Plastmasa: klasifikācija, galvenie raksturlielumi, ražošanas un apstrādes tehnoloģijas

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Plastmasa vai vienkārši plastmasa ir lielmolekulārie savienojumi, kas izgatavoti no dabīgām vai sintētiskām vielām. Šādu vielu galvenā iezīme ir iespēja pāriet uz plastmasas stāvokli divu faktoru - augstas temperatūras un spiediena - ietekmē. Turklāt svarīgi arī, lai pēc tam masa spētu saglabāt tai doto formu.

Vispārīgs plastmasas apraksts

Plastmasas masas sāka ražot apmēram pirms 50-60 gadiem. Līdz šim šie produkti ir kļuvuši plaši izplatīti gan ikdienas dzīvē, gan rūpniecībā un citās cilvēka darbības nozarēs. Turklāt šobrīd plastmasa dažos gadījumos var veiksmīgi aizstāt koku, stiklu un pat metālu. Ir vērts atzīmēt, ka tādas nozares kā mašīnbūve, radiotehnika, elektrotehnika un ķīmiskā rūpniecība vairs nevar iztikt bez šādiem produktiem.

Plastmasas masas spēj apvienot metāla izstrādājumu izturību,vienlaikus ar koka svaru un stikla caurspīdīgumu. Ar visām šīm īpašībām šādām vielām nav trūkumu, kas raksturīgs visiem šiem materiāliem. Tās nerūsē kā metāls, nepūst kā koks, un tās nevar saplīst kā stikls.

Vispārīga lietošanas informācija

Plēves materiālu ražošanai var izmantot plastmasas masas. Tos savukārt aktīvi izmanto, piemēram, dārzeņu audzēšanā. Lieliski piemērots aizsargājamas zonas izveidei zemē, ogu, ziedu un cita veida audzēšanai.

Turklāt plastmasas konteineri, konteineri un citi konteineri arī ieņem vienu no vadošajām vietām pesticīdu, mēslošanas līdzekļu, lauksaimniecības produktu pārvadāšanas vajadzībām. Šobrīd jau notiek gāzes apmaiņas plēves konstrukcijas ražošana. Šādas membrānas tiks izmantotas produktu uzglabāšanai vidē ar kontrolētu gāzes daudzumu. Lauku aktivitātēm pat tiek ražotas atstarojošas plēves augsnes mulčēšanai.

Pamata savienojumi

Ja sniedzam vispārīgu informāciju par plastmasu, varam teikt sekojošo: bāze sastāv no lielmolekulāra savienojuma vai vienkārši polimēra, kā arī dabīgām (piķis, asf alts) vai sintētiskām piedevām. Līdz šim visizplatītākā un svarīgākā ir sintētiskā plastmasa, ko iegūst polimerizācijas vai polikondensācijas ceļā.

Plastmasas polimerizācijas process ir identisku molekulu apvienošanas reakcija, kassauc par monomēriem. Šajā gadījumā neizdalās vienkāršas vielas. Un iegūtā polimēra molekulmasa būs vienāda ar to divu sastāvdaļu masu, kas to veido. Jāatzīmē, ka plastmasas ražošanas tehnoloģijā vienlaikus var piedalīties vairāki monomēri. Šajā gadījumā procedūra tiks saukta par kopolimerizāciju.

Ja runājam par polikondensāciju, tad polimēru iegūs, apvienojot vairākas dažādu vielu funkcionālās grupas. Šajā gadījumā izdalīsies dažas vienkāršas vielas. Pamatojoties uz to, kļūst skaidrs, ka gatavā polimēra kopējā molekulmasa nebūs vienāda ar veidošanā iesaistīto monomēru kopējo masu.

Makromolekulāro savienojumu apraksts

Šo savienojumu apstrāde tiek veikta, pakļaujot tām augstu temperatūru un spiedienu. Pēc sagatavošanas šādi savienojumi būs vai nu viskoza šķidruma, vai cietas vielas formā. Turklāt ir vērts teikt, ka polimērus iedala trīs lielās grupās – pēc veidošanā izmantotā monomēra ķīmiskās struktūras.

Papildinājumi

Plastmasas struktūra un mērķis ir atkarīgs no to īpašībām. Tāpēc ir vērts teikt, ka ir īpašas piedevas, kas var mainīt dažas īpašības pareizajā virzienā.

Daži gatavie izstrādājumi ir izgatavoti no 100% polimēriem - tie ir polietilēns vai poliamīdi. Citi sastāv no polimēriem tikai 20-60%, bet pārējo masas daļu aizņemīpašas pildvielas. Pildvielu galvenais mērķis ir mainīt dažādas īpašības: palielinot ugunsizturību, palielinot izturību, palielinot cietību un mehānisko izturību. Piemēram, gumijai tiek pievienota pildviela, piemēram, ogle.

Vēl viena piedeva, kas atrodama, piemēram, plastmasas traukos un daudzos citos cietos traukos, ir plastifikatori. Tomēr, jo vairāk plastifikatora pievieno, jo lielāks būs plastiskuma koeficients. Tādējādi iespējams iegūt izturīgu, bet drīzāk plastmasas materiālu.

Vēl viena svarīga sastāvdaļa ir stabilizators. To pievieno kompozīcijai, lai izvairītos no gatavā produkta sadalīšanās augstas temperatūras, saules gaismas un citu ārējo faktoru ietekmē. Dažos gadījumos, ja vēlaties mainīt produkta krāsu, tiek pievienota nedaudz krāsvielas.

Detalizēts vielu apraksts

Šādu savienojumu ražošanas tehnoloģija paredz cita komponenta klātbūtni, ko sauc par IUD.

