За складомпластмаси поділяють напрості і композиційні.

За природою зв’язу вальної речовини всі пластмаси можна поділити на два класи:

- пластичні маси на основі синтетичних смол;

- пластичні маси на основі видозмінених природних полімерів (ефірів целюлози, білкових речовин, нафтових і природних бітумів і асфальтів, а також кам'яновугільних пеків).

Переважна кількість сучасних і найбільш цінних пластмас належать до першого класу і значення їх із кожним роком зростає. Пластмаси, що належать до другого

значення їх безупинно зменшується. Поступово вони витискаються пластмасами на основі синтетичних смол.

За фізико-механічними властивостями (при температурі 20°С) пластичні маси умовно підрозділяють на жорсткі, напівжорсткі і м'які пластики.

Жорсткі пластики являють собою тверді пружні матеріали (фенопласти, амінопласти, полістирол та ін.) із переважно аморфною структурою, із високим модулем пругкості (вище 1410⁵ МРа) і малим подовженням при випробуванні зразків на розтяг. Під дією зовнішніх навантажень, нижче руйнуючих, вони довгостроково зберігають свою форму при нормальних і підвищених (до визначеної межі) температурах.

Напівжорсткі пластики — це тверді пружні матеріали (поліетилен та ін.), які мають переважно кристалічну структуру, середні розміри модуля пругкості і характеризуються високим загальним і залишковим подовженням при розтязі. Проте залишкове подовження цих пластиків обернене і, як правило, зникає при нагріванні.

М'які пластики — це м'які й еластичні матеріали (полівінілхлоридний пластикат, поліізобутилен, пінополіуретан тощо) із переважно аморфною структурою і низьким модулем пругкості. Вони характеризуються високим загальним подовженням, але малим залишковим. Розвиток і зникнення оберненої частини їхньої деформації при нормальній температурі відбувається з уповільненою швидкістю. У цьому їхня істотна відмінність від еластиків, теж м'яких і еластичних матеріалів, обернена деформація яких розвивається і зникає з більшою швидкістю (практично миттєво).

За термічними властивостями пластичні маси поділяють на термопластичні і термореактивні. Цей розподіл стосується переважно синтетичних полімерів і підкреслює принципове розходження у властивостях пластмас і їхнім поводження в процесі технологічної переробки у вироби і при експлуатації виробів.

Термопластичними пластмасами (термопластами) називають такі пластики, які при нагріванні розм'якшуються і легко формуються у вироби, а при охолодженні (після формування) застигають.

Властивості їх змінюються при цьому обернено. Лише при тривалих термічних впливах можливі і необернені зміни. До термопластів належать поліетилен, поліпропілен, полівінілхлорид, полістирол, поліамідні, поліакрилові і деякі інші пластики. Термопластичними є також ефіроцелюлозні й асфальтопекові пластмаси.

Термореактивними пластмасами (реактопластами) називають такі пластики, які розм'якшуються лише в момент формування виробу (при нагріванні і тиску) і швидко втрачають цю спроможність у результаті хімічних реакцій, що відбуваються при термічному впливі. При цьому відбувається зшивання полімерних ланцюгів і матеріал необернено переходить у неплавкий і нерозчинний стан. До них належать пластмаси на основі фенолоальдігидних, аміноальдегідних, поліефірних і деяких інших смол.

Різниця в поводженні термопластичних і термореактивних пластмас пов'язана з розходженням у хімічній будові смол, які застосовувались для їхнього виготовлення. Ланки ланцюгів термопластичних смол складаються з малореакційноспроможних атомних груп, тоді як ланцюги термореактивних смол містять велику кількість реакційноспроможних полярних груп, що легко взаємодіють при нагріванні один з одним і з молекулами інших речовин з утворенням тривких поперечних зв'язків, які необернено змінюють їхні властивості.

