоджають термоокислювальній деструкції, і світло-стабілізатори, що захищають полімер від фотохімічної деструкції. Є стабілізатори і комплексної дії.

Додаючи невеличку кількість (0,1 — 3%) стабілізаторів (амінів, фенолів тощо), домагаються блокування активних центрів, що утворюються при деструкції, і цим запобігають структуруванню полімеру. Світлостабілізатори (сажа й ін.) по глинають енергію ультрафіолетових променів і цим запобігають розриванню макромолекул полімеру й іншим можливим хімічним процесам старіння.

Речовини для затверднення додають у деякі пластмаси для переходу їх у процесі формування виробів у неплавкий і нерозчинний стан. їхня дія заснована на зшиванні структури полімеру. Ними є ді- і поліфункціональні з'єднання (так, для епоксидних смол — діаміни, дікарбонові кислоти й ін.).

До найважливіших загальних властивостей більшості пластичних мас належать їхня легкість, достатня механічна тривкість, хімічна стійкість, мала теплопровідність, високі діелектричні властивості, гарний зовнішній вигляд. Деякі пластмаси мають високу прозорість.

Щільність пластмас у більшості випадків 0,9—1,5 г/см3, а в спеціальних видів пластмас із пористою (піноподібною) мікроструктурою може досягати 0,1—0,02 г/см3. Це дозволяє істотно зменшити масу багатьох виробів і деталей, наприклад при заміні металів, скла і кераміки пластмасами. Пористі пластики мають низькі розміри коефіцієнтів тепло- і звукопровідності, а тому з успіхом застосовуються як тепло- і звукоізоляційні матеріали.

Фізико-механічні властивості пластмас дуже різноманітні, тому з них можуть бути виготовлені як жорсткі і пружні, так і гнучкі шкіроподібні і каучукоподібні матеріали. Жорсткі наповнені й особ­ливо шаруваті пластики мають високу механічну тривкість, що в сполученні з малою щільністю ставить їх у ряд важливих і часто незамінних конструкційних матеріалів для багатьох промислових товарів.

Дуже важливою перевагою пластичних мас, порівняно, наприклад, з металами, є висока стійкість до дії води і багатьох хімічних реагентів (розчинів солей, кислот і лугів). Тому пластмаси широко застосовують у хімічному машинобудуванні в якості антико­розійного матеріалу, що не потребує спеціальних захисних покриттів. Найбільшою хімічною стійкістю володіють фторопласти, а також поліетилен, поліпропілен, поліізобутилен, полістирол і полівінілхлорид. З них фторопласт-4 (політетрафторетилен) особливо відрізняється винятковою стійкістю до дії розчинників і хімічних реагентів: він не розчиняється і не набухає в жодному з відомих розчинників і витримує без зміни послідовну обробку в концентрованій сірчаній кислоті (24 год при 290°С), азотній кислоті (24 год при 100 °С) і суміші азотної і соляної кислот (у царській горілці при 100°С). Таку "жорстку" обробку не можуть витримати навіть благородні метали.

Вироби з пластмас, як правило, не потребують декоративних покриттів, оскільки звичайно мають гладку блискучу поверхню, що надає їм гарний зовнішній вигляд. Можливість забарвлення більшості пластичних мас практично в будь-який колір дозволяє використовувати їх як цінний матеріал у будівництві, для художніх виробів, а також імітації дорогоцінних каменів, перламутру й ін.

Окремі пластики, наприклад фторопласт-4, поліакрилати і кремнійорганічні смоли, мають високу термостійкість (до 300°С і вище).

Пластмаси широко застосовуються як електроізоляційні матеріали, що обумовлено їх високими діелектричними властивостями. Такі пластики, як поліетилен, полістирол і політетрафторетилен в сучасній техніці найкращі діелектрики. У природі аналогічних діелектриків немає. У той же час, додаючи до складу пластмаси наповнювачі, які проводять струм, (графіт, сажу, металеві порошки й ін.), легко отримують пластики, що проводять струм і тепло.

Деякі пластики (поліметилметакрилат, полістирол, полікарбонати та ін.) безбарвні і мають гарну прозорість. Тому їх часто називають органічним склом. Щодо пропускання ультрафіолетової частини світлового спектра, то вони в десятки разів перевершують звичайне силікатне скло.

