Z jakého materiálu jsou plasty vyrobeny? Svět kolem. Z čeho je plast vyroben a co s ním dělat později

Historie plastů je velmi vzrušující. Níže jsou uvedena data nejdůležitějších událostí v historii plastů za posledních 150 let.

Věnujte pozornost tomu, kolik typů plastů má známé obchodní názvy, jako je teflon a polystyren.

Zajímavější je, kolik známých typů plastů bylo skutečně objeveno náhodou!

Rané roky plastu

1862 g - objev parkesinu. Parkesin je první umělý plast, který vytvořil Alexander Parks v Londýně a byl organickým materiálem vyrobeným z celulózy. Po zahřátí a poskytnutí formy se směs ochladila a výsledný tvar si uchoval;
1863 g – objev dusičnanu celulózy nebo celuloidu. Tento materiál objevil John Wesley Hyatt, když se pokoušel najít náhradu slonoviny v kulečníkových koulích. Celluloid se stal známým jako materiál používaný v prvním flexibilním filmu pro fotografii a film;
1872 g - objev polyvinylchloridu (PVC). Polyvinylchlorid byl poprvé vytvořen německým chemikem Eugenem Baumanem, který nikdy svůj patent patentoval. V roce 1913 vynalezl jeho krajan Friedrich Klatte novou metodu polymerizace vinylchloridu pomocí slunečního světla. Byl to on, kdo se stal prvním vynálezcem, který získal patent na polyvinylchlorid. PVC se však začalo používat až poté, co Waldo Semon v roce 1926 materiál vylepšil.

Období před druhou světovou válkou

1908 g - objev celofánu®. V roce 1900 švýcarský textilní inženýr Jacques E. Brandenberger poprvé navštívil myšlenku vytvoření průhledného, ochranný obalový materiál. V roce 1908 vyvinul první stroj na výrobu transparentních fólií regenerované celulózy. Jacquesovým prvním zákazníkem byla Whitmanova americká cukrovinková společnost, která se rozhodla použít k zabalení čokolády celofán;
1909 g - objev bakelitu. Bakelit (anhydrid polyoxybenzylmethylenglykolu) byl jedním z prvních typů plastů vyrobených ze syntetických komponent. Byl vyvinut chemikem Leo Beckelandem, rodičem z Belgie, který žil v New Yorku. Bakelit, fenolformaldehydová termosetová pryskyřice, díky své nízké elektrické vodivosti a žáruvzdorným vlastnostem používá se v elektrických izolátorech, pouzdra pro rádio a telefony a v různých výrobcích, jako jsou náčiní, šperky, dýmky a hračky pro děti;
1926 g - otevírání z vinylu nebo PVC. Vinyl vynalezl ve Spojených státech Walter Simon, výzkumný pracovník v B.F. Goodrich. " Materiál byl poprvé použit v golfových míčcích a patách. Vinyl dnes je druhý nejprodukovanější plast na světě a používá se v mnoha výrobcích, jako jsou sprchové závěsy, pláštěnky, dráty, různé přístroje, podlahové dlaždice, barvy a povrchové nátěry;
1933 g - objev polyvinyliden chlorid (PDVC / PVDC) nebo saran (Saran). Materiál byl náhodně objeven Ralphem Wileym v laboratoři americké chemické společnosti Dow Chemical a byl poprvé použit armádou, aby s ním zakryl bojovníky pro ochranu před slanou vodou. Výrobci automobilů také používali jako čalounický materiál polyvinylidenchlorid. Po druhé světové válce našla společnost způsob, jak se zbavit zelené barvy a nepříjemného zápachu saran, a proto byla schválena pro výrobu jako obalový materiál potravin. V roce 1953 jej začali prodávat pod obchodním názvem "Saran Wrap" ®;
1935 g - objev polyethylenu s nízkou hustotou (LDPE / LPDE). Tento materiál objevili Reginald Gibson a Eric Fawcett v laboratoři britského průmyslového gigantu Imperial Chemical Industries ve dvou formách: polyethylen s nízkou hustotou (LDPE) a polyethylen s vysokou hustotou (HDPE / HDPE). Polyethylen je levný, flexibilní, odolný a chemicky odolný materiál. Používá se LDPE pro výrobu fólií a obalových materiálů, včetně plastových sáčků. HDPE se nejčastěji používá k výrobě nádob, instalatérské a auto díly;
1936 g - objev polymethylmethakrylátu (PMMA) nebo akrylu. V roce 1936 americké, britské a německé společnosti vyráběly polymethylmethakrylát, lépe známý jako akrylát. Ačkoli se dnes akrylát široce používá v kapalné formě v barvách a syntetických vláknech, v pevné formě je poměrně silný a transparentnější než sklo. Ochranné známky Plexiglas a Lucite prodávají akrylové jako náhrada skla;
1937 g - objev polyurethanu. Polyurethan je organický polymer, který vynalezl chemik Otto Bayer z německé společnosti Friedrich Bayer and Company. Polyurethany se používají jako pružná pěna v čalounění, matrace, ušní zátky do uší, chemicky odolné povlaky, ve speciálních lepidlech, v tmelech a obalech. V pevné formě se polyuretan používá v materiálech. pro tepelnou izolaci budov, v ohřívačích vody, chlazené dopravě, komerčním a nekomerčním chlazením. Polyurethany se prodávají pod obchodním názvem Igamid® jako plastové materiály a Perlon® jako vlákna;
1938 g - první použití polystyrenu. Polystyren byl poprvé objeven v roce 1839 německým lékárníkem Eduardem Simonem, ale používal se pouze ve 30. letech, kdy vědci největší světové chemické společnosti BASF vyvinuli komerční metodu výroby polystyrenu. Polystyren je odolný plast, který lze vyrobit vstřikováním, lisováním, vytlačováním nebo vyfukováním. Materiál široce používané v plastových kelímcích, kartonových krabičkách na vejce, v obalech na arašídy a také ve stavebních materiálech a elektrických zařízeních;
1938 g - objev polytetrafluorethylenu (PTFE) nebo teflonu. Polymer byl náhodně objeven chemikem Royem Plunkettem, který pak pracoval pro americkou chemickou společnost DuPont. PTFE byl jedním z nejpoužívanějších plastů ve válce, který (přísně tajné informace!) Byl aplikován na kovové povrchy jako ochranný povlak. nízké tření Chcete-li zabránit poškrábání a korozi. Na počátku šedesátých let byly teflonové nepřilnavé pánve velmi populární. PTFE byl později použit k syntéze první membránové tkáně Gore-Tex. Smícháním teflonu se sloučeninami fluoru se získá materiál, který se používá k výrobě falešných raket, aby se odváděly řízené střely;
1938 g - objev nylonu a neoprenu. Oba materiály byly vyvinuty Wallace Carotersem, když se jeho výzkumný tým v DuPont pokusil najít syntetickou náhradu za hedvábí. Neopren, syntetický kaučuk, byl poprvé vyroben v roce 1931. Další studie polymerů vedly k vývoji nylonu, známého také jako „zázračné vlákno“. V roce 1939 společnost DuPont poprvé oznámila a předvedla nylonové a nylonové punčochy americké veřejnosti na světové výstavě v New Yorku. Dříve byl také používán nylon ve výrobě rybářských vlasců, chirurgických nití a zubní kartáček;
1942 g - objev nenasyceného polyesteru nebo PET (také nazývané polyester, lavsan a dacron) Materiál byl patentován anglickými chemiky Johnem Rexem Winfieldem a Jamesem Tennantem Dixonem a aplikován pro výrobu syntetických vlákenkteří prodávali v poválečném období. Protože polyester je hustší ve srovnání s jinými levnými druhy plastů, používá se při výrobě lahví na sycené a kyselé nápoje. A protože polyester je také odolný a otěruvzdorný, používá se pro výrobu mechanických dílůpodnosy na potraviny a další předměty. Polyesterový film Mylar se používá v audio a video kazetách.

