Пластмассы и полимеры: Полимеры и пластмассы: основные понятия и определения

alexxlab | 04.01.1997 | 0 | Разное

Содержание

52. Полимеры, пластмассы. Материаловедение. Шпаргалка

52. Полимеры, пластмассы

Полимеры – это вещества, макромолекулы которых состоят из многочисленных повторяющихся элементарных звеньев, которые представляют одинаковую группу атомов. Молекулярная масса молекул составляет от 500 до 1000000.

В молекулах полимеров различают главную цепь, которая построена из большого числа атомов. Боковые цепи имеют меньшую протяженность.

Полимеры, главная цепь которых содержит одинаковые атомы, называют гомоцепными, а если атомы углерода – карбоцепными. Полимеры, в главной цепи которых содержатся различные атомы, называют гетероцепными.

Макромолекулы полимеров по форме делят на линейные, разветвленные, плоские, ленточные, пространственные или сетчатые.

Линейные макромолекулы полимера – длинные зигзагообразные и скрученные в спираль цепочки, которым присуща гибкость, ограничивающаяся жесткими участками – сегментами, состоящими из нескольких звеньев. Такие макромолекулы обладают высокой прочностью вдоль главной цепи, слабо связаны между собой и обеспечивают высокую эластичность материала. Нагрев вызывает размягчение, а последующее охлаждение – затвердевание полимера (полиамид, полиэтилен).

Разветвленная макромолекула содержит боковые ответвления и это затрудняет сближение макромолекул и понижает межмолекулярное взаимодействие. Полимеры с такой формой отличаются пониженной прочностью, повышенной плавкостью и рыхлостью. Сшитые формы макромолекул свойственны более прочным, нерастворимым и неплавким полимерам, склонным к набуханию в растворителях и размягчению при нагревании.

Макромолекулы полимеров обладают гибкостью.

Пластмассы (пластики) – это органические материалы на основе полимеров, которые способны при нагреве размягчаться и под давлением принимать определенную устойчивую форму. Простые пластмассы состоят из одних химических полимеров. Сложные пластмассы включают добавки: наполнители, пластификаторы, красители, отвердители, катализаторы.

Наполнители в пластмассы вводят в количестве 40–70 % для повышения твердости, прочности, жесткости, придания особых специфических свойств. Наполнителями могут быть ткани и порошкообразные, волокнистые вещества.

Пластификаторы (стеарин, олеиновая кислота) способствуют повышению эластичности, пластичности и облегчают обработку пластмасс.

Отвердители (амины) и катализаторы (перекисные соединения) вводят в пластмассы для отверждения.

Красители (минеральные пигменты, спиртовые растворы органических красок) придают пластмассам определенную окраску и снижают их стоимость. Состав компонентов, их сочетание и количественное соотношение позволяют изменять свойства пластмасс в широких пределах. Пластмассы классифицируют по признакам.

По виду наполнителя: с твердым наполнителем; с газообразным наполнителем.

По реакции связующего полимера к повторным нагревам. Термопластичные пластмассы на основе термопластичного полимера размягчаются при нагреве и затвердевают при последующем охлаждении (чистые полимеры или композиции полимеров с пластификаторами, противостарителями).

Термопласты отличаются низкой усадкой 1–3%. Для них характерны малая хрупкость, большая упругость и способность к ориентации.

Термореактивные пластмассы на основе термореактивных полимеров (смол) после тепловой обработки – отверждения – переходят в термостабильное состояние и отличаются хрупкостью, имеют большую усадку 10–15 % и содержат в своем составе наполнители.

По применению подразделяются на группы: конструкционные – для силовых деталей и конструкций, для несиловых деталей; прокладочные, уплотнительные; фрикционные и антифрикционные; электроизоляционные, радиопрозрачные теплоизоляционные; стойкие к воздействию огня, масел, кислот; облицовочно-декоративные.

Полиэтилен можно использовать длительное время при 60-100 °C. Морозостойкость достигает –70 °C и ниже. Химически стоек и нерастворим в растворителях, применяется для изоляции защитных оболочек кабелей проводов, деталей высокочастотных установок и изготовления коррозионностойких деталей – труб, прокладок, шлангов. Его выпускают в виде пленки, листов, труб, блоков. Полиэтилен подвержен старению.

Полистирол – это аморфный, твердый, прозрачный полимер, который имеет линейное строение, высокие диэлектрические свойства, удовлетворительную механическую прочность, невысокую рабочую температуру (до 100 °C), химическую стойкость в щелочах, минеральных и органических кислотах, маслах. Он набухает в 65 %-ной азотной, ледяной уксусной кислотах, бензине и керосине. При температуре выше 200 °C разлагается, образуя стирол. Полистирол применяют для производства слабонагруженных деталей и высокочастотных изоляторов. Недостатки – хрупкость при пониженных температурах, склонность к постепенному образованию поверхностных трещин.

Пластмассы широко применяются в машиностроении и приборостроении для изготовления деталей. Пластмассы электротехнического назначения применяют в качестве электроизоляционных материалов в конструкциях машин.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Полимеры и пластмассы


Услуги Intertek в отношении полимеров и пластмасс помогут Вам улучшить и сертифицировать материалы и продукты, а также обеспечить соответствие мировым нормативным требованиям.

В цепочке поставок полимеров и пластмасс существует целый ряд проблем, связанных с безопасностью, качеством, технологическими процессами, соблюдением нормативных требований, производительностью и жизненным циклом. Если Вы являетесь основным поставщиком химических веществ, поставщиком добавок, переработчиком, изготовителем смесей или конечным пользователем – преодоление этих проблем может дать Вашему бизнесу значительное коммерческое преимущество.
У нас за спиной десятки лет опыта работы с компаниями, работающими на рынке полимеров и пластмасс, нам прекрасно известно, как можно повысить и поддержать на достойном уровне качество материалов и изделий. Наша концепция Всеобщего управления качеством всегда и везде, с точностью, уверенностью и высочайшим профессионализмом позволит нам сделать все, чтобы Ваша продукция достигла оптимального уровня качества и эффективности.

Физические и механические испытания пластмасс

Услуги по испытанию полимеров и пластмасс включают физические, термические, реологические, оптические, поверхностные испытания, испытания на старение, испытания методом прослоек, воспламеняемости, а также испытание механических свойств, которые определяют особенности Вашего сырья или полимера и подтверждают их соответствие спецификации. Наши методы помогут понять, подходят ли материалы для определенного применения и покажут, как они стареют.

Химические испытания полимеров и пластмасс

Наши специалисты готовы проконсультировать Вас по вопросам разработки рецептур, деформулированию материалов конкурентов, по сравнительному анализу смесей, требованиям нормативных документов, а также установить, как полимерные добавки связаны с производительностью.

Услуги по нормативному консалтингу в области полимеров

Мы поможем сориентироваться в сложном мире нормативного регулирования. Наши консультанты – признанные эксперты по отраслевым нормативным документам и руководствам, таким как правила контакта материалов с пищевыми продуктами, стандарты ASTM, веществ ограниченного применения, регламенты автомобильной промышленности, стандарты по сбросам и выбросам, правила ввоза и производства игрушек. Intertek имеет множество отраслевых и клиентских сертификатов качества, включая сертификаты ISO, Nadcap и сертификат по Правилам надлежащей лабораторной практики (GLP).

Услуги по обеспечению разработки полимерных продуктов

Наша лабораторная установка по переработке полимеров будет весьма полезна при разработке новых продуктов и процессов. Наши эксперты будут рядом на всех этапах: от выбора сырья, разработки необходимых документов, составления смесей и необходимых преобразований на производстве до изготовления модели/ прототипа и запуска продукта в полномасштабное производство.

