Пластмассы

Помимо полимера, пластмассы могут содержать: наполнители – для улучшения механических свойств, уменьшения усадки, повышения стойкости к действию агрессивных сред и снижения стоимости; пластификаторы – для снижения хрупкости и повышения морозостойкости; стабилизаторы – для длительного сохранения свойств (антиоксиданты, фотостабилизаторы, антирады); красители и пигменты; ингибиторы горения – антипирены; вспенивающие вещества – для получения пенопластов; смазывающие вещества – для облегчения процессов переработки и предотвращения прилипания полимерного материала к стенкам перерабатывающего оборудования.

Пластмассы, в сравнении с эластомерами, характеризуются высокими значениями начального модуля упругости (до 9·102 – 103МПа) и малыми значениями верхнего предела относительного удлинения (10–100%), часть которого имеет необратимый характер.

Полимеры, входящие в состав пластмассы, при формировании изделия находятся в вязкотекучем или высокоэластическом, а при эксплуатации – в стеклообразном или кристаллическом состоянии. В однофазных (гомогенных) пластмассах основной компонент – полимер, остальные ингредиенты в нем растворены. В гетерогенных пластмассах полимер выполняет роль дисперсионной среды (связующего) по отношению к диспергированным в нем компонентам, составляющим самостоятельные фазы. Содержание этих фаз в пластмассах может изменяться в широких пределах (до 45–50% в расчете на массу полимера). В высоконаполненных пластмассах содержание таких фаз может в три и более раз превышать содержание полимера.

В зависимости от поведения при нагревании пластмассы делят на термопластичные (термопласты) и термореактивные (реактопласты). Термопласты при нагревании размягчаются, переходя в вязкотекучее состояние, при охлаждении затвердевают. Этот процесс обратим, полимер не претерпевает химических изменений. Реактопласты при нагревании (или охлаждении) структурируются, превращаясь в твердые, неплавкие и нерастворимые продукты, и не способны к повторному формованию.

По способу синтеза полимеров пластмассы классифицируются: на основе полимеров, получаемых по реакциям полимеризации, поликонденсации; на основе химических модифицированных природных полимеров.

Практическое использование пластмассы относится к более раннему времени, чем создание теории полимеризации, поликонденсации и полимерного состояния. В 1867 г. впервые путем наполнения нитрата целлюлозы камфорой был получен материал, названный целлулоидом. Пленочные изделия из него стали использоваться в качестве основы кинофотоматериалов, что обусловило зарождение кинематографии (конец XIX в.).

Благодаря теоретическим разработкам в области производства и переработки полимеров и создания крупнотоннажной сырьевой базы, мировое производство полимерных материалов в конце ХХ в. достигло величины, сопоставимой по массе и объему с производством цветных металлов; каждое десятилетие характеризуется удвоенным выпуском полимерных материалов, в том числе и пластмассы. Они применяются в различных отраслях техники, в строительстве, сельском хозяйстве, медицине, легкой и пищевой промышленности и т. д.

Татарстан – один из крупных регионов России по производству полимерной продукции. На предприятиях республики производятся: почти половина выпускаемого в России полиэтилена, поликарбонат, сополимер этилена с винилацетатом, полиэтиленгликоль (Акционерное общество «Казаньоргсинтез»); полипропилен, полистирольные пластики, сополимер этилена с пропиленом (Акционерное общество «Нижнекамскнефтехим»).

Становлению и развитию этих производств способствовали научные работы под руководством Е.В.Кузнецова, В.А.Воскресенского, П.А.Кирпичникова. Получили развитие научные направления: модификация каталитических систем полимеризации олефинов (В.И.Гусев, Г.С.Бикушев), модификация структуры и свойств полиолефинов и создание на их основе композиционных материалов с повышенной морозостойкостью и адгезией, обладающих электропроводящими и другими специальными свойствами (В.Г.Павлий, А.М.Кочнев, А.Е.Заикин, А.Н.Садова); стабилизация свойств и продление срока службы полимерных материалов и изделий из них (Н.А.Мукменёва, Д.Г.Победимский, Е.Н.Черезова); синтез: полиуретанов и производство материалов из них (М.И.Бахитов, Л.А.Зенитова), водорастворимых полимеров на основе акриловых комитет и акриламида (В.Е.Ложкин, В.А.Мягченков, В.Ф.Куренков), композиционных материалов на основе поливинилхлорида и эпоксидных смол (В.Г.Хозин, Е.М.Готлиб, Л.А.Абдрахманова, Р.Я.Дебердеев, Р.М.Гарипов). Исследования проводятся в Казанском технологическом и Казанском архитектурно-строительном университетах.

Энциклопедия полимеров: В 3 томах. Москва, 1972–1977.

Архиреев В.П., Галибеев С.С. Альбом технологических схем производства пластических масс. Казань, 2002.

Автор – В.П.Архиреев