Fluorový plast má poměrně nízký koeficient tření, dobrou odolnost proti opotřebení, odolnost vůči vysokým teplotám, díky čemuž se úspěšně používá v různých průmyslových odvětvích.

Důležité objevy po druhé světové válce

1951 g - objev polyethylen s vysokou hustotou nebo polypropylen. Dva američtí chemici Paul Hogan a Robert Banks, pracující pro ropnou společnost Phillips Petroleum v Nizozemsku, našli způsob, jak vyrábět krystalický polypropylen. Polypropylen je podobný svému „relativnímu“ polyethylenu a jeho cena je relativně nízká, ale na rozdíl od polyethylenu je mnohem silnější a používá se téměř všude, od výroby plastových lahví po koberce a nábytek z plastu. Velmi aktivně je používají v automobilovém průmyslu;
1954 g - objev polystyrenu nebo polystyrenu . Polystyrénové polystyrénové anglické označení si vypůjčilo jako obchodní název The Dow Chemical Company. Polyfoam byl vynalezen náhodou vědec Ray McIntyre, který se pokoušel vyrobit flexibilní elektrický izolátor kombinací styrenu s isobutylenem pod tlakem, což byla poněkud výbušná směs. V důsledku jeho experimentu byla objevena polystyrenová pěna s bublinami, která je 30krát lehčí než běžný polystyren.

Podívejte se po místnosti, kde se právě nacházíte, a spočítejte, kolik předmětů je zcela nebo částečně vyrobeno z plastu. Okamžitě uvidíte, jak všudypřítomný plast je. Je opravdu všude!

Video: „Plast je jedinečný syntetický materiál“

* Informace jsou zveřejňovány pro vzdělávací účely, děkujeme, sdílejte odkaz na stránku se svými přáteli. Našim čtenářům můžete poslat zajímavý materiál. Rádi zodpovíme všechny vaše dotazy a návrhy, jakož i vyslechneme kritiku a návrhy na [email protected]

Plasticity je hlavní kvalita plastu, jeho nedílná součást. Tento materiál je velmi jednoduchý v roztavené formě, má jakýkoli potřebný tvar, ale když zamrzne, objeví se před pozorovatelem pevný monolit. Směs vyrobená z lepidla a plniva může být již považována za plastovou, i když jak beton, dřevotříska, tak i papír-mâché, spadají pod toto pravidlo.

Celá syntetika může být také nazývána plastem, ale ve své výrobě jsou ultratenká vlákna stočena do nití, aby se zvýšila pevnost, po které je z nich vyrobena tkanina.

