Ассортимент и отличительные признаки изделий из разных пластмасс

Содержание 
 
 

1. Пластмассы……………………………………………………….2
2. Классификация, общие свойства………………………………..2
3. Методы переработки пластмасс в изделия……………………..6
4. Ассортимент и отличительные признаки изделий из разных пластмасс…………………………………………………………9
5. Продукты переработки плодов и овощей……………………..11
6. Методы переработки и их сущность……………………….….12
7. Влияние на потребительские свойства и сохраняемость….....16
8. Список используемой литературы…………………………….19

Пластмассы 

     Пластическими массами называют материалы, основу которых составляют полимеры, находящиеся в период формирования изделий в вязкотекучем состоянии, а в процессе эксплуатации – в твердом (кристаллическом или стеклообразном) состоянии.

     Полимеры являются высокомолекулярными соединениями, молекулы которых называемые макромолекулами, состоят из большого числа одинаковых группировок, связанных между собой химическими связями. 

Классификация, общие свойства.

     Классификации пластических масс могут быть разными. В табл. 1 приведена классификация  пластических масс по ряду важнейших признаков. 

Таблица 1 

     Как следует из представленной классификации, одним из важнейших классификационных  признаков является состав пластмасс. По этому признаку пластмассы подразделяются на однородные (ненаполненные) и композиционные (наполненные) системы.

     Однородные  пластмассы состоят, как правило, только из высокомолекулярного вещества.

     Неоднородные (композиционные) пластические массы, помимо основного вещества (высокомолекулярного  соединения), содержат различные добавки, позволяющие повысить уровень потребительских свойств материалов, их перерабатываемость, устойчивости к действию внешних факторов при эксплуатации и хранении, улучшить эстетические и другие свойства. В качестве добавок, выполняющих такие функции, используются наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, антиоксиданты (антиокислители), красители и другие компоненты.

     Указанные ингредиенты вводятся в пластические массы от нескольких долей до нескольких десятков процентов от количества полимерной смолы.

     Одним из важнейших компонентов пластмасс являются наполнители, оказывающие большое влияние на такие важные свойства пластмасс, как прочность, твердость, теплостойкость,, теплопроводность, диэлектрические, электрические и другие; показатели.

     По  происхождению наполнители могут быть органическими и неорганическими (минеральными). По своей структуре наполнители подразделяются на порошкообразные (кварцевый песок, древесные опилки, окислы и соли металлов и др.), волокнистые (стеклянные, синтетические, асбестовые, хлопковые и другие волокна и очесы), листовые (бумага, ткань, стеклоткань и т. д.).

     С использованием указанных выше наполнителей изготавливают пресс-порошковые пластмассы, представляющие собой смеси с порошкообразным наполнителем и волокниты, аналогичные смеси смол с волокнистым наполнителем. Слоистые пластики : представляют собой пропитанные смолой, спрессованные и отвержденные системы на основе хлопчатобумажной ткани (текстолиты), стеклоткани (стеклотекстолиты), бумаги (гетинаксы) и др. Особый класс наполненных пластмасс представляю г собой газонаполненные системы, имеющие ячеистую структуру с открытыми (поропласты) и закрытыми (пенопласты) порами. Следует отметить, что введение в полимерные композиции наполнителей не только повышают их свойства, но и снижает стоимость (особенно пресс-порошковых и волокнистых материалов), т. к. стоимость применяемых наполнителей, как правило, ниже стоимости полимерной смолы.

     Содержание  наполнителей в пластмассах, как  правило, не превышает 50% (в расчете  на высокомолекулярный компонент), составляя в отдельных случаях ~90%. Между тем с увеличением содержания наполнителя в пресс-композициях и волокнитах затрудняется переработка композиций вследствие уменьшения их текучести.

     Пластификаторы  применяют для повышения пластичности, снижения хрупкости и расширения температурного интервала существования композиции в высокоэластическом состоянии. Пластификаторы должны хорошо совмещаться с полимерным связующим, иметь низкую летучесть и не должны мигрировать На поверхность ("выпотевать") в процессе эксплуатации и хранения-. В качестве пластификаторов используют эфиры карбановых и фосфорных кислот, нафтеновые минеральные масла и другие соединения. Наиболее широко распространенными пластификаторами являются эфиры фталевой кислоты и алифатических спиртов (фталаты), такие как дибутил- и диоктилфталат. Содержание пластификаторов в композициях может изменяться в широких пределах и достигать 40-50% от массы полимера.

