Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Термопластичный или термопласт пластик , представляет собой пластиковый полимерный материал , который становится пластичным или формуемыми при определенной повышенной температуре и затвердевает при охлаждении. [1] [2]

Большинство термопластов имеют высокую молекулярную массу . Полимерные цепи связаны межмолекулярными силами , которые быстро ослабевают с повышением температуры, образуя вязкую жидкость. В этом состоянии термопласты могут быть изменены и обычно используются для производства деталей с помощью различных технологий обработки полимеров, таких как литье под давлением , прессование , каландрирование и экструзия . [3] [4] Термопласты отличаются от термореактивных полимеров (или «термореактивных полимеров »), которые образуют необратимые химические связи.в процессе отверждения. Термореактивные полимеры не плавятся при нагревании, но обычно разлагаются и не реформируются при охлаждении.

График напряжение-деформация термопластического материала

Выше температуры стеклования и ниже точки плавления физические свойства термопласта резко изменяются без соответствующего фазового перехода . Некоторые термопласты не полностью кристаллизуются ниже температуры стеклования, сохраняя некоторые или все свои аморфные характеристики. Аморфные и полуаморфные пластмассы используются, когда необходима высокая оптическая прозрачность , поскольку свет сильно рассеивается кристаллитами, размер которых превышает его длину волны. Аморфные и полуаморфные пластмассы менее устойчивы к химическому воздействию и растрескиванию под воздействием окружающей среды, поскольку они не имеют кристаллической структуры.

Хрупкость можно уменьшить, добавив пластификаторы , которые увеличивают подвижность аморфных сегментов цепи и эффективно снижают температуру стеклования. Модификация полимера посредством сополимеризации или путем добавления нереакционноспособных боковых цепей к мономерам перед полимеризацией также может снизить его. До того, как были применены эти методы, пластиковые детали автомобилей часто трескались под воздействием низких температур. Это линейные или слегка разветвленные молекулы с длинной цепью, способные многократно размягчаться при нагревании и затвердевать при охлаждении.

Акрил [ править ]

Сегодняшнюю акриловую промышленность можно разделить на два отдельных многомиллиардных рынка: с одной стороны, рынок полиакриловой кислоты (PAA) и ее сложноэфирных производных (PAc), с другой стороны, рынок поли (метилметакрилата) (PMMA). [5] PMMA также известен под торговыми названиями, такими как Lucite, Perspex и Plexiglas. Он служит прочным заменителем стекла для таких предметов, как аквариумы, кнопки, козырьки мотоциклетных шлемов, иллюминаторы самолетов, смотровые люки подводных аппаратов и линзы внешних фонарей автомобилей. Он широко используется для изготовления знаков, включая надписи и логотипы. В медицине он используется в костном цементе и для замены глазных линз. Акриловая краска состоит из взвешенных в воде частиц ПММА. Кнопка На протяжении многих десятилетий ПММА был основным производимым метакриловым эфиром во всем мире. Основными игроками на рынке ПММА являются Mitsubishi Rayon (Япония), Arkema SA (Франция), LG MMA (Южная Корея), Chi Mei Corp. (Тайвань), Sumimoto Chemical Company Ltd (Япония), Evonik Industries (Германия), BASF ( Германия), Dow Chemical Company (США), AkzoNobel (Нидерланды), Quinn Plastics (Великобритания) и Cytec Industries (США). Что касается рынка PAA и PAc, ключевыми производителями являются Nippon Shokubai Company Ltd. (Япония), Arkema SA (Франция), Evonik Industries (Германия), BASF (Германия) и Dow Chemical Company (США).

АБС [ править ]

Акрилонитрилбутадиенстирол (АБС) представляет собой тройной сополимер, синтезированный из стирола и акрилонитрила в присутствии полибутадиена . АБС - легкий материал, обладающий высокой ударопрочностью и механической прочностью. При нормальном обращении он представляет небольшую опасность для здоровья человека. Он используется во многих потребительских товарах, таких как игрушки, бытовая техника и телефоны.

Нейлон [ править ]

Нейлон относится к классу полимеров, называемых полиамидами . Он служил в основном заменителем конопли, хлопка и шелка в таких продуктах, как парашюты, шнуры, паруса, бронежилеты и одежда. Нейлоновые волокна используются для изготовления тканей, веревок, ковров и музыкальных струн, тогда как в массовом виде нейлон используется для механических деталей, включая крепежные винты, шестерни и кожухи для электроинструментов. Кроме того, он используется при производстве термостойких композиционных материалов.