Plast je dnes jedním z nejpopulárnějších materiálů v každodenním životě. Má nízkou hmotnost, relativně vysokou pevnost. Jeho jedinou nevýhodou je možnost deformace vlivem i nízkých teplot. Výroba plastových výrobků je poněkud komplikovaným procesem, navzdory plasticitě tohoto materiálu.

Jak vznikl plast?

Před dvěma staletími se vědci snažili vymyslet náhradu za cenné dřevo a ozdobné materiály. Takto byl na základě organických látek s vysokou molekulovou hmotností získán první plast. Poté, v roce 1839, Charles Goodyear, luxusní chemik žijící v Americe, vynalezl ebonit.

Nejčasnější forma plastu se objevila v roce 1855 a nazývala se „parkesin“. Je založen na chemicky modifikovaných přírodních polymerech a jeho vynálezcem byl anglický vynálezce Alexander Payrs.

Brzy poté, co Pyrex dosáhl ve svém výzkumu neuvěřitelných výsledků, chemici přešli na použití syntetických molekul v plastikářském průmyslu. Prvními materiály, které sloužily jako základ, byly formaldehyd a fenol. Stalo se to v roce 1909 syntézou. Produkt se jmenoval Bakelite Mastic a jeho objevitelem se stal Leo Endrick Beckeland.

Během druhé světové války získal materiál zasloužený komerční rozvoj. Život lidí byl zničen a jeho obnovení standardními metodami vyžadovalo hodně úsilí. Na záchranu přišel plast. Je mnohem levnější než známé přírodní materiály a navíc se stala zakladatelkou tvorby nových myšlenek na pohodlí domova.

V moderním světě se plast stal tak rozšířeným, že se používá i v automobilovém průmyslu. Převážná část tohoto materiálu je vyrobena ze syntetických polymerů.

Plasty (plasty) jsou organické materiály na bázi syntetických nebo přírodních sloučenin s vysokou molekulovou hmotností (polymery). Extrémně rozšířené použití získalo formu plastů na bázi syntetických polymerů.

Níže jsou uvedeny informace o výrobě plastů (plastů), materiálech pro výrobu, videu, jak to udělat. Stručně a podrobně o nejdůležitější věci v tomto oboru. Je třeba okamžitě poznamenat, že plastové výrobky zabírají asi 5–7% celkového sortimentu galanterního zboží, které je rozděleno do těchto podskupin: oděvní doplňky, výšivky, toaletní potřeby, šperky, různé dekorativní výrobky a suvenýry, kuřácké potřeby a letní prázdniny.

Materiály používané při výrobě plastů

Plast, má krásný vzhled, stejně jako různé materiály a povrchové úpravy. Pro výrobu se používají plasty různého složení. Sestává z polymerů a kompozic na nich založených, které po zahřátí změkčují a získávají určitý tvar pod tlakem a stabilně ho uchovávají po ochlazení nebo chemických reakcích, ke kterým dochází při tvorbě produktů. Tento materiál je klasifikován podle složení, fyzikálně-mechanických vlastností a vztahu k teplu.

Složení

Svým složením je tento materiál klasifikován na homogenní a kompozitní plasty. Homogenní sestává zpravidla z polymeru. V homogenní směsi může být také zahrnuto barvivo a stabilizátor. Vlastnosti tohoto produktu budou určeny vlastnostmi polymeru.

Kompozice sestávají z velkého počtu aditiv, ale polymer zde slouží jako spojovací článek. Hlavní složky kompozitních plastů jsou: za prvé, plniva, která se dělí na minerály: mastek, koalin, křemenný písek a organické: dřevěná mouka, vlákna a nitě, textilie, papír. Za druhé, změkčovadla, což jsou mastné organické látky, jmenovitě: dibutylftalát, dibutyl sebacinát, polyestery s nízkou molekulovou hmotností a kafr pro celuloidy. Změkčovadla zvyšují elasticitu a odolnost plastů proti mrazu. Za třetí, stabilizátory, které chrání polymery před stárnutím. Stejně jako barviva, která se používají v homogenních plastech. Barviva v homogenních plastech jsou organická barviva, zatímco anorganická barviva, pigmenty, lze použít jako kompozit. Tvůrce pórů, které vytvářejí porézní strukturu. Maziva, která snižují lepivost plastu a brání přilnutí na pracovní povrchy. Součástí jsou také další „prvky“, vše záleží na rozsahu. Neuvěřitelně důležitou součástí každého plastu je polymer, který určuje jeho základní vlastnosti. Pro galanterní výrobky se používá plast na bázi přírodních i syntetických polymerů.

Typy plastů + video jak na to

Celulóza, která je cenově dostupnou a levnou surovinou pro výrobu, je považována za nejběžnější přírodní polymer. Je pravda, že malá část celkové výroby galanterního zboží je přidělována plastu na bázi etherů celulózy. Mezi takové plasty patří celuloid, cellon a acetát celulózy.

