Важливе значення для виробництва товарів народного споживання мають продукти переробки полівінілхлориду (перхлорвініл) і деякі сополімери хлористого вінілу з іншими мономерами.

Перхлорвініл -білий порошкоподібний матеріал, одержують при хлоруванні поліхлорвінилової смоли, розчиненої в тетрахлоретані. Він розчиняється у великій кількості розчинників, зокрема в ацетоні, і має більш високу адгезійну спроможність (до металу, дерева, шкіри), ніж полівінілхлорид. З нього готують атмосферостійкі й антикорозійні лаки й емалі, плівки яких мають стійкість до кислот, лугів, бензину й олій. Його використовують також у виробництві клеїв (взуттєвих та ін.) і волокон (для спеціальних тканин, сіток, канатів, щіток). Волокно хлорин із перхлорвінілу іноді застосовують у виробництві тканин для медичної білизни. Варто враховувати, що це волокно чуттливе до температури вище 70°С.

Сополімери хлористого вінілу з іншими мономерами. Сополімери хлористого вінілу з вініліденхлоридом (СН₂—ССІ₂), названі в нас СХВ, а в США — сараном, зберігають деякі якості відповідних полімерів (полівінілхлориду і полівініліденхлориду), але не мають недоліків, зокрема, пов'язаних із труднощами переробки у вироби. Ці полімери мають високу вологостійкість і хімічну стійкість, як і полівінілхлорид і полівінілденхлорид, але легше переробляються в плівки і нитки.

На основі сополімерів вініліденхлориду з хлористим вінілом виготовляють різноманітне синтетичне волокно і прозорі плівки (типу саранових), що володіють високою водостійкістю, механічною тривкістю і довговічністю. Ці плівки є найбільш перспективним пакувальним матеріалом для багатьох продовольчих та інших товарів. У них можна упаковувати навіть продукти з дуже складною формою (наприклад, птицю), оскільки при легкому нагріванні плівка дає велику усадку і щільно охоплює продукт.

Сополімери вінілхлориду з вінілацетатом застосовують для лаків і фарб, покриттів для паперу та тканин, лінолеуму тощо. Вони відрізняються негорючістю, стійкістю до нафтопродуктів до впливу мікроорганізмів. З сополімерів хлорвінілу з вінілацетатом виготовляють також волокно (типу віньйон), плівкові матеріали й ін.

Фторопласти. До фторопластів належать політетрафторетилен і політрифторхлоретилен. Обидва вони є прекрасними діелектриками, а також теплостійкими і винятково хімічно стійкими матеріалами. їх застосовують у електро- і радіоапаратурі, хімічній промисловості, машинобудуванні й ін. Деталі на основі фторопластів використовують у вузлах тертя, наприклад у підшипниках (без мастила), оскільки вони мають дуже малий коефіцієнт тертя (0,004). Поверхня їх має оліїстий характер. Тому вони застосовуються для антиадгезійних покриттів і замість мастила.

Істотним недоліком фторопластів є їхня холодотекучість (під навантаженням).

Найбільш відомий політетрафторетилен (фторопласт-4, тефлон), одержуваний при полімеризації тетрафторетилену. Він являє собою кристалічний полімер молочно-білого кольору зі щільністю 2,2— 2,3 і високою температурою плавлення (327°С). При нагріванні до температури плавлення він із кристалічного перетворюється в прозорий матеріал з аморфною структурою, набуває еластичності, але не переходить у в'язкотекучий стан при нагріванні навіть до температури розкладання (415°С). Це утрудняє його переробку у вироби. Випускається він у вигляді пухкого волокнистого порошку. Деталі з нього тривалий час можуть працювати при температурі 250°С і вище. За хімічною стійкістю фторопласт-4 перевершує не тільки всі інші полімери, але і усі відомі матеріали (метали, скло й ін.). Він стійкий не тільки до усіх розчинників, але навіть до найдужчих кислот і лугів.

Основним методом переробки фторопласта-4 у вироби є таблетування тонкодисперсного порошку при звичайній температурі та підвищеному тискові і спікання сформованих заготівель при температурі 375°С. Його застосовують переважно для технічних цілей у радіотехнічній, холодильній, харчовій та інших галузях промисловості при виготовленні важливих деталей (труб, прокладок, манжет, кранів, насосів, каблучок, дисків тощо) та деталей холодильників. Плівки, виготовлені методом стругання блоків, застосовують для електроізоляційних цілей, конденсаторів та ін. Суспензії з порошку політетрафторетилену успішно використовують для електроізоляційних, антифрикційних і антиадгезійних покриттів деяких металів. У виробництві товарів широкого вжитку в основному використовується спроможність політетрафторетилену утворювати антиадгезійні покриття, наприклад покриття для сковорідок, каталок для тіста, утюгів, лиж та ін.

Полістирол і сополімери стиролу. Промислове виробництво полістиролу засвоєно з 1930 р. В даний час випускається цілий ряд полістирольних пластиків: полістирол загального призначення, пінополістирол, ударотривкий полістирол і декілька сополімерів. Вихідною сировиною для полістиролу служить стирол (вінілбензол), який являє собою безбарвну прозору легкорухому рідину з температурою кипіння близько 146°С і характерним запахом, який з'являється при термічній деструкції (при сильному нагріванні і горінні) полімеру внаслідок його часткової деполімеризації. Стирол токсичний, тому важливо, щоб у процесі полімеризації він цілком переходив у полімер — полістирол, що уже не токсичний, якщо не піддавати його впливу високої температури.

Полімеризацію стиролу здійснюють за блоковим суспензійним (бісерний) та емульсійним (латексний) засобами. Відповідно до цього полістирол випускається за назвою блоковий, суспензійний і емульсійний.

Полістирол являє собою тверде і пружне тіло з аморфною структурою. При температурі 80—85°С він починає розм'якшуватися і при подальшому нагріванні до 150°С переходить у високоеластичний стан, легко витягуючись у нитки. Останні при охолодженні стають крихкими. Використовувати вироби з полістиролу можна лише при температурах нижче 80°С. Він є горючим матеріалом і горить полум'ям, яке коптить, що обумовлено високим вмістом у ньому вуглецю.

Полістирол блоковий і суспензійний - склоподібна маса, яка має винятково високу вологостійкість, достатньо високу хімічну стійкість і високі діелектричні властивості, розчиняється в ароматичних вуглеводнях, аліфатичних кетонах і ефірах, але не розчиняється в спиртах, насичених вуглеводних і рослинних оліях. Кислоти і луги на нього не діють. Лише концентрована азотна і оцтова кислоти викликають деяке набрякання і зміну зовнішнього вигляду виробів.

Основними методами переробки полістиролу є лиття під тиском і екструзія. Його застосовують як без наповнювачів (для пофарбованих і непофарбованих прозорих виробів), так і з наповнювачами (для непрозорих виробів). З нього виготовляють лабораторний хімічний посуд і різноманітні побутові вироби (вази, шкатулки, ґудзики, гребені, фотокасети й ін.), виробляють також плівки і пористі матеріали. Полістирольні плівки дуже морозостійкі і стійкі до дії сонячного світла, вони широко застосовуються в радіотехніці, а також для упаковування сухих харчових продуктів і фармацевтичних препаратів.

Піноподібний полістирол із малою об'ємною масою (0,01—0,1 г/см³) використовують як теплоізоляційний матеріал для стінок холодильників. Він стійкий до дії вологи і цвілевих грибів, тому його застосовують у будівельній техніці. Завдяки безбарвності, прозорості і твердості, а також високому показнику переломлення, полістирол застосовують для виготовлення оптичних виробів (лінз, призм і т.п.).

