Аминопласты. Сырьё для получения, виды, свойства, применение

 

Аминопласты — это материалы на основе смол, получаемых поликонденсацией мочевины и меламина с формальдегидом, а также смешанных мочевино-, меламиноформальдегидных смол. Мочевина (карбамид) представляет собой бесцветное кристаллическое вещество с температурой плавления 133°С, плотностью 1,36 г/см³, получаемое синтезом из аммиака и диоксида углерода. Меламин является бесцветным кристаллическим веществом с температурой плавления около 250°С и плотностью 1,57 г/см³, получаемым из мочевины и ди- циандиамида.

Аминопласты выпускаются в виде пресс-порошков, волокнистых и слоистых пластиков и по своим свойствам близки к фенопластам. Сырьем для получения мочевиноформальдегидных, меламиноформальдегидных прессовых порошков являются различные композиции, состоящие из мочевины, формальдегида, уротропина, стеарата цинка и красителей. Процесс производства пресс-порошков состоит из операций приготовления конденсационного раствора, смешения раствора с компонентами, сушки влажной композиции, измельчения высушенного продукта, просеивания и стандартизации продукта. В качестве наполнителей применяют древесную и хлопковую целлюлозу, слюду, кварцевую и древесную муку и др. Основным методом получения изделий из пресс-порошков является горячее прессование. Аминопласты — бесцветные и светостойкие материалы, легко окрашиваются в любые цвета, не имеют запаха и не выделяют токсичных веществ под действием тепла, обладают хорошими декоративными свойствами и широко применяются для изготовления изделий бытового назначения: посуды, предметов хозяйственного назначения, парфюмерной тары, мыльниц, галантереи и др. По водо- и теплостойкости аминопласты уступают фенопластам, но высокие диэлектрические свойства и тугостойкость к разрядам, ударная прочность позволяют использовать их для изготовления выключателей высокого напряжения, электро-, радио- и теледеталей, телефонных аппаратов, корпусов электроприборов, электроосветительной и автомобильной арматуры.

Из волокнитов, получаемых на основе аминосмол, наибольшее значение имеют асбоволокниты. Слоистые аминопласты применяются главным образом в качестве декоративных материалов. Декоративные бумажнослоистые пластики (ДБСП) получают прессованием специальной бумаги, пропитанной аминоальдегидной и фенолоформ альдегидной смолами. Основными этапами производства ДБСП являются: приготовление смолы, пропитка бумаги и сборка пакетов, прессование листов и плит (при температуре 160—170 °С и давлении 25— 30 МПа) и обрезка кромок. Наполнитель может быть прозрачным, без рисунка или со специальным рисунком, имитирующим текстуру ценного дерева или камня. Листы ДБСП наклеиваются на фанеру, древесностружечные плиты, мебельные щиты и другие изделия. Декоративные бумажно-слоистые пластики широко применяются для внутренней отделки помещений промышленного и гражданского назначения, салонов самолетов, вагонов и автобусов, кают судов и других целей. Изделия из аминопластов легко очищаются от загрязнений моющими средствами, теплой водой и растворителями, однако разрушаются кислотами и щелочами. Недостаток аминопластов — высокое водопоглощение и растрескивание при эксплуатации.

 

5.3 Пластмассы на основе полиэфирных, эпоксидных и кремнийорганических смол

 

Из пластмасс на основе полиэфирных смол наиболее распространены поликарбонаты. Основное преимущество их — высокая ударная вязкость, диэлектрические свойства и способность сохранять свои свойства в широком диапазоне температур. Поликарбонаты применяются для изготовления деталей, отличающихся высокой ударной прочностью, теплостойкостью и точностью размеров, хорошими электроизоляционными свойствами (шестерни, кулачковые диски, валики, каркасы катушек, детали нагревательных приборов и др.). Переработка поликарбоната в изделия производится литьем под давлением, обработкой на металлорежущих станках, свариванием горячим воздухом и склеиванием.

Эпоксидные смолы в композиции с отвердителями, наполнителями и пластификаторами применяются для изготовления электроизоляционных компаундов горячего и холодного отверждения. Плотность отвержденных эпоксидных смол 1,17 г/см³, прочность при растяжении 56—80 МПа.