Celluloid je plast na bázi dusičnanu celulózy s obsahem 11 až 12 procent dusíku. Kolaloxylin je plastifikován gáforem a tvoří se bezbarvý průhledný materiál, obvykle ve formě listů. Celluloid je skvěle natřen v jakékoli barvě, a pokud přidáte výplně, pak docela snadno napodobuje takové ozdobné materiály, jako jsou slonovina, želva, roh. Celluloid je vodotěsný, odolný vůči slabým kyselinám a nepolárním rozpouštědlům. Je rozpustný pouze v polárních rozpouštědlech. Může být zničen koncentrovanými kyselinami a zásadami. Nevýhodou celuloidu je hořlavost a nízká odolnost proti povětrnostním vlivům, to znamená, že ve světle zbývá žlutě.

Cellon je plast na bázi octanu celulózy modifikovaného dimethylftalátem. Navenek se neliší od celuloidu, ale vyznačuje se nehořlavostí.

Celulózaacetát etrol je složený plast s plnivem, kterým je oxid titaničitý nebo saze, jakož i změkčovadlo. Pro výrobu galanterních výrobků na bázi syntetických polymerů se používají tyto typy plastů: polyvinylchlorid, akrylové plasty, polystyren a jeho kopolymery, jakož i polyamidy, polyesterové pryskyřice, feno- a aminos.

Polyethylen lze připsat polymeračním plastům. Získává se polymerací ethylenu při vysokém tlaku a teplotě za přidání iniciátoru a katalyzátoru. Polyethylen je průhledný, je-li ve filmu a průsvitný v tenkých vrstvách. Pozoruhodně zabarvené. HDPE je ve srovnání s LDPE pevnějším materiálem, tepelně odolným, má dobrou mechanickou pevnost a nachází uplatnění při výrobě galanterie. Nevýhodou polyethylenu je nízká odolnost proti povětrnostním vlivům. Používá se při výrobě mýdel, hřebenů, pouzder na zubní kartáčky.

Video jak vyrobit plast:

Polypropylen se vyrábí polymerací propylenu s katalyzátorem. Zevně a svými vlastnostmi je podobný polyethylenu, vyznačuje se však zvýšenou tuhostí, vyšší mechanickou pevností, tepelnou odolností a průhledností. Polypropylen se používá při výrobě knoflíků, spon, hřebenů, pouzder. Polyvinylchlorid se získá polymerací vinylchloridu v suspenzi nebo emulzi. Tento tvrdý plast se vyznačuje vysokou chemickou odolností, ale nízkou tepelnou a tepelnou odolností. Při výrobě galanterního zboží se získá vinylová vrstva, která je z tvrdého neměkčeného PVC, hřebenů a knoflíků z ní. Plast je pružný elastický materiál používaný ve formě fólií pro výrobu potahů, kabelek, peněženek. Akrylopasty jsou polymery a plasty, které se získávají polymerací kyseliny akrylové a jejích derivátů. Při výrobě galanterie se používá polymethylmethakrylát nebo plexisklo, které je výsledkem polymerace methylesteru kyseliny methakrylové.

Skladem!
Radiační ochrana při svařování a řezání. Skvělý výběr.
Dodávka po celém Rusku!

Složení a vlastnosti

Získávání plastů

Plasty jsou materiály odvozené od syntetických nebo přírodních polymerů (pryskyřice). Polymery se syntetizují polymerací nebo polykondenzací monomerů v přítomnosti katalyzátorů za přesně definovaných teplotních podmínek a tlaků.

Plniva, stabilizátory, pigmenty mohou být zavedeny do polymeru pro různé účely a mohou být formulovány kompozice s přídavkem organických a anorganických vláken, sítí a tkanin.

Plasty jsou tedy ve většině případů vícesložkové směsi a kompozitní materiály, ve kterých jsou technologické vlastnosti, včetně svařitelnosti, určovány hlavně vlastnostmi polymeru.

V závislosti na chování polymeru během ohřevu se rozlišují dva typy plastů: termoplasty, materiály, které se mohou opakovaně zahřívat a měnit se z pevného na viskózní tekutý stav, a termosety, které mohou tento proces podstoupit pouze jednou.

Strukturální vlastnosti

Plasty (polymery) se skládají z makromolekul, ve kterých se více či méně pravidelně střídá velké množství identických nebo různých atomových skupin, které jsou spojeny chemickými vazbami v dlouhých řetězcích, ve kterých se rozlišují lineární polymery, rozvětvené a síťované.

Podle složení makromolekul jsou polymery rozděleny do tří tříd:

1) karbochain, jehož hlavní řetězce jsou tvořeny pouze atomy uhlíku;

2) heterořetězec, jehož hlavní řetězce obsahují kromě atomů uhlíku atomy kyslíku, dusíku, síry;

3) organoelementové polymery obsahující atomy křemíku, boru, hliníku, titanu a dalších prvků v hlavních řetězcích.

Makromolekuly jsou flexibilní a jsou schopné měnit tvar pod vlivem tepelného pohybu svých jednotek nebo elektrického pole. Tato vlastnost je spojena s vnitřní rotací jednotlivých částí molekuly vůči sobě navzájem. Bez pohybu v prostoru je každá makromolekula v nepřetržitém pohybu, což se projevuje změnou jejích konformací.