     Стабилизаторы применяют для защиты полимерного связующего от процессов старения, протекающих при переработке пластмасс, а также хранении и эксплуатации пластмасс и изделий на их основе. Основными видами стабилизаторов являются: термостабилизаторы - системы, тормозящие процессы термодеструкциии; антиоксиданты, являющиеся ингибиторами окислительных процессов; антиозонанты - добавки, замедляющие процессы озонного старения; фотостабилизаторы - добавки, тормозящие процессы фотоокислительной деструкции; антирады - системы, замедляющие протекание процессов, вызванных действием ионизирующих излучений.

     В качестве стабилизаторов в полимерных композициях не пользуются производные фенолов и ароматических аминов, сажа и другие вещества. Содержание стабилизаторов в пластических массах могут колебаться от нескольких десятых долей процента до нескольких процентов.

     С целью образования на определенной стадии переработки пластмасс сетки поперечных связей между макромолекулами в пластмассовые композиции вводят сшивающие агенты - отвердители. В качестве отвердителей могут применять различные полифункциональные соединения (диамины, гликоли, аминоспирты, кислоты и т. д.), а также инициаторы, ускорители и активаторы полимеризации.

     Для получения материалов с желаемой структурой в пластмассовые композиции могут вводиться структурообраватели - добавки, оказывающие влияние на процессы формирования надмолекулярных структур. Такими регуляторами структурообразования могут служить тонкодисперсные порошкообразные окислы и карбиды металлов, некоторые соли органических кислот, а также поверхностно-активные вещества Содержание таких добавок составляет всего 0,1-1% от массы полимера.

     Для получения пластмасс пористой структуры (поро- и пенопластов) в композиции могут вводиться пороообразователи - добавки, вызывающие образование газообразных продуктов либо за счет своего разложения, либо за счет протекания реакций с полимерным связующим.

     Среди других добавок, вводимых в пластмассовые композиции, особое значение в последнее время приобрели антипирены - добавки, снижающие горючесть полимерного материала, затрудняющие его воспламенение, замедляющие процесс распространения в нем пламени или приводящие, в оптимальных вариантах, к его самозатуханию. В качестве антипиренов используют хлорсодержащие вещества, производные сурьмы, а также эфиры фосфорных кислот.

     Введение в композиции антистатиков, представляющих собой в большинстве случаев различные поверхностно-активные вещества, препятствует возникновению и накоплению статистического электричества в изделиях и конструкциях из полимерного материала.

     В пластические массы, в первую очередь  изготовленные на основе природных органических высокомолекулярных соединений, могут вводится антисептики - добавки, предотвращающие или замедляющие процесс размножения грибов и микроорганизмов в полимерных материалах. В качестве антисептиков, вводимых в полимер в количестве долей процента, используются органические соединения олова мышьяка, ртути, производные фенолов, салициловой кислоты и др.

     Как следует из представленной в табл. 1 классификации, по природе полимерной основы (связующего) пластмассы по разделяются на пластмассы на основе синтетических смол и пластмассы на основе модифицированных природных соединений. Благодаря присущим им ценным свойствам наиболее перспективным являются пластмассы, полученные на основе синтетических смол.

     Пластмассы  на основе синтетических смол подразделяются по способу получения на полимеризационные и поликонденсационные, т. е. получаемые с использованием соответственно реакций полимеризации и поликонденсации. Очень важным с точки зрения методов переработки пластмасс в изделия и температурных условий эксплуатации последних является подразделение пластмасс на термопластичные и термореактивные.

     Термопластичными  пластмассам или термопластами называют композиции, которые три повышении температуры способны переходить в высокоэластическое или вязкотекучее состояние, а при охлаждении вновь возвращаться в твердое – кристаллическое или стеклообразное состояние. При таких переходах свойства материалов изменяются обратимо. Термопласты, перерабатываемые в изделия в вязкотекучем или высокоэластическом состоянии, могут подвергаться такой технологической операции несколько раз. К группе термопластов относит большое число пластмасс, представляющих собой чистые синтетические полимеры или композиции на их основе, такие как полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистиролы, фторопласты, полиакрилаты, полиамиды, поликарбонаты и другие, а также композиции на основе полимеров природного происхождения, таких как нитроцеллюлоза, ацетилцеллюлоза и др.