Navy ir vissvarīgākā piedeva, kas satur kopā daudz dažādu elementu, kā arī piešķir plastiskumu. Turklāt HMS veicina arī formējamību, elektrisko izolāciju un pretkorozijas veiktspēju. Ja runājam par plastmasu vispārīgo klasifikāciju, tad tās var nepildīt un pildīt.

Pirmā grupa ir tīra polimēra masa vai ar ļoti nelielu piedevu daudzumu. Otrajā grupā, gluži pretēji, ir gan polimēri, ganliels skaits dažādu piedevu, kas ir vienmērīgi sadalītas saistvielā, parasti sveķos.

Kā minēts iepriekš, pildvielas tiek ieviestas, lai mainītu vai uzlabotu lielāko daļu īpašību. Šie komponenti paši par sevi var būt gan organiski, gan minerāli savienojumi. Tos var uzrādīt pulvera pildvielu veidā - koksnes pulveris, vizlas vai kvarca milti un citi. Un tos var attēlot ar šķiedru elementiem, piemēram, kokvilnu. Pēdējais pildvielu veids ir audekls (papīrs, vizla un citi).

Sīkāk runājot par plastifikatoriem, tos var raksturot šādi: tās ir mazgaistošas sastāvdaļas, kuras visbiežāk attēlo kāds šķidrums. To ievadīšana kompozīcijā palielina ne tikai elastību. Formēts izstrādājums ar palielinātu plastifikatoru sastāvu uzlabo salizturību un elastību.

Ir arī cita veida piedevas - cietinātāji. To koncentrācija parasti ir ļoti zema, un galvenais uzdevums ir pārvērst polimērus trīsdimensiju struktūrā. Faktiski tādēļ dažas plastmasas kļūst nekausējamas.

Trūkumi

Ir vērts atzīmēt dažus trūkumus, kas šim materiālam joprojām ir. Jebkura veida plastmasām ir ievērojami zemāka karstumizturība nekā metāla izstrādājumiem. Lielāko daļu plastmasas izstrādājumu var darbināt temperatūrā, kas nepārsniedz 150 grādus pēc Celsija. Neskatoties uz to ilgo kalpošanas laiku, arī plastmasas izstrādājumipakļauti novecošanai. Šis defekts izpaudīsies kā izstrādājuma tumšums, oksidēšanās, stiprības īpašību samazināšanās, cietība.

Polietilēna iegūšana

Varat apsvērt tehnoloģiju plastmasas ražošanai uz polietilēna bāzes. Šī ir viena no tām vielām, ko iegūst polimerizācijas ceļā, un tā ir ļoti pieprasīta tirgū.

Lai iegūtu polietilēnu tā parastajā formā, tiek izmantotas trīs polimerizācijas metodes:

1. Pirmā metode ir polimerizācija zem spiediena 1000-2000 atm ar temperatūru no 180 līdz 200 grādiem pēc Celsija. Par procesa iniciatoru tiek izmantots neliels skābekļa daudzums - 0,005-0,05%.
2. Otrais polimerizācijas variants, gluži pretēji, notiek vai nu atmosfēras, vai mākslīgi radīta spiediena 2-6 atm ietekmē un tikai 60-70 grādu temperatūrā. Šajā gadījumā metālorganiskie ogļūdeņraži tiek izmantoti kā katalizatori naftas vidē, kur nav mazākā mitruma un skābekļa.
3. Pēdējais polimerizācijas veids notiek zem spiediena 20-50 atm un ar oksīda katalizatoru piedalīšanos ar temperatūru 110-140 grādi pēc Celsija.

Plastmasas veidi

Ražošanas un turpmākās konservēšanas laikā var izdalīt vēl divus plastmasas veidus. Galvenā atšķirīgā iezīme ir sacietēšanas apstākļi vai bez tā. Saskaņā ar šo parametru termoplastiskā un termoreaktīvo plastmasu izceļas.

Kas attiecas uz pirmās kategorijas produktiem, karsējot, tietiks veiktas noteiktas izmaiņas, pārejot no cieta stāvokļa uz plastisku, viskozu un šķidru stāvokli. Šāda veida produkts pēc atdzesēšanas atkal sacietēs. Termoplastiskie izstrādājumi ietver polietilēnu, polistirolu, fluoroplastus un citus veidus.

Termereaktīvo plastmasu, uzkarsējot līdz 150-300 grādu temperatūrai, notiks neatgriezeniskas izmaiņas. Šādas masas kļūs cietas, nešķīstošas un neplūstošas zem spiediena vai bez tā. Tie satur cietinātājus kā piedevu. Piemērs ir epoksīds.

Ražošana Krievijā

Viens no vecākajiem un lielākajiem uzņēmumiem šī produkta ražošanā ir Nelidovskas plastmasas rūpnīca NZPM. Šī uzņēmuma ražotnes atrodas Tveras apgabala dienvidrietumos.

Ražotne atrodas uz 19 hektāriem zemes, uz kuras atrodas 25 rūpniecības objekti.

Lielākā ražošanas platība pieder ražotnei, kas ražo Isonel polietilēna putas (PPE). Platība ir 24 500 kvadrātmetri. Tālāk seko daudz mazāka veikala 2. platība - 7500 kvadrātmetri. metri, kur tiek izgatavota ekstrudēta lokšņu plastmasa. Vietne vakuumformēšanas izstrādājumiem aizņem vēl 3 tūkstošus kvadrātmetru. metri. Turklāt rūpnīca nodarbojas ar plastmasas apstrādi.