При використанні полістиролу для виготовлення виробів харчового призначення враховують наявність у ньому залишкового мономера (стиролу). Вироби харчового призначення з нього рекомендуються переважно для сухих продуктів (із вологістю не вище 15%). Проте при короткочасному користуванні ці вироби придатні і для рідких (але не гарячих) продуктів. Для цього здебільшого використовується суспензійний полістирол, який містить найменшу кількість вільного мономера (0,5 %).

Поряд із низькою теплостійкістю (до 80°С) і горючістю гомо-полімер стиролу (звичайний полістирол) відрізняється крихкістю, що обмежує його застосування. Усунення крихкості досягають суміщенням полістиролу з каучуками або сополімеризаційним стиролом з іншими мономерами (акрілонітрилом, бутадієном та ін.), що дають більш гнучкі полімерні ланцюги (макромолекули). Одержувані при цьому полімери називають ударотривкими полістиролами. Добавки 10—15 % синтетичного каучуку дають пластифікуючу дію і призводять до підвищення ударної тривкості в декілька разів. Такий же ефект досягається при щепленні стиролу до каучуків. Відомі марки ударотривкого полістиролу — УП і СНП.

Порівняно зі звичайним полістиролом (гомополімером), ударотривкий полістирол УП механічно більш тривкий і стійкий до старіння, але хімічна стійкість його нижче. Він дещо набухає в бензині, керосині. При суміщенні з нітрильним каучуком одержують більш стійкі до жирів, олій і розчинників матеріали (СНП). У вигляді листів, отриманих екструзією, цей матеріал переробляють методом вакуумного і пневматичного формування у великогабаритні вироби (двері холодильників, ванни, раковини, кожухи, футляри і т.д.). Ударотривкий полістирол використовується також для екранів, тари (ящиків), труб, лицювальних матеріалів (панелей для стін, стель) і т.п. З ударотривкого полістиролу марки УП виготовляють іграшки, фотоприналежності, авторучки й ін. Для виробництва товарів народного споживання дуже важливі сополімери стиролу з акрилонітрилом (сополімер СП), із метилметакрилатом (сополімер МС) і особливо трикомпонентний сополімер акрилонітрилу, бутадієну і стиролу (сополімер АБС). Останній одержують полімеризацією стиролу й акрилонітрилу в розчині бутадієнового або бутадієнстирольного каучуку. Роль розчинника виконує стирол, що разом з акрилонітрилом прищеплюється до ланцюгів каучуку.

Всі сополімери мають лінійну будову і термопластичні. Верхня межа їхніх робочих температур знаходиться між 60 і 80°С. Вони достатньо хімічно стійкі до агресивних середовищ. Найважливіша їхня відмінність від полістиролу полягає в більш високих механічних властивостях. Вони менш схильні до розтріскування.

Сополімери стиролу легко переробляються литтям під тиском, екструзією та іншими методами. З СН, МС і АБС виготовляють корпуси приладів, телефонних апаратів, фотоапаратів, радіоприймачів і магнітофонів, авторучок, автоолівців. Вони застосовуються звичайно пофарбованими. Сополімери МС і АБС за прозорістю та безбарвністю аналогічні поліметилметакрилату і легко забарвлюються. З них виготовляють деталі автомобіля (деталі спідометра, стрілки, шкали, фірмові знаки, підфарники, козирки й ін.), приладові щітки, вартові стрілки, канцелярські приналежності (лінійки, лекала), галантерейні товари, деталі санітарно-технічного устаткування, меблів та ін.

Поліакрилати- полімери і сополімери акрилової і метакрилової кислот і їхніх похідних. їх одержують при полімеризації переважно ефірів акрилової і метакрилової кислот. Вони мають лінійну будову макромолекул (із бічними групами).

Водяні дисперсії (типу латексу) полімерів акрилової кислоти і її ефірів, одержувані водоемульсійним способом, застосовують для просочування тканин, дерева, паперу, покриття шкіри й інших матеріалів із метою підвищення їхньої вологостійкості і надання їм гарного зовнішнього вигляду.

Серед поліакрилатів для виробництва товарів народного споживання найбільше значення мають поліметилметакрилат і поліакрилонітрил.

Поліметилметакрилат відрізняється досить високою тривкістю, хімічною стійкістю і підвищеною температурою разм'якшенням (або скловання) — не нижче 100°С. Він має аморфну структуру, прозорий і відомий як органічне скло (плексиглаз та ін.), що добре пропускає ультрафіолетові промені (до 75%, а звичайне силікатне скло тільки 0,6%).

Вихідною сировиною для поліметилметакрилату служить метиловий ефір метакрилової кислоти (метилметакрилат), який виробляють із етилену, пропілену, молочної кислоти, і являє собою прозору безбарвну рідину з температурою кипіння близько 100°С і дуже характерним ефірним запахом. Цей запах виявляється і при термічній деструкції (горінні) полімеру.

Листовий поліметилметакрилат (оргскло) одержують блоковою полімеризацією, заливаючи мономер (метилметакрилат) разом з ініціатором і іншими складовими частинами у великі плоскі форми (із силікатного скла або металу). При цьому рідкий мономер цілком заполімеризовується в прозорі листи і пластини (блоки) різної товщини.

До складу поліметилметакрилату вводять пластифікатори (ефіри фосфорної і фталевої кислот). Це дещо знижує твердість органічного скла, що у цьому відношенні істотно поступається силікатному склу, але знижує його крихкість.

Листи органічного скла легко піддаються механічній обробці (свердлінню, струганню, розпилюванню й ін.) і добре формуються при підвищеній температурі. їх переробляють у вироби вакуумним і пневматичним формуванням, а також гарячим штампуванням. Прозорість і висока механічна тривкість дозволяють застосовувати листи поліметилметакрилату для засклення літаків і автомобілів. З нього виготовляють також захисне, годинникове і різноманітне оптичнескло. Завдяки фізіологічній нешкідливості він використовується для зубних протезів і медичних приладів. Поліметилметакрилат застосовується також для виготовлення різноманітних товарів широкого вжитку (господарських, галантерейних), причому як у чистому вигляді (листовий), так і у композиціях із наповнювачами і барвниками. Такі композиції у вигляді зернистих порошків поліметилметакрилату (прозорі і непрозорі, пофарбовані і непофарбовані) призначені для виготовлення товарів народного вжитку (статуеток, ґудзиків та ін.) литтям під тиском. До складу литтєвих композицій обов'язково додаються пластифікатори.

Поліакрилонітрил. має істотне значення серед поліакрилатів. Його одержують при полімеризації акрилонітрилу. Цей мономер одержують при взаємодії ціаністого водню з оксидом етилену або з ацетиленом.

Полярність нітрильньїх груп (—С=N) і внаслідок цього сильна міжмолекулярна взаємодія ланцюгових макромолекул поліакрилонітрилу обумовлює його неплавкість і важку розчинність в органічних розчинниках. При температурі близько 250°С поліакрилонітрил стає липким, а при 350°С — розкладається. Внаслідок цього формування вовноподібних волокон нітрону, який мало мнеться, роблять не з розплаву, а з розчину поліакрилонітрилу в спеціальному сильно полярному розчиннику (діметилформамід), що після формування волокон відмивають гарячою водою.

Велике значення мають сополімери акрилонітрилу зі стиролом і бутадієном (АБС-пластик). Сополімер акрилонітрилу з бутадієном є синтетичним каучуком, що йде на виробництво масло- і жиростійкої гуми, а також для зниження крихкості полістиролу і полівінілхлориду (вініпласту).

Полівінилацетат — продукт полімеризації вінілацетату, який являє собою безбарвну рідину, одержувану в результаті приєднання оцтової кислоти до ацетилену. Це прозорий безбарвний полімер, нерозчинний у бензині, керосині й оліях, але набухає у воді і розчинний у спиртах, складних ефірах і ароматичних розчинниках.

При кімнатній температурі полівінілацетат є твердим тілом із переважно аморфною структурою і володіє деякою еластичністю. При температурі 40°С він починає розм'якшуватися, при 50— 100°С стає гумоподібним, а при 170°С і вище розкладається.

