1-Тема. Виды пластмасс и их состав. Шины. Наполнители и пластификаторы

1-Тема. Виды пластмасс и их состав. Шины. Наполнители и пластификаторы.
Пластмассы, как п синтетические каучуки и волокна, относятся к высокомолекулярным синтетическим материалам (полимерам).
Пластмассами называют такие материалы, которые содержат в качестве основного компонента (связующего) полимер. На определенной стадии их получения они обладают пластичностью, т. е. способностью под влиянием тепла и давления принимать требуемую форму.
В отдельных случаях они состоят только из одного полимера, а в большинстве других — из полимера и некоторых перечисленных компонентов.
Полимер является основой любой пластмассы, он связывает компоненты пластмассы в монолитное целое, придает ей главные свойства. Полимерами называют высокомолекулярные вещества, состоящие из огромных молекул (макромолекул), образовавшихся из многократно повторяющихся звеньев (цепей) мономера. Молекулярная масса полимеров составляет от нескольких тысяч до нескольких миллионов единиц.
В наиболее полном виде пластмассы состоят пз полимера (связующего), наполнителя, пластификатора, красителя, смазки и стабилизатора.
Если макромолекулы высокомолекулярных соединений состоят из нескольких видов повторяющихся звеньевг то их называют сополимерами.
Полимер, у которого макромолекулы состоят из разнородных относительно крупных звеньев (осколков макромолекул), называется блок-сополимером.
Значительный интерес представляют так называемые привитые сополимеры, к макромолекулам которых «прививаются» боковые отростки молекул другого вещества. Благодаря этому можно получать материалы с новыми, заранее заданными свойствами.

Схемы строения указанных разновидностей полимеров показаны па рис. 1.

В зависимости от химического состава полимеры делятся на органические, элементоорганические и неорганические ив зависимости от происхождения или способа получения — на природные, искусственные и синтетические.
В настоящее время при производстве пластмасс наиболее часто используются синтетические полимеры (смолы) и значительно реже искусственные (эфиры, целлюлозы) и природные полимеры (каучук, асфальты и канифоль).
Все синтетические полимеры получают реакцией полимеризации или поликонденсации. Исходные для этого низкомолекулярные вещества, называемые мономерами, обычно содержат в молекулах реакционно способные двойные или тройные связи или являются циклическими структурами, способными к разрыву своих химических связей.
При создании определенных условий (температура, давление, катализатор) у них разрывается часть связей и происходит соединение в длинные цепочки полимера.
При полимеризации определенное количество молекул мономера соединяется в одну молекулу полимера без выделения каких-либо побочных продуктов.
В реакции может участвовать не один, а несколько мономеров. Такой процесс называется сополимеризацией.
Полимеры, полученные поликонденсацией, имеют в основном пространственную структуру, где, помимо межмолекулярных сил сцепления между молекулами, действуют химические связи. Пространственная структура образуется под действием тепла, катализатора или же при добавке к полимеру специального вещества — отвердителя. От количества межмолекулярных связей у полимера зависит его способность растворяться и размягчаться при нагреве. При достижении их определенного количества полимер теряет способность растворяться и размягчаться (плавиться). Таким образом, физико-химические свойства полимерных материалов зависят не только от химической природы полимера, но и от характера сочетания молекул друг с другом в те или иные структуры.
Высокая прочность полимеров объясняется резким возрастанием сил межмолекулярного притяжения, так как у них большие молекулы взаимодействуют между собой огромным числом звеньев п отделить друг от друга такие молекулы очень трудно.
В зависимости от поведения при повышенных температурах все синтетические полимеры делятся на термореактивные и термопластичные. В связи с этим и пластмассы также делятся на термореактивные (неплавкие и нерастворимые) и термопластичные. В некоторые пластмассы входят одновременно термо-реактнвные и термопластичные смолы, термореактивные смолы и каучук.
Шины. материалы с высокой эластичностью очень важны в современной технике. из таких материалов из таких материалов изготавливают амортизаторы и устройства и приспособления, уменьшающие или поглощающие вибрации (демпферы). Кроме того, их используют при приготовлении клеев и при защите оборудования от воздействия внешней среды. Примеры высокоэластичных материалов включают природные и синтетические полимеры. Такие материалы обычно имеют очень большую обратную деформацию.
Каучук является одним из важных природных высокоэластичных материалов. В настоящее время производится множество различных видов искусственного каучука. такие материалы составляют основу производства резины.
инструменты из резины широко используются в современном машиностроении. Наиболее важными из них являются автомобильные шины, различные клеи, амортизаторы, трансмиссии, шланги и т. д.
резины применяют для защиты оборудования и устройств от внешней среды, для покрытия поверхности электрических проводов (изготовления кабелей).
Резину вулканизируют и получают резинотехнические изделия. Путем добавления в каучуки различных добавок получают дешевые резиностойкие изделия, устойчивые к свету и радиации. таким образом можно получить каучуки, устойчивые к особым условиям. позднее очень широко было развито производство синтетического каучука.