Синтетические смолы. Основные сведения о пластмассах

Основные сведения о пластмассах

Пластические массы (пластмассы) занимают особое место среди синтетических полимерных материалов. Некоторые из них обладают такими ценными свойствами: хорошей удельной прочностью, фрикционностью, прозрачностью, электроизоляционностью, теплозвукоизоляционностью, химической стойкостью и т. д.

Обычно пластмассы представляют собой сложные композиции, состоящие из нескольких веществ. Требуемые эксплуатационные свой­ства пластмасс получают благодаря подбору отдельных компонентов и их определенным сочетаниям.

Основным компонентом всех пластмасс является связующее вещество (высокомолекулярное органическое соединение), которое при­дает пластмассам пластичность и способность формоваться, а затем затвердевать, сохраняя полученную форму. Некоторые пластмассы состоят только из связующего вещества (например, полиметилметакрилат - оргстекло).

В качестве связующего вещества в пластмассах применяют глав­ным образом синтетические смолы, а в некоторых случаях - эфиры целлюлозы.

Для повышения механической прочности, теплостойкости, электроизоляционных и других свойств в состав большинства пластмасс вводят другой весьма важный компонент - наполнитель, который после пропитки связующим веществом спрессовывается в однородную массу.

Кроме связующих веществ и наполнителей, в состав пластмасс вводят пластификаторы, пигменты и другие добавки.

Синтетические смолы получают из веществ с низким молекулярным весом, а также из природных или ранее полученных веществ с высоким молекулярным весом. Получение высокомо­лекулярных синтетических смол может быть осуществлено методами полимеризации или поликонденсации.

Рис. 39. Зависимость предела прочности пластмасс от температуры:

1 - термопласты; 2 – реактопласты

В зависимости от свойств связующего вещества и его поведения при нагреве пласт­массы делят на термореактивные (термонеоб­ратимые) и термопластичные (термообра­тимые).

При повышенных температурах механи­ческие свойства пластмасс снижаются. Так, у реактопластов, например, s_z изменяется несущественно, тогда как у термопластов перепад этого параметра значителен (рис. 39).

Анилиноформальдегидные смолы, являющиеся продуктом поликонденсации анилина с формальдегидом, применяют для электро­изоляционных пластмасс, работающих в условиях высоких частот. Они обладают термостойкостью до 110° С, повышенной водо- и хи­мической стойкостью. Обычно их используют в сочетании с феноло-формальдегидными смолами. Наибольшее применение в качестве связу­ющих веществ получили следующие тер­мореактивные смолы.

Феноло-формальдегидные и феноло-фурфурольные смолы, являющиеся продуктом поли­конденсации фенолов (фенол, крезол, резерцин) с формальдегидом или фурфуролом соответственно, широко применяют для конструкционных и неконструкционных пластмасс. Они обладают термостойкостью до 300° С.

Аминоформальдегидные (карбамидные) смолы, являющиеся продуктом поликонденсации аминов (мочевины, тиомочевины, меламина) с формальдегидом, используют для электроизоляционных, вспомо­гательных и декоративных пластмасс. Они имеют термостойкость до 145° С.

Эпоксидные смолы, являющиеся продуктом поликонденсации эпихлоргидрина (хлорированного глицерина) и многоатомных фенолов (дифенилолпропана и др.), представляют собой густые, вязкие жид­кости, растворимые в спирте и ацетоне. Применяют их для высоко­прочных конструкционных пластмасс.

Полиэфирные смолы, являющиеся продуктом полимеризации или поликонденсации сложных эфиров двухосновных кислот (малеиновой, себациновой, анилиновой), ангидридов (фталиевого, малеинового) и многоатомных спиртов (этиленгликоли, пропиленгликоли, диэтиленгликоли), используют для высокопрочных конструкционных и электроизоляционных пластмасс. Они имеют термостойкость до 300° С, способны формоваться при низких давлениях.

Полисилоксановые связующие на основе кремнийорганических сое­динений применяют для термостойких и электроизоляционных пласт­масс. Они обладают термостойкостью до 400° С, высокой эластичностью и химической стойкостью.

Термопластичные смолы используют для приготовления литьевых прессмасс и листовых или пленочных пластических материалов, не содержащих наполнителей. Наибольшее применение получили следующие.

Полиэтиленовые смолы, являющиеся продуктом полимеризации этилена и его производных, применяют для электроизоляционных и других пластмасс.

Поливинилхлоридные смолы, являющиеся продуктом полимериза­ции хлорпроизводных этилена, используют для электроизоляци­онных, химически стойких, теплостойких и декоративных пласт­масс.

Полифторэтиленовые смолы, являющиеся продуктом полимери­зации фторпроизводных этилена, применяют для термостойких, хи­мически стойких и электроизоляционных высококачественных пласт­масс.

Полистирольные смолы, являющиеся продуктом полимеризации стирола (фенилэтилена), используют для электроизоляционных пласт­масс.

Полиакриловые смолы, являющиеся продуктом полимеризации акриловой и метакриловой кислот и их производных, применяют для прозрачных пластмасс (органическое стекло).

Полиамидные смолы, являющиеся продуктом поликонденсации, диаминов с двухосновными дикарбоновыми кислотами, а также ступен­чатой полимеризации лактанов аминокислот, используют для высоко­прочных, термостойких и других пластмасс.

Полиуретановые смолы, являющиеся продуктом взаимодействия диизоцианатов с гликолями (многоатомными спиртами и др.), при­меняют для высокопрочных пластмасс.

Эфиры целлюлозы. Целлюлоза является природным высокомолекулярным соедине­нием. В результате обработки целлюлозы концентрированными кис­лотами образуются сложные эфиры целлюлозы; ксантогенат целлю­лозы (щелочная целлюлоза, обработанная сероуглеродом), нитроцеллюлоза (обработанная смесью азотной и серной кислот) и ацетилцеллюлоза (обработанная уксусной кислотой).