PLA [ править ]

Полимолочная кислота (полилактид) представляет собой компостируемый термопластичный алифатический полиэфир, полученный из возобновляемых источников , таких как кукурузный крахмал (в США), жом сахарной свеклы (в Европе), корни тапиоки , чипсы или крахмал (в основном в Азии) или сахарный тростник . Это один из материалов, используемых для 3D-печати с использованием методов моделирования методом наплавления (FDM).

Полибензимидазол [ править ]

Полибензимидазольное волокно (PBI, сокращение от поли- [2,2 '- (м-фенилен) -5,5'-бисбензимидазол]) - это синтетическое волокно с очень высокой температурой плавления. Он имеет исключительную термическую и химическую стабильность и плохо воспламеняется. Впервые он был обнаружен американским химиком-полимером Карлом Шиппом Марвелом в поисках новых материалов с превосходной стабильностью, сохранением жесткости и ударной вязкости при повышенных температурах. Благодаря своей высокой стабильности, полибензимидазол используется для производства высокоэффективной защитной одежды, такой как экипировка пожарных, космические костюмы космонавтов, перчатки для защиты от высоких температур, одежда сварщиков и ткани для стен самолетов. В последние годы полибензимидазол нашел свое применение в качестве мембраны в топливных элементах.

Поликарбонат [ править ]

Термопласты из поликарбоната (ПК) известны под такими торговыми марками, как Lexan, Makrolon, Makroclear и arcoPlus. Их легко обрабатывать, формовать и термоформовать для многих приложений, таких как электронные компоненты, строительные материалы, устройства хранения данных, автомобильные и авиационные детали, контрольные розетки в протезировании и защитное остекление. Поликарбонаты не имеют уникального идентификационного кода смолы. Изделия из поликарбоната могут содержать мономер-прекурсор бисфенол А (BPA). Чувствительность к ультрафиолетовому излучению приводит к пожелтению (ухудшение особенно заметно в фарах, которые потеряли или не имели надлежащего защитного покрытия).

Полиэфирсульфон [ править ]

Полиэфирсульфон (PES) или полисульфон - это класс специально разработанных термопластов [6] с высокой термической, окислительной и гидролитической стабильностью, а также хорошей стойкостью к водным минеральным кислотам, щелочам, растворам солей, маслам и смазкам.

Полиоксиметилен [ править ]

Полиоксиметилен (ПОМ), также известный как ацеталь, [2] полиацеталь и полиформальдегид, представляет собой технический термопласт, используемый в прецизионных деталях, требующих высокой жесткости, низкого трения и превосходной стабильности размеров. Как и многие другие синтетические полимеры, он производится разными химическими компаниями с немного разными формулами и продается по-разному под такими названиями, как Delrin, Celcon, Ramtal, Duracon, Kepital и Hostaform.

Полиэфирэфиркетон [ править ]

Полиэфирэфиркетон (PEEK) представляет собой бесцветный органический термопластичный полимер из семейства полиарилэфиркетонов (PAEK), используемый в инженерных приложениях. Первоначально он был представлен Victrex PLC, затем ICI (Imperial Chemical Industries) в начале 1980-х годов. Он обладает привлекательными свойствами, такими как хорошая стойкость к истиранию, низкая воспламеняемость и выделение дыма и токсичных газов.

Полиэфиримид [ править ]

Полиэфиримид (PEI), полученный с помощью новой реакции нитрозамещения с участием бисфенола А, 4,4'-метилендианилина и 3-нитрофталевого ангидрида, имеет высокую температуру термической деформации, предел прочности на разрыв и модуль упругости. Они обычно используются в высокопроизводительных электрических и электронных деталях, микроволновых приборах и автомобильных деталях.

Полиэтилен [ править ]

Полиэтилен (полиэтилен, полиэтилен, ПЭ) - это семейство аналогичных материалов, классифицированных в соответствии с их плотностью и молекулярной структурой. Он также известен как поли, и его получают аддитивной полимеризацией этилена. Он может иметь низкую или высокую плотность в зависимости от процесса, используемого при его производстве. Он устойчив к влаге и большинству химикатов. Он эластичен при комнатной температуре (и при низкой температуре) и может термосвариваться. Поскольку это недорогой пластик, его производят в больших количествах, чтобы удовлетворить спрос. Например:

  • полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (СВМПЭ) прочен и устойчив к химическим веществам. Из него изготавливают движущиеся детали машин, подшипники, шестерни, искусственные суставы и некоторые бронежилеты.
  • Полиэтилен высокой плотности (HDPE), пригодный для вторичной переработки пластик № 2, обычно используется в качестве кувшинов для молока, бутылок с жидким стиральным порошком, уличной мебели, баков с маргарином, переносных канистр для бензина, систем распределения питьевой воды, водосточных труб и пакетов для продуктов.
  • Полиэтилен средней плотности (MDPE) используется для изготовления упаковочной пленки, мешков, газовых труб и фитингов.
  • Полиэтилен низкой плотности (LDPE) является гибким и используется в производстве отжимных бутылок, крышек кувшинов для молока, пакетов для розничных магазинов и линейного полиэтилена низкой плотности (LLDPE) в качестве стретч-пленки при транспортировке и обращении с коробками для товаров длительного пользования, а также в качестве общехозяйственное пищевое покрытие.