Применение полимеров

Полимеры и пластмассы – это универсальные материалы, они используются во всех аспектах нашей повседневной жизни. Они до неузнаваемости изменили производство потребительских товаров и промышленных изделий для аэрокосмической, автомобильной промышленности, электроники и, конечно, бесконечно широк спектр их применения в качестве упаковочного материала. Наши специалисты обладают специальными знаниями и опытом, чтобы вы получили представление о том, что необходимо для продвижения разработанной продукции, соответствия всем применимым требованиям и успешного выведения изделия, над которым вы работаете, на рынок.

Мы повышаем качество жизни, мы знаем, что необходимо сделать, чтобы Ваши продукты и услуги не только соответствовали, но и превышали требования в области качества, безопасности, демонстрируя постоянное совершенствование высоких производственных стандартов. Мы поможем Вам идентифицировать и преодолеть потенциальные риски, связанные с производством и обработкой полимеров и пластмасс, а также соответствующей цепочки поставок и бизнес-процессов, в целом.

Полимеры и пластмассы | SHIMADZU EUROPA

За последние 50 лет в мире произведено более 6 миллиардов тонн разнообразной полимерной продукции, которая получила широкое распространение в повседневной жизни благодаря универсальности своих свойств. SHIMADZU предлагает широкий спектр оборудования для контроля качества и исследования свойств полимерного сырья и готовой продукции:

  • изучение структуры и состава полимеров
  • исследование физико-химических свойств
  • исследование механических свойств

Аналитические приборы Shimadzu дают возможность выполнения исследований любого уровня: от определения контрольных показателей или критериев оценки качества сырья и готовой продукции в соответствии с ГОСТами и аттестованными методиками до решения разнообразных исследовательских задач.

 

 

 

Испытания полимеров и пластмасс


от сырья до готовой продукции

Продукция легкой промышленности. Определение показателей безопасности

Испытание полимерной пленки на растяжение (ГОСТ 14236-81)

 

 

Пластмассовые трубопроводы для транспортирования газообразного топлива

Произошло обновление нормативной документации (ГОСТ Р 58121.1-2018 (ИСО 4437-1:2014), ГОСТ Р 58121.2-2018 (ИСО 4437-2:2014), ГОСТ Р 58121.3-2018 (ИСО 4437-3:2014)): проведение испытаний по оценке температуры окислительной индукции и разложения с помощью дифференциальных сканирующих калориметров стало обязательным.

 

 

Выполнение требований ТР ЕАЭС 037/2016

Приборы Shimadzu для скрининга и верификации опасных веществ, регулируемых ТР ЕАЭС 037/2016 — техническим регламентом Евразийского экономического союза «Об ограничении применения опасных веществ в изделиях электротехники и радиоэлектроники»

 

 

Система скрининга фталатов Py-Screener

 

 

Упаковка для пищевых продуктов: анализ загрязнения минеральными маслами с насыщенными и ароматическими углеводородами (MOSH/MOAH) при помощи комбинированной ЖХ-ГХ-онлайн-системы

MOSH/MOAH-анализатор представляет собой комбинацию жидкостного хроматографа и газового хроматографа с ПИД и определяет загрязнение минеральными маслами в соответствии с проектом стандарта European Norm 16995:2016.

Другие примеры практического применения

Статьи по теме

► Статья «Контроль качества полимерных упаковочных материалов», журнал «Аналитика», №3, 2017  (1,15 МБ)

► Статья «Металлические загрязняющие примеси в пластиковой упаковке для фармацевтического применения», журнал Shimadzu News, №2, 2016  (176 КБ)

► Статья «Быстрое определение опасных для здоровья эфиров фталевых кислот с помощью системы Py-Screener», журнал Shimadzu News, №1, 2016  (720 КБ)

► Статья «Вредные вещества в пластиковой посуде», журнал Shimadzu News, №3, 2015  (242 КБ)

► Статья «Быстрая и надёжная идентификация полимеров», журнал Shimadzu News, №2, 2015  (5 МБ)

► Статья « Содержание влаги как индикатор старения полимеров», журнал Shimadzu News, №3, 2014  (496 КБ)

► Статья «Анализ химического состава полимеров и определение следовых количеств модифицирующих добавок методом пиролиза в сочетании с ГХ-МС», журнал Shimadzu News, №2, 2014  (254 KБ)

Полимеры и пластмассы для промышленных нужд

Metallization topcoat     Aliphatic Urethane Acrylates EBECRYL® 1291 High reactivity, scratch, chemical and abrasion resistances, good leveling at low thickness. Outstanding gloss.
Metallization topcoat     Aliphatic Urethane Acrylates EBECRYL® 8209 Good hardness & abrasion resistance, good leveling and low viscous.
Metallization topcoat     Aliphatic Urethane Acrylates EBECRYL® 8213 Good harness & abrasion resistance, good adhesion to metal and flexibility.
Metallization topcoat Polyester Acrylates     EBECRYL® 780 Excellent adhesion on metal with fast cure speed.
Metallization primer Acrylic Acrylates EBECRYL® 745 Good adhesion to plastics including PP
Metallization primer Acrylic Acrylates EBECRYL® 767 Acid functional acrylic resin. Flexible, excellent metallization acceptation and boiling water resistance.
Metallization primer Epoxy Acrylates EBECRYL® 3708 Good flexibility, excellent metallization acceptation and boiling water resistance.
Metallization primer Polyester Acrylates EBECRYL® 546 Excellent adhesion to plastics.
Metallization primer Polyester Acrylates EBECRYL® 830 High functional polyester acrylate, low viscosity, good levelling effect and fast curing speed.
Plastics protective clearcoat Aliphatic Urethane Acrylates EBECRYL® 225 Highly functional UA with high reactivity, excellent hardness, scratch resistance and steel wool resistance.
Plastics protective clearcoat Aliphatic Urethane Acrylates EBECRYL® 1291 High reactivity, scratch, chemical and abrasion resistances, good leveling at low thickness. Outstanding gloss.
Plastics protective clearcoat Aliphatic Urethane Acrylates EBECRYL® 8209 High hardness & abrasion resistance, good leveling and low viscous.
Plastics protective clearcoat Aliphatic Urethane Acrylates EBECRYL® 8465 Good flexibility, good weatherability, monomer free.
Plastics protective clearcoat Aliphatic Urethane Acrylates EBECRYL® 8602 High hardness, low shrinkage, outstanding combination of abrasion resistance and flexibility. High gloss & low haze after abrasion.
Monocoat / Primer Polyurethane Dispersion DAOTAN® TW 7010/36WA High hardness and good flexibility, good adhesion direct to plastics, extremly high chemical and water resistance. High gloss and low yellowing. High hot water resistance and excellent appearance.

Нагрев и деформация полимеров: поведение и физическое состояние пластмасс. :: информационная статья компании Полимернагрев

Практически все способы обработки пластика сводятся к вводу энергии, которая в итоге преобразуется в тепло, и прикладыванию определенного давления. Это касается даже процесса сваривания. Поэтому мы можем сделать следующий вывод:

Главными характеристиками, от которых будет зависеть способность полимеров к свариванию и переработке, являются их реакция на нагревание и деформирование.

В зависимости от реакции на термический нагрев все полимеры можно разделить на такие группы:

  1. Термопластичные пластмассы или термопласты. Такие полимеры не изменяют свою структуру при повышении температуры и охлаждении. При нагреве термопласты размягчаются, но остаются химически неизменными. Это свойство термопластов позволяет их легко сваривать или создавать из них изделия различных форм.