Як пластмасу його майже не використовують унаслідок малої теплостійкості. Однак завдяки безбарвності, світлостійкості і високій адгезійній спроможності він широко використовується для виготовлення лаків, клеючих фарб. Найважливіше значення маютьводні дисперсії (латекси) полівінілацетату для приготування водно-емульсійних фарб.

У лаках і клеях полівінілацетат звичайно використовується в суміші з фенолформальдегідними смолами, із нітроцелюлозою тощо. Велика кількість полівінілацетату йде на подальшу переробку в полівініловий спирт і полівінілацеталі.

Полівініловий спирт одержують переважно омиленням полівінілацетату. Випускається полівініловий спирт у вигляді білого порошку, розчинного у воді. Водяні розчини його мають високу грузькість і застосовуються для готування косметичних препаратів, клеїв і т.п.

Полівініловий спирт завдяки полярності макромолекул не розчиняється в аліфатичних і ароматичних розчинниках, винятково стійкий до дії жирів і мінеральних масел, а тому він у вигляді плівок, листів і труб використовується для виготовлення бензиностійких шлангів і прокладок. З нього виготовляють також волокна і шнури. Нитки з полівінілового спирту застосовують у хірургічній практиці. Шви з таких ниток поступово розсмоктуються організмом і їх не потрібно виймати. Плівки, пластифіковані гліцерином, які розчинні у воді, застосовують у якості одноразового упаковування, в тому числі і для харчових продуктів. При нагріванні полівініловий спирт трохи розм'якшується, але не плавиться, мало змінюючи свої властивості при тривалому нагріванні до 140°С.

Полівінілацеталіодержують дією альдегідів в присутності каталізаторів на водяні розчини полівінілового спирту. При взаємодії з масляним альдегідом утворюється полівінілбутираль (бутвар), що входить до складу клеїв БФ.

Полівінілбутираль дає прозорі, світлостійкі, еластичні морозостійкі плівки з високими адгезійними властивостями до багатьох матеріалів, а тому вважається кращим матеріалом для зклеювання скла ("триплекс"). Він добре розчиняється в спирті й інших органічних розчинниках.

Поліформальдегід (поліоксиметилен) за хімічною природою належить до простих поліефірів. У промисловому масштабі з 1959 р. його одержують полімеризацією формальдегіду, використовуючи водяний розчин (формалін). Схематично реакція може бути подана в такому вигляді:

п CH ₂ O …-CH ₂ – O – CH ₂ – O – CH ₂ – O …

Поліформальдегід є термопластичним полімером із високим ступенем кристалічності. Його макромолекули містять до тисячі і більш ланок вихідного мономера. На кінцях цих ланцюгів утворюються гідроксильні групи, що обумовлюють нестабільність поліформальдегіду: при нагріванні вже до 90—100°С починається його термічна деструкція з виділенням мономера — формальдегіду. Тому технологічний процес виробництва поліформальдегіду обов'язково включає стадію його стабілізації, що зводиться до блокування (етерифікації) кінцевих гідроксильних груп і введення антиоксидантів, що запобігають термоокислювальну деструкцію, а також речовин (сечовина й ін.), які поглинають маломірний формальдегід.

Стабілізований поліформальдегід без розкладання витримує нагрівання (до 250Х) при його переробці у вироби (литтям під тиском, екструзією та ін.). Робоча температура експлуатації виробів із нього допускається до 120°С. При температурі близько 150°С він починає розм'якшуватися, а при 175—180°С — плавитися.

Його випускають у вигляді білого порошку, при плавлінні якого одержують непрозорий матеріал кольору слонової кістки з високою термостійкістю, гарними механічними властивостями, малим коефіцієнтом тертя, великою ударною тривкістю і зносостійкістю.

6. Пластичні маси на основі поліконденсаційних смол, їх ідентифікаційні ознаки.

У процесі поліконденсації молекул однакових або неоднакових вихідних речовин виділяються побічні продукти реакції (звичайно Н₂0, НС1). Основний продукт, що утворився під час реакції, відрізняється за елементарним складом від вихідних речовин. Найбільш поширеними поліконденсійними смолами є фенолальдегідні, аміноальдегідні, поліамідні і поліефірні. Менш поширені епоксидні, поліуретанові і кремнійорганічні смоли.

Фенолформальдегідні смоли і пластмаси. Фенолформальдегідні смоли одержують при конденсації фенолів з альдегідами. Пластмаси на основі цих смол називають фенопластами. їхню розробку зв'язують за рубежем з ім'ям ученого Бакеланда (на його пошану один із видів розроблених ним у 1905 р. фенольних смол назвали бакелітом), а в колишньому СРСР — з ім'ям проф. Г.С. Петрова, який створив в 1912—1914 рр. литу фенолформальдегідну пластмасу — карболіт.

З фенолформальдегідних смол найбільше значення мають смоли на основі фенолу і формальдегіду. Ці перші синтетичні смоли дотепер становлять істотну частку (близько 6%) у світовому виробництві синтетичних смол і пластмас. Основною сировиною для них служать феноли, одержувані при переробці кам'яновугільної смоли.

Фенол являє собою безбарвні кристали з характерним запахом і температурою плавлення близько 41°С. Він має кислотні властивості, тому його іноді називають карболовою кислотою. Під дією світла і кисню повітря відбувається часткове окислювання фенолу, унаслідок чого кристали набувають червонуватого кольору. Ця особливість характерна для усіх фенолів і обумовлює поступове потемніння на повітрі усіх фенолальдегідних смол і пластмас на їхній основі, оскільки в них завжди є невелика кількість вільного фенолу.

Формальдегід (мурашиний альдегід) являє собою газоподібну речовину, одержувану окислюванням метилового (деревного) спирту. Останній виділяють із природних газів і продуктів сухої перегонки деревини. При одержанні смол формальдегід застосовують у вигляді водяного розчину (приблизно 40%-ної концентрації), названого формаліном.

Фенол може вступати у взаємодію з формальдегідом за участю одного, двох або трьох активних воднів кожної молекули (у двох, орто- і одному параположенні стосовно фенольного гідроксилу), позначених у формулі зірочкою.

У процесі реакції спочатку утворюються метилольні похідні фенолу, що взаємодіють потім один з одним і з активними воднями бензольних кілець із виділенням води і з поступовим утворенням високомолекулярних з'єднань (полімерів). Початок реакції поліконденсації відповідає такій схемі:

При взаємодії двох активних центрів кожної молекули фенолу з формальдегідом утворюються лінійні продукти конденсації, а при трьохфункціональній взаємодії — розгалужені і тривимірні (із просторовою структурою). Характер взаємодії залежить від кількісного співвідношення фенолу та формальдегіду і від типу каталізатора, застосовуваного при поліконденсації. У залежності від цих умов утворюються 2 типи фенолформальдегідної смоли: при надлишку фенолу — новолачні (ідитольні) і при надлишку формальдегіду - резольні (бакелітові) смоли.

Новолачні смоли мають лінійну будову (8—10 фенольних ланок).

Вони термопластичні і можуть багаторазово плавитися і знову затвердівати при охолодженні. Вони добре розчиняються в спирті й ацетоні. їх можна розчинити також у водяних лужних розчинах. Новолачні смоли застосовують для виготовлення пресувальних матеріалів, спиртових так званих ідитольних лаків і палітур, а також у якості сполучних абразивних інструментів (кіл, брусків) тощо.

Бензольні ядра новолачної смоли мають ще реакційноспроможні центри (у крайніх бензольних ядер — по два центри), які можуть взаємодіяти з формальдегідом. Тому при додаванні до новолачної смоли формальдегіду (у вигляді формаліну або уротропіну) вона перетворюється в резольну смолу. У новолачних пресувальних порошках уротропін виконує роль затверджувача пластмаси.