Flexibilita makromolekul charakterizuje velikost segmentu, tj. Počet jednotek v něm, které se za podmínek daného specifického účinku na polymer projevují jako kineticky nezávislé jednotky, například v oblasti HDTV jako dipóly. Reakce na vnější elektrická pole rozlišuje mezi polárními (PE, PP) a nepolárními (PVC, polyaxylonitrilovými) polymery. Mezi makromolekuly působí atraktivní síly v důsledku van der Waalsovy interakce, jakož i vodíkových vazeb, iontové interakce. Síla přitažlivosti se projevuje, když se makromolekuly k sobě přibližují o 0,3 až 0,4 im.

Polární a nepolární polymery (plasty) jsou vzájemně nekompatibilní - mezi jejich makromolekuly nedochází k žádné interakci (přitažlivosti), tj. Nesvařují se spolu.

Supramolekulární struktura, orientace

Struktura rozlišuje dva typy plastů - krystalický a amorfní. V krystalickém stavu je na rozdíl od amorfní pozorován nejen rozsah krátkého, ale i dlouhého rozsahu. Po přechodu z viskózního stavu na pevnou látku tvoří makromolekuly krystalických polymerů uspořádané krystalické asociace hlavně ve formě sférolitů (obr. 37.1). Čím nižší je rychlost chlazení termoplastické taveniny, tím větší rostou sférulity. Amorfní oblasti však vždy zůstávají v krystalických polymerech. Změnou rychlosti chlazení je možné upravit strukturu a tím i vlastnosti svařovaného spoje.

Prudký rozdíl v podélné a příčné velikosti makromolekul vede k existenci stavu specifického pro polymer. Je charakterizována polohou os řetězových makromolekul hlavně podél jednoho směru, což vede k projevu anisotropie vlastností plastového produktu. Získání orientovaných plastů se provádí jednoosou (5-10krát) extrakcí při pokojové nebo zvýšené teplotě. Po zahřátí (včetně svařování) se však orientační účinek snižuje nebo mizí, protože makromolekuly opět nabírají termodynamicky nejpravděpodobnější konfigurace (konformace) v důsledku elasticity entropie v důsledku pohybu segmentů.

Reakce plastů na termomechanický cyklus

Všechny strukturální termoplasty při normálních teplotách jsou v pevném stavu (krystalické nebo vitrifikované). Nad teplotou skelného přechodu (Tst) se amorfní plasty promění v elastický (gumovitý) stav. Po dalším zahřátí nad teplotu tání (T PL) se krystalické polymery stanou amorfními. Nad bod tuhnutí T T se krystalický i amorfní plasty transformují do viskózního stavu toku, všechny tyto změny stavu jsou obvykle popsány termomechanickými křivkami (obr. 37.2), které jsou nejdůležitějšími technologickými charakteristikami plastů. K vytvoření svařovaného spoje dochází v rozmezí viskózního toku termoplastů. Když se zahřívají nad T T, termosety podléhají radikálním procesům a na rozdíl od termoplastů vytvářejí prostorové polymerní sítě, které nejsou schopny interagovat bez jejich porušení, což vyžaduje použití speciálních chemických přísad.

Základní plasty pro svařované konstrukce

Nejběžnější strukturální plasty jsou termoplasty na bázi polyolefinů: vysokotlaký a nízkotlaký polyethylen, polypropylen, polyisobutylen.

Polyethylen [..-CH2-CH2 -...] n vysokého a nízkého tlaku jsou krystalické termoplasty, které se liší pevností, tuhostí a výtěžností. Polypropylen [-CH2-CH (CH3) -] n je teplotně odolnější než polyethylen a má větší pevnost a tuhost.

Ve významných objemech se používají plasty na bázi chloru na bázi polymerů a kopolymerů vinylchloridu a vinylidénchloridu.

Polyvinylchlorid (PVC) [- (СН 2 -СНСl-)] n je amorfní polymer s lineární strukturou, v počátečním stavu je to tuhý materiál. Po přidání změkčovadla je možné získat velmi plastický a dobře svařitelný materiál - plast. Plechy, trubky, tyče jsou vyrobeny z tvrdého PVC - vinylového plastu a fólie, hadice a další výrobky jsou vyrobeny z plastu. Pěnové materiály (pěny) jsou také vyrobeny z PVC.

Významná skupina polymerů a plastů na jejich bázi je polyamidyobsahující v řetězci amidové skupiny makromolekul [-CO-H-]. Jedná se většinou o krystalické termoplasty s výraznou teplotou tání. Domácí průmysl vyrábí hlavně alifatické polyamidy používané pro výrobu vláken, odlévacích částí strojů a filmů. Polyamidy zahrnují zejména všeobecně známý polykaprolaktam a polnamid-66 (capron).

Největší oblibu získal skupina polytetrafluorethylen-ethylen-fluorlon-4 (fluoroplast 4) ze skupiny fluoronů. Na rozdíl od jiných termoplastů nepřechází při zahřátí do stavu viskózního proudění ani při teplotě ničení (asi 415 ° C), proto jeho svařování vyžaduje speciální techniky. V současné době chemický průmysl zvládl výrobu dobře svařovaných tavitelných fluorů; F-4M, F-40, F-42 atd. Svařované konstrukce z plastů s obsahem fluoru mají extrémně vysokou odolnost vůči agresivnímu prostředí a mohou absorbovat pracovní zatížení v širokém teplotním rozsahu.