  2. Термореактивные пластмассы или реактопласты. Данный тип полимеров под воздействием высоких температур приобретают пространственную структуру и полностью утрачивают способность плавиться. Термореактивные пластики соединяют при помощи так называемой химической сварки.

Особенности подвижности макромолекул полимеров при нагреве

Нагрев пластиков ведет к преобразованию их состояния за счет того, что повышение температуры увеличивает запас средней тепловой энергии макромолекул полимеров, следовательно, подвижность макромолекул повышается. С характеристикой подвижности макромолекул у полимеров связаны определенные особенности, которые мы рассмотрим в данной статье.

Гибкость макромолекул пластика

Молекулы полимеров связаны друг с другом очень сильно, поэтому при нагревании макромолекулы не разъединяются полностью и не могут независимо друг от друга двигаться. Полный разрыв соединений макромолекул пластика по всей длине возможен только при воздействии такого количества энергии, которое больше энергии хим. связей основной цепи. Это значит, что оторвать молекулы полимера друг от друга возможно только при полной деструкции химических связей. Однако, на помощь для перемещения молекул приходит такое их свойство как гибкость макромолекул полимера.

Гибкость молекулы полимера обуславливается ее большой длиной, которая может быть больше поперечника в тысячи раз. Свойство макромолекулы изгибаться можно сравнить с гибкостью длинной нити. Также дополнительная гибкость обеспечивается деформированием валентных углов и увеличением при нагреве межчастичных расстояний. Вращение частиц макромолекулы вокруг простых химических связей без их разрыва требует значительно меньших энергозатрат. Данное вращение называют конформацией.

Из-за теплового движения отдельных звеньев макромолекул полимеров и благодаря их высокой гибкости, относительное перемещение молекул пластика происходит частями.

Гибкость макромолекул измеряется в величине ее частицы, которая при определенных условиях внешнего воздействия ведет себя как отдельная кинетическая единица и двигается независимо от других сегментов.

Чем больше молекулярная масса полимера, тем больше будет гибкость цепи, а увеличение молекулярных связей наоборот гибкость уменьшает. Если взять две молекулы полимера с равной молекулярной массой, то гибкость будет больше у той, у которой длина сегментов меньше.

Выделяют три состояния аморфных полимеров, которые обуславливаются свойством гибкости молекул:

  1. Стеклообразное состояние. Или проще говоря застывшее. При низких температурах пластик полностью застывает и твердеет. В данном состоянии не наблюдается абсолютно никакой сегментарной подвижности, потому как в молекуле для этого не хватает тепловой энергии. Время пребывания в застывшем состоянии у пластика практически не ограничено.

  2. Высокоэластичное состояние. Данное свойство наблюдается при повышении температуры. Сегменты начинают смещаться и макромолекулы становятся способны принимать различные конформации: от полностью свернутой до выпрямленной. При деформации в высокоэластичном состоянии молекулы  полимера могут сильно удлиняться, а при застывании опять вернутся в исходное состояние.

  3. Вязкотекучее состояние. Данное физическое состояние полимера возможно при значительном его нагревании. В данном случае пластик плавится и течет даже при небольшом на него воздействии. При этом состоянии активно двигаются не только сегменты, но и отдельные молекулы целиком.

При постепенном нагреве смена физического состояния полимера происходит в определенном диапазоне температурных значений, но за температуру перехода обычно берут среднюю температуру интервала. Такие переходы очень хорошо видны на термомеханических кривых (график зависимости деформации от температурных показателей).

На термомеханической кривой можно увидеть три участка кривой, которые соответствуют каждому из описанных выше состояний. Посмотреть термомеханическую кривую для аморфного пластика вы можете на иллюстрации ниже.

Как видно на графике, на первом участке с низкой температурой показатель деформации совсем маленький. Тхр – это температура хрупкости полимера. Тс – это температура стеклования, при которой пластик переходит с высокоэластичного состояния в стеклообразное и обратно. После перехода из стеклобразного в высокоэластичное состояние идет так называемое переходное состояние, когда повышение температуры приводит к определенному уровню деформации, сохраняющемуся на всем интервале температур для высокоэластичного состояния. При вязкотекучем состоянии уровень деформации повышается очень резко. Граничная температура для состояний высокоэластичности и вязкотекучести называется Тт – температура текучести. Рост деформации продолжается до достижения температуры разложения полимера.

Термомеханические кривые для различных типов полимерных масс будет отличаться, их вид зависит от степени кристалличности полимера и от молекулярной массы. К примеру, при малых значениях молекулярной массы высокоэластичная область на термомеханической кривой будет практически отсутствовать, а для частично-кристаллических полимеров температура текучести будет выше температуры плавления.

Для переработки полимеров наиболее значимым является интервал температур между текучестью и разложением, ведь от него зависит, насколько чувствительным будет процесс переработки к изменению параметров режима.

Компания Полимернагрев специализируется на изготовлении нагревательных элементов для нагрева пластика для различного промышленного оборудования. У нас вы можете купить такие типы нагревательных элементов для переработки полимеров:

Если у вас остались вопросы по нагреву полимеров, пишите их в форме ниже или отправляйте нам на почтовый ящик, постараемся ответить на все в самые короткие сроки.

Что такое пластмасса и где ее применяют?

Пластичная масса, или пластмасса – группа материалов органического или синтетического происхождения с уникальными физико-химическими свойствами. При нагревании пластмассы размягчаются, им можно придать любую форму. А после остывания изделие становится очень прочным. Настолько, что его можно использовать при высоких нагрузках в промышленности и автомобилестроении.

Свойства полимерных составов зависят от рецептуры, в которую могут входить смолы, наполнители, пластификаторы, стабилизаторы и красители.

Свойства пластмассы

Пластиковые составы – настоящее чудо света. Стоит добавить больше пластификаторов, и пластмасса получит любую сложную форму. А если увеличить содержание отвердителей, то по прочности полимер станет равен металлу!

Вот, какими еще свойствами обладает материал:

  • Малый вес – из пластика можно создавать огромные и невесомые конструкции.
  • Быстрое производство при минимуме затрат, простое хранение.
  • Пластику проще придать нужную форму, чем металлу, дереву или стеклу.
  • Можно окрашивать при изготовлении, за счет чего цвет получается стойким.
  • Пластик – самый эластичный материал в мире.
  • Практически не проводит электрический ток.
  • Обладает низкой теплопроводностью.
  • Не создает шума и даже глушит звуковые волны.
  • Переносит перепады температур.
  • Некоторые виды полимеров легко переносят экстремальную жару или холод.
  • Механическая прочность.
  • Устойчивость к коррозии, агрессивным химическим и морским средам.

Эти свойства делают возможным применение пластмасс буквально повсюду.

Сферы применения полимерных составов

Универсальность и устойчивость к внешним факторам позволили создать специальные виды пластмасс для каждой сферы жизни человека:

  • Медицина. Изготовление оборудования, инструментов, а также 3D печать органов. Полимеры широко применяются для большинства медицинских аксессуаров.
  • Машиностроение. Авиационный и морской транспорт оснащается деталями из полимеров.
  • Автомобилестроение. Широко используется пластик для создания как внутренних частей легковых и грузовых авто, так и наружных. Полимерные составы применяются в резине, для изоляции, стекла. Даже кузов в некоторых моделях авто частично выполнен из пластика.
  • Строительство. В этой сфере без полимеров уже невозможно представить возведение кровли, создание внутренних покрытий, окон и дверей. Лучшие отделочные и строительные материалы изготавливаются с использованием полимерных составляющих.
  • Электротехника. Пластик – отличный выбор для бытовых и производственных приборов. Из него делают корпуса, изоляцию.
  • Сельское хозяйство. Постройки из поликарбоната популярны в частном и промышленном хозяйстве. Полимеры используются для с/х агрегатов, инструментов и аксессуаров.
  • Быт. Человека в повседневности окружают тысячи предметов из пластика. Бытовая техника, аксессуары, цифровые гаджеты, украшения, посуда, одежда – везде есть полимеры.