Пластмаси мають ряд недоліків. Істотним недоліком пластмас є їхнє старіння, яке відбувається під дією кисню повітря, вологи, світла (особливо ультрафіолетових променів), механічних і термічних впливів. При цьому в результаті процесів окислювання, що відбувається поступово, та інших хімічних змін, пов'язаних із порушеннями структури полімеру, знижується еластичність, підвищується жорсткість, крихкість і водопоглинання пластмас, з'являються тріщини, погіршується зовнішній вигляд виробів. Ці небажані явища частково або майже цілком можуть бути усунуті шляхом найбільш раціонального вибору складу пластмаси, видалення шкідливих домішок, уведення невеличких добавок стабілізаторів.

В умовах підвищеної температури окремі пластмаси є недостатньо теплостійкими. Деякі пластмаси довгостроково зберігають твердість і форму виробів лише при температурі нижче 120°С, хоча для більшості побутових виробів така теплостійкість цілком достатня. Вадами пластмас є також великий коефіцієнт термічного розширення, сильна електризуємість, у деяких — недостатня твердість.

Структура і властивості синтетичних смол. Синтетичні смоли є основою сучасних пластичних мас, синтетичних волокон, клеїв і лакофарбових покриттів. Структура і загальні властивості синтетичних смол і інших полімерів визначають найважливіші властивості як виробів із пластмас, так і всіх інших матеріалів і виробів на їхній основі. Синтетичні полімерні з'єднання (смоли) за деякими властивостями аналогічні природним смолам, тому їх називають також смолами. Деякі з них прозорі і мають аморфну структуру, подібну зі структурою силікатного скла, унаслідок чого їх називають органічним склом.

Одержання високомолекулярних синтетичних смол (полімерів) засновано на спроможності молекул деяких низькомолекулярних з'єднань (мономерів) вступати в реакції поліконденсації або полімеризації. Одержувані при цьому полімерні речовини побудовані з окремих лінійних або розгалужених макромолекул, або із сукупності цих ланцюгів, пов'язаних між собою поперечними хімічними зв'язками (зшивками), що утворюють просторову (сітчасту) структуру. Відповідно до цього за типом структури полімери поділяються на лінійні, розгалужені і сітчасті (зшиті).

Основну молекулярну одиницю (макромолекулу) високомолекулярного з'єднання у витягнутому стані можна уявити у вигляді довгого ланцюга, що складається із сотень і тисяч атомів або атомних угруповань, пов'язаних один з одним хімічними зв'язками. Довжина такого ланцюга в тисячі і десятки тисяч разів перевершує її поперечні розміри, що обумовлює велику гнучкість лінійних макромолекул (ланцюгів), ланки яких під дією теплового спрямування легко повертаються один до одного. Спроможність гнучкої макромолекули змінювати свою форму (конформацію) під впливом зовнішніх зусиль забезпечує високу еластичність полімеру і матеріалів на його основі. Зі збільшенням молекулярної маси полімеру (довжини макромолекул) зростають (до визначеної межі) його тривкість, твердість, температура плавлення (або розм'якшення), стійкість до дії розчинників.

Вплив структури полімерів на їхні властивості. Особливості хімічної будови макромолекул і молекулярної структури високомолекулярних з'єднань (полімерів) обумовлюють їх основні характерні загальні властивості. На відміну від низькомолекулярних речовин високомолекулярні з'єднання існують тільки в конденсованих станах, що обумовлюються їхньою структурою: лінійні і розгалужені полімери — у твердому і рідкому стані, а просторові (сітчасті) — тільки у твердому.

Завдяки високій молекулярній масі і великому розміру сумарних міжмолекулярних сил рухливість ланцюгів лінійних полімерів невелика. Тому при нагріванні вони, поступово розм'якшуючись, можуть переходити в стан грузлої рідини, але не можуть випаровуватися (швидше наступає термічне розкладання полімеру). Сумарні міжмолекулярні сили унаслідок великого розміру макромолекул такі великі, що перебороти їх по всій довжині ланцюгів макромолекул важко або неможливо. Вони легше розпадаються на окремі частини з розірванням головних валентних зв'язків.

Просторові високомолекулярні з'єднання неспроможні і плавитися, оскільки між ланцюгами є поперечні хімічні зв'язки, тому, як правило, вони більш термостійкі. Витримуючи нагрівання до визначеної температури (200°С і вище) і продовжуючи залишатися у твердому стані, вони, однак, починають піддаватися термічному розкладанню; існувати ні в рідкому, ні в газоподібному стані не можуть.

