По реакции на воздействии температуры

· термопластичные (термопласты) - это пластмассы, которые имеют свойство размягчаться под воздействием температуры (пластмассы на основе полиэтилена, поливинилхлорида и т.п.).

· термореактивные (реактопласты) - не размягчаются под воздействием температуры (бумажно-слоистые, древесно-слоистые пластики на основе фенолформальдегидных и мочевиноформальдегидных смол).

2) По композиционному составу

· ненаполненные - пластмассы, состоящие только из полимера и некоторых специальных добавок (полиэтиленовая плёнка, полистирольные изделия и т. п.).

· наполненные - пластмассы, содержащие кроме полимера наполнители, стабилизаторы, пигменты (погонажные изделия из поливинилхлорида, бумажно-слоистые пластики и пр.).

3) В зависимости от физико-механических свойств при нормальной температуре

· жесткие пластмассы -- твердые упругие материалы аморфной структуры (фенопласты и аминопласты). Характеризуются незначительным удлинением, хрупким разрушением при разрыве.

· полужесткие пластмассы -- твердые вязкоупругие материалы кристаллической структуры (полипропиленовые трубы, полиамидные пластики). Характеризуются высоким относительным удлинением при разрыве.

· мягкие пластмассы обладают высоким относительным удлинением

при разрыве и низким модулем упругости (полиэтиленовая пленка, поливинилацетатные пленки).

· эластичные пластмассы -- мягкие, гибкие материалы, характеризующиеся большими деформациями при растяжении (каучуковые резины).

4) По назначению и отличительным признакам

· пластмассы общего назначения -- материалы, к показателям физико-механических и химических свойств которых не предъявляют особых требований (отделочные, декоративные, упаковочные, хозяйственно-бытовые и другие изделия из пластмасс).

· высокопрочные пластмассы -- характеризуются высоким пределом прочности при сжатии и изгибе, большой износостойкостью и высоким коэффициентом трения (фрикционные свойства). Эти материалы способны заменить бронзу и баббит, например, в подшипниках, втулках; их используют для изготовления труб, зубчатых колес, гребных винтов (полиформальдегид, полиэфирные пластики, поликарбонаты).

· антикоррозионные пластмассы -- каучуки, полиизобутилен, эпоксипласты -- обладают высокой химической стойкостью к воде, кислотам, растворам солей и органическим растворителям. Эти материалы используют вместо металлических деталей в оборудовании и конструкциях, эксплуатирующихся в агрессивных средах, из них

изготовляют контейнеры-цистерны жидкого топлива.

· прозрачные пластмассы -- пропускают лучи света в широком диапазоне волн, и в частности ультрафиолетовую часть спектра, благодаря чему они не уступают по своим оптическим свойствам лучшим сортам стекла и хрусталя и значительно превосходят в этом силикатное стекло. Из таких пластмасс изготовляют оптические системы осветительной арматуры (полиметилметакрилат, полистирол).

· морозостойкие пластмассы -- сохраняют эластичные свойства и гибкость при низких (минусовых) температурах. Изделия и конструкции, изготовленные из таких пластмасс, можно эксплуатировать в атмосферных условиях (полиизобутилен, этилцеллюлоза, поликарбонат).

· теплостойкие пластмассы -- обладают способностью не размягчаться при повышении температуры. Такие пластмассы широко применяют в промышленности и быту, в отдельных случаях они заменяют металл

и керамику (полиорганосилоксаны, политрихлорэтилен, фенопласты).

· электроизоляционные пластмассы -- характеризуются низкой диэлектрической постоянной, высокой электрической прочностью, высоким объемными поверхностным сопротивлением. Их применяют для изоляции проводов и электрооборудования в электротехнике, для замены эбонита (полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол).

· теплоизоляционные пластмассы -- отличаются низкой теплопроводностью. К таким пластмассам относятся пористые газонаполненные материалы -- пено и поропласты, применяемые для теплоизоляции холодильных приборов и установок, жилых помещений, многослойных

стеновых панелей и т. п. (поливинилхлорид, полистирол, полиуретан, фенопласты).

Технология изготовления пластмасс

Пластмассы изготовляют из связующего вещества-полимера, наполнителя, пластификатора и ускорителя отверждения. При изготовлении цветных пластмасс в их состав вводят минеральные красители. При изготовлении пластмасс в качестве связующих веществ используют синтетические смолы, синтетические каучуки и производные целлюлозы, относящиеся к высокомолекулярным соединениям полимерам.

Способы переработки пластмасс подразделяют на группы: в вязком текущем состоянии: прессованием, давлением, выдавливанием; в высокоэластичном состоянии: штамповка, пневмо - и вакуум-формовка; получение деталей из жидких полимеров: литье.

Переработка в твердом состоянии состоит из следующих этапов: резка, механическая обработка. Получение неразъемных соединений: сварка, пайка, склеивание. К прочим способам можно отнести: напыление, спекание и др.