Пластик используется для игрушек, обустройства инфраструктуры, в рекламной отрасли, а также в автомобилях.

Узнать более подробную информацию о свойствах пластмассы можно на сайте artmalyar!

Виды и маркировка пластмасс

Существуют сотни видов материала, а к самым распространенным относят:

  • PET, PETE – полиэтилентерефталат. Широко применяется для одноразовой посуды, ниток.
  • PP – полипропилен. Используется для игрушек, пищевых контейнеров, медицинских приспособлений. Встречается в автомобильной промышленности. Из него делают трубы и детали для холодильников. Требует жесткого контроля качества, так как некоторые виды при нагревании могут выделять формальдегид.
  • HDPEплотный полиэтилен. Применяют для посуды, пакетов, упаковки жидких средств, а также для деталей, не подвергающихся большой нагрузке.
  • PVCполивинилхлорид. Используется для производства деталей, покрытий, мебели, окон, труб, упаковки, некоторых отделочных материалов.
  • LDPE, PEBD – низкоплотный полиэтилен. Используется для создания мешков, пакетов, брезента, линолеума, компьютерных деталей.
  • PSполистирол. Применяется в строительстве и сельском хозяйстве. Также используется для создания чашек, столовых приборов, лотков.
  • OTHER или O – поликарбонат, другие виды. Составы для изготовления электротехники, бутылок, игрушек.

Пластик стал такой же частью жизни, как водопровод или электричество. И отказаться от него уже невозможно. Это неминуемо приведет к остановке развития всех научно-исследовательских сфер и человечества в целом.

Полимеры и пластмассы – Энциклопедия – Полимеры

1 февраля 2007

Термин «полимерные материалы» является обобщающим. Он объединяет три обширных группы синтетических пластиков, а именно: полимеры; пластмассы и их морфологическую разновидность — полимерные композиционные материалы (ПКМ) или как их еще называют армированные пластики. Общее для перечисленных групп то, что их обязательной частью является полимерная составляющая, которая и определяет основные термодеформационные и технологические свойства материала. Полимерная составляющая представляет собой органическое высокомолекулярное вещество, полученное в результате химической реакции между молекулами исходных низкомолекулярных веществ — мономеров.

Полимерами принято называть высокомолекулярные вещества (гомополимеры) с введенными в них добавками, а именно стабилизаторами, ингибиторами, пластификаторами, смазками, антирадами и т. д. Физически полимеры являются гомофазными материалами, они сохраняют все присущие гомополимерам физико-химические особенности.

Пластмассами называются композиционные материалы на основе полимеров, содержащие дисперсные или коротковолокнистые наполнители, пигменты и иные сыпучие компоненты. Наполнители не образуют непрерывной фазы. Они (дисперсная среда) располагаются в полимерной матрице (дисперсионная среда). Физически пластмассы представляют собой гетерофазные материалы с изотропными (одинаковыми во всех направлениях) физическими макросвойствами.

Полимерные армированные материалы являются разновидностью пластмасс. Они отличаются тем, что в них используются не дисперсные, а армирующие, то есть усиливающие наполнители (волокна, ткани, ленты, войлок, монокристаллы), образующие в ПКМ самостоятельную непрерывную фазу. Отдельные разновидности таких ПКМ называют слоистыми пластиками. Такая морфология позволяет получить пластики с весьма высокими деформационно-прочностными, усталостными, электрофизическими, акустическими и иными целевыми характеристиками, соответствующими самым высоким современным требованиям.

Полимер

против пластика: в чем разница?

Различие свойств полимера и пластика

Опубликовано

Полимеры и пластмассы встречаются в повседневной жизни и используются для различных целей. Большое количество повседневных предметов домашнего обихода состоит из пластмасс и полимеров. Если бы кто-нибудь прямо на месте попросил вас объяснить разницу между полимером и пластиком, смогли бы вы дать связный ответ? Сегодня мы обсудим прямые различия между ними, приведем несколько примеров повседневного использования пластмасс и полимеров и перечислим плюсы и минусы каждого из них.

Основное различие между полимером и пластиком заключается в том, что пластик представляет собой особый тип полимера. Пластмассы состоят из длинной цепочки полимеров, где полимеры состоят из более мелких однородных молекул.

Что такое полимеры?

Полимеры представляют собой соединения с длинной цепью, состоящие из мономеров. Мономер — это молекула, которая может быть связана с другими идентичными молекулами. Полимеры — это в основном огромные молекулы, состоящие из огромного количества меньших одинаковых молекул.Полимеры имеют другой физический и химический состав, чем их мономеры, и, что более уникально, их свойства могут быть адаптированы в зависимости от их основного назначения. Существует несколько типов полимеров. Аддитивные полимеры образуются, когда мономеры образуют двойные связи с данными атомами углерода. Конденсационные полимеры образуются при соединении двух мономеров и удалении молекулы воды. Существуют также природные и искусственные полимеры.

Применение полимеров

  • Смазочные материалы
  • Клеи
  • Фильмы
  • Краски
  • Волокна

Плюсы

  • Дешево
  • Универсальный
  • Иногда подлежит вторичной переработке

Минусы

  • Изготовлен из масла
  • При горении выделяет ядовитые пары
  • Типы, которые не могут быть переработаны, увеличивают расходы на переработку

Что такое пластик?

Пластмассы — это полуорганические материалы, получаемые из нефти или нефти.Их обычно называют полимерами, поскольку они состоят из полимеров. Пластмассы получают в результате реакций конденсации и аддитивной полимеризации. Они классифицируются либо как термореактивные полимеры, либо как термопластичные полимеры. Термореактивные полимеры затвердевают, приобретая постоянный дизайн и форму. Термопластичные полимеры можно нагревать и формовать в течение неограниченного времени.

Пластиковые аппликации

  • Контейнеры
  • Игрушки
  • Спортивные товары
  • Автозапчасти
  • Детали для аэрокосмической отрасли

Плюсы

  • Чрезвычайно универсальный
  • Гибкий
  • Прочный
  • Полупрозрачный (может заменить стекло)

Минусы

  • Некоторые типы не подлежат переработке
  • Производство и ликвидация вредных для окружающей среды химических веществ

4.7 Пластмассы и полимеры | Органические молекулы

Прочитайте следующий отрывок из Nova: Science in the news (июль 2006 г.), а затем ответьте на следующие вопросы.

Кажется, что весь наш мир обернут пластиком. Почти каждый продукт мы покупаем, большую часть продуктов, которые мы едим, и многие жидкости, которые мы пьем приходят в пластиковом корпусе.Пластиковая упаковка обеспечивает превосходное защита продукта, он дешев в производстве и кажется длиться вечно. Однако вечность оказывается крупная экологическая проблема. Другая проблема заключается в том, что традиционные пластмассы производятся из невозобновляемых ресурсов – нефти, уголь и природный газ.Стремясь преодолеть эти проблемы, исследователи и инженеры пытались разработать биоразлагаемые пластмассы, изготовленные из возобновляемых ресурсов, такие как растения.

Термин «биоразлагаемый» означает, что вещество можно разложить на более простые вещества деятельностью живых организмов, и поэтому вряд ли останется в окружающей среде.Причина большинство пластиков не поддаются биологическому разложению из-за их длительного молекулы полимера слишком велики и слишком тесно связаны друг с другом разлагаются и используются организмами-редуцентами. Однако, пластмассы на основе натуральных растительных полимеров, получаемых из пшеницы или кукурузный крахмал имеет молекулы, которые легче расщепляются микробами.