За типами хімічних реакцій, що лежать в основі синтезу синтетичних смол, пластмаси на їхній основі поділяють на дві групи:

- пластмаси на основі полімеризаційних смол, одержуваних за реакцією полімеризації;

- пластмаси на основі поліконденсаційних смол, одержуваних за реакцією поліконденсації.

До найважливіших пластмас на основі полімеризаційних смол належать такі: поліолефіни (поліетилен, поліпропілен, поліізобутилен); вініпласти (пластики на основі полівінілхлориду, полівінілового спирту і полівінілацетату); полістироли (звичайний і удароміцний, сополімери стиролу з іншими мономерами); фторопласти; поліакрилати, поліформальдегід (поліоксиметилен).

Найпоширенішими пластмасами на основі поліконденсаційних смол є фенопласти, амінопласти, поліаміди, поліефіри (здебільше поліетилентерефталат і полікарбонати), поліепоксиди, поліуретани і кремнійорганичні пластмаси.

За характером макроструктури пластичні маси можна підрозділити на однорідні (ненаповнені) і неоднорідні (наповнені, із наповнювачами). Неоднорідними по макроструктурі звичайно бувають фенопласти й амінопласти. До цієї ж підгрупи належать шаруваті і газонаповнені (пористі) пластмаси. Шаруваті пластмаси являють собою просочені смолою і спресованими листами паперу (гетинакс) тканини (текстоліти) і склотканини (склотекстоліти). Вони входять до групи виробних матеріалів.

Виробними пластмасовими матеріалами називають пластмаси, що випускаються у вигляді листів, пластин, плит, труб, шлангів, стрижнів і інших профілів. Вони призначені для переробки у вироби і деталі виробів штампуванням (гарячим і вирубним), видуванням (роздуванням) й іншими методами.

Плівкові матеріали (плівки) утворюють особливу групу матеріалів із пластмас (термопластичних). Плівковими називають листові матеріали з товщиною менше 0,5 мм.

Відповдно до Українського класифікатора товарів ЗЕД Полімерні матеріали, пластмаси та вироби з них розміщені у VII розділі, статті 39. Їм присвоюються наступні коди:

VII	(з 39 по 40) Полімерні матеріали, пластмаси та вироби з них; каучук, гума та вироби з них
	Пластмаси, полімерні матеріали та вироби з них
Код товару	Найменування товару
	Полімери етилену в первинних формах:
	Полімери пропілену або інших олефінів у первинних формах:
	Полімери стиролу у первинних формах:
	Полімери вінілхлориду або інших галогенованих олефінів у первинних формах:
	Полімери вінілацетату або інших складних вінілових ефірів у первинних формах; інші вінілові полімери у первинних формах:
	Акрилові полімери у первинних формах:
	Поліацеталі, інші прості поліефіри (поліетери) та епоксидні смоли у первинних формах; полікарбонати, алкідні смоли, складні поліалільні ефіри та інші складні поліефіри (поліестери), у первинних формах:
	Поліаміди у первинних формах:
	Аміноальдегідні смоли, феноло-альдегідні смоли та поліуретани у первинних формах:
3910 00 00	Силікони у первинних формах:
	Смоли нафтові, кумаронові, інденові, кумароноінденові та політерпени, полісульфіди, полісульфони та інші речовини, зазначені у примітці 3 до цієї групи, у первинних формах, не включені до інших товарних позицій:
	Целюлоза та її хімічні похідні у первинних формах, не включені до інших товарних позицій:
	Полімери природні (наприклад альгінова кислотa) та полімери природні модифіковані (наприклад затверділі протеїни (білки), хімічні похідні натурального каучуку) у первинних формах, не включені до інших товарних позицій:
3914 00 00 00	Смоли іонообмінні, одержані на основі полімерів товарних позицій 3901—3913, у первинних формах
	Відходи, обрізки та скрап із пластмас:
	Моноволокна з максимальним поперечним перетином більш як 1 мм (мононитки), прутки, стрижні та профілі фігурні з обробленою або необробленою поверхнею, але без будь-якого іншого оброблення, з полімерних матеріалів:
	Труби, трубки і шланги та їх фітинги (наприклад з’єднання, коліна, муфти) із пластмаси:
	Покриття пластмасові для підлоги, самоклейні або несамоклейні, у рулонах або пластинах; покриття пластмасові для стін або стелі, зазначені у примітці 9 до цієї групи:
	Плити, листи, смужки, стрічки, плівки та інші плоскі форми з пластмаси самоклейні, у рулонах або не у рулонах:
	Інші плити, листи, плівки, стрічки та пластини з пластмаси, непористі, неармовані, нешаруваті, без підкладки та не поєднані подібним способом з іншими матеріалами:
	Інші плити, листи, плівки та смуги або стрічки з пластмаси:
	Ванни, душі, умивальники, біде, унітази та їх сидіння і кришки для них, бачки зливні та аналогічні вироби санітарно-технічного призначення з пластмас:
	Вироби з пластмаси для транспортування та пакування товарів; пробки, кришки, ковпаки та інші вироби з пластмас для герметизації, закупорювання:
	Посуд та прибори столові або кухонні, інші речі домашнього вжитку, гігієнічні або туалетні вироби з пластмас:
	Вироби будівельні з пластмас, не зазначені в іншому місці:
	Інші вироби з пластмас та вироби з інших матеріалів товарних позицій 3901—3914:

