Пластические массы - это материалы на основе преимущественно органических полимеров; при повышенных температурах и давлении в процессе переработки в изделия они легко воспринимают любую форму и затем устойчиво ее сохраняют в обычных условиях.
Состав пластмасс. В состав пластмасс входят следующие составные части: связующее вещество, наполнители, пластификаторы, красящие вещества, стабилизаторы.
Основной составной частью, без которой пластмассы не могут существовать, является полимерное связующее вещество. Оно как бы связывает в единое целое другие составные части пластмассы (если они в нее вводятся). Такие пластмассы, как полиэтилен, полистирол, практически состоят лишь из связующего (смолы, полимера).
Наполнители вводят в состав пластмасс для их удешевления, а также для придания им ценных свойств - механической прочности, теплостойкости, химической стойкости. Так, использование в фенолформальдегидной пластмассе стекловолокна позволяет повысить прочность на удар в 100 раз. Содержание наполнителя часто достигает 50-70% от веса всей пластмассы. Наполнителями служат преимущественно порошкообразные органические (древесная мука, целлюлоза) и минеральные вещества (слюда, асбест и пр.). В листовых слоистых пластмассах наполнителями служат листы бумаги, ткани и др.
Пластификаторы вводят для снижения жесткости и повышения морозостойкости пластмасс. Эти компоненты представляют собой в большинстве маслообразные жидкости с высокой температурой кипения - сложные эфиры фосфорной и фталевой кислот (дибутилфталат и пр.). Механизм действия пластификаторов заключается в том, что их молекулы раздвигают цепи или пачки цепей полимера и тем самым ослабляют межмолекулярное взаимодействие.
Стабилизаторы - это органические вещества, которые задерживают старение полимеров, т. е. постепенное ухудшение свойств в результате действия солнечных лучей, кислорода воздуха и др. Процесс разрушения полимера часто выражается в распаде цепи молекул на отдельные «осколки», которые называются свободными радикалами. Постепенное накопление радикалов ускоряет разрушение полимеров. Действие стабилизаторов сводится к уничтожению свободных радикалов.
Красящие вещества - это органические красители и минеральные пигменты, используемые для придания окраски полимеру.
Нужно учесть, что присутствие всех перечисленных компонентов не обязательно в каждой пластмассе. Например, полистирол, полиэтилен не содержат наполнителя и пластификатора, а поливинилхлоридный пластикат и целлулоид могут включать все описанные компоненты, за исключением (иногда) наполнителей.
Классификация пластмасс. Пластические массы по виду полимера делятся на две основные группы: 1) пластмассы на основе синтетических полимеров, включающие две подгруппы: а) на основе полимеризационных и б) на основе поликонденсационных полимеров, и 2) пластмассы на основе видоизмененных природных полимеров.
По отношению к нагреванию пластические массы делят на две группы: термореактивные (реактопласты) и термопластичные (термопласты). Термопласты, обладая способностью многократно размягчаться, могут перерабатываться в изделия более разнообразными методами, чем реактопласты. Кроме того, образующиеся при переработке термопластов отходы можно подвергать вторичной переработке, чего нельзя сказать о реактопластах. В связи с этим производство термопластичных пластмасс более перспективно. Они более перспективны и по наличию доступного сырья для полимеризационных смол (нефтяные и природные газы).
По жесткости пластики делят на жесткие (фенопласты, аминопласты, полистирол), полужесткие (полипропилен, полиэтилен низкого давления) и мягкие поливинилхлоридный пластикат, полиэтилен высокого давления, пенополиуретан (поролон). Мягкие пластики по эластичности и мягкости близки к эластикам (каучукам), но отличаются от последних меньшей способностью к упругим деформациям.
По характеру макроструктуры различают однородные и неоднородные (наполненные) пластмассы. Однородные пластмассы изготовляют на основе ненаполненной смолы (иногда с добавлением пластификатора и красителя). Излом у них стекловидный. К этим пластмассам относятся полистирол, полиэтилен, оргстекло. Неоднородные подразделяют в зависимости от типа наполнителя на пластмассы на основе пресс-порошков: слоистые и газонаполненные.
Пластмассы на основе пресс-парошков готовят с применением мелкоизмельченной смолы, наполнителей и других компонентов. На изломе изделий видны крупные частицы наполнителя (фенопласты, аминопласты).
Слоистые пластмассы представляют собой пропитанные смолой и спрессованные листы бумаги (гетинакс), ткани (текстолит).
Газонаполненные пластмассы - это материалы с пористой (ячеистой) структурой и малой объемной массой. Поскольку ячейки (поры) в них наполнены воздухом или другим газом,то они являются хорошими тепло- и звукоизоляторами. Пластмассы, имеющие сообщающиеся поры, называются поропластами, несообщающиеся (замкнутые) поры - пенопластами.
Многие пластмассы выпускают в виде поделочных материалов- листов, пластин, труб. Листовые пластмассы толщиной от 0,5 до 2 мм обычно называют листами,от 2 до 8 мм - пластинами и выше 8 мм - плитами. Листовые материалы толщиной менее 0,5 мм относят к пленкам.
Общими положительными свойствами пластмасс являются легкость (плотность 1-2 г/см3), водостойкость, высокие электроизоляционные свойства. Применение многих пластмасс (полиэтилен, поливинилхлорид и пр.) в производстве промышленных товаров обусловлено также их высокой эластичностью, прочностью на удар и изгиб.
Вместе с тем пластмассы имеют и недостатки: низкую теплостойкость (большинство из них способно выдержать температуру ниже 150°), склонность к старению.