     Термореактивными пластмассами, или реактопластами, называют пластмассы, которые переходят в высокоэластическое или вязкотекучее состояние под действием температуры лишь на короткий период, соответствующий времени, необходимому для формования изделий, а затем теряют способность к таким переходам; в связи с образованием трехмерносшитой пространственной сетки. Такой переход материала в неплавкое и нерастворимое состояние для реактопластов является необратимым. Вновь перевести отвержденную термореактивную пластмассовую композицию в размягченное или вязкотекучее состояние за счет повышения; температуры не представляется возможным. К термореактивным; относят пластмассы на основе феноло-формальдегидных, меламино-формальдегидных, эпоксидных смол, ряда полиуретанов, полиэфиров и других высокомолекулярных соединений.

     Важным  показателем для пластических масс, особенно для определения области их использования, являются физико-механические свойства, в первую очередь деформационные и прочностные; характеристики, твердость, а также упругие свойства, характеризуемые величиной модуля упругости и модуля эластичности.

     По  комплексу этих показателей пластмассы условно можно; подразделить на жесткие, полужесткие и мягкие.

     Жесткие пластмассы являются твердыми композициями, имеющими преимущественно аморфную структуру. Они характеризуются высоким модулем упругости и низкими деформационными свойствами (относительное удлинение при разрыве составляет несколько процентов). Под действием напряжений в области нормальных (комнатных) и повышенных (до определенной величины) температур жесткие пластики способны длительно сохранять свою форму. К материалам этого типа относятся фено- и аминопласты, полистирол, цолиметилметакрилат и другие пластмассы,

     Полужесткие пластические массы представляют собой твердые, в известной степени упругие материалы, характеризующиеся, как правило, кристаллической структурой. Пластмассы этого типа характеризуются средней величиной модуля упругости и хорошей деформативной способностью, составляющей несколько десятков, иногда несколько сотен процентов. Типичными представителями этой группы материалов являются полиэтилен, полиамиды, поливиниловый спирт и др.

     Мягкие  пластики представляют собой эластичные композиции преимущественно аморфной структуры, характеризующиеся низким модулем упругости и высокими деформационными свойствами. Причем, для них характерной является малая величина остаточной деформации при достаточно большой общей деформационной способности. Развитие и исчезновение обратимой деформации в мягких пластиках происходит с малой скоростью, в отличие от эластомеров, где обратимые деформации проявляются и исчезают с большой скоростью. 

Методы  переработки пластмасс  в изделия 

     Достоинства и недостатки

     Переработка пластмасс - это комплекс технологических  процессов, обеспечивающий получение полуфабрикатов или изделий из пластмасс с использованием специального оборудования.

     Технологический регламент получения изделий  из пластмасс включает помимо основного  процесса формования изделий целый ряд других мероприятий и операций. Одними из начальных Этапов этого процесса являются проектирование рациональной конструкции изделия и формующих инструментов (формы, насадки, головки и др.), а также выбор метода переработки и его технологического режима, разработка рецептуры композиций, являющейся оптимальной для данного метода переработки и качества получаемых изделий.

     Собственно  процесс переработки включает в  себя составление композиций и подготовку их к формованию путем гранулирования, таблетирования и сушки; изготовление изделий определенной формы и размера, а также последующую их обработку с целью повышения свойств и уровня качества путем термической обработки, а также подработки для удаления некоторых дефектов и т. д.

     В зависимости от физического состояния  полимерного связующего в материале методы переработки пластмасс можно подразделить на следующие группы:

     - формование из полимеров, находящихся в вязкотекучем состоянии, с использованием методов литья под давлением, экструзии, горячего прессования, спекания, каландрования;

     - переработка материалов, находящихся » высокоэластическом состоянии, с использованием листов или пленочных полуфабрикатов путем вакуумного и пневматического формования, горячего штампования, экструзии с раздуванием;

     - формование из пластмасс, находящихся в твердом (стеклообразном или кристаллическом) состоянии, основанное на способности полимерных материалов проявлять вынужденную высокоэластичность, с использованием методов холодной штамповки, прокатки и др.;

     - изготовление изделий непосредственно  из жидких мономеров, так называемым  химическим формованием, при котором полимеризация производится непосредственно в формах, соответствующих формам изделий или полуфабрикатов (например, получение листового органического стекла);

     - формование изделий из растворов  и дисперсий полимеров получение пленок методом полива с последующим испарением жидкой фазы, окунанием формы, ротационным формованием.

     Рассматриваемые методы переработки пластмасс имеют свои достоинства и недостатки, с учетом которых выбирается тот или другой вид переработки.