Полифениленоксид [ править ]

Полифениленоксид (PPO), который получают в результате свободнорадикальной окислительной сопрягающей полимеризации 2,6-ксиленола со ступенчатым ростом, обладает многими привлекательными свойствами, такими как высокая тепловая деформация и ударная вязкость, химическая устойчивость к минеральным и органическим кислотам и низкое водопоглощение. PPO трудно обрабатывать, поэтому промышленную смолу (Noryl) получают путем смешивания PPO с ударопрочным полистиролом (HIPS), что снижает температуру обработки.

Полифениленсульфид [ править ]

Полифениленсульфид (PPS), полученный конденсационной полимеризацией п-дихлорбензола и сульфида натрия, обладает выдающейся химической стойкостью, хорошими электрическими свойствами, отличной огнестойкостью, низким коэффициентом трения и высокой прозрачностью для микроволнового излучения. PPS в основном используется для нанесения покрытий. Это делается путем распыления водной суспензии частиц PPS и нагревания до температуры выше 370 ° C. Определенные марки ПФС могут использоваться в литье под давлением и компрессионном формовании при температурах (от 300 до 370 ° C), при которых частицы ПФС размягчаются и подвергаются явному сшиванию. Основные области применения PPS, изготовленного методом литья под давлением и прессования, включают кухонную посуду, подшипники и детали насосов для работы в различных агрессивных средах.

Полипропилен [ править ]

Полипропилен (ПП) используется для изготовления таких разнообразных продуктов, как многоразовые пластиковые контейнеры для пищевых продуктов, пластиковые контейнеры , которые можно мыть в микроволновой печи и мыть в посудомоечной машине , подкладка для подгузников , подкладка и кожух гигиенических прокладок , веревки, ковры, пластиковые детали, трубопроводные системы, автомобильные аккумуляторы , изоляция для электрических кабели и фильтры для газов и жидкостей. В медицине применяется при грыжах.лечение и изготовление термостойкого медицинского оборудования. Полипропиленовые листы используются для папок и упаковки канцелярских принадлежностей, а также для прозрачных контейнеров для хранения. Полипропилен имеет номер 5, пригодный для вторичной переработки. Несмотря на то, что он относительно инертен, он уязвим для ультрафиолетового излучения и может значительно разлагаться под прямыми солнечными лучами. Полипропилен не такой ударопрочный, как полиэтилены (HDPE, LDPE). Он также в некоторой степени проницаем для легколетучих газов и жидкостей.

Полистирол [ править ]

Полистирол производится в различных формах, которые имеют различное применение. Экструдированный полистирол (ПС) используется при производстве одноразовых столовых приборов, футляров для CD и DVD, пластиковых моделей автомобилей и лодок, а также корпусов дымовых извещателей. Пенополистирол (EPS) используется для изготовления изоляционных и упаковочных материалов, таких как «арахис» и формованный пенопласт, используемый для амортизации хрупких продуктов. Сополимеры полистирола используются при производстве игрушек и гильз.

Поливинилхлорид [ править ]

Поливинилхлорид (ПВХ) - прочный, легкий материал, прочный, довольно жесткий и универсальный, устойчивый к кислотам и щелочам. Большая часть его используется в строительной отрасли, например, для винилового сайдинга, водосточных труб, водостоков и кровельных листов. Он также превращается в гибкие формы с добавлением пластификаторов, что делает его полезным для таких предметов, как шланги, трубы, электрическая изоляция, пальто, куртки и обивка. Гибкий ПВХ также используется в надувных изделиях, таких как водяные кровати и игрушки для бассейнов. ПВХ также является обычным материалом в виниловых фигурках , особенно в таких странах, как Япония , где этот материал широко используется в так называемых « Софуби».цифры. Поскольку ПВХ легко сгибается и имеет тенденцию изгибаться во время транспортировки, способ смягчения этой деформации заключается в нагревании пластика до тех пор, пока он не станет подвижным, а затем преобразовании материала в желаемую форму.