Крахмал — природный полимер. Это белый гранулированный углевод. вырабатывается растениями в процессе фотосинтеза и служит запас энергии растения. Многие растения содержат большое количество крахмал. Крахмал можно перерабатывать непосредственно в биопластик, но поскольку он растворим в воде, изделия из крахмала будут набухают и деформируются под воздействием влаги, что ограничивает его использовать.Эту проблему можно решить, превратив крахмал в другой полимер. Сначала крахмал собирают из кукурузы, пшеницы или картофеля, то микроорганизмы превращают его в молочную кислоту, мономер. Наконец, молочная кислота подвергается химической обработке. молекулы молочной кислоты соединяются в длинные цепочки или полимеры, которые соединяются вместе, образуя пластик, называемый полилактид (PLA).

PLA можно использовать для таких продуктов, как горшки для растений и одноразовые подгузники. Он был коммерчески доступен в некоторых странах. с 1990 года, и некоторые смеси оказались успешными в медицине. имплантаты, нити и системы доставки лекарств, потому что они способны растворяться со временем.Однако, поскольку PLA намного дороже обычного пластика, он не стал как популярным, как и следовало ожидать.

Полимер Пластмасс Ко.

Polymer Plastics стремится помочь вам удовлетворить ваши потребности в высококачественных пластиковых изделиях. Наш обширный склад, услуги с добавленной стоимостью и исключительные специалисты по продажам помогут вам указать и приобрести пластиковые листы, стержни, трубки и пленку.В Polymer Plastics мы гордимся тем, что находим решения для ваших потребностей в продукции. Наш онлайн-каталог позволяет вам ознакомиться со спецификациями вашей продукции, просмотреть цены и скидки, указать размер нарезки и разместить заказы непосредственно через Интернет. Программное обеспечение для пользовательской корзины покупок Polymer Plastics позволяет добавлять товары в корзину, изменять заказ, удалять элементы и получать счета по электронной почте для ваших записей. Все онлайн-заказы проверяются продавцом перед отправкой, чтобы гарантировать качество заказа и соответствие времени доставки вашим потребностям.

Посмотреть / заказать товары онлайн

Ламинаты и композитные пластики
G10, FR4, L & C Phenolics, G-7, GPO-3

Электромеханические пластмассы
Ацеталь Делрин, Нейлон, UHMW, Поликарбонат, Рексолит

Высококачественные пластмассы
Полисульфон, PEEK, Ultem, Vespel, Torlon, Ryton

Фторопласты
PTFE, Kel-F PCTFE, FEP, PFA

Прозрачный пластик
Поликарбонат Lexan, акрил, ПВХ, PETG

Пластмассы для термоформования
ABS, Kydex, HIS, Contrim Conductive PE

Коррозионностойкий пластик
PVDF, PVC, HDPE, UHMW, PP Полипропилен

Тонкие пленки и графика Пластик
Полиэстер майлар, ацетат, поливинилхлорид, поликарбонат

Пластиковые трубки для работы с жидкостями
Tygon, PU Полиуретан, ПВХ-винил, Nylo-Seal, полиэтилен

Пластиковые изоляционные трубки и рукава
PFA, FEP и PTFE, Kynar, NST, FP-301, VFP-876

Полимерные пластмассы Возможности обработки пластмасс…

37-летний опыт работы в качестве дистрибьютора полного ассортимента и производителя акриловых материалов Mil-Spec, поликарбоната Lexan®, неплакированных композитных ламинатов, таких как G-10/FR-4, полиэфирных стекол и других промышленных пластиков.

Мы можем и выполним ваши требования.

Возможности обработки пластика с ЧПУ
Фадаль 80″ x 30″
Фадаль 50″ x 20″
Высокоскоростной маршрутизатор Shoda с 4 шпинделями
с вакуумным столом 51 x 80 дюймов

Прецизионная распиловка и переделка
120-дюймовая панельная пила
Распиловка +_.Допуск 005″
Облицовка Допуск +_.002″
Заготовки для круглых зубчатых колес
Разрез пленки
Листовая пленка
Перемотка пленки

Отделка пластиковых материалов
Устройство для обработки кромок Bermaq – 80 дюймов с угловым вакуумным столом
24-дюймовая шлифовальная машина с малым допуском по толщине
Связка – акрил, поликарбонат (Lexan®)
Пламенная полировка – акрил
Полировка Lexan
Полировка паром – Hydex, полировка паром – Hydex , Акрил
Отжиг в печи – снятие напряжений с промышленных пластмасс
Проводящие и твердые покрытия

Пластиковый узел
Участки сборки ламинарного стола
Автоматическая установка оборудования

Изготовление пластика
Сварка пластика – полипропилен, полиэтилен, ПВХ
Склеивание, клей и склеивание растворителем – акрил, поликарбонат
Ламинирование – акрил, G-10
Термоформование – акрил, поликарбонат, ПВХ, PETG

Обеспечение качества
Проверка и отчетность о качестве
Услуги по идентификации материалов

Обработка пластика
Для обработки пластика у нас есть токарные станки с поворотом диаметром до 28 дюймов, фрезерные станки для штифтов, фрезерные станки Bridgeport с цифровым считыванием, а также радиальные и стандартные сверлильные станки.

Пластмассы и полимеры: Twig

Скачать стенограмму

От зубных щеток до телефонов, от соломинок до космических кораблей — пластмассы используются в огромном ассортименте товаров и используются в течение последних 150 лет.

Хотя они могут иметь очень разные свойства, все они представляют собой синтетические материалы, называемые полимерами, и производятся схожим образом.

Полимеры

Строительные блоки полимеров представляют собой небольшие молекулы, называемые мономерами, получаемые из сырой нефти.

Атомы углерода соединены двойными связями, но их можно разорвать, чтобы создать одинарные связи, свободные для соединения с другими атомами углерода и формирования длинных цепочек, называемых молекулами полимера.

Этот процесс называется полимеризацией.

Полимеризация

Полученные полимеры являются основными компонентами пластмасс.

Пластмассы часто получают свое название от входящих в их состав мономеров.

Итак, этилен становится полиэтиленом или полиэтиленом.

этен = поли(этен)

Точно так же стирол становится полистиролом, а пропен становится полипропиленом.

Стирол = поли(стирол).
пропен = поли(пропен)

Причина, по которой пластмассы имеют разные свойства, заключается не только в том, что они сделаны из разных мономеров.

Это также зависит от того, как устроены и удерживаются вместе их полимерные цепи.

Возьмем, к примеру, полиэтилен высокой плотности с прямыми полиэтиленовыми цепями, плотно уложенными друг на друга, что дает материал высокой плотности

Полиэтилен высокой плотности HDPE

Он жесткий, прочный и используется для изготовления пластиковых бутылок для молока.

Но разветвленные полимеры не могут так легко упаковываться, поэтому плотность низкая, а из этого более легкого и гибкого материала делают полиэтиленовые пакеты.

Полиэтилен низкой плотности LDPE

Межмолекулярные силы

Сила притяжения между молекулами полимера также оказывает влияние.

Чем сильнее эти межмолекулярные силы, тем прочнее пластик и тем выше его температура плавления.

Свойства полимера можно изменить, добавив определенные ингредиенты.

Сшивающие агенты создают прочные ковалентные связи между соседними полимерными цепями, делая материал более жестким, прочным и термостойким.

Пластификаторы

С другой стороны, пластификаторы делают материал более гибким, проникая между цепями и ослабляя силы притяжения между ними.

