Основные свойства пластмасс и области их применения

Термопластические пластмассы. Термопласты легко формуются в изделия, дают незначительную усадку при формовании (1-3 %), однако имеют ограниченную рабочую температуру (свыше 60-70ºC начинается резкое снижение физико-механических свойств). Более теплостойкие термопласты могут работать до 150-250ºC. Термопласты делят на неполярные и полярные. Неполярные термопластические пластмассы. К ним относятся полиэтилен, полипропилен, полистирол, фторопласт-4.

Полиэтилен. Различают полиэтилен высокой (степень кристаллизации 80-90 %) и низкой плотности (степень кристаллизации 55-65 %). Чем выше плотность и степень кристаллизации полиэтилена, тем выше прочность и теплостойкость пластмасс на его основе. Длительно полиэтилен можно применять при температуре 60-100ºC. Морозостойкость его до –70 ºC. Полиэтилен химически стоек. Недостатком его является подверженность старению. Для защиты от старения в полиэтилен вводят стабилизаторы и ингибиторы (2-3 % сажи замедляют процессы старения в 30 раз).

Области применения пластмасс на основе полиэтилена: трубы, арматура, емкости, пленочные материалы и т.д.

Полипропилен. Обладает многими положительными качествами полиэтилена и в меньшей степени его недостатками. Основной недостаток полипропилена – низкая морозостойкость. Полипропилен применяется для изготовления труб, конструкционных деталей автомобилей, холодильников, корпусов насосов, емкостей и т.п.

Полистирол – твердый, жесткий, прозрачный аморфный полимер. Удобен для механической обработки, хорошо окрашивается, наиболее стоек к воздействию ионизирующего

излучения по сравнению с другими термопластиками. Недостатками пластмасс на основе полистирола является их невысокая теплостойкость, склонность к старению, образование трещин.

Из пластмасс на основе полистирола изготавливают детали для радиотехники, телевидения, приборов, емкости для воды и химикатов. Пленки стирофлекс для электроизоляции и т. п.

Фторопласт-4 обладает исключительной стойкостью к действию любых растворителей (кислот, щелочей, окислителей), не смачивается водой. Наиболее высококачественный диэлектрик. Область рабочих температур от -200 до +250 ºC. Недостатками фторопласта-4 является низкая твердость, выделение токсичного фтора при высокой температуре, трудность переработки вследствие пластичности. Применяется для изготовления труб, вентилей, мембран, уплотнительных прокладок, электро-радиотехнических деталей и т. д

К полярным термопластикам относятся фторопласт-3, оргстекло, полиамиды, полиуретаны и др.

Фторопласт-3. Введение атома хлора нарушает симметрию звеньев макромолекулы, материал становится полярным, диэлектрические свойства снижаются, но появляется пластичность и облегчается формуемость изделий из него. Интервал рабочих температур от –150ºC до 70ºC. Из него изготавливают трубы, шланги, клапаны, насосы, защитные покрытия для металлов и др.

Органическое стекло - это прозрачный аморфный термопласт. От силикатных стекол отличается низким удельным весом, упругостью, отсутствием хрупкости вплоть до –50ºC, пропускает 75 % ультрафиолетового излучения (силикатные –0,5 %). При температуре 80ºC начинает размягчаться; при температуре 105-150ºC проявляется пластичность, что позволяет формовать из него различные детали. Дефект органического стекла – появление внутри мелких трещин (так называемого “серебра”). Что снижает прозрачность и прочность. Причиной появления серебра являются внутренние напряжения в связи с низкой теплопроводностью и высоким коэффициентом расширения. Увеличению термостойкости и ударной вязкости органического стекла достигается ориентированием, применением многослойных стекол (триплексов). Органическое стекло используют в производстве осветительной аппаратуры, в остеклении самолетов, автомобилей, в часовой и оптической промышленности. На основе органического стекла получают самоотверждающиеся пластмассы, которые применяют для изготовления штампов, литейных моделей

Термостойкие пластики. Примером термостойких пластиков может служить полисульфон, в молекулах которого между фениленовыми группами имеются звенья –SO₂- (повышает стойкость к нагреву), группы – О, -С (СН3)₂-(уменьшает жесткость). Это аморфный полимер. Материал термически стабилен, химически стоек. Применяется в виде пленок, литых изделий, покрытий для эксплуатации при температуре от +100 до +175ºC (в инертной среде до 400ºC).

Термопласты с наполнителем. В качестве связующего применяют различные термопласты. В качестве армирующих наполнителей можно использовать асбест, стеклянные и органические волокна, ткани и т. д.