5. Пластичні маси на основі природних полімерів.*

Вихідною сировиною для виробництва ефірів целюлози служить целюлоза, що становить основу клітин усіх рослин. За хімічною природою целюлоза належить до вуглеводів — полісахаридів із загальною формулою (С_б Н₁₀ 0₅)_п.

Макромолекули целюлози мають лінійну будовою і складаються з великого числа елементарних ланок (піранових циклів).На кожну таку ланку припадає три гідроксили, що є реакційноспроможною групою при одержанні складних і простих ефірів целюлози.

Целюлоза виділяється з бавовняних волокон, деревини, соломи і т.п. Бавовняне волокно містить до 90%, а деревина хвойних порід — до 50% целюлози (у розрахунку на суху речовину). Звільнену від лігніну й інших супутніх речовин целюлозу випускають у вигляді листів картону або волокнистої маси і застосовують здебільшого для виробництва паперу і для переробки у віскозу. При одержанні віскози очищену целюлозу обробляють концентрованим розчином їдкого натрію і сірковуглецем, а одержуваний при цьому ксантогенат целюлози розчиняють у розведеному розчині МаОН. З цього розчину целюлозу регенерують у вигляді волокон (віскозний шовк) і плівки (целофан). Регенеровану целюлозу називають гідратцелюлозою.

Серед складних ефірів целюлози найістотніше значення мають нітроцелюлоза, ацетилцелюлоза й ацетобутиратцелюлоза. Всі вони є термопластичними волокнистими або порошкоподібними речовинами білого кольору.

Значно поширеними пластичними масами на основі ефірів целюлози є целулоїд і ацетилцелюлозні пластики (плівки, волокна, литтєві матеріали). Литтєві матеріали на основі ефірів целюлози одержали назву етролів (від початкових слів: електрика, телефон, радіо), оскільки вперше їх почали застосовувати здебільшого для деталей електрорадіотелефонної апаратури.

Нітроцелюлоза і целулоїд. Нітроцелюлозу одержують нітруванням бавовняної або деревної целюлози азотною кислотою. Вона являє собою суміш трьох ефірів (моно-, ди- і три-нітро-клітчатки). Продукти неповного нітрування зі зниженим утриманням азоту (10—12 %) називають колоксиліном. У пластмасах і лакових плівках колоксилін знаходиться завжди разом із пластифікаторами, тому вироби з нього не вибухонебезпечні, але горючі. Введення мінеральних наповнювачів і пігментів дещо нижує їхню вогненебезпечність. Для стабілізації властивостей колоксиліну в його склад уводять добавки стабілізаторів (сечовину, аміни).