     Литье под давлением как один из методов переработки пластмасс основан на принципе передавливания плунжером расплава пластмассы под давлением в пресс-форму, имеющую внутреннюю форму и размеры, соответствующие формам и размерам формуемого изделия с последующим переводом пластмассовой композиций в пресс-форме в твердое состояние. Литье пластмасс происходит в высокопроизводительных литьевых машинах. Масса литьевых изделий может колебаться от нескольких грамм до нескольких килограмм. Основной группой материалов, перерабатываемых обычно методом литья под давлением, являются термопласты.

     Характерными  особенностями изделий, получаемых литьем под давлением является их зеркальный блеск и наличие следов от литникового канала (места выхода расплава из сопла (литника) питьевой машины).

     Достоинствами этого метода являются его высокая  производительность, возможность полной автоматизации процесса.

     Недостатки  метода - высокая стоимость формующего инструмента, а также сравнительно низкая производительность при изготовлении изделий сложной конфигурации.

     Метод экструзии, как и метод литья под давлением, связан с переводом твердого полимера (в виде гранул или порошка) расплав и последующим продавливанием расплава шнеком через сопло различного профиля, при выходе из которого расплав охлаждается и затвердевает. Метод экструзии позволяет получать профильные изделия непрерывной длины в виде стержней, труб, ленты, листов, пленок.

     Достоинство этого метода - высокая производительность (до 3-3,5 т/ч).

     Недостатки  метода - сложность управления процессом и высокая стоимость оборудования.

     Метод экструзии с раздуванием позволяет за счет раздувания горячим воздухом выходящей из экструдера полимерной композиции в виде рукава получать полые выдувные изделия типа бутылей, флаконов, канистр.

     Горячим и холодным прессованием можно получить изделия сложной формы, размеров и толщины. Методом горячего прессования изготавливают в основном изделия из термореактивных пластмасс - фенопластов, аминопластов и др. Принцип производства изделий методом горячего прессования заключается в одновременном воздействии на прессовочную композицию повышенной температуры и давления, под действием которых пресс-композиция размягчается или плавится и заполняет объем пресс-форм, в которой отверждается за счет реакций химического сшивания (для реактопластов), либо после заполнения пресс-формы в ней охлаждается до перехода в твердое состояние (для термопластов).

     Прессование реактопластов производят при повышенной температуре (60-190 градусов С) и высоком давлении (150-400 МПа).

     Недостатки этого метода переработки пластмасс являются низкая производительность и трудность автоматизации технологического процесса.

     Пневматическое  и вакуумное формование позволяет получать объемные, как крупногабаритные, так и малые по размерам, изделия (от ванн до мелкой тары).

     Принцип этого метода состоит в разогреве листовой заготовки выше температур размягчения с последующим прижатием размягченного листа к копируемой форме избыточным давлением воздуха с усилием 1,5-5 атм. (пневматическое формирование) или разряженным воздухом (вакуумом) атм.

     Преимуществами  этого метода являются низкая стоимость  формирующего инструмента, возможность автоматизации процесса и организации его непрерывности.

     Недостатки  – большое количество отходов, разнотолщинность получаемых изделий, относительно невысокая производительность.

     Каландрование – это процесс непрерывного формирования полимерного материала путем пропускания его расплава через зазор между вращающимися валками каландра. При каландровании расплавленная полимерная композиция проходит через ряд зазоров разной величины. При этом происходит увеличение ширины ленты материала при одновременном ее утоньшении, в результате чего получается полотно заданной толщины и ширины.

     Метод каландрования используют для получения пластин, листов и пленок из термопластов.

     Изделия и полуфабрикаты из пластмасс  можно подвергать также механической обработке, сварке, склеиванию, отделке (например, полировке), декорированию (например, гравировке на поверхности, горячему тиснению, раскрашиванию, металлизации) 
 

Ассортимент и отличительные  признаки изделий из разных пластмасс 

     Комплекс  ценных свойств, присущих пластическим массам, позволяет использовать их для изготовления различных товаров  народного потребления и конструкций, отличающихся сочетанием таких свойств, как прочность, легкость, универсальность, эстетичность, дешевизна и др. Ряд изделий изготавливается целиком из пластмасс, но во многих случаях пластмассы используются в сочетании с другими видами материалов (древесиной, металлами, стеклом, керамикой и т. д.).

     В табл. 2 представлен общий вид  классификации по назначению товаров народного потребления, изготавливаемых из пластмасс.

     Как следует из представленной классификации, наиболее широким ассортиментом характеризуются посудо-хозяйственные товары, изготавливаемые в основном из полиэтилена, полипропилена, полистирола и сополимеров стирола, фенопластов, аминопластов, полиметилметакрилата и других пластмасс.  
 
