Пластмасса в качестве переплетного материала

Переплетные материалы на чисто бумажной основе

В целях экономии для переплетов можно использовать бумагу, изготовленную из 100 % сульфатной целлюлозы. Бумагу покрывают 2-3 слоями лака, тиснят с целью придания рельефа.

П ереплетный материал из бумаги с поливинилхлоридным покрытием

На бумагу наносят расплав из поливинилхлорида. После охлаждения образуется водостойкое гибкое покрытие. Такой переплетный материал чаще всего тиснят.

Переплетный материал из полимеров обладает высокой гибкостью, прочностью, износоустойчивостью. Для получения переплетных материалов использую поливинилхлорид, который в технике называют ПЛАСТИКАТ. Пластикат выпускают различных марок в зависимости от содержания в нем пластификатора. Пластификатор повышает способность материала к тиснению. Пластикат может быть прозрачный, непрозрачный, окрашенный, гладкий или тисненый. В зависимости от содержания пластификатора все виды пластиката делятся на:

- мягкие;

- жесткие.

Основные свойства и характеристики полимеров

К полимерам относятся вещества, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся звеньев. Наряду с понятием «полимер» используется понятие «пластмасса». Пластмасса отличается от полимера тем, что в ее состав входят различные компоненты (до 10-15), которые придают полимеру те или иные потребительские свойства. Свойства полимеров уникальны. Эта уникальность проявляется в том, что полимер одного и того же названия в зависимости от способа переработки может быть совершенно не похожими друг на друга.

Для того, чтобы отделить высокомолекулярные соединения (полимер) от низкомолекулярных применяют показатель «молекулярная масса». Если у вещества молекулярная масса выше 5 тыс., то такое вещество относят к полимерам. Ниже 500 к низкомолекулярным веществам. 500-5тыс. – олигомеры. Полимеры в отличие от низкомолекулярных веществ могут быть только в двух состояниях: жидком и твердом. При этом для жидкого состояния характерна очень высокая вязкость. Если низкомолекулярное вещество характеризуется только одной молекулярной массой, то полимер двумя: Мn – среднечисловая молекулярная масса; Mw – средневесовая молекулярная масса. Эти два показателя введены для того, чтобы характеризовать полидисперсность полимера. ПОЛИДИСПЕРСНОСТЬ полимера связана с тем, что в процессе его получения получаются молекулы разных размеров. Поэтому среднечисловая молекулярная масса характеризует среднюю массу числа различных составных частей полимера. А средневесовая молекулярная масса усредняет молекулярную массу по весу.

В зависимости от типа соединений различают:

v линейные полимеры;

v разветвленные полимеры;

v сетчатые полимеры;

v паркетные полимеры;

v лестничные полимеры.

Если у низкомолекулярных веществ существует только первичная структура – то есть структура, которая показывает, какой атом соединен с каким – то у полимеров существует вторичная (надмолекулярная структура), которая показывает, каким образом упакованы длинные полимерные цепи.

По способу упаковки различают следующие виды надмолекулярных структур:

1) глобулярная структура;

2) фибриллярная структура;

3) складчатая;

Кроме того, полимеры характеризуются наличием в них кристаллической или аморфной фазы. Под кристаллической фазой понимают такие участки полимеров, в которых проявляется определенный порядок. Если порядка нету, то такая часть фазы называется аморфной.

Наряду с чистыми полимерами в промышленности производят СОПОЛИМЕРЫ. Это высокомолекулярные соединения, состоящие из двух или более различных фрагментов мономеров, включенных в общую цепь. Различают следующие виды сополимеров:

1) стохастический (случайный) – А-В-А-С-С-В (соединились случайным образом);

2) блок сополимеры – А-А-А-А-В-В-В-В

3) привитой сополимер – отходят цепи вертикально.

Так как полимеры получают из мономеров, часть из которых несимметрична, то существует дополнительная классификация полимеров о регулярности.

Регулярный: Г-Хв-Г-Хв

Нерегулярный: Г-Хв-Хв-Г

Способы получения полимеров

Существует три способа получения полимеров:

1) по реакции полимеризации;

2) по реакции поликонденсации;

3) химическая модификация полимеров.

1. Реакция полимерезации:

В этой реакции участвуют мономеры, которые имеют одну или несколько двойных связей. К таким мономерам относят этилен, пропилен, стирол, хлористый винил (ClCH = CH₂). Для протекания реакции полимеризации необходим катализатор, который называется «инициатор». Инициатор – это нестойкое вещество, которое уже при невысокой температуре способен разлагаться на радикалы. Первой стадией реакции является инициирование. Вторая – рост цепи. Третья – обрыв цепи.

2. Реакция поликонденсации.