Резольні смоли одержують при взаємодії фенолів із надлишком формальдегіду при присутності каталізаторів переважно основного характеру (аміачна вода, ИаОН та ін.). Шматки смоли зовні нагадують каніфоль. На відміну від новолачних резольні смоли без додавання затверджувачів спроможні переходити в неплавкий і нерозчинний стан, набуваючи сітчасту (просторову) структуру. При нагріванні цей перехід відбувається швидко, а при звичайних температурах —повільніше.

Резольна фенолформальдегідна смола в початковій стадії конденсації А має лінійну і розгалужену структуру і називається резолом У цій стадії вона розчинна в спирті й ацетоні і при нагріванні спроможна плавитися, але унаслідок своєї термореактивності переходить при цьому послідовно в стадію В (резитол), а потім у кінцеву стадію С (резит). Резольна смола в стадії С є нерозчинним і неплавким твердим тілом із високою вологостійкістю, хімічною стійкістю й, порівняно з новолачними смолами, володіє дещо кращими діелектричними властивостями:

У проміжній стадії конденсації резольна смола може розм'якшу­ватися і витягатися в довгі нитки, а також набухати в розчинниках (спирті, ацетоні), оскільки просторова сітка смоли ще досить рідка.

Резольні смоли широко застосовують у виробництві пресувальних матеріалів (прес-порошків і шаруватих пластмас), а також для одержання литих резитів, бакелітових лаків і синтетичних клеїв.

Всі фенопласти виробляють переважно у вигляді пресувальних матеріалів, які являють собою композиції новолачної або резольної смоли переважно з порошкоподібними, волокнистими і шаруватими наповнювачами. Прес-порошки являють собою суміші фенолфор-мальдегідних смол з органічними і мінеральними наповнювачами (деревною мукою, тальком, коаліном, кварцовою, коксовою і слюдяною мукою й ін.) із додаванням речовин, які допомагають затвердіванню (до новолачних смол), а також змащують і офарблюють. У прес-порошках із деревним наповнювачем утримання фенолформальдегідної смоли становить 60—50 %, а деревної муки — 40—50%.

Переробка прес-порошків у пластмасові вироби методом гарячого пресування заснована на формуванні їх у пластичному стані (при нагріванні до 160—180°С). При цьому зв'язувальна речовина (смола) переходить у неплавкий і нерозчинний стан (із стадії А в стадію С), відбувається необоротне затвердіння пластмаси.

З прес-порошків виготовляють багато предметів вжитку, канцелярські і культурно-побутові приналежності, а також велику кількість всіляких технічних виробів або окремих деталей. На основі резольних смол виробляють волокнисті і шаруваті прес-матеріали, застосовуючи волокнисті і шаруваті наповнювачі (волокна, папір, тканини).

Вироби з фенопластів мають гарну вологостійкість, масло- і бензостійкість та достатньо високу стійкість до дії кислот й інших хімічних реагентів. Однак вони недостатньо стійки до дії лугів і концентрованих кислот; шаруваті і волокнисті фенопласти відрізняються також підвищеною механічною тривкістю.

Фенопласти мають високу теплостійкість і гарні діелектричні властивості. Цим обумовлене їхнє використання при виготовленні корпусів електроустановчої арматури. Без істотних змін вони витримують тривалі впливи при температурі 125°С і короткочасні — до 170°С. При цьому вони не розм'якшуються і не горять. Лише при нагріванні вище 250°С вони поступово починають обвуглюватися. Вироби з фенопластів майже несхильні до старіння та стійкі до дії цвілей, оскільки фенол і формальдегід мають фунгіцидні властивості Для усунення крихкості виробів із фенопластів іноді новолачні смоли модифікують нітрильним каучуком, полівінілхлоридом і поліамідними смолами.

При тривалому зіткненні особливо з гарячою водою вироби з фенопластів виділяють деяку кількість фенолу і формальдегіду. Тому фенопласти не можуть застосовуватися для виготовлення харчового посуду.

Серйозними недоліками фенолформальдегідних пластмас є також їхня слабка світлостійкість і запах, що пов'язано з утриманням у них деякої кількості вільного фенолу. Окислюючись на повітрі, феноли утворюють пофарбовані з'єднання. Внаслідок цього природний жовтуватий і ясно-коричневий кольори фенопластів переходять у плямистий червоно-коричневий. Такий же недолік у лакових плівок на основі фенолформальдегідних смол. У зв'язку з цим вироби з фенопластів звичайно офарблюються в коричневий і чорний кольори.

Аміноформальдегідні смоли і пластмаси. Найбільш відомі аміноформальдегідні смоли одержують у процесі поліконденсації сечовини і меламіну з формальдегідом. Пластмаси на їхній основі називають амінопластами.

Сечовина (карбамід) — СО(МН₂)₂ — за хімічною природою є амідом вугільної кислоти і одержується у вигляді безкольорових кристалів при взаємодії аміаку з вуглексилотою; сечовинофор-мальдегідні смоли і пластмаси часто називають карбамідними.

Меламін — (СИ—МН₂)₃— триамід ціанурової кислоти є сильною основою і являє собою кристалічний порошок білого кольору.

Пластмаси на основі меламіноформальдегідної смоли називають мелалітом. Взаємодія з'єднань, які містять аміни, із формальдегідом у відповідних умовах відбувається за рахунок водню аміногруп і кисню формальдегіду (із виділенням води). Далі в процесі поліконденсації (сечовини або меламіну) із надлишком формальдегіду утворюються термореактивні смоли, спроможні затвердівати, тобто набувати тривимірної структури. У початковій стадії поліконденсації вони мають лінійну будову, тому розчиняються навіть у воді й утворюють сиропоподібні розчини.

При нагріванні при спеціальних каталізаторах (щавелева кислота й ін.) і при кімнатній температурі сечовино- і меламіноформаль-дегідні смоли поступово набувають тривимірної структури, після чого стають неплавкими і нерозчинними продуктами, подібними резиту. Вони мають значну твердість, високу теплостійкість і гарну вологостійкість. Показники цих властивостей завжди вище у меламіноформальдегідних і нижче — у сечовиноформальдегідних смол. Меламін має більше реакцієспроможних груп, ніж сечовина, тому смоли на його основі затвердівають швидше й утворюють тривимірну структуру з більш частою сіткою поперечних зв'язків, що забезпечує відповідно до цього більш високу їх теплостійкість і вологостійкість, порівняно з сечовиноформальдегідними смолами. Останні містять більш вільного (незв'язаного) формальдегіду, ніж меламіноформальдегідні смоли.

На основі сечовино — і меламіноформальдегідних смол виготов­ляють пресовочні порошки, шаруваті матеріали, пінопласти, клеї і лаки. Наповнювачами пресовочних порошків звичайно служать сульфітна целюлоза, бавовняні вичіси, деревна мука, азбест. Технологічна переробка амінопластів у вироби аналогічна переробці фенолальдегідних пластмас і здійснюється методом гарячого пресування.

Пресс-порошки на основі сечовино- і меламіноформальдегідних смол застосовують для виготовлення різних виробів народного вжитку (посудо-господарських, галантерейних, культтоварів та ін.). Всі вони звичайно світлих і яскравих тонів. Цьому сприяє безбарвність і прозорість сечовино- і меламіноформальдегідних смол. У залежності від утримання барвників, пігментів і наповнювачів утворюються дещо просвічувані (при малій товщині стінок) або зовсім непрозорі вироби. Білі вироби, які не просвічуються, з амінопластів виробляють із застосуванням білих мінеральних пігментів (літопону, сірчанокислого барію). У прес-порошки для виробів яскравих кольорів, крім літопону, добавляють відповідні органічні барвники.