Vyrábí se kyselina akrylová a methakrylová akrylové plasty. Nejznámějším derivátem na jejich bázi je plastový methylmethakrylát (ochranná známka plexiskla). Tyto plasty, které mají vysokou průhlednost, se používají jako výrobky pro vedení světla (ve formě listů, tyčí atd.). Byly také použity methylmethakrylátové a akrylonitrilové kopolymery, které mají větší pevnost a tvrdost. Všechny plasty této skupiny jsou dobře svařeny.

Dobrá průhlednost se vyznačuje skupinou plastů založených na polystyren. Tento lineární termoplast je dobře tepelně svařen.

Pro výrobu svařovaných konstrukcí se používají hlavně v elektrotechnickém průmyslu hlavně kopolymery styrenu s methylstyrenem, akrylonitrilem, methylmethakrylátem a zejména akrylonitril-butadien-styrenem (ABS). Ty se liší od křehkého polystyrenu ve vyšší rázové pevnosti a tepelné odolnosti.

Ve svařovaných konstrukcích plasty na bázi polykarbonát - polyestery kyseliny uhličité. Mají vyšší viskozitu taveniny než jiné termoplasty, ale uspokojivě svařují. Vyrábají filmy, plechy, dýmky a různé části, včetně ozdobných. Charakteristické vlastnosti jsou vysoké dielektrické a polarizační vlastnosti.

Tvarování plastových dílů

Termoplasty se dodávají ke zpracování v granulích o velikosti 3-5 mm. Hlavními technologickými postupy pro výrobu polotovarů a jejich částí jsou: vytlačování, lití, lisování, kalandrování, vyráběné v teplotním rozmezí viskózního toku.

Potrubí z trubek z polyethylenu a polyvinylchloridu se používají k přepravě agresivních produktů, včetně oleje a plynu obsahujícího sirovodík a oxid uhličitý a chemická (nearomatická) činidla při chemické výrobě. Nádrže a nádrže pro přepravu kyselin a louhů, mořících lázní a dalších nádob jsou obloženy plastovými fóliemi spojenými svařováním, svařováním se provádí i plastové utěsňování míst kontaminovaných izotopy a podlahoviny linolea. Konzervace potravin ve zkumavkách, krabicích a plechovkách, balení zboží a poštovních zásilek je svařováním výrazně urychlena.

Technické detaily. V chemickém inženýrství jsou svařovány skříně a lopatky různých druhů míchadel, skříně a rotory čerpadel pro čerpání agresivních médií, filtry, ložiska a fluoroplastická těsnění, svítidla jsou svařována z polystyrenu, nevodivá ozubená kola jsou vyrobena z kapronu, válečky, spojky, tyče, nemazaná ložiska z fluoru , vyhazovače paliva atd.

Posouzení svařitelnosti plastů

Hlavní fáze svařovacího procesu

Proces svařování termoplastů spočívá v aktivaci povrchů svařovaných dílů, a to buď již v kontaktu (), nebo přivedených do kontaktu po (atd.) Nebo současně s aktivací (ultrazvukové svařování).

Při těsném kontaktu aktivovaných vrstev musí být realizovány síly intermolekulární interakce.

V procesu vytváření svařovaných spojů (během chlazení), vytváření supramolekulárních struktur ve svaru, jakož i rozvoj samostresových polí a jejich relaxace. Tyto konkurenční procesy určují konečné vlastnosti svařovaného spoje. Technologickým úkolem svařování je přivést svar co nejblíže k zdrojovému materiálu - základnímu materiálu.

Mechanismus formování svaru

Rheologický koncept. Podle reologického konceptu zahrnuje mechanismus tvorby svařovaného spoje dva stupně - na makroskopické a mikroskopické úrovni. Když se povrchy částí, které mají být spojeny, jedním nebo druhým způsobem aktivovány pod tlakem v důsledku smykových deformací, teče polymerní tavenina. Výsledkem je, že složky, které brání konvergenci a interakci juvenilních makromolekul, jsou odstraněny z kontaktní zóny (plyn, oxidované vrstvy jsou evakuovány). V důsledku rozdílu v rychlostech toku taveniny není vyloučeno míchání makroobjemů taveniny v kontaktní zóně. Teprve po odstranění nebo zničení vadných vrstev v kontaktní zóně, kdy se juvenilní makromolekuly přiblíží k vzdálenosti působení van der Waalsových sil, dojde k interakci (zabavení) mezi makromolekulami vrstev spojených povrchů částí. Tento proces autogeze probíhá na mikroúrovni. Je doprovázena interdifúzí makromolekul v důsledku energetického potenciálu a nerovnoměrnosti teplotního gradientu v oblasti svařovaných povrchů.

Aby se vytvořil svařovaný spoj dvou povrchů, je tedy nejprve nezbytné zajistit tok taveniny v této zóně.

Tok taveniny ve svařovací zóně závisí na její viskozitě: čím nižší je viskozita, tím větší je smyková deformace v tavenině - k destrukci a odstranění vadných vrstev na kontaktních plochách musí být pro spojení součástí aplikován menší tlak.