ЛК 13 07.05.12

Поликонденсация. Для этой реакции характерно наличие побочных продуктов (H2O, CO2, NH3), а также необходимость наличия в молекуле мономеров с двумя или более функциональными группами. К таким функциональным группам относятся:

· COOH

· OH

· NH2 и некот. др.

В процессе поликонденсации 2 молекулы мономера встречаются друг с другом при протекании реакции они образуют димер. Этот димер, встречаясь с другими молекулами, продолжает присоединять их к себе. После того, как все молекулы приняли участие в реакции, она заканчивается.

К полимерам, которые получают по реакции поликонденсации относят фенолформальдегидные смолы, полиуретаны, полиамиды, полиэфиры и т. д.

Химическая модификация полимеров. По этому способу из одного уже полученного полимера путем проведения соответствующей реакции получают другой полимер. Например, из целлюлозы получают NaКМЦ.

Известен также еще один способ получения полимеров, которые заключаются в приготовлении композиции из двух или более полимеров (композиционные материалы).

По отношению полимеров к нагреванию их подразделяют на:

· Термопласты;

· Термореактопласты.

К термопластам относятся полимеры, которые способны многократно плавиться, приобретать любую заданную форму, и этот процесс можно повторять бесконечно (полиэтилен, полипропилен, полистирол).

К термореактопластам относятся полимеры, которые можно расплавить только один раз, после чего из них можно формировать изделия. Последующее плавление такого полимера невозможно, при его последующем нагревании полимер будет разлагаться. К термореактопластам относят полиуретан, резину, фенолформальдегидные смолы.

Полимер может существовать только в твердых и жидких состояниях. Для твердого состояния характерно наличие трехфазовых состояния: стеклообразное, высокоэластичное и вязкотекучее. Поведение полимеров описывается термомеханической кривой.

Она показывает, как изменяется дефиниция полимера с ростом t.

На рис. Представлена типичная термомеханическая кривая для аморфного полимера. Очевидно, что при увеличении Т наблюдаются 2 скачка:

1) при t, которая называется температурой стеклованія;

2) при t, которая называется температура плавления.

До tст. вся молекула полимера заморожена. Ее части практически неподвижны. Сам полимер напоминает хрупкое стекло. Выше tст. Молекулы полимера начинают размораживаться, т. е. приобретать подвижность. При t=tпл молекулы полимера разворачиваются в длинные цепи и приобретают способность течь. В обычных условиях все полимеры эксплуатируются при t>tст. Чем выше tст, тем ниже рабочая область температур, при которых полимер может эксплуатироваться.

Понятие о пластификаторе

На рисунке представлены две термодинамические кривые полимеров: один с добавкой пластификатора, другой – нет. Очевидно, что кривая с пластификатором сместилась влево, т. е. tст. полимера с пластификатором стала ниже, и рабочий диапазон эксплуатации полимера расширяется. Пластификаторы – низкомолекулярные вещества, которые способны растворить полимер. Однако, т. к. кол-во пластификатора не превышает 5 %, то пластификатор способен только «разморозить» некоторые участки полимера. В качестве пластификатора используют некоторые эфиры фосфорной кислоты (трибутилфосфат).

К основным недостаткам использования пластификатора относится: возможность его миграции на поверхность полимера, что приводит к появлению желтых пятен.

Пластмассы

Пластмассы представляют собой полимер, в состав которых введены различные добавки. К этим добавкам относят:

· Пластификаторы;

· Наполнители;

· Сшивающие агенты;

· Противостарители и антиоксиданты;

· Пигменты.

Наполнители – твердые, жидкие и газообразные компоненты, добавляемые к полимерам для снижения их стоимости или для придания им некоторых свойств. Твердые наполнители могут быть использованы в виде порошка или волокна. Наполнители могут иметь как органическое, так и неорганическое происхождение.

Некоторые термопласты при определенных условиях можно перевести в Термореактопласты. Для этого в состав полимера вводят сшивающие агенты. Эти вещества при повышении t образуют дополнительные химические связи между полимерными молекулами. В результате полимер теряет способность течь.

Противостарители и антиоксиданты

Как оказалось, полимеры наименее устойчивы к действию О3, О2, света и постоянных нагрузок (утомление). Для борьбы с такого рода повреждениями используют Противостарители и антиокислители. Эти вещества первыми принимают на себя удар света, окислителей и тепла. Для борьбы с «утомлением» полимер армируют: в его состав вводят так называемые армирующие элементы, которые способны принимать на себя излишнюю нагрузку.

Наиболее важные полимеры, используемые в полиграфии

Полиэтилен – полимер, который нашел наиболее широкое распространение, так как его tст. ≤-170 градусов Цельсия. Различают 3 вида полиэтилена:

Высокое давление;

Среднего давления;

Низкой плотности.

Свойства полиэтилена не самые высокие. Он имеет низкую термостойкость, невысокую прочность.