Сечовино- і меламіноформальдегідні смоли широко застосовують для виготовлення різноманітних шаруватих пластмас на основі паперу, тканин, деревного шпону і для виробництва деревно-струж-кових плит, поропласта (міпори).

Водяні сиропоподібні розчини сечовино- і меламіноформальдегідних смол (у початковій стадії конденсації) застосовують у якості клеїв, просочок і лаків. Вони мають властивість після введення спеціальних добавок (щавлевої кислоти й ін.) затверджуватись при кімнатній температурі, тому їх застосовують у якості клеїв холодного затвердівання, особливо в деревообробній і меблевій промисловості. У текстильній промисловості поширене використання водяних розчинів сечовиноформальдегідних смол для зниження зминання тканин. Зокрема, вони входять до складу препаратів метазин і карбомол.

Вироби з амінопластів мають велику твердість, досить високу теплостійкість і механічну тривкість. Вони стійкі до дії води, слабких кислот і лугів, нафтопродуктів (бензину, гасу, мастильних масел) і розчинників (спирту, ацетону, бензолу й ін.). Вони стійкі до дії цвілевих грибів, оскільки формальдегід є фунгіцидом. Менш стійкі амінопласти до дії сильних кислот і лугів, що викликають їхню руйнацію.

Істотна відмінність амінопластів від фенопластів складається в безбарвності і світлостійкості, а також у відсутності запаху і меншого виділення при дії води шкідливих речовин. Ці властивості обумовлюють можливість застосування мелаліту й у тих випадках, у яких фенопласти не можуть бути застосовані (для харчового посуду, але не для гарячої їжі).

Пластмаси на основі сечовиноформальдегідних смол мають дещо нижчі показники водостійкості і теплостійкості порівняно з амінопластами на основі меламіноформальдегідних смол. При короткочасному впливі тепла перші витримують температуру до 120°С, а другі — до 160°С. В умовах дуже тривалого впливу тепла вироби з амінопластів на основі сечовиноформаль-дегідних смол рекомендується використовувати при температурі не вище 75°С, а на основі меламіноформальдегідних смол — до 100—120°С. Введення в пресс-порошки мінеральних наповнювачів дозволяє використовувати вироби при дещо більш високих температурах. Амінопласти не горять, але при температурах вище 200°С термічно деструктуються і поступово обвуглюються, виділяючи продукти розпаду у вигляді аміаку, амінів, формальдегіду й ін.

Амінопласти застосовують для виготовлення не тільки багатьох посудо-господарських, галантерейних і культурно-побутових виробів, але також для деталей електроосвітлювального устаткування (ковпаки й абажури для ламп, ролики, кнопки, корпуси штепселів і вимикачів), радіотелевізійної і телефонної апаратури (корпуси приймачів, трубки й ін.) і для електротехнічних деталей із високою лугостійкістю (прилади запалювання, вимикачі, деталі для телефонів). Це обумовлено гарними діелектричними властивостями і дугостійкістю амінопластів.

Поліаміди. Поліамідами називають гетероланцюгові лінійні полімери, у яких окремі ланки ланцюгів пов'язані між собою амідним (пептидним) зв'язком (—СО—N4—). Вони утворюються переважно при поліконденсації аліфатичних двоосновних кислот і діамінів в присутності каталізаторів і стабілізаторів:

Вихідною сировиною для одержання поліамідних смол служать капролактам, адипінова кислота і гексаметилендіамін, що являють собою білі кристалічні порошки, які виготовляють переважно з фенолу. Регулювання молекулярної ваги одержуваних поліамідів здійснюється зміною часу і температури реакції, а також додаванням відповідних стабілізаторів (спирти, аміни, оцтова кислота). Приєд­нуючись до реакційно-спроможних кінцевих груп ланцюга, що росте, вони блокують їх і таким способом припиняють подальший ріст макромолекул. Залежно від кількості стабілізатора (регулятора) можна одержувати полімери з визначеним ступенем поліконденсації. Введення стабілізаторів покращує стійкість поліамідів до впливу світла і деяких хімічних реагентів.

З двоосновних кислот і діамінів одержують поліамідні смоли, які використовують для виробництва волокон типу анід (нейлон), а з амінокислот і їхніх лактамів — смоли типу капрону. З капролактаму синтезують капронову смолу для волокон і пластмас (капрон) і для монолітних блоків (капролон). Капролон переробляють механічною обробкою у великогабаритні вироби Поліаміди термопластичні. Вони являють собою тверді рогоподібні продукти білого або світло-коричневого кольору з мікрокристалічною структурою і температурою плавлення 180— 230°С. Порівняно з іншими синтетичними смолами вони мають відносно високе водопоглинання (до 12%), що пов'язано з наяв­ністю гідрофільних груп у їхніх молекулах, здебільшого амідних груп. Чим частіше вони розташовуються в ланцюгах поліамідів (чим менше вуглецевих атомів у молекулах вихідної сировини), тим вище, як правило, температура плавлення і вологопоглинання полімеру. Волокна з поліаміду — 6 (капрону) мають гігроскопічність 4,3% (при відносній вологості повітря 65%) і температуру плавлення 223°С.

йному виробництві.

З поліамідів виробляють литтям підтиском віконні петлі, крани для раковин, лійки, дорожні складані вішалки, одежні кнопки, ґудзики, застіб-ки "блискавки", масажні головні щітки, намисто, фігурні каблуки для жіно-чого модельного взуття і т.п. їх застосовують також для виготовлення труб, стрижнів, стрічок, ізоляційної оболонки, кабелів, підшипників, без-шумних шестерен та ін. Маючи малий коефіцієнт тертя і високу зносо-стійкість, вони забезпечують часто більш тривалу роботу тертьових деталей багатьох машин, причому з невеличкою змазкою або зовсім без неї.

Поліефіри. Поліефірами називають поліефірні смоли, одержувані поліконденсацією багатоатомних спиртів із багатооснов-ними кислотами або їх ангідрідами. За хімічною природою вони є полімерними складними ефірами, а тому й одержали назву поліефірів. З багатоатомних спиртів найбільш практичне застосування для виробництва поліефірних смол мають етіленгліколь, гліцерин і пентаеритрит. Серед багатоосновних кислот найважливіше значення для виробництва поліефірних смол мають фталева кислота і її ангідрид, телефталева кислота, малеінова кислота і її ангідрид. Використовують також діхлорангідриди фталевих кислот.

Найважливіше значення як пластмаси мають термопластичні поліефіри з лінійною структурою, які одержують з двох основних кислот і двохатомних спиртів (і фенолів): поліетилентерефталат і полікарбонати. Стосовно низькомолекулярних поліефирні смоли лінійної будови, одержувані у вигляді грузьких рідин і воскоподібних речовин, широко використовують як пластифікатори полівінілхлориду і нітроцеллюлози.

При взаємодії двох основних кислот і їх ангідридів із трьох- та чотирьохатомними спиртами утворюються як лінійні, так і просторові полімери. Вони термореактивні і при нагріванні можуть затверджуватися, переходячи в неплавкий і нерозчинний стан. До них належать значно поширені алкідні смоли (гліфталеві і пентафталеві). Крім цих поліефірних смол важливе значення мають ненасичені поліефіри

Поліетилентерефталат. Поліетилентерефталат утворюється при взаємодії терефталевої кислоти або її метилового ефіру з

Етиленгліколем.Він являє собою твердий полімер білого або світло-кремового кольору з лінійною структурою, високим ступенем кристалічності і температурою плавлення близько 260°С. При швидкому охолодженні розплаву з нього одержують прозорі плівки.

Поліетилентерефталатна смола в нашій країні називається лавсаном (у США — декроном, в Англії — теріленом). Методом екструзії розплаву смоли з неї одержують волокна і плівки, які широко застосовуються у виробництві товарів народного споживання.