Целулоїд — найважливіша пластична маса на основі нітроцелю­лози. Він являє собою колоксилін, пластифіцирований спиртовим розчином камфори. Камфора — безбарвна кристалічна речовина зі специфічним запахом, застосовується у вигляді спиртового розчину і є гарним пластифікатором нітроцелюлози. Замість камфори застосовують також дібутилфталат і касторову олію.

У виробництві целулоїду нітроцелюлозу (колоксилін) змішують із спиртовим розчином камфори і піддають вальцюванню до одержання однорідної маси, яку пресують у блоки. Блоки розрізають на спеціальних стругальних машинах на листи і сушать, а потім у підігрітому стані випрямляють під пресом і полірують. У вигляді тонких пластин і листів целулоїд випускають для переробки в різноманітні вироби методами гарячого штампування і видування. На внутрішньому боці виробів часто можна помітити сліди стругання листів.

Випускають декілька видів целулоїду: технічний (прозорий, білий), галантерейний (прозорий, непрозорий), для прокладок при виготовленні безосколочного скла й ін. Целулоїд прозорий застосовують для виготовлення прозорих деталей до приладів, для планшетів, трикутників, лінійок і т.п. При виготовленні білого целулоїду в целулоїдну масу добавляють наповнювачі і пігменти (каолін, літопон, тальк та ін.). Вироби з білого целулоїду нагадують кістку і корал. Целулоїд для галантерейних виробів випускають переважно в пофарбованому вигляді. Для фарбування застосовують органічні барвники і мінеральні пігменти, що добавляють у суміш при замішуванні нітроцелюлози зі спиртокамфарним розчином або при вальцюванні целулоїдної маси. Забраковані і поламані вироби з целулоїду йдуть на переливання. При цьому одержують так званий переливний целулоїд, що містить ряд домішок (барвники й ін.). Він використовується для виготовлення дешевих виробів (гребінців, мильниць).

Целулоїд належить до термопластичних матеріалів. При температурі близько 80°С він розм'якшується і йому можна надати будь-якої форми, що зберігається при охолодженні. Однак при знижених температурах він стає крихким і вироби з нього легко ламаються. Хімічна стійкість целулоїду недостатньо висока. Слабкі кислоти на нього майже не діють, але сильні кислоти руйнують. Після дії лугів, що омилюють ефіри целюлози, целулоїд стає недостатньо стійким стосовно впливу води. Він добре розчиняється в спиртоефірній суміші, у кетонах (ацетоні), складних ефірах (етилацетаті, амілацетаті й ін.), але стійкий до дії аліфатичних і ароматичних вуглеводнів, а також масел.

Істотним недоліком целулоїду, поряд із його сильною займистістю, є поступове розкладання в ньому нітратів целюлози під дією тепла і світла. При цьому відбувається виділення окислів азоту і підвищується температура (екзотермічний процес), що в остаточному підсумку може призвести до самозапалювання целулоїду. Температура його спалаху 170°С. У зв'язку з цим не слід вироби з целулоїду піддавати тривалому впливу тепла і прямого сонячного світла. Верхньою межею робочих температур є 60°С. Від дії світла целулоїд поступово жовтіє. Зазначені недоліки служать причиною поступового зменшення виробництва целулоїду і розширення виробництва і застосування негорючих целюлозних пластиків. Виробництво іграшок із целулоїду вже припинено.

Велика кількість нітроцелюлози застосовується при виробництві різноманітних нітролаків і емалей, а також клеїв.

Ацетилцелюлозні пластики. Пластики на основі ацетилцелюлози застосовують переважно у вигляді плівок, волокон і етролів.

Ацетилцелюлозу одержують етерифікацією целюлози сумішшю оцтової кислоти й оцтового ангідриду (при сірчаній кислоті). Триацетат целюлози, який утворюється при цьому, розчиняється в дуже обмеженій кількості розчинників (хлороформі, діхлорметані, мурашиній кислоті й ін.), що утрудняє його переробку в лаки. Він використовується переважно для негорючої кіно- і фотоплівки.