Прессование - производство выполняется в металлических пресс-формах с одной или несколькими формовыми полостями - матрицами. В них пластмасса подается в исходном состоянии в виде порошков, таблеток. Под воздействием тепла и давления пресс-материал заполняет формирующие полости, приобретая требуемую форму и размер, здесь же протекает процесс полимеризации.

Пресс-форма арматура. Недостатком является достаточно быстрый износ пресс-форм, т. к. прессование начинается при недостаточно пластичном материале.

Литьевое прессование начальные этапы проводятся в отдельном устройстве - предварительная камера. повышается стойкость пресс-формы, точность и качество деталей, т. к. заполнение идет только в жидком состоянии. Но усложняется конструкция. Литьевое под давлением (наиболее эффективный метод). Применяется для термопластичных материалов. Повышенная производительность до нескольких сот деталей в минуту. Возможна полная автоматизация циклов, на машинах получают детали очень сложной формы. Процесс литья заключается в том, что расплавленный материал подается в рабочую полость стальной пресс-формы под давлением 300-500 МПа. Весь процесс осуществляется на одной машине, которая работает в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Это наиболее известная форма литья. Одна часть формы подвижная. Металл подается в специальный мундштук из цилиндра. Чтобы металл не остывал камера сжатия подогревается постоянно.

Экструзия - пластмассу заставляют течь через фасонное отверстие - фильеру.

Формование - тонкий лист пластмассы укладывается на металлические пресс-формы. Воздух откачивается. Формирование происходит под действием атмосферного давления; применяют для получения крупногабаритных и корпусных деталей.

Наполнителями при изготовлении пластмасс служат различные минеральные (кварцевая мука, мел, барит, тальк) и органические (древесная мука) порошки, асбестовые, древесные и стеклянные волокна, бумага, хлопчатобумажная и стеклянная ткани, асбестовый картон, древесный шпон и др. Наполнители снижают стоимость изделий, а также улучшают отдельные их свойства, например, повышают прочность, твердость, теплостойкость, кислотостойкость, снижают хрупкость, увеличивают долговечность.

Пластификаторы (цинковая кислота, стеарат алюминия и др.) придают пластмассе большую пластичность. Они должны быть химически инертными, малолетучими и нетоксичными.

Катализаторы применяют для ускорения отверждения пластмасс. Например, для ускорения отверждения фенолоформальдегидного полимера ускорителем служит известь или уротропин. Например, ученым из Калифорнийского университета удалось создать в лабораторных условиях вещество, которое, как считалось ранее, существует только в межзвездном пространстве и крайне нестабильно, сообщает CNews.ru со ссылкой на ScienceDaily. Новое вещество принадлежит к известному классу веществ -- карбенам, большинство из которых нестабильны. Тем не менее, карбены в настоящее время широко используются для изготовления катализаторов, которые применяются в фармацевтике, нефтехимии и при изготовлении пластмасс. Циклопропенилидин, который в естественном виде содержится в космическом пространстве, содержит три атома углерода, расположенные треугольником, и два атома водорода. Ученые синтезировали более стабильную форму, заменив водород двумя атомами азота. Предполагается, что новое вещество будет использоваться для создания еще более мощных катализаторов. Новые модифицированные методы производства полимеров, предложенных по результатам лабораторных экспериментов, могут улучшить процесс получения полимерной цепи из отдельных молекул мономера при одновременном уменьшении технологических потерь. В настоящее время полимеры получают посредством проведения процесса свободно-радикальной полимеризации. Изменением условий процесса можно получать полимеры с разными свойствами. Например, изменение технологических параметров и добавлением разных сомономеров можно получать либо полиэтилен для изготовления плёнок и изоляции проводов, либо для изготовления твёрдой тары и труб.

В качестве нового подхода к получению полимеров группа учёных из Университета Карнеги Меллона исследовала процесс радикальной полимеризации с переносом атома. Этот метод позволяет легко регулировать процесс роста полимерной цепи, однако, он имеет высокую цену из-за использования медного катализатора, который может безвозвратно теряться. В ходе исследования было открыто, что добавление в реактор витамина C или другого реагента, абсорбирующего электроны, можно уменьшить количества медного катализатора в 1000 раз. Это приведёт к уменьшениям затрат на очистку продуктов реакции от меди, ухудшающей свойства полимеров.

В тоже время в Университете Пенсильвании учёные использовали радикальную полимеризацию с переносом одиночного электрона. Этот метод имеет относительно небольшие энергозатраты на синтез. Помимо этого в нём в качестве катализатора применяется металлическая медь, что позволяет использовать в качестве растворителя чистую воду.

Отдельные виды полимерных материалов под действием теплоты, света и кислорода воздуха с течением времени изменяют свойства: теряют гибкость, эластичность, т. е. стареют. Процесс старения ускоряется при воздействии интенсивных и многократно повторяющихся нагрузок. Для предотвращения старения применяют специальные стабилизаторы (антистарители), представляющие собой различные металлорганические соединения свинца, бария, кадмия и др. Например, в качестве светостабилизатора применяют тинувин П.

При сегодняшней жесткой конкурентной борьбе на рынке переработки пластмасс одними из ключевых факторов успеха являются технологии и оборудование, применяемые переработчиками.