Наполнителями смол служат волокнистые и порошкообразные материалы: хлопковые и стеклянные волокна и ткани, железный порошок и др. Для повышения твердости и теплостойкости пластмасс, а также снижения их стоимости применяют минеральные наполнители: песок, кварц, фарфоровую муку, графит и др. Эпоксидные смолы обладают высокой теплостойкостью, влагостойкостью и электроизоляционными свойствами и применяются для изоляции и герметизации изделий в электротехнической и радиоэлектронной промышленности, изготовления теплостойких и высокопрочных стеклопластиков, а материалы на их основе — для производства деталей и изделий конструкционного и электротехнического назначения.

Важнейшими пластмассами кремнийорганических смол являются пресс-порошки, волокниты и стеклотекстолиты, производство которых аналогично получению пресс-материалов на основе фенолоформальдегидных смол. В пресс-порошках применяют минеральные порошкообразные наполнители; кремнийорганические стекловолокниты выпускают со стеклянными, кремнезем­ными, кварцевыми и асбестовыми волокнами; в стеклотекстолитах в качестве наполнителя используют стекло и асботкань.

Из пресс-порошков изготавливают детали электро- и радиотехнического назначения, обладающие высокой теплостойкостью и термостабильностью, механической прочностью, водостойкостью и стойкостью к действию многих неорганических кислот и органических растворителей. Волокниты со стеклянными, кремнеземными и кварцевыми волокнами отличаются высокой ударной вязкостью и электроизоляционными свойствами и применяются наравне со стеклотекстолитом главным образом для получения электроизоляционных изделий. Некоторые виды кремнийорганических материалов обладают высокой дугостойкостью.

 

6. Газонаполненные пластмассы. Их виды, свойства, маркировка и применение

 

Газонаполненные пластмассы — пенопласты — отличаются малой плотностью и плавучестью, высокими тепло-, звуко- и электроизоляционными свойствами, водостойкостью и др. Недостаток пенопластов — их невысокая механическая прочность. Пенопласты имеют строение отвердевших пен и могут находиться в жестком, полужестком и эластичном состоянии. Жесткие пенопласты не выдерживают растягивающих нагрузок и непластичны, поэтому применяются либо в условиях сжатия, либо отсутствия нагрузок, а эластичные — способны снижать вибрацию и используются в качестве амортизирующего материала. Вспенивание полимеров основано на введении в их состав специальных веществ (порофоров), которые при нагревании или в результате химических реакций выделяют газы, образуя поры. Свойства пенопластов зависят от объема газовой фазы, находящейся в полимере, строения ячеек и химического строения полимера. Газонаполненные мате­риалы могут изготавливаться на основе большинства полимеров, но наибольшее практическое значение получили пенопласты, получаемые из поливинилхлорида, полистирола, полиуретана, феноло- и мочевинофор- мальдегидных смол.

Широкое распространение получили пенопласты, получаемые смешиванием поливинилхлорида с метилметакрилатом и другими компонентами. Композиционную смесь затем прессуют и вспенивают. Пенополивинилхлорид выпускается в виде твердого (ПВХ), полужесткого (ПВХ-П) и эластичного (ПВХ-Э)материала. Все эти материалы обладают высокими амортизационными и поглощающими свойствами, но низкой теплостойкостью и прочностью. Твердый пенополивинилхлорид используется в качестве теплоизоляционного материала и для изготовления труднозатопляемых изделий, полужесткий — для изготовления полировальных кругов, а эластичный — в качестве амортизационного материала.

Полистиролъные пенопласты изготавливают смешиванием полистирола с легко разлагающимися азотосодержащими материалами, последующим прессованием композиции и вспениванием прессованной заготовки. Полистирольные пенопласты хорошо режутся и склеиваются между собой, с металлами, древесиной и пластмассами, являются очень легкими материалами и ши­роко применяются для теплоизоляции на строительстве, транспорте, в холодильной промышленности и др. Пенополистирол используется также как упаковочный ма­териал для приборов и стеклянных изделий, а также для изготовления пленки. Наиболее распространенными марками полистирольного пенопласта являются ПС ПСБ, отличающиеся способами изготовления вспененной заготовки: ПС — прессовым методом, при котором получается более плотный и прочный материал; ПСБ — литьевым методом, когда получается более легкий, но менее прочный материал. Промышленность выпускает также специальные виды пенополистирола: самозатухающий (пониженной горючести) марки ПСБ-С и бензо- и маслостойкий марки ПСБ-Н.