Viskozita taveniny zase závisí na povaze plastu (molekulová hmotnost, větvení polymerních makromolekul) a teplotě zahřívání v rozmezí viskozity. Viskozita tedy může sloužit jako jedna z charakteristik určujících svařitelnost plastu: čím méně je v rozmezí viskozity, tím lepší je svařitelnost a naopak čím vyšší je viskozita, tím obtížnější je rozkládat a odstraňovat z složek kontaktní zóny, které brání interakci makromolekul. Zahřívání každého polymeru je však omezeno na určitou teplotu destrukce Td, nad kterou se rozkládá - destrukce. Termoplasty se liší mezními hodnotami teplotního rozsahu viskózní tekutosti, tj. Mezi teplotou jejich tekutosti T T a destrukcí Td (tabulka. 37.2).

Klasifikace termoplastů podle jejich svařitelnosti. Čím širší je rozsah viskozity termoplastu (obr. 37.3), tím snazší je získat vysoce kvalitní svařovaný spoj, protože teplotní odchylky ve svarové zóně se méně odrazí v hodnotě viskozity. Spolu s viskozitním rozsahem a minimální hladinou viskozity v něm hraje významnou roli v reologických procesech během vytváření švu gradient gradientu viskozity v tomto intervalu. Kvantitativní indikátory svařitelnosti jsou: teplotní rozsah viskozity ΔT, minimální viskozita η min a gradient změny viskozity v tomto intervalu.

Podle svařitelnosti lze všechny termoplastické plasty podle těchto ukazatelů rozdělit do čtyř skupin (tabulka 37.3).

Svařování termoplastických plastů je možné, pokud materiál přejde do stavu viskózní taveniny, pokud je jeho teplotní rozsah viskózní tekutosti dostatečně široký a gradient viskozity v tomto rozsahu je minimální, protože interakce makromolekul v kontaktní zóně nastává podél hranice se stejnou viskozitou.

V obecném případě je svařovací teplota přiřazena na základě analýzy termomechanické křivky pro svařovaný plast, vezmeme ji 10-15 ° pod T d. Tlak se vezme tak, aby se evakuovala tavenina povrchové vrstvy do grata nebo ji zničila na základě specifické hloubky penetrace a tepelných parametrů. svařovaný materiál. Expoziční doba t CB je určena na základě dosažení kvasistačního stavu fúze a penetrace, nebo podle vzorce

kde t ° je konstanta mající časový rozměr a v závislosti na tloušťce spojovaného materiálu a způsobu zahřívání; Q je aktivační energie; R je plynová konstanta; T je teplota svařování.

Při experimentálním posouzení svařitelnosti plastů je základním ukazatelem dlouhodobá pevnost svařovaného spoje, který pracuje ve specifických podmínkách ve srovnání se základním materiálem.

U vzorků vyříznutých ze svařovaného spoje se provádějí jednoosé tahové zkoušky. V tomto případě je časový faktor modelován teplotou, tj. Používá se princip superpozice teplota-čas, na základě předpokladu, že při daném napětí je vztah mezi dlouhodobým teplotním odporem jednoznačný (Larson-Millerova metoda).

Metody svařitelnosti

Schémata mechanismu formování svařovaných spojů termoplastů. Zvýšení jejich svařitelnosti lze dosáhnout rozšířením teplotního rozsahu viskózní tekutosti, zesílením odstraňování přísad nebo rozbitím vadných vrstev v kontaktní zóně, které zabraňují sbližování a interakci juvenilních makromolekul.

Je možné několik způsobů:

zavedení do kontaktní zóny aditiva v případě nedostatečné taveniny (při svařování vyztužených fólií), při svařování odlišných termoplastů, by aditiva měla mít afinitu k oběma svařovaným materiálům;

zavedení rozpouštědla nebo plastifikovanější přísady do svařovací zóny;

nucené míchání taveniny ve švu posunutím částí, které mají být spojeny, nejen podél linie ponoru, ale také vratným pohybem po švu o 1,5 až 2 mm nebo působením ultrazvukových vibrací. Aktivace v kontaktní zóně míchání taveniny může být provedena po dosednutí dosedacích hran pomocí ohřívacího nástroje majícího žebrovaný povrch. Vlastnosti svařovaného spoje lze zlepšit následným tepelným zpracováním spoje. V tomto případě se odstraní nejen zbytková napětí, ale je možné opravit strukturu ve svaru a zóně ovlivněné teplem, zejména u krystalických polymerů. Mnoho výše uvedených opatření přibližuje vlastnosti svařovaných spojů blíže vlastnostem základního materiálu.

Při svařování orientovaných plastů, aby se zabránilo ztrátě pevnosti v důsledku reorientace při zahřátí do viskózně tekoucího stavu polymeru, se používá chemické svařování, tj. Proces, ve kterém se v kontaktní zóně realizují radikální (chemické) vazby mezi makromolekuly. Chemické svařování se také používá při připojování termosetů, jejichž podrobnosti nemohou po opětovném zahřátí přejít do stavu viskózního toku. K iniciaci chemických reakcí se během svařování zavádějí do spojovací zóny různá činidla v závislosti na typu spojovaných plastů. Proces chemického svařování se zpravidla provádí, když se svařovací místo zahřívá.