Багато високомолекулярних з'єднань розчиняються лише в обмеженій кількості розчинників, а деякі зовсім не розчиняються. Особливістю розчинних полімерів є відсутність у них строго визначеної, як у низькомолекулярних кристалічних речовин, межі розчинності. З підвищенням концентрації лише зростає грузькість розчину. Процес розчинення аналогічний змішанню двох рідин. Розчини полімерів використовуються як клеї і лаки.

Важливою особливістю полімерів є їхня спроможність утворювати еластичні і тривкі плівки і нитки (із розплавів або розчинів). Низькомолекулярні смоли утворюють тверді, але, як правило, крихкі і неміцні плівки.

Властивості полімерів визначаються їхнім хімічним складом, будівлею і надмолекулярною структурою, тобто взаємним розташуванням макромолекулярних ланцюгів відносно один одного. При відсутності сильних взаємодіючих полярних груп (ОН, -СN, -С1, -СООН та ін.) у ланцюгах лінійних і розгалужених полімерів сполучення ланцюгів призводить до утворення гнучких надмолекулярних структурних елементів. Полімер у цьому випадку має високоеластичні властивості при звичайній або при підвищеній температурі та, як правило, добре розчиняється у відповідних розчинниках. Наявність у ланцюгах полімеру полярних груп, що обумовлюють сильну міжмолекулярну взаємодію, призводить до утворення порівняно жорстких надмолекулярних структурних елементів. Такі полімери більш стійкі до дії розчинників.

У першому випадку (при відсутності полярних груп) одержують м'які, гнучкі й еластичні, але недостатньо тривкі матеріали, а в другому — більш жорсткі, тверді і тривкі матеріали. Прикладом м'яких і еластичних полімерних матеріалів із слабкою міжмолекулярною взаємодією є каучуки, а прикладом полімерів із жорсткими ланцюгами — поліаміди.

Виникнення повторних (надмолекулярних) структур, тобто утворення більш значних структурних елементів у лінійних і розгалужених полімерах відбувається завдяки взаємодії між окремими атомними угрупованнями сусідніх ланцюгів переважно за рахунок водневих зв'язків і типових міжмолекулярних (ван-дер-ваальсових) сил. Інтенсивність міжмолекулярних сил, "як відомо, пов’язана з розміром дипольного моменту молекул, із їхньою полярністю: чим вище полярність (дипольний момент), тим сильніше міжмолекулярна взаємодія. Введення полярних груп (-ОН,-СООН,-СN й ін.) і несиметричність будови молекул посилюють їхню полярність, що обумовлює збільшення твердості, тривкості і теплостійкості А, полімеру, але знижує його морозостійкість і діелектричні властивості. Введення ароматичних ядер у ланцюг також посилює полярність молекул і завжди призводить до підвищення жорсткості, зростання температури плавлення і зниження розчинності полімеру.

Великі бічні ланцюги (розгалуження) збільшують відстані між -г—-макромолекулами і знижують інтенсивність їхньої взаємодії між —і собою, оскільки міжмолекулярні сили діють на відстанях не більше 5А°. Це призводить до збільшення еластичності і морозостійкості, але знижує механічну тривкість і теплостійкість полімеру. Взаємодія між макромолекулами різко посилюється при можливості утворення водневих зв'язків, які виникають між електронегативними атомами (O,F, N, Р, S) і атомом водню. Такі зв'язки, наприклад, виникають між атомами кисню карбонільних груп (=С0) одного ланцюга й атома водню амінних груп (>N-Н) іншого ланцюга в поліамідах. Це обумовлює їхню тривкість і теплостійкість.

Водневі і типові міжмолекулярні зв'язки відносно легко можуть бути зруйновані або ослаблені під дією тепла (теплового спрямування) а також розчинників, тому лінійні і розгалужені полімери можуть розм'якшуватися і плавитися при нагріванні (тобто вони термопластичні) і розчинятися в підхожих розчинниках. Ці полімери (смоли) називають термопластичними. Сітчасті (зшиті) полімери мають тривимірну (просторову) структуру. Такі полімери в процесі синтезу утворюються спочатку також у вигляді окремих ланцюгів (лінійної або розгалуженої форми), що, на відміну від ланцюгів термопластів, містять реакційноспроможні групи і взаємодіють між собою з утворенням тривких поперечних містків (хімічних зв'язків); при достатній кількості таких містків полімер твердне, тобто перетворюється у тверде тіло з втратою плавкості і розчинності. Такі перетворення в структурі ряду смол (наприклад, феноло- і аміноальдегідних) звичайно здійснюються під дією тепла, а тому ці смоли називають термореактивними.