Газонаполненные материалы на основе полиуретанов—пенополиуретаны — обладают малой плотностью, механической прочностью, водостойкостью, устойчивостью к действию растворителей и высокими электроизоляционными свойствами. Сырьем для получения пенополиуретанов служат сложные органические кислоты, спирты, соли и др. Промышленность выпускает как жесткие, так и эластичные пенополиуретаны. Жесткие материалы применяются в качестве покрытий в строительстве. Строительные стенные конструкции, в которых внутренний слой состоит из пенополиуретана, а на­ружные — из деревянных листов, обладают хорошими звукоизоляционными свойствами. Некоторые марки жестких пенополиуретанов (например. ППУ-10 и др.) отличаются высокими механическими свойствами и применяются в качестве конструкционных материалов. Они легко пилятся, обтачиваются, штампуются и обрабатываются на металлорежущих станках. Из эластичных пенополиуретанов наибольшее значение имеет поролон, который характеризуется высокими тепло- и звукоизоляционными и амортизационными свойствами. Эластичные пенополиуретаны применяются для изготовления сидений автомобилей, подушек, ковриков, обивки мебели, а также в качестве тепло- и звукоизоляционных материалов. Среди пенопластов наибольшее рас­пространение получили пенофенопласты марок ФФ и ФК(модифицированный каучуком), обладающие большей прочностью, марок «Мипора» иМФП, обладающие наименьшей плотностью. Общими для этих пенопластов являются высокие тепло- и звукоизоляционные свойства, обусловливающие их использование в строительстве, транспортном машиностроении, холодильной технике, электротехнике, в качестве плавучих средств, тары и упаковки.

 

7. Условия поставки, хранения и транспортирования пластмасс

 

Пластмассы и изделия из них поставляются потребителям партиями, сопровождаемыми единым документом, в котором указывают наименование продукта и предприятия-изготовителя, номер партии и дату изготовления, массу продукции; нормируемые показатели качества и их соответствие требованиям ГОСТов. Нормируемыми свойствамй пластмасс являются плотность, разрушающее усилие, твердость, ударная вязкость, теплостойкость, водопоглощение и диэлектрические свойства. Наименование и марка продукта, номер и масса партии проставляются, кроме того, в упаковочном листе, вкладываемом в каждое упаковочное место. Важнейшим требованием при перевозке и хранении является сохранение первоначальных потребительских свойств поставляемой продукции. Поэтому для предупреждения повреждения и порчи продукции упаковки маркируют специальными надписями: «Не бросать», «Верх», «Осторожно — стекло» и др., соблюдают определенные меры предосторожности: связывание, правильное расположение при погрузке и хранении и т. п.

Условия поставки, перевозки и хранения пластмасс завизят от вида пластмасс, агрегатного состояния, состава и физико-механических свойств. Порошкообразные и гранулированные реакто - и термопласты поставляются и хранятся в полиэтиленовых и многослойных бумажных мешках. Полиамидные пластмассы, обладающие высокой гигроскопичностью, перевозятся и хранятся в герметически закрытой мягкой или жесткой таре. Листы и пленки из термопластов отгружаются в рулонах, обернутыупоковочной бумагой и уложенных в ящики и контейнеры. Органическое стекло, рластики с волокнистыми и слоистыми наполнителями выпускаются в виде листов и плит различной тошдины и упаковываются в деревянные ящики с прокладкой рядов обёрточной бумагой илидругим прокладочным материалом, обеспечивающим сохранность изделий при транспортировке.

..Изделия постоянного профиля (трубы и комплектующие детали к ним, уголки, стержни, изделия сантехнического назмачения др.) поставляются в деревянных яшиках и контейнерах. Газонаполненные пластмассы отгружаются потребителям в виде блоков, листового материала или готовых формованных изделий, упакованных в стандартные коробки из гладкого или гофрированного картона, в деревянные или фанерные ящики.