Volchenko V.N. Svařování a svařované materiály t.1. -M. 1991

Plast a plast jsou organické materiály vyrobené z přírodních nebo syntetických polymerů za použití sloučeniny s vysokou molekulovou hmotností. Někdo říká, že je to totéž, někdo je přesvědčen, že mezi nimi existuje obrovský rozdíl. Tak či onak, složení, podobnosti a odlišnosti materiálů stojí za pochopení.

Plastická charakteristika

Plast byl poprvé pojmenován jako parkesin, byl vynalezen hutníkem a vynálezcem Alexander Parks. Dále byla přejmenována na celuloid. Přestože její historie začala v roce 1855, vývoj plastu jako materiálu nastal mnohem později, a to s využitím přírodních složek - žvýkačky a šelaku. Po chvíli se na výrobu plastů začaly používat modifikované přírodní materiály:

Nitrocelulóza.
Kolagen.
Galalit.
Guma.

Název plastového parkensinu se však dlouho nezměnil a dokonce se stal ochrannou známkou představující umělý plast. Jeho hlavní složkou byla celulóza ošetřená kyselinou dusičnou a rozpouštědlem.

Plast lze rozdělit do následujících typů:

Polyetylen.
Polyvinylchlorid.
Fenolová formaldehydová pryskyřice.

Po chvíli se plast stal tak silným, že na konci 19. století se dokonce nazýval slonovinou.

Rozdíl mezi plastem a plastem

Trvanlivost. Plastové výrobky jsou považovány za trvanlivější, prakticky se nepoškrábají a abyste je mohli rozbít, musíte vyvinout neuvěřitelné úsilí. Dobrým příkladem jsou plastová okna, která nelze nazvat plastovými. Díky své pevnosti se plast používá v interiérech automobilů jako součásti.

Druhem takového materiálu je optický polymer nebo polykarbonátkterý se široce používá při výrobě brýlových čoček. Ale první věc, která přijde na mysl, když se zmíním o materiálu pro výrobu levných čínských hraček, je obvykle plast. Takové věci jsou křehké a snadno se rozbijí, jsou krátkodobé a snadno se poškrábají.

Hmotnost. Protože plast je odolnější, jeho hmotnost je působivější než hmotnost plastu, a to i při stejné velikosti a tloušťce dílů.

Jedním z důvodů izolace plastů a plastů na jednotlivé typy je složení výroby. Jednodušší, nenaplněné sloučeniny se nazývají plasty, zatímco složité a plné, což znamená silné, se nazývají plasty. Ale oba jsou plastové. Jednoduché plasty jsou vyrobeny pouze z pryskyřice (příkladem je polyethylen) a plnidla, stabilizátory a tvrdidla se přidávají také ke komplexním. Proto se v závislosti na vstupujících součástech rozlišují tyto typy plastů:

Vstřikovací plasty.
Plechy z plastů.
Lamináty.
Sklolaminát.
Lisovací prášky.

Podobnost mezi materiály

Plast i plast jsou vyráběny pod vlivem topení a tlaki, pak v požadovaném tvaru, a po ochlazení se nemění. Z viskózního stavu toku během výrobního procesu se materiál stává pevným a trvanlivým. Ve skutečnosti tyto dva materiály nejsou snadno podobné, to je jedno a totéž. Ale díky tvorbě slov v ruském jazyce a díky kompetentní reklamě měli spotřebitelé dojem, že plast je kvalitnější a spolehlivější a plast je křehčí, křehčí a dokonce škodlivější. Předpokládalo se, že pokud se plast vyrábí v Číně nebo v zemích třetího světa, znamená to, že se jedná o materiál nízké kvality a výrobky z plastů jsou trvanlivé, protože se vyrábějí v Japonsku.

Mezi výhody plastů a plastů patří:

Laskavost.
Odolnost proti mrazu.
Snadná manipulace.
Dobré dielektrické vlastnosti.

Další podobnost je, že mají nízká tepelná odolnost, vysoký koeficient tepelné roztažnosti a zvýšené tečení. V případě požáru se nejen ničí, ale také emitují škodlivé toxické látky. I po přijetí polystyrenu (jednoho z typů plastů) byl uvolněn nebezpečný freon, který přispěl ke zničení ozónové vrstvy Země. A v průběhu času tyto materiály začnou vykazovat vady a vykazovat známky stárnutí. Při dlouhodobém používání předmětů z takových materiálů se stávají méně odolnými a tvrdými, křehčími a nespolehlivějšími. K tomu dochází pod vlivem přírodních jevů - změny světla, vzduchu a teploty.

Plast (plast) je široce používán v každodenním životě člověka, lze jej nalézt v plastových náčiních nebo nábytku, obalech, špercích, pánvích, květinácích, kbelících, kufřících, hračkách, lahvích, ohradách atd. Všechny tyto položky se liší svou silou. Právě kvalita materiálu vedla k rozdělení na dvě jména: plast a plast. Ale obě jsou v podstatě stejná věc.

Na základě výše uvedeného můžeme říci, že plast a plast jsou stejné. Někdy se od sebe liší v závislosti na síle, která je výsledkem složení použitého při výrobě. Proces tvorby takového materiálu spočívá v přechodu z viskózní tekutiny nebo vysoce elastického stavu do pevného stavu - sklovitého nebo krystalického.