Велике практичне значення має продукт, одержаний частковим гідролізом триацетату і названий повторною ацетилцелюлозою (переважно діацетат целюлози), яка розчиняється в ацетоні, метилети-лкетоні, метил- і етилацетаті й інших розчинниках. При її одержанні в ацетилюючу суміш подають оцтову кислоту і воду. У цій суміші діацетат целюлози розчиняється а потім його виділяють (осаджують) із розчину водою. Далі йде промивання й відбілювання. Одержаний при цьому переважно діацетат целюлози і називається ацетилцелюлозою, яка використовується для виробництва ацетатного шовку і для литтєвих матеріалів (етролів). Вона краще розчинна і легше пластифікується.

Макромолекули ацетилцелюлози містять полярні групи, тому вона, як і нітроцелюлоза, не розчиняється в неполярних аліфатичних і ароматних розчинниках. У суміші ацетону зі спиртом (85:15) розчиняється не менше 99% ацетилцелюлози. Така ацетонорозчинна ацетилцелюлоза дає безбарвні прозорі плівки з великою тривкістю і гарною забарвленістю. Вона має підвищену гігроскопічність і менш стійка до дії води, ніж нітроцелюлоза. До негативних властивостей належить також зниження механічної тривкості при зволоженні плівок і мала адгезія до різноманітних поверхонь.

Цінною властивістю ацетилцелюлози є досить висока тепло­стійкість. Вона починає розм'якшуватися тільки при температурі 100—110°С, залишаючись розм'якшеною до 200°С, після чого змінює колір (буріє), а при 230°С деструктується, не переходячи в розплавлений стан. Ацетилцелюлозні плівки одержують переважно методом відливання з розчинів із наступним випаром розчинників. Вони не мають запаху і нетоксичні, а тому застосовуються для упаковування багатьох харчових продуктів.

З пресувально-литтєвих матеріалів найбільше відомі етроли АЦ (ацетилцелюлозні). їх виготовляють з ацетилцелюлози, пластифікаторів (ефірів фталевої і фосфорної кислот), стабілізаторів, барвників і, у разі потреби, наповнювачів. Суміш цих компонентів вальцюють на гарячих вальцях, прохолоджують, а потім здрібнюють (гранулюють).

Отримані гранули етролу переробляють у вироби литтям під тиском, а також пресуванням. Вироби з ацетилцелюлозних етролів випускають натурального кольору (прозорі) або пофарбованими в різноманітні кольори (прозорі, напівпрозорі, непрозорі, колір слонової кістки, перламутровий, бронзовий і т.п.). Вони мають гарний зовнішній вигляд, нетеплопровідні, стійкі до дії рослинних і мінеральних масел і важкозаймисті. Етроли застосовують для виготовлення деяких радіодеталей, телефонної апаратури, ручок для дверей і для меблів, автоштурвалів (із запресованим металевим каркасом), оправ для окулярів, ґудзиків і т.п. Методом екструзії з етролів одержують листові і плівкові матеріали, що переробляються потім у вироби гарячим штампуванням і вакуумним формуванням.

У виробництві плівок, лаків і литтєвих пластмас (етролів) засто­совують і змішаний складний ефір целюлози — ацетобутират целюлози, одержуваний етерифікацією целюлози сумішшю оцтового і масляного ангідридів. Він позбавлений багатьох недоліків, характерних для ацетилцелюлози: більш пластичний і морозостійкий, менш гігроскопічний. Він також добре офарблюється в різні кольори і світлостійкий, легко розчиняється в ацетоні і багатьох інших, особливо полярних, розчинниках, але стійкий до дії бензину і мінеральних масел. Його використовують для виготовлення етролів, плівок і лаків. Властивості їх багато в чому аналогічні ацетилцелюлозним. З ацетобутиратцелюлозного етролу виготовляють корпуси приймачів, телефонних апаратів, авторучок, оправи для окулярів, деталі пилососів та ін.

Дата добавления: 2015-09-06