Синтетические полимеры существуют всего около 150 лет, но трудно представить мир без этих удивительно универсальных материалов.

Полимеры и пластмассы

Услуги Intertek по полимерам и пластмассам могут помочь вам улучшить и квалифицировать материалы и продукты, а также обеспечить соответствие мировым нормативным требованиям.

В цепочке поставок полимеров и пластмасс возникает ряд проблем, связанных с безопасностью, качеством, процессом, соблюдением нормативных требований, производительностью и жизненным циклом.Независимо от того, являетесь ли вы поставщиком базовых химикатов, поставщиком добавок, переработчиком, компаундером или конечным пользователем, преодоление этих проблем может дать вашему бизнесу значительное коммерческое преимущество.

Благодаря многолетнему опыту работы в индустрии полимеров и пластмасс наши ученые обладают знаниями, которые помогут вам улучшить и квалифицировать материалы и продукты. Наш опыт в области полного обеспечения качества, который осуществляется с точностью, темпом и страстью, позволяет вам безопасно продвигаться вперед.

CircularAssure — решения для экономики замкнутого цикла для пластмасс
Мы поддерживаем цепочку создания стоимости переработанного пластика с помощью CircularAssure.Платформа услуг по обеспечению, тестированию и сертификации, которые помогут вам ускорить разработку переработанного пластика и обеспечить экономику замкнутого цикла для пластмасс. Бренды, компании по переработке, предприятия по производству полимеров, пластмасс и упаковки, а также другие заинтересованные стороны по всей цепочке создания стоимости — мы помогаем вам замкнуть цикл.

Физические и механические испытания пластмасс
Услуги по тестированию полимеров и пластмасс включают в себя физические, термические, реологические, оптические, старение, барьерные, поверхностные, воспламеняемые и механические свойства, которые определяют характеристики вашего сырья или полимера и их соответствие спецификациям.Наше понимание может помочь вам понять, насколько материалы подходят для применения и как они стареют.

Химические испытания полимеров и пластиков
Наши специалисты могут проконсультировать по вопросам разработки рецептуры, изменения состава материалов конкурентов, сравнительного анализа смесей, требований к представлению данных в нормативные акты и того, как полимерные добавки связаны с производительностью.

Регулирующие и консультационные услуги по полимерам
Мы также можем помочь вам сориентироваться в сложном мире регулирования.Наши консультанты по регулированию являются экспертами в области отраслевых норм и правил, таких как правила материалов, контактирующих с пищевыми продуктами, ASTM, ограниченные вещества, правила автомобильной промышленности, стандарты выбросов, правила импорта и законодательство о производстве игрушек. Intertek имеет множество отраслевых и клиентских сертификатов качества, включая сертификаты ISO, Nadcap и Надлежащую лабораторную практику (GLP).

Поддержка развития производства полимерных продуктов
Наше лабораторное предприятие по переработке полимеров может помочь вам в разработке продуктов и процессов.Наши специалисты могут оказать помощь от выбора сырья, разработки материалов, компаундирования и этапов производства до создания прототипа и конечного продукта.

Применение полимеров
Полимеры и пластмассы являются одними из самых универсальных существующих материалов и используются во всех аспектах нашей повседневной жизни. Они произвели революцию в производстве потребительских товаров и промышленных приложений, таких как аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение, электроника и упаковка. Наши ученые обладают специальными отраслевыми знаниями, которые могут дать вам понимание, необходимое для продвижения разработки продукта, обеспечения соответствия и успешного выхода на рынок приложения, над которым вы работаете.

Привнося качество в жизнь, мы можем оценить, насколько ваши продукты и услуги соответствуют или превосходят стандарты качества, безопасности, устойчивости и производительности. Мы даем вам возможность выявлять и снижать внутренние риски в ваших операциях с полимерами и пластмассами, цепочках поставок и бизнес-процессах.

Отправьте нам запрос

Нужна помощь или есть вопрос? +65 6805 4800

Пластмассы в автомобильной промышленности – какие материалы будут победителями и проигравшими?

 

Приянка Кхемка

 
Автомобильная промышленность является третьим по значимости сектором потребления полимеров после упаковки и строительства .Таким образом, изменения в использовании материалов могут иметь серьезные последствия для спроса на полимеры и финансовых показателей производителей полимеров. В этой статье мы объясняем, как, вероятно, будут развиваться тенденции использования материалов и какое влияние электромобили окажут на потребление полимеров.

 

Роль пластика в разработке и производстве автомобилей никогда не была столь важной, поскольку строгие правила и меняющиеся привычки потребителей стимулируют спрос на более доступные, легкие и экономичные автомобили.Топливная эффективность стала одной из наиболее важных характеристик конструкции автомобилей из-за роста цен на топливо и ужесточения экологических норм. Это, в сочетании с высоким спросом на автомобили, а также ростом располагаемого дохода в странах с развивающейся экономикой, будет продолжать стимулировать спрос на пластмассы в автомобильной промышленности. Однако в то время как некоторые материалы могут выиграть от недавних изменений в автомобильной промышленности, другие окажутся в проигрыше, что приведет к серьезным последствиям для производителей пластмасс во всем мире и в странах Персидского залива.

В настоящее время в автомобиле около 30 000 деталей, из которых 1/3 изготовлены из пластика. Всего для изготовления автомобиля используется около 39 различных видов основных пластиков и полимеров. Более 70% пластика, используемого в автомобилях, состоит из четырех полимеров: полипропилена, полиуретана, полиамидов и ПВХ. В последние годы пластик стал одним из ключевых материалов, необходимых для конструкции, производительности и безопасности автомобилей, при этом рост потребления пластика обусловлен тенденциями снижения веса для повышения эффективности использования топлива и, следовательно, снижения выбросов парниковых газов.Высокие поглощающие свойства пластика также позволяют транспортному средству соответствовать более строгим стандартам безопасности, а использование инженерных пластиков позволяет минимизировать массу деталей, используемых в транспортных средствах, поскольку они предлагают больше свободы дизайна по сравнению с металлами.

 

Влияние электромобилей на потребление полимеров

Появление и быстрый рост дорожных транспортных средств с электрическим приводом стали ключевым вопросом для рассмотрения при оценке автомобильных перспектив и связанного с этим спроса на полимеры.В то время как общее количество электромобилей (ЭМ) остается на низком уровне в глобальном масштабе, электрификация автопарка в последние годы набрала значительный импульс благодаря регуляторным стимулам, изменению восприятия потребителей и разработке большого количества доступных электрических моделей. по автопрому. Несмотря на тенденцию роста электромобилей, автомобили с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) будут по-прежнему составлять значительную часть автопарка, а инновации в области полимеров будут способствовать повышению эффективности использования топлива.

Конструкция электромобиля не отличается радикально от традиционного автомобиля с ДВС, основное отличие заключается в конструкции и использовании материалов под капотом. Однако у электромобилей не будет топливной системы, насоса, баков, соединительных кабелей и т. д. По мере увеличения проникновения электромобилей на рынок ожидается, что потребление поликарбоната (ПК) будет расти более быстрыми темпами, поскольку ПК будет использоваться в датчиках и на светодиодах в машине. Применение полимерных компонентов в трансмиссии двигателя станет более распространенным, поскольку производители стремятся сократить расходы и вес.Но потребление инженерных полимеров будет уравновешено акцентом отрасли на легкий вес, что приведет к более мелким и легким компонентам. Легкий вес аккумуляторной батареи в электромобилях рассматривается как еще одна важная тенденция, которая позволит электромобилям конкурировать с автомобилями, использующими двигатель внутреннего сгорания. Вся конструкция аккумуляторной батареи предлагает возможности легкого веса за счет использования инженерных полимеров и композитов.