Для транспортирования пластмасс и изделий из них могут быть использованы все виды транспорта закрытого типа. Транспортная тара предварительно должна быть тщательно очищена от мусора и грязи. При загрузке транспорта следят за тем, чтобы в одной партии была продукция одной и той же марки материала, одинакового состава, сорта и свойств. Пластмассы и синтетические смолы должны храниться в таре и упаковке поставщика не более установленного срока в сухих отапливаемых помещениях на специальных стеллажах или поддонах в соответствии с инструкцией по приемке и хранению химических материалов. При хранении пластмасс должны исключаться условия для их. нагревания и увлажнения, а также действие прямых солнечных лучей, приводящие к преждевременному старению, ухудшению потребительских свойств и внешнего вида.

Более того, длительное действие высоких температур вызывает разложение большинства пластмасс и выделение вредных и ядовитых веществ: хлористого водорода, оксида углерода, аммиака и др. Порошкообразные пластмассы образуют в воздухе взрывоопасные смеси, поэтому в складских помещениях должны быть созданы условия, исключающие возможность накопления статического электричества и образования искр. Электропроводка и электрооборудование не должны быть взрывоопасными. Складские помещения должны оборудоваться средствами пожаротушения. Работа по тушению пожара во избежание отравления продуктами разложения пластмасс должны проводиться в противогазах.

Некоторые пластмассы являются токсичными веществами, болезненно действуют на кожу, вызывают раздражение дыхательных путей, оказывают наркоти­ческое действие и т.д. Поэтому концентрация пластмассовой пыли в складах не должна превышать установленных предельно допустимых норм, а все работающие должны обеспечиваться средствами индивидуальной защиты. Складские помещения должны оборудоваться надежной приточно-вытяжной вентиляцией.

 

Вопросы для самоконтроля

1. Основные свойства пластмасс

2. Экономическая эффективность использования пластмасс

3. Недостатки пластмасс

4. Состав пластических масс

5. Основные связующие материалы пластмасс

6. Влияние наполнителей на свойства пластмасс

7. Влияние пластификаторов на свойства пластмасс

8. Влияние стабилизаторов на свойство пластмасс

9. Влияние отвердителей на свойства пластмасс

10. Основные признаки классификации пластмасс

11. Основные виды термопластов.Свойства, применение

a. Полиэтилен. Сырьё для производства, классификация, свойства, маркировка, применение

b. Полипропилен. Сырьё для производства, свойства, применение

c. .Поливинилхлорид. Сырьё для производства, свойства, применение

d. Полистирол. Сырьё для производства, свойства, применение

e. Фторопласты. Виды, свойства, применение

f. Полиамиды. Сырьё для производства, свойства, виды, применени

g. Полиметилметакрилат, полиформальдегид и пентапласт. Сырьё для производства, свойства, применение

12. Виды реактопластов. Их назначение, товар­ные свойства и принципы маркировки

a.Фенопласты. Классификация, сырьё для производства, основные виды, свойства, применение

b. Аминопласты. Сырьё для получени, виды, свойства, применение

c. Пластмассы на основе полиэфирных, эпоксидных и кремнийорганических смол

d. Пластмассы на основе полиэфирных, эпоксидных и кремнийорганических смол

13. Газонаполненные пластмассы. Их виды, свойства, маркировка и применение

14. Условия поставки, хранения и транспортирования пластмасс

 

План практического занятия

1. Пластмассы — современные конструкционные материалы

2. Состав пластических масс

3. Классификационные признаки пластмасс

4. Виды термопластов. Их назначение, товарные свойства, принципы маркировки

a. Полиэтилен. Сырьё для производства, классификация, свойства, маркировка, применение

b. Полипропилен. Сырьё для производства, свойства, применение

c. .Поливинилхлорид. Сырьё для производства, свойства, применение

d. Полистирол. Сырьё для производства, свойства, применение

e. Фторопласты. Виды, свойства, применение

f. Полиамиды. Сырьё для производства, свойства, виды, применени

g. Полиметилметакрилат, полиформальдегид и пентапласт. Сырьё для производства, свойства, применение

5. Виды реактопластов. Их назначение, товарные свойства и принципы маркировки

6. Фенопласты. Классификация, сырьё для производства, основные виды, свойства, применение

7. Аминопласты. Сырьё для получения, виды, свойства, применение

8. Пластмассы на основе полиэфирных, эпоксидных и кремнийорганических смол

9. Газонаполненные пластмассы. Их виды, свойства, маркировка и применение

10. Условия поставки, хранения и транспортирования пластмасс