Поліетилентерефталат не розчиняється в звичайних органічних розчинниках, стійкий до дії води, жирів, мінеральних масел і багатьох органічних кислот, а також концентрованої соляної кислоти, але поступово руйнується від дії азотної і сірчаної кислот. Матеріали (волокна і плівки) із поліетилентерефталату (лавсану) під дією гарячої води не втрачають тривкості і форми. Вони використовуються, наприклад, у виробництві тканин із застосуванням лавсанового волокна, які не мнуться та стійкі до дії мікроорганізмів. Завдяки сильній міжмолекулярній взаємодії й орієнтаційному витягуванню волокна і плівки мають високу механічну тривкість. За властивостями лавсанові волокна подібні до вовни, проте перевершують вовну за стійкістю до стирання. Як і плівки, вони потребують термофіксації для запобігання їхньої усадки і зміни властивостей у процесі термічних впливів при експлуатації виробів. Рівноважна вологість лавсанових волокон (при відносній вологості повітря 65%) становить 0,4—0,5 %.

Полікарбонати. Полікарбонати — лінійні поліефіри, полімерні ланцюги яких побудовані переважно із залишків ароматичних з'єднань арилів, тому їх зараховують до класу полімерів, які називаються поліарилатами. Ароматичні ланки в макромолекулах поліакрилатів обумовлюють сильну міжмолекулярну взаємодію їхніх ланцюгів, високу механічну тривкість, а також термічну і хімічну стійкість цих полімерів. Деякі з них мають температуру плавлення вище 300°С.

Для виробництва товарів народного споживання найбільш значущі полікарбонати, які мають (Р) свою назву завдяки тому, що ароматні ланки в їхніх ланцюгах пов'язані карбонатним зв'язкомі за хімічною будовою їх можна розглядати як складні ефіри вугільної кислоти й ароматних діоксиз'єднань. У промисловому масштабі їх одержують при взаємодії діоксидіфенілпропану і фосгену. Діоксидіфенілпропан у вигляді білого кристалічного порошку одержують конденсацією фенолу з ацетоном. Полікарбонати мають переважно аморфну структуру. Ступінь їхньої кристалічності невеликий. Після плавлення й охолодження вони перетворюються в безбарвні прозорі тверді речовини з високою теплостійкістю і винятково великою ударною міцністю. І хоча вони термопластичні, але розм'якшуються лише при температурі вище 150°С, а деякі види полікарбонатів — тільки при ЗООХ. Вони стійкі до дії води, розведених кислот і лугів, окислювачів, аліфатичних вуглеводнів, жирів і мінеральних масел, стійкі до старіння й атмосферних впливів. Багато органічних розчинників (спирти, ацетон та ін.) викликають набрякання полікарбонатів, а хлоровані вуглеводні (хлорбензол, дихлоретан та ін.) розчиняють їх.

Під дією сильних лугів полікарбонати руйнуються. Полікарбонати мають гарні механічні і діелектричні властивості і високу стійкість до старіння не тільки в звичайних умовах, але і при підвищеній температурі, а також у киплячій воді. У той же час деталі з цього полімеру відрізняються великою стабільністю розмірів, не деформуються і зберігають гнучкість (плівки) при низьких температурах (—75°С). Полікарбонати починають горіти лише при високих температурах і можуть само гаситися Завдяки цим властивостям полікарбонати стають одним із найважливіших і перспективних видів полімерів для виготовлення товарів народного споживання. Вони придатні для виготовлення корпусів радіоприймачів й іншої апаратури, футлярів для інструментів, шестерен, болтів і гайок, фото- і кіноплівки, багатьох деталей холодильників, магнітофонів, обчислювальних машин, а також труб, кранів, насосів, волокон і т.д. Висока теплостійкість і гарні оптичні властивості дозволяють застосовувати полікарбонати у світлотехніці (світильники і т.п.).

Полікарбонати не мають запаху і смаку, нечутливі до ударів, а тому дуже зручні при виготовленні тари для перевезення харчових продуктів. З них виготовляють також посуд для гарячої їжі, оскільки вони не виділяють шкідливих речовин. Плівкові матеріали з полікарбонатів прозорі, тривкі, стійкі до багаторазових вигинів, що дозволяє використовувати їх у якості матеріалів для упаковки. У них низька паро- і газопроникність. Вони мало змінюють свої властивості в межах температури від — 70°С до +140°С, тобто морозо- і теплостійкі.

Переробка полікарбонатів у вироби може здійснюватися усіма видами пластичної деформації, у тому числі і найбільш прогресивним методом — литтям під тиском (при 260—300°С). Полікарбонати, які випускаються промисловістю окремих країн, мають різні назви: в Україні — дифлон, у США — лексен, у Германії — макралон.

Алкідні смоли (алкіди). Алкідними смолами називають продукти поліконденсації фталевої кислоти (або її ангідриду) із багатоатомними спиртами. У процесі одержання їх хімічно модифікують рослинними оліями або ненасиченими жирними кислотами. За участю гліцерину і фталевого ангідриду одержують гліфталеві, а з пентаеритритом і фталевим ангідридом — пентафталеві смоли.

Алкідні смоли термореактивні і при нагріванні поступово переходять у нерозчинний і неплавкий стан через стадії, аналогічні стадіям А, В і Сфенолоформальдегідних смол. Однак затверднення їх потребує тривалого часу, що утрудняє їхнє застосування для пластмас. Загалом вони використовуються у виробництві лаків і фарб.

Ненасичені поліефіри. Ненасичені поліефірні смоли одержують за реакцією поліконденсації багатоатомних спиртів (гликоля, гліцерину) із ненасиченими двохосновними кислотами (малеїновою, метакриловою) або їхніми ангідридами (малеїновим ангідридом). Відповідно до використаної вихідної сировини їх називають поліефірмалеінатами і поліефіракрилатами. Вони використовуються у виробництві литої ізоляції, меблевих лаків і особливо склопластиків.

У процесі поліконденсації одержують грузлі або тверді ненасичені поліефіри лінійної структури, що містять у залишках нена-сичених кислот подвійні зв'язки. Завдяки цьому при додаванні мономерів (стиролу або метилметакрилату) відбувається процес сополімеризації і лінійні поліефіри перетворюються в полімери тривимірної структури.

Затверділі ненасичені поліефіри прозорі, стійкі до дії води, багатьох кислот (крім азотної), розчинів солей, спирту, хитливі до дії лугів і гарячих кислот. Вони розчиняються в ацетоні і хлорованих вуглеводнях. Застосування їх при підвищеній температурі (без деформації) припустимо до 75—80°С.

Склопластики на основі ненасичених поліефірів застосовують для виготовлення корпусів автомобілів, човнів і суден, а також у будівництві для виготовлення стін, перегородок, рам, дверей, дахів, раковин та ванн.

Епоксидні смоли (поліепоксиди). Епоксидні смоли являють собою рідкі або тверді полімерні з'єднання, що одержують з речовин, які містять у своїх молекулах епоксидну групу. Використовують реакцію взаємодії епіхлоргідриду з багатоатомними фенолами (із діоксидіфенілпропаном) в присутності лугу.

Замість двохатомних фенолів використовують також новолаки і резоли з невисоким ступенем поліконденсації.

Макромолекули утворених епоксидних смол, мають лінійну будову і включають велике число гідроксильних і кінцевих епоксидних груп.

Поліуретанові смоли.

Поліуретанові смоли характеризуються наявністю в макромолекулах так званого уретанового угруповання. За будовою і властивостями вони близькі до поліефірів і поліамідів.

Лінійні поліуретани одержують при взаємодії діізоціанатів із багатоатомними спиртами або діамінами.