Изменения в структуре спроса на полимеры

Увеличение потребления пластиков, таких как полипропилен (ПП) и полиуретан (ПУ), в последние годы было частично компенсировано снижением потребления инженерных пластиков, при этом на ПП и ПУ приходится около 50% общего потребления пластика в транспортных средствах.Ожидается, что потребление инженерных пластмасс снизится из-за меньшей потребности в этих пластмассах для применения под капотом электромобилей, поскольку высокая термостойкость инженерных полимеров не требуется в такой степени, как для двигателей внутреннего сгорания. Вместо этого полиамиды будут использоваться для кронштейнов аккумуляторов и корпусов электромобилей.

Спрос на полипропилен

будет продолжать расти, поскольку он находит новые применения в салоне и экстерьере автомобилей, а также под капотом, заменяя некоторые металлические детали.Кроме того, росту также будет способствовать увеличение производства электромобилей, для которых потребуются более легкие детали, чтобы компенсировать вес тяжелых аккумуляторов. Потребление полиэтилена также осталось на прежнем уровне, так как газовые баллоны из полиэтилена высокой плотности уже проникли на рынок бензобаков, вытеснив сталь в развитых странах. Однако электрические транспортные средства могут использовать больше полиэтилена в деталях двигателя, поскольку в двигателях с электрическими батареями не требуются высокотемпературные характеристики технических полимеров.

Ожидается, что потребление АБС-пластика

снизится, поскольку композиты из полистирола и полипропилена с улучшенными свойствами продолжают заменять АБС-пластик в декоративных деталях интерьера, где традиционно доминировал АБС-пластик, особенно в США, благодаря блеску материала.Высокая цена на АБС также способствовала замене его более дешевым полипропиленом. В некоторых автомобилях высокого класса потребление АБС для интерьера увеличится, поскольку потребители требуют более качественного дизайна. Однако общее потребление, особенно в Северной Америке и Западной Европе, будет уравновешено уменьшением размера некоторых модулей, таких как передняя решетка, что, в свою очередь, уменьшит потребление АБС. Рост использования поликарбоната будет обусловлен появляющимся применением в автомобильных датчиках (линзах) в автономных транспортных средствах, поддерживаемым постоянными требованиями к электрификации и освещению в традиционных транспортных средствах.

 

 

В Западной Европе потребление пластика на автомобиль ниже, чем в США, из-за меньшего среднего размера автомобиля в регионе. Потребление пластика (в кг на транспортное средство) в Китае самое низкое по сравнению с другими регионами. Тенденции потребления пластмасс схожи в США и Западной Европе. Ожидается, что потребление пластика в Китае будет расти быстрее, чем в других регионах, поскольку оно растет с более низкой базы.

Значение для производителей полимеров

В целом потребление полимеров в автомобильном секторе, как ожидается, продолжит расти.Темпы роста будут зависеть от типа пластика, применения в автомобилях, замещения интерполимеров, а также усилий по переработке в разных регионах. Ожидается, что темпы роста производства пластиков, таких как ПП, ПА, ПК и ПЭ, увеличатся с появлением электромобилей, в то время как потребление инженерных пластиков, как ожидается, замедлится. Инженерные пластики оказываются «проигравшими», поскольку характеристики большинства этих полимеров при высоких температурах не являются обязательными для компонентов электрических батарей, топливных систем или других необходимых деталей ДВС.Ожидается, что Китай продемонстрирует более высокие темпы роста, чем в западных странах, поскольку его средний уровень потребления пластика сравнительно ниже.

Пластик

Пластмассы изменили мир

Впервые опубликовано 28 августа 2007 г.

Оглянитесь вокруг, и велика вероятность, что множество вещей, которые вы видите, сделаны из пластика. Есть твердые пластмассы и мягкие пластмассы, прозрачные и цветные, а также пластмассы, которые выглядят как кожа, дерево или металл.Разработанный в двадцатом веке пластик изменил мир.

Все пластмассы были мягкими и поддавались формованию во время их производства – поэтому они называются пластмассами . Греческое слово Plasticós означает «лепить». Вы можете сделать практически любой предмет из пластика: от щетинок зубных щеток до пуленепробиваемых жилетов и волокон для изготовления текстиля для одежды. Вскоре в качестве носителей вакцины можно будет использовать крошечные пластиковые снаряды, что позволит проглотить вакцину вместо инъекции!

ПЛАСТИКИ = синтетические полимеры

мономер — «одна часть» (моно = один, мер = часть)

полимер — «много частей» (поли = много)

органическое вещество — соединения углерода

органическая химия — изучение соединений, содержащих углерод

 

Что такое пластмассы?

Пластмассы — это синтетические материалы, что означает, что они искусственные или промышленные. Синтез означает, что «что-то собирается», а синтетические материалы состоят из строительных блоков, которые собираются на фабриках.

Строительными блоками для изготовления пластмасс являются небольших органических молекул — молекул, которые содержат углерод наряду с другими веществами. Как правило, их получают из нефти (нефти) или природного газа, но они также могут быть получены из других органических материалов , таких как древесные волокна, кукуруза или кожура бананов! Каждая из этих малых молекул известна как мономер («одна часть»), поскольку она способна соединяться с другими мономерами с образованием очень длинных молекулярных цепей, называемых полимерами («много частей») во время химической реакции, называемой полимеризацией . .Чтобы визуализировать это, представьте себе одну скрепку для бумаг как мономер, а все скрепки в коробке, соединенные вместе, как полимер.

1. Сырая нефть, необработанная нефть, добываемая из-под земли, содержит сотни различных углеводородов, а также небольшое количество других материалов. Работа нефтеперерабатывающего завода заключается в разделении этих материалов, а также в расщеплении (или «крекинге») крупных углеводородов на более мелкие. реакции.

3. Завод по производству пластмасс закупает конечные продукты нефтехимического завода – полимеры в форме смол – вводит добавки для изменения или получения желаемых свойств, затем формирует или иным образом формирует конечные изделия из пластмассы.

 

Как сделать пластик: полимеризация в деталях

Сначала найдите подходящую молекулу. Одной из таких молекул является мономер этилена, исходный материал для различных пластиков. Этилен представляет собой небольшой углеводород, состоящий из четырех атомов водорода и двух атомов углерода.

Полимеризация часто начинается путем объединения мономеров с использованием катализатора – вещества, которое способствует химической реакции, не претерпевая при этом каких-либо необратимых химических изменений. В ходе химической реакции сотни или тысячи мономеров объединяются в полимерную цепь, и одновременно образуются миллионы полимерных цепей. Полученная масса полимеров известна как смола . Смолы продаются на заводы по производству пластмасс, как правило, в виде порошка, крошечных гранул или шариков.Производитель пластмасс добавляет красители и другие добавки, которые изменяют свойства материала для предполагаемого продукта. Наконец, смола превращается в корпус сотового телефона, волокна для свитера или одно из множества других пластиковых изделий.

При полимеризации этилена получается полиэтиленовая смола. Существует ряд семейств полиэтиленовых смол, которые различаются по таким свойствам, как плотность и молекулярная масса, и из них можно изготавливать самые разнообразные пластмассовые изделия.Одним из самых распространенных является полиэтиленовый пакет.

Полиэтилен производится только из мономеров этилена, но также возможно создавать полимеры из двух или более разных мономеров. Вы можете получить сотни различных полимеров в зависимости от того, какие мономеры и катализаторы вы используете.

Мономер из нефти – это углеводород этилен . Полимер А – полиэтилен – изготовлен из мономеров этилена. Эти гранулы или смолы представляют собой цепочки полимеров, если рассматривать их на молекулярном уровне.

 

Полимеры повсюду

Пластмассы — это полимеры, но полимеры не обязательно должны быть пластмассами. То, как производятся пластмассы, на самом деле является способом имитации природы, которая создала огромное количество полимеров. Целлюлоза, основной компонент клеточных стенок растений, представляет собой полимер, как и все белки, вырабатываемые в вашем организме, и белки, которые вы едите.Еще одним известным примером полимера является ДНК — длинная молекула в ядрах ваших клеток, несущая всю генетическую информацию о вас.

Люди веками использовали натуральные полимеры, включая шелк, шерсть, хлопок, дерево и кожу. Эти продукты вдохновили химиков на создание синтетических аналогов, что они и сделали с поразительным успехом.

 

Термопласты и термореактивные материалы

Пластмассы делятся на две категории в зависимости от того, что с ними происходит, когда они нагреваются до высоких температур. Термопласты сохраняют свои пластические свойства: они плавятся при нагревании, затем снова затвердевают при охлаждении. С другой стороны, термореактивные материалы и постоянно «затвердевают» после того, как они изначально сформированы, и их нельзя расплавить. Если они подвергаются воздействию достаточного количества тепла, они треснут или обуглятся.

80% производимых пластмасс составляют термопласты, из которых наиболее часто используются полиэтилен, полипропилен, полистирол и поливинилхлорид (ПВХ) (70%).

 

Термопласты

Пластмассы, которые могут быть изменены

Реактопласты

Пластмассы, которые не могут быть изменены
Аналоги

Когда лед нагревается, он тает.Когда термопластический объект нагревается, он также плавится.

 

Растаявшему льду можно придать новую форму, и он сохранит эту форму при охлаждении. Точно так же расплавленному термопластическому объекту можно придать другую форму, и он сохранит эту новую форму при охлаждении.

Точно так же, как сырое яйцо может стать вареным яйцом, жареным яйцом и т. д., термореактивные полимеры могут стать самыми разными объектами.

Однако, сварив яйцо, вы не сможете приготовить из него яичницу. Точно так же, как только объект из термореактивного пластика был сформирован, его нельзя переделать в другой объект.

Причины реакций при нагревании


Термопласты имеют длинные линейные полимерные цепи, которые лишь слабо химически связаны друг с другом.Когда термопластический объект нагревается, эти связи легко разрываются, что позволяет полимерам скользить друг относительно друга, как нити свежеприготовленных спагетти. Вот почему термопласты можно легко переформовать.

Слабые связи между полимерами восстанавливаются при охлаждении пластикового объекта, что позволяет ему сохранять свою новую форму.


Линейные цепи сшиты прочно химически.Это предотвращает расплавление и преобразование термопластичного объекта.

Как образуются пластмассовые предметы Наиболее распространенным методом изготовления пластмасс является литье. Чтобы сделать объект из термопласта, пластиковые гранулы, известные как смола, помещаются в форму под воздействием высокой температуры и давления. Когда материал остынет, форма открывается, и пластиковый объект готов. При изготовлении пластиковых волокон расплавленная смола распыляется через сетчатый фильтр с крошечными отверстиями.

Реактопласты производятся в два этапа:

1. Формируются линейные полимеры.

2. Линейные полимеры помещаются в форму, где происходит «отверждение». Это может включать нагрев, давление и добавление катализаторов. Во время этого процесса формируется сшитая или сетчатая структура, создавая постоянно твердый объект, который больше не поддается плавлению или формованию.

Использование Существует огромное количество применений, включая полиэтиленовую пленку, контейнеры для пищевых продуктов, осветительные панели, садовые шланги и постоянно встречающиеся пластиковые пакеты. Термореактивные материалы хорошо использовать для вещей, которые будут нагреваться, таких как лопатки и другие кухонные принадлежности. Они также используются в клеях, лаках и электронных компонентах, таких как печатные платы.
Переработка Термопласты легко перерабатываются, поскольку их можно плавить и превращать в другие продукты. Например, пластиковую бутылку с безалкогольным напитком можно превратить в волокна флисовой куртки. Термореактивные материалы трудно перерабатывать, но сегодня существуют методы измельчения объектов в мелкий порошок для использования в качестве наполнителей в армированных термореактивных материалах.

Улучшенные катализаторы улучшают качество пластмасс

Для большинства применений идеальным полимером является длинная прямая цепь с очень регулярной молекулярной структурой. Однако ранние синтетические полимеры часто имели странные небольшие разветвления и другие неоднородности.В 1950-х годах немецкий химик Карл Циглер (1898–1973) обнаружил, что совершенно другой тип катализатора — комбинация соединений алюминия с другими металлическими соединениями — может решить некоторые из этих досадных проблем и увеличить длину полимерной цепи, обеспечив превосходное качество. пластмассы. Зиглер стал богатым человеком в результате патентов на пластмассы, такие как полиэтилен высокой плотности (HDPE), который используется для производства различных продуктов, таких как бутылки или трубы.

Полимеры часто имеют короткие боковые цепи, которые могут располагаться по обе стороны от основной цепи.Если боковые ответвления расположены случайным образом слева или справа, полимер имеет неправильную структуру. Итальянский химик Джулио Натта (1903–1979) обнаружил, что некоторые катализаторы Циглера приводят к однородной структуре, в которой все боковые ответвления находятся на одной стороне. Эта структура приводит к более жестким и прочным пластикам, а также к легким, что оказалось важным экономическим значением, особенно для полипропилена. Почти сразу же были произведены новые и более качественные изделия из пластика.

За свои новаторские работы в области полимеризации пластмасс Карл Циглер и Джулио Натта получили Нобелевскую премию по химии в 1963 году.Сегодня катализаторы Циглера-Натта используются во всем мире для производства различных полимеров.

 

Пластмассы, общество и окружающая среда

Пластмассы во многом способствовали улучшению качества нашей жизни. Многие продукты были бы намного дороже или вообще не существовали бы, если бы не пластик. Тем не менее, как и в случае использования любого материала, существуют экологические преимущества и воздействия.

Во-первых, производство пластмасс оказывает воздействие на окружающую среду; однако индустрия пластмасс упорно работала над сокращением потребления энергии и воды, а также образования отходов в ходе производственных процессов.

Во-вторых, в течение своего срока службы пластмассовые изделия могут экономить энергию и сокращать выбросы углекислого газа различными способами. Например, они легкие, поэтому их транспортировка энергоэффективна. А пластиковые детали в автомобилях и самолетах уменьшают вес этих транспортных средств, и поэтому для их эксплуатации требуется меньше энергии, а выбросы меньше.

Вот несколько простых вещей, которые люди могут принять во внимание, чтобы помочь улучшить окружающую среду:
• Утилизируйте пластмассовые изделия, когда подходит к концу их срок службы.
• Носите продукты в многоразовых сумках.

 

Резюме

• Пластмассы представляют собой синтетические материалы, полученные из органических (углеродосодержащих) соединений. Наиболее распространенными источниками соединений углерода являются нефть (нефть) и природный газ.

• Пластмассы состоят из полимеров – длинных молекулярных цепей – часто смешанных с другими веществами, такими как красители и смягчители.

• Свойства конкретного пластика зависят от того, как выглядят полимерные цепи, как они связаны друг с другом и какие добавки были введены.

• Существует две группы пластмасс:
Термопласты , которые плавятся при нагревании и легко поддаются формовке.
Реактопласты , которые нельзя расплавить или переформовать. Они трескаются или обугливаются при нагревании.

• Катализаторы Циглера-Натта произвели революцию в производстве пластмасс.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.