Інтенсивність міжмолекулярної взаємодії має вирішальний вплив на характер надмолекулярної структури полімерів; Наявність сильно взаємодіючих полярних угруповань призводить до більш упорядкованого розташування макромолекул полімеру відносно один до одного. При відносно слабкій міжмолекулярній взаємодії виникає менш упорядкована структура.

Сучасні уявлення про надмолекулярну структуру полімерів. Для полімерів характерно одночасне співіснування кристалічної й аморфної фази в різних співвідношеннях. їхня кристалічна структура, однак, не відрізняється високою досконалістю, що обумовлено великим розміром макромолекул, трудністю їхнього упорядкованого розміщення відносно один до одного. Тому властивості полімерів, навіть із дуже високим ступенем кристалічності, значно відрізняються від властивостей низькомолекулярних кристалічних речовин.

У полімерах із високим ступенем упорядкованості структури розрізняють пластинчасті, фібрилярні і глобулярні кристалічні утворення.

Пластинчасті кристалічні утворення складаються з багатошарових пластин (ламелей) товщиною 100—200 А°, у яких полімерні ланцюги мають складчасту конформацію. Складки утворюються поворотом ланцюга на 180° (на себе). Пристроюючись один до одного, складчасті ланцюги (стрічки) утворюють пластини.

Фібрилярні (волокнисті) кристалічні утворення складаються з кристалів (товщиною 100-200 А° і довжиною в декілька мікрометрів) і мають стрічкоподібну форму. Макромолекули окремих кристалічних полімерів спочатку згортаються в спіралі, які далі утворюють агрегати спіралей.

У глобулярних кристалах вузли кристалічного штахету складаються зі згорнутих у клубок (глобулу) макромолекул. Такі первинні структурні елементи утворюються в полімерах із гнучкими макромолекулами і сильною внутрімолекулярною взаємодією. Полімер, що складається з глобулярних структурних утворень, у твердому стані не виявляє високої еластичності і тривкості і руйнується крихко. Лише при умові розгортання глобул, полімер може набувати характерної високої еластичності. У полімерах із сильною міжмолекулярною взаємодією полімерних ланцюгів частіше утворюються довгасті (фібрилярні) агрегати макромолекул — мікрофібрили. Такі довгасті структурні елементи набагато кращі, оскільки забезпечують більш високу тривкість полімерних матеріалів. Агрегуючи між собою, мікрофібрили утворюють фібрили (пучки мікрофібрил), із яких далі можуть утворитися волокна і пучки волокон. Фібрилярні утворення виникають у полімерах також завдяки спроможності полімерних ланцюгів приймати орієнтований стан із переважним розташуванням осей макромолекул (ланцюгів) уздовж напрямку розтягу. Це дозволяє за допомогою орієнтаційної витяжки переробляти полімери у волокна і плівки. Фібрили орієнтованих полімерів складаються з ділянок, які чергуються, високого (кристаліти) і відносно малого (аморфні прошарки) ступеня упорядкованості.

Висока асиметрія ланцюгових молекул і спроможність їх до орієнтації призводять до деякої упорядкованості вже в рідкому стані полімеру. Тому вважають, що навіть в аморфному полімері ланцюгові молекули розташовуються не зовсім хаотично й утворюють агрегати (домени), у яких є загальна тенденція ділянок сусідніх ланцюгів розташовуватися (у межах цих агрегатів) в одному напрямку (паралельно). Зазначені упорядковані утворення (домени) в аморфних полімерах складаються з переважно паралельно розташованих ділянок ланцюгів, які набувають складчастої конформації. Деякі з полімерних ланцюгів можуть входити в декілька доменів, які пов'язані між собою цими прохідними ланцюгами. Основні механічні зусилля при деформуванні полімерних матеріалів сприймаються прохідними ланцюгами. Передбачається, що домени є перехідним типом структур від аморфного до кристалічного стану полімерів.

Фізичні стани полімерів. Зразки полімерів із високим ступенем упорядкованості структури при поступовому нагріванні (під невеличким механічним навантаженням) близько температури їхнього плавлення починають деформуватися, а потім переходять у розплавлений (в'язкотекучий) стан. Інші зміни спостерігаються при нагріванні зразків полімерів із переважно аморфною структурою. Вони можуть витягатися в нитки, які при охолодженні стають крихкими.