Шляхом взаємодії термопластичних поліефірів, які містять гідроксил, із діізоціанатами одержують поліефіруретанові смоли, що вико рис-товуються для виготовлення шкіро- і каучукоподібних матеріалів (штучних шкір та ін.), а також легких і еластичних пінопо-ропластів, наприклад пінополіуретану (поролону). Пориста структура створюється за рахунок вспінювання при виділенні вуглекислого газу, що утворюється при взаємодії ізоціанатів із водою. Еластичний пінополіуретан використовується у виробництві меблів, одягу й ін. Жорсткий пінополіуретан має зшиту структуру і використовується як тепло- і звукоізоляційний матеріал.

Кремнійорганічні смоли. Кремнійорганічні смоли належать до класу елементоорганічних високомолекулярних з'єднань. їхні головні ланцюги містять поряд з іншими елементами атоми кремнію. За структурою ці з'єднання аналогічні типовим органічним синтетичним смолам, але подібні також із силікатами — неорганічними речовинами. Це обумовлює одну з найважливіших особливостей кремнійорганічних смол — їхню високу теплостійкість. У макромолекулах кремнійорганічних смол головні ланцюги побудовані з кремнію і кисню, з'єднаних між собою силоксановим зв'язком, а бічні ланцюги являють собою звичайні вуглеводородні радикали.

Кремнійорганічні смоли мають ланцюгоподібну або сітчасту будову, тому можна одержувати як термопластичні, так і термореактивні продукти. Вихідною сировиною для їхнього виробництва найчастіше є чотирьоххлористий кремній і ефіри ортокремнієвої кислоти, наприклад етиловий ефір ортокремнієвої кислоти.

7. Вплив властивостей пластмас на їх застосування для виготовлення товарів.*

Ацетилцелюлоза вигідно відрізняється від нітроцелюлози високою світлостійкістю, важкою займистістю і майже повною негорючістю. Внаслідок цього ацетилцелюлозні (із триацетату) плівки застосовують замість вогненебезпечних нітроцелюлозних плівок, хоча останні і більш водостійкі.

Переробка поліетилену (порошків і гранул) у готові формовані вироби, листи і плівки, труби, волокна і нитки здійснюється литтям під тиском і екструзією при температурі близько 200°С і високому тискові. Як один із кращих у високочастотній техніці сучасних діелектриків, поліетилен широко застосовують у електро- і радіотехніці, зокрема для ізоляції електричних проводів і кабелів.

Листи і плівки виготовляють переважно з поліетилену ВТ. Вони негігроскопічні, стійкі до хімічних реагентів і не виділяють шкідливих речовин, тому їх з успіхом застосовують для упаковування фармацевтичних препаратів і харчових продуктів. Випуск виробів, що контактують із харчовими продуктами, дозволений лише відкритої конструкції. У виробах закритої конструкції (фляги, бідони) тривалий час зберігається запах продуктів окислювання поліетилену.

Поліпропілен подібний до поліетилену за зовнішнім виглядом і багатьма іншими властивостями (хімічними, діелектричними), відрізняється від нього здебільшого підвищеною жорсткістю, більшою механічною тривкістю і більш високою теплостійкістю. Температура плавлення його в залежності від розміру молекулярної маси знаходиться в межах 160—170°С.

Сополімери стиролу легко переробляються литтям під тиском, екструзією та іншими методами. З СН, МС і АБС виготовляють корпуси приладів, телефонних апаратів, фотоапаратів, радіоприймачів і магнітофонів, авторучок, автоолівців. Вони застосовуються звичайно пофарбованими. Сополімери МС і АБС за прозорістю та безбарвністю аналогічні поліметилметакрилату і легко забарвлюються. З них виготовляють деталі автомобіля (деталі спідометра, стрілки, шкали, фірмові знаки, підфарники, козирки й ін.), приладові щітки, вартові стрілки, канцелярські приналежності (лінійки, лекала), галантерейні товари, деталі санітарно-технічного устаткування, меблів та ін.

Фізико-механічні властивості виробів із поліметилметакрилату мало змінюються під дією світла і кисню повітря. Проте значний коефіцієнт лінійного розширення при малій теплопровідності поліметилмета-крилату обумовлює можливість появи багатьох дрібних тріщин на поверхні виробів із нього. Відображаючи і розсіюючи світло, ці тріщини обумовлюють помутніння ("сріблення") поверхні. Крім того, унаслідок недостатньої поверхневої твердості вироби з поліметилметакрилату порівняно легко дряпаються і стають менш прозорими (мутнуватими).

Поліформальдегід стійкий до аліфатичних, аромат вуглеводнів, що містять галоген, спиртів і ефірів і перевершує в цьому відношенні поліетилен. Він має відносно високу хімічну стійкість і руйнується при дії лише сильних кислот і основ (лугів). Його вважають дуже перспективним конструкційним матеріалом для багатьох побутових машин і приладів, а також для виготовлення небиткого посуду, тари й інших виробів (дверних ручок, гребінців, мильниць, корпусів авторучок, ручок ножів та ін.). З поліформальдегіду виробляють також високотривкі плівки і волокно, які спроможні добре забарвлюватися

Фенопласти мають високу теплостійкість і гарні діелектричні властивості. Цим обумовлене їхнє використання при виготовленні корпусів електроустановчої арматури. Без істотних змін вони витримують тривалі впливи при температурі 125°С і короткочасні — до 170°С. При цьому вони не розм'якшуються і не горять. Лише при нагріванні вище 250°С вони поступово починають обвуглюватися. Вироби з фенопластів майже несхильні до старіння та стійкі до дії цвілей, оскільки фенол і формальдегід мають фунгіцидні властивості Для усунення крихкості виробів із фенопластів іноді новолачні смоли модифікують нітрильним каучуком, полівінілхлоридом і поліамідними смолами.

При тривалому зіткненні особливо з гарячою водою вироби з фенопластів виділяють деяку кількість фенолу і формальдегіду. Тому фенопласти не можуть застосовуватися для виготовлення харчового посуду.

Серйозними недоліками фенолформальдегідних пластмас є також їхня слабка світлостійкість і запах, що пов'язано з утриманням у них деякої кількості вільного фенолу. Окислюючись на повітрі, феноли утворюють пофарбовані з'єднання. Внаслідок цього природний жовтуватий і ясно-коричневий кольори фенопластів переходять у плямистий червоно-коричневий. Такий же недолік у лакових плівок на основі фенолформальдегідних смол. У зв'язку з цим вироби з фенопластів звичайно офарблюються в коричневий і чорний кольори.

Поглинаючи деяку кількість вологи, поліаміди залишаються стійкими до її дії. Діелектричні властивості їх при поглинанні вологи знижуються, але механічна тривкість майже не зменшується. Вони стійкі до дії жирів і нафтопродуктів, а також лугів, але чутливі до кислот, при дії яких гідролізуються (за місцем амідних зв'язків). Вони нерозчинні у бензині, бензолі й інших розчинниках, але добре розчиняються в гарячих мурашиній і оцтовій кислотах (концентро­ваних), а також у фенолах. Цінними властивостями поліамідів є їхня тривкість, стійкість до абразивного зносу і практична негорючість, а також їхнє незагнивання. Вони стійкі до дії цвілевих грибів.

До недоліків поліамідів зараховують їхню слабку стійкість до дії кисню повітря (при нагріванні) і окислюючих агентів, (азотної кислоти, перекису водню, розчинів перманганату), а також речовин, що відбілюють, виділяють вільний хлор. Всі ці речовини викликають відносно швидку деструкцію полімеру, діючи на амідні зв'язки макромолекул і руйнуючи їх. Поступове зниження механічної тривкості й еластичності волокон поліамідів, пов'язане з частковою деструкцією макромолекул (із зниженням молекулярної маси), спостерігається також при дії сонячного світла й особливо ультра­фіолетових променів. Введення стабілізаторів у полімер затримує процеси деструкції.