 
 
 
 

Классификация по назначению товаров  народного потребления, изготавливаемых из пластических масс 

Таблица 2 

     Особые  требования по санитарно-гигиеническим  свойствам предъявляются к пластическим массам, используемым для изготовления изделий, контактирующих с пищевыми продуктами. Ассортимент пластических масс, используемых для изготовления таких изделий, крайне ограничен. Так, для изготовления посуды, контактирующей с горячей пищей (100 °С), разрешается использовать лишь поликарбонат. Для кратковременного контакта с негорячими пищевыми продуктами допускается использование изделий, изготовленных из нестабилизированного полиэтилена высокого давления, отдельных марок суспензионного полистирола и сополимеров стирола, полученных методом суспензионной полимеризации. К числу таких изделий относятся емкости для воды, чашки, кружки, дуршлаги и др. Для изготовления галантерейных товаров и товаров культурно-бытового назначения можно использовать значительно более широкий ассортимент пластических масс, чем для изготовления изделий, контактирующих с пищевыми продуктами. 

     Продукты  переработки плодов и овощей 

     Плоды, овощи и продукты их переработки  играют важную роль в питании человека, и россияне с уважением к ним относятся и потребляют их всегда в больших количествах. Традиционно в РФ к мясным блюдам подают различные кетчупы, томатные соусы. Практически круглогодично на нашем продовольственном рынке присутствуют различные продукты переработки плодов и овощей. Однако для получения переработанных плодов и овощей обычно используется сырье не лучшего качества.

     Поэтому в настоящее время все острее стоит проблема с проведением всесторонней экспертизы подлинности переработанных плодов и овощей, поступающих на рынки России.

     При проведении экспертизы подлинности  продуктов переработки плодов и овощей могут возникать следующие цели исследования:

     ♦   идентификация вида переработанной плодоовощной продукции;

     ♦  идентификация сорта переработанной плодоовощной продукции;

     ♦ способы фальсификации переработанной плодоовощной продукции и методы их обнаружения.

     При проведении экспертизы подлинности с целью идентификации вида переработанной плодоовощной продукции эксперт должен определить для себя круг решаемых при этом задач и методов, которыми он располагает. Рассмотрим круг задач, которые может решить эксперт при данной цели.

     Идентификационные признаки переработанной плодоовощной продукции. Переработанная плодоовощная продукция представляют собой изделия, содержащие целые плоды и овощи или их части, имеющие наиболее питательные для организма человека вещества, полученные путем применения физических, химических, биохимических и комбинированных способов консервирования. В зависимости от способа консервирования переработанные плоды и овощи подразделяются на следующие виды: сушеные, пастеризованные, стерилизованные, замороженные, маринады, компоты, соленые, квашеные.

     Сушеные плоды, овощи и  их смеси вырабатываются из целых или нарезанных натуральных плодов и овощей путем высушивания их до содержания влаги 3—14%.

     Пастеризованные плоды, овощи и  их смеси получают из целых или нарезанных долек натуральных плодов и овощей с кожицей или без нее путем выдерживания при температуре до 100°С в герметической таре.

     Стерилизованные плоды, овощи и  их смеси изготавливают из целых или нарезанных долек натуральных плодов и овощей с кожицей или без нее путем выдерживания при температуре свыше 100°С в герметической таре.

     Замороженные  плоды, овощи и  их смеси приготавливают из целых или нарезанных долек натуральных плодов и овощей с кожицей или без нее путем быстрого замораживания при температурах -35 ... -25°С и дальнейшего хранения в замороженном состоянии в полимерной упаковке.

     Маринованные  плоды, овощи и  их смеси получают из целых или нарезанных долек натуральных плодов и овощей скожицей или без нее путем заливки маринадом (уксусным, лимонным) и пастеризования при температуре до 100°С в герметической таре.

     Компоты из плодов и ягод и их смеси вырабатывают из целых или нарезанных долек натуральных плодов и ягод с кожицей или без нее путем заливки сахарным сиропом (с концентрацией сахарозы 39—65%) и пастеризования при температуре до 100°С в герметической таре.

     Соленые овощи и их смеси  получают из целых или нарезанных овощей путем добавления соли и закрытия в гермети-I   ческой таре. Обычно солят петрушку, сельдерей, укроп, морковь.

     Квашеные  овощи и их смеси вырабатывают из целых |   или нарезанных овощей путем добавления соли и подвергнутые молочнокислому брожению за счет Сахаров, присутствующих в овощах, и выдерживанию в негерметической упаковке.