При підвищенні температури до визначеної межі лінійні і розгалужені полімери з переважною аморфною структурою з твердого склоподібного стану спочатку переходять у високопластичний (каучукоподібний) стан і лише при подальшому підвищенні температури — у в'язкотекучий, при охолодженні, навпаки, із в'язко-текучого — у високопластичний, а потім у склоподібний стан. Температурні точки цих переходів називаються відповідно температурою скловання (або розм'якшення — (Тс) і температурою текучості — (Тт).

Високоеластичний стан лінійних і розгалужених полімерів виникає внаслідок гнучкості ланцюгових молекул. Тіла у високо еластичному стані сильно деформуються (навіть на сотні відсотків) і цим відрізняються від звичайних твердих (склоподібних або кристалічних) тіл. З іншого боку, високоеластичні матеріали відрізняються і від рідких (текучих) тіл, оскільки не мають текучості (без відповідного підвищення температури). При підвищенні температури до так званої температури текучості полімер поступово переходить із високоеластичного у в'язкотекучий стан, що, звичайно, і використовується при формуванні виробів, а також волокон і плівок.

Отже, для полімерів із переважно аморфною структурою характерні склоподібний, високоеластичний і в'язкотекучий стани, межа між ними звичайно встановлюється за температурними переходами на кривих залежності розміру деформації зразків полімеру від температури.

Між областю скловання й областю високоеластичного стану полімерів є деяка зона, у якій полімер виявляє еластичні властивості тільки при повільних деформаціях і є крихким при швидкому додатку деформуючого навантаження (ударні навантаження). Температура, що відповідає цьому станові полімеру, називається температурою крихкості. Вона завжди дещо вище температури скловання.

М'які пластики і еластики в нормальних кімнатних умовах знаходяться у високоеластичному стані. Температури їхньої крихкості і скловання, як правило, нижче нуля. При досягненні цих температур вони стають крихкими, склоподібними, що утруднює їхнє застосування, наприклад виробів із полівінілхлоридного пластику при знижених температурах. Чим нижче температурні характеристики (температура крихкості, температура скловання) полімеру, тим вище морозостійкість виготовлених із нього виробів.

Отже, полімери з лінійною і розгалуженою будівлею можуть мати як кристалічну структуру, так і знаходитися в склоподібному, високоеластичному і в'язкотекучому стані. Просторові полімери з рясною сіткою поперечних зв'язків, що перешкоджають упорядкованому розміщенню ланцюгів, знаходяться тільки в склоподібному стані.

Характерною механічною властивістю полімерів із лінійною і розгалуженою будівлею є спроможність давати великі й оборотні деформації, що розвиваються довгостроково (високоеластичні). Тому матеріали на їхній основі відрізняються малими значеннями модуля пружності. Зазначений комплекс характерних фізико-хімічних і механічних властивостей найбільш яскраво виражений у високомолекулярних з'єднань із лінійною будовою макромолекул і менш яскраво — у з'єднань із розгалуженою будовою. Ще менше виражений цей комплекс властивостей у просторових полімерів із рідкісною тривимірною сітчастою структурою. Такі полімери лише набухають, але не розчиняються, лише дещо розм'якшуються, але не плавляться при нагріванні. Пластичні властивості вони вже не виявляють, цьому заважають наявні поперечні зв'язки. Зшиті високомолекулярні з'єднання з рясною сітчастою структурою нерозчинні і мало або зовсім не набухають, не розм'якшуються і не плавляться. Вироби на їхній основі відрізняються високими значеннями модуля пругкості, твердістю й іноді крихкістю.

У виробах із пластмас полімер звичайно знаходиться в кристалічному або склоподібному стані, що забезпечує тривкість і збереженість їхньої форми. Винятком є, наприклад, полівінілхлоридний пластикат, який, подібно каучукам і гумі, знаходиться при звичайних температурах у високоеластичному стані. Температурна область високоеластичності непластифікованого полівінілхлориду (вище 80°С) знижена в пластикаті пластифікаторами до нормальної і знижених температур (від —15 до — 50°С у залежності від виду застосованого пластифікатора).

Різноманіття властивостей пластмас і виробів із них досягають зміною складу, хімічною модифікацією (сополімеризацією різних мономерів), суміщенням із пластифікуючими добавками, структурною модифікацією (зміною ступеня кристалічності й орієнтації структурних елементів полімеру).

 


Дата добавления: 2015-09-06; просмотров: 218 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Склад та властивості пластмас.| За складомпластмаси поділяють напрості і композиційні.

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.014 сек.)