Поліамідні смоли легко витягуються в нитки і плівки, які мають високу механічну тривкість. Тому поліаміди у великій кількості йдуть на переробку в синтетичне волокно типу нейлону і капрону, які за зовнішнім виглядом нагадують шовк. Синтетичні волокна механічно більш тривкі, ніж природне волокно, що обумовлено високим ступенем орієнтації молекулярних ланцюгів уздовж їхньої осі. Волокна одержують із розплавлених поліамідних смол при температурі 260—270°С методом екструзії — продавлювання через вузькі отвори (філь'єри). З поліамідних волокон виготовляють панчохи й інші трикотажні вироби, тканини, нитки, шнури, канати, рибальські сітки, а також щетину, яку застосовують для платтяних щіток і у шве

Полікарбонати мають гарні механічні і діелектричні властивості і високу стійкість до старіння не тільки в звичайних умовах, але і при підвищеній температурі, а також у киплячій воді. У той же час деталі з цього полімеру відрізняються великою стабільністю розмірів, не деформуються і зберігають гнучкість (плівки) при низьких температурах (—75°С). Полікарбонати починають горіти лише при високих температурах і можуть само гаситися Завдяки цим властивостям полікарбонати стають одним із найважливіших і перспективних видів полімерів для виготовлення товарів народного споживання. Вони придатні для виготовлення корпусів радіоприймачів й іншої апаратури, футлярів для інструментів, шестерен, болтів і гайок, фото- і кіноплівки, багатьох деталей холодильників, магнітофонів, обчислювальних машин, а також труб, кранів, насосів, волокон і т.д. Висока теплостійкість і гарні оптичні властивості дозволяють застосовувати полікарбонати у світлотехніці (світильники і т.п.).

Полікарбонати не мають запаху і смаку, нечутливі до ударів, а тому дуже зручні при виготовленні тари для перевезення харчових продуктів. З них виготовляють також посуд для гарячої їжі, оскільки вони не виділяють шкідливих речовин. Плівкові матеріали з полікарбонатів прозорі, тривкі, стійкі до багаторазових вигинів, що дозволяє використовувати їх у якості матеріалів для упаковки. У них низька паро- і газопроникність. Вони мало змінюють свої властивості в межах температури від — 70°С до +140°С, тобто морозо- і теплостійкі.

Найважливіше значення як пластмаси мають термопластичні поліефіри з лінійною структурою, які одержують з двох основних кислот і двохатомних спиртів (і фенолів): поліетилентерефталат і полікарбонати. Стосовно низькомолекулярних поліефирні смоли лінійної будови, одержувані у вигляді грузьких рідин і воскоподібних речовин, широко використовують як пластифікатори полівінілхлориду і нітроцеллюлози.

При взаємодії двох основних кислот і їх ангідридів із трьох- та чотирьохатомними спиртами утворюються як лінійні, так і просторові полімери. Вони термореактивні і при нагріванні можуть затверджуватися, переходячи в неплавкий і нерозчинний стан. До них належать значно поширені алкідні смоли (гліфталеві і пентафталеві). Крім цих поліефірних смол важливе значення мають ненасичені поліефіри

Поліетилентерефталатні плівки завдяки їхній тривкості і прозорості застосовують як підкладки магнітних стрічок при записі звуку і зображення, кіно-, фото- і рентгенівської плівки. Плівки застосовують також для упаковування харчових продуктів, медикаментів і хімікатів.

Для виробництва товарів народного споживання найбільш значущі полікарбонати, які мають (Р) свою назву завдяки тому, що ароматні ланки в їхніх ланцюгах пов'язані карбонатним зв'язкомі за хімічною будовою їх можна розглядати як складні ефіри вугільної кислоти й ароматних діоксиз'єднань. У промисловому масштабі їх одержують при взаємодії діоксидіфенілпропану і фосгену. Діоксидіфенілпропан у вигляді білого кристалічного порошку одержують конденсацією фенолу з ацетоном. Полікарбонати мають переважно аморфну структуру. Ступінь їхньої кристалічності невелик

Немодифіковані гліфталеві і пентафталеві смоли розчиняються лише в спирті й ацетоні і не розчиняються в нафтових вуглеводня а в затвердненому стані плівки їхні крихкі. Тому для усунення зазначених недоліків виготовляють модифіковані алкідні смоли, тобто вводять в реакцію поліконденсації разом із фталевим ангідридом і гліцерином (або пентаеритритом) також рослинні олії або ненасичені жирні кислоти. Завдяки цьому утворюються поліефіри з кращою розчинністю в органічних розчинниках і гарній сумісності з іншими плівкоутворюючими речовинами. Це обумовлює застосування модифікованих алкідних смол для виготовлення лаків і емалей, які дають атмосферостійкі плівки і призначені для тривких зовнішніх покриттів, зокрема для покриттів автомобілів. Нешкідливість гліфталевих смол (гліфталей) у фізіологічному відношенні дозволяє використовувати лаки на їхній основі в харчовій промисловості, наприклад для лакування консервних банок та іншої харчової тари.

Ці групи завдяки своїй високій реакційній спроможності обумовлюють гарну адгезію поліепоксидів до різноманітних матеріалів і взаємодію з двохфункціональними з'єднаннями (діамінами й ін.) з утворенням зшивок ланцюгів. При цьому відбувається затвердіння смоли, яка одержує просто-рову (сітчасту) структуру. Затвердіння з діамінами, наприклад із гексамети-лендіаміном здійснюється при кімнатній температурі. При підвищеній тем-пературі затвердження здійснюють за допомогою дікарбонових кислот і їхніх ангідридів, багатоатомних спиртів, низькомолекулярних феноло- і аміноформальдегідних смол, поліамідів тощо.

На відміну від інших синтетичних смол епоксиди тверднуть без виділення побічних продуктів, що обумовлює їхню малу усадку (0,3—2%). Вироби на основі епоксидних смол можна одержувати вільним виливком у формі без застосування дорогого устаткування. У зв'язку з цим епоксидні смоли широко застосовують як електроізоляційні заливальні компаунди й у якості зв'язувального матеріалу для наповнених і армованих пластиків (особливо склопластиків). На скловолокнистий наповнювач смолу можна нано­сити простим поливом, пензлем або розбрискувачем.

У виробах затверділі епоксидні смоли тривкі, але не крихкі, стійкі до дії лугів; мийних засобів, окислювачів і до більшості неорганічних кислот, менш стійкі вони до впливу органічних кислот і деяких розчинників (кетонів і хлорованих вуглеводнів).

Завдяки високій вологостійкості, хімічній стійкості і винятковій адгезійній спроможності епоксидні смоли використовують для виго­товлення вологостійких і хімічно стійких лаків, клеїв універсального застосування, а також цементів, шпаклівок і т.п. Висока адгезійна спроможність епоксидних смол при з'єднанні металів іноді дозволяє заміняти паяння і зварювання. На основі грузьких епоксидних смол і металевих порошків виготовляють цементи (шпаклівки) для замазування дефектів у металевих деталях. Вироби і покриття на основі епоксидних смол характеризуються також високою механічною тривкістю, гарними діелектричними властивостями і теплостійкістю (до 120°С і вище).

Температура плавлення практично придатних поліуретанів лінійної бу-дови — близько 180°С. Застосування трьох- і чотирьохатомних спиртів дозволяє одержувати і термореактивні поліуретани із сітчастою струк-турою в затверділому стані. Таким чином, у залежності від вихідної сиро-вини можна одержувати як термопластичні, так і термореактивні поліу-ретани, причому тверді, м'які і еластичні. Вони мають достатньо гарну стійкість до дії кислот і лугів, а також до атмосферних впливів, підвищення та зниження температури. їх застосовують у якості пластмас, а також як плівкоут-ворювальних речовин для лаків. При виготовленні преси і литтєвих пластмас поліуретанові смоли використовують як у чистому вигляді, так і з наповнювача-ми. Методом екструзії з них можна одержувати труби, шланги, пластини, волокна.

Дата добавления: 2015-09-06