Министерство образования и науки  Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Комсомольский-на-Амуре  государственный

технический университет» 
 

Факультет Электротехнический

Кафедра  «Электромеханика» 
 
 
 
 

Реферат на тему

«Основные виды пластмасс, используемые в бытовой  технике» 
 
 
 
 
 
 
 
 

2011г.

Содержание:

1. Введение          3

2 . Оргстекло (Акрил, Акриловое стекло, Полиметилметакрилат)   4

3. Пенополиуретан (ППУ)        6

4. Полистирол          8

5. Полиуретан          9

6. Фторопласт — Фторопласт-4 (Ф-4)      11

7. Заключение          12

8. Литература          13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение:

Пластма́ссы (пласти́ческие  ма́ссы, также — пла́стики) — органические материалы, основой которых являются синтетические или природные высокомолекулярные соединения (полимеры). Исключительно широкое применение получили пластмассы на основе синтетических полимеров.

Название «пластмассы» означает, что эти материалы под  действием нагревания и давления способны формироваться и сохранять  после охлаждения или отвердения заданную форму. Процесс формования сопровождается переходом пластически  деформируемого (вязкотекучего) состояния  в стеклообразное состояние. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Оргстекло (Акрил, Акриловое стекло, Полиметилметакрилат).

Оргстекло (Акриловое стекло) — пожалуй, наиболее известный из всех видов пластика, производящийся уже более 70 лет. Это — первый из пластиков, которому на заре развития наружной рекламы обязаны появлением на свет вывески с внутренней подсветкой. Сегодня акриловое стекло, заслужившее отличную репутацию во всем мире, попрежнему популярно.

Оно применяется  очень широко в производстве различных рекламных изделий и конструкций — от ценникодержателей, сувениров и табличек до городских вывесок, огромных объемных букв и полнообъемных термоформованных макетов рекламируемой продукции с внутренней подсветкой.

Оргстекло (акрил) представляет собой синтетический  материал из акриