Синтетические полимерные материалы

Синтетические полимерные материалы обладают комплексом характеристик, ко­торые при умелом их использовании обеспечивают эффективные эксплуатационные свойства изделий и рентабельность их производ­ства.

Ассортиментное распределение выпускаемых пластмасс таково, что на десять разновидностей крупнотоннажных пластиков прихо­дится около 90 % всего производства полимерных материалов. Так, в зависимости от страны-производителя выпуск полиолефинов, поли­этилена низкой и высокой плотности и полипропилена, составляет от 35 до 45 % общего объема производства, от 11 до 20 % — доля поливинилхлорида, 9-13 % приходится на полистирольные пласти­ки, от 2 до 7 % - на производство полиамидов. Интервалом 1-4 % характеризуется выпуск эпоксидных смол, ненасыщенных полиэфиров, полиэтилентерефталата, поликарбоната, полиацеталей.

В настоящее время в России отмечается интенсивный рост как производств полимерных материалов, так и выпуска изделий из них.

Термин «синтетические 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.

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

Основными производителями полимерных материалов являются страны Евро­пейского экономического сообщества (Италия, Германия, Англия, Франция), Америки (США, Канада, Бразилия), Япония, Китай, Корея и государства СНГ.

Примерно 90 % общего производ­ства полимерных материалов приходится на десять групп, а именно (в порядке убывания) полиэтилены низкой и высокой плотности (со­ответственно высокого и низкого давления), полипропилен, поливинилхлорид, полистирол и сополимеры стирола, полиакрилаты, полиацетали, полиамиды, полиимиды, простые и сложные поли­эфиры, полисульфоны, фено- и аминопласты, полиэпоксиды и кремнийорганические полимеры.

Для большинства из перечисленных разновидностей пластиков разработан марочный ассортимент, опирающийся на так называе­мые базовые марки, отличающиеся вязкостью расплавов, что прежде всего влияет на выбор способа их переработки в изделия. Модификацией базовых марок создают пластмассы с теми или иными доминантными свойствами (электропроводность, износо­стойкость, негорючесть, ударная прочность и др.). Полимерная промышленность развитых стран на базе примерно трех десятков крупнотоннажных полимеров выпускают более 4000 разновидно­стей пластмасс.

Пластмассы являются важнейшими современными конструкционными материалами, занимая по применению ведущее место из всех неметаллов. Они облада­ют рядом ценных свойств: малой плотностью (до 2 г/см³), высокой удельной прочностью, низкой теплопроводностью (и, соответственно, хорошими теплоизоляционными свойствами), химической стойкостью, хорошими электро­изоляционными свойствами, звукоизоляционными свой­ствами, хорошей окрашиваемостью в различные цвета. Некоторые пластмассы обладают оптической прозрачно­стью, фрикционными и антифрикционными свойствами стойкостью к истиранию и др. Кроме того, пластмассы имеют хорошие технологические свойства: легко форму­ются, прессуются, обрабатываются резанием, их можно склеивать и сваривать. Недостатками пластмасс являются низкая теплостойкость (до 100 ° С для большинства пла­стмасс), низкая ударная вязкость, ползучесть, низкая твер­дость, плохая сопротивляемость динамическим нагрузкам склонность к старению для ряда пластмасс.

ОСНОВНЫЕ РАЗНОВИДНОСТИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПОЛИМЕРОВ И ПЛАСТМАСС