ПВХ производится во многих конкретных модификациях, влияющих на его химические и физические свойства. В пластифицированном поливинилхлориде (ППВХ) пластификаторы добавляются в сырье перед формованием, чтобы сделать его более гибким или податливым. На начальном этапе аспекты здоровья и окружающей среды были плохо изучены, и после исследований последовали замены и запреты на продукцию. Первоначальная форма часто упоминается как непластифицированный поливинилхлорид (НПВХ), который является наиболее часто используемым типом для таких установок, как водопровод, сточные воды и канализация.

Химическая модификация часто приводит к более резким изменениям свойств. Хлорированный поливинилхлорид (ХПВХ) производится путем воздействия на ПВХ продолжающейся реакции свободнорадикального хлорирования, из которой изначально образуется полимер ПВХ. Реакция хлорирования продолжает добавлять атомы хлора к углеводородной основной цепи полимера до тех пор, пока в большинстве коммерческих применений процент общего хлора составляет от 56 до 74%. [7] Это увеличение содержания элементарного хлора способствует усилению проявления хлорсодержащих характеристик ХПВХ, таких как химическая стойкость, устойчивость к кислотам, основаниям и солям; восприимчивость к соединениям на основе аммиака, ароматикам, сложным эфирам, кетонам; [8]химическая стабильность; сопротивление теплопередаче. ХПВХ обычно используется в системах подачи воды, химикатов, горячего и холодного водоснабжения для жилых, коммерческих и промышленных предприятий.

Поливинилиденфторид [ править ]

Поливинилиденфторид, ПВДФ , относится к классу фторполимеров термопластов и известен своей высокой химической инертностью и стойкостью. ПВДФ получают путем полимеризации мономера винилиденфторида. Из термопласта PVDF производят листы и трубы для инженерного использования, а также порошки и покрытия, которые можно растворять в растворителях и наносить на поверхность продукта. PVDF широко используется в химической промышленности в качестве трубопроводов для агрессивных химикатов и жидкостей высокой чистоты. Материал PVDF используется в строительстве, транспортировке, химических процессах, электричестве, батареях, сточных водах и очистке. [9]

Политетрафторэтилен (тефлон) [ править ]

Политетрафторэтилен (ПТФЭ) представляет собой синтетический фторполимер из тетрафторэтилена Общепризнан под торговой маркой Teflon . ПТФЭ гидрофобен : жидкости на водной основе не смачивают материал, поскольку фторуглероды демонстрируют уменьшенные силы лондонской дисперсии из-за высокой электроотрицательности фтора. Это также поддерживает его использование в покрытиях кухонной посуды. Полимер имеет один из самых низких коэффициентов трения среди твердых тел и поэтому обычно используется для подшипников и опор движущихся механических частей.

Ссылки [ править ]

  1. ^ хозяин, просто. «Добро пожаловать на lgschemistry.org.uk - Justhost.com» (PDF) . www.lgschemistry.org.uk . Проверено 8 мая 2018 . Неизвестный параметр игнорируется ( справка )|archive- https://www.youtube.com/watch?v=
  2. ^ Baeurle С.А., Hotta А, Гусев А. А. (2006). «О стекловидном состоянии многофазных и чистых полимерных материалов». Полимер . 47 (17): 6243–6253. DOI : 10.1016 / j.polymer.2006.05.076 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  3. ^ AV Shenoy и DR Saini (1996), термопластик Melt Реология и обработки , Marcel Dekker Inc., Нью - Йорк. Архивировано 14 апреля 2015 года на Wayback Machine.
  4. ^ Чарльз П. МакДермотт и Арун В. Шеной (1997), Выбор термопластов для инженерных приложений , Marcel Dekker Inc., Нью-Йорк. Архивировано 14 апреля 2015 года на Wayback Machine.
  5. ^ Справочник по термопластам , второе издание, О. Олабиси и К. Адевале (ред.) CRC Press, Taylor & Francis Group, Бока-Ратон, Флорида, США ISBN 978-1-4665-7722-0 , 2016 
  6. ^ Saini DR, Shenoy А.В. (1985). «Реология расплава некоторых специальных полимеров». Журнал эластомеров и пластиков . 17 (3): 189–217. DOI : 10.1177 / 009524438501700305 . S2CID 136747839 . 
  7. ^ "Как трубопровод из ХПВХ по сравнению с металлическим трубопроводом?" . Corzan Industrial Systems .
  8. ^ "Химическая стойкость материалов трубопроводов из термопластов TR-19/2007" (PDF) . Plastic Pipe Institute, Inc. (PPI) .
  9. ^ «Характеристики и данные PVDF» (PDF) . Аркема .

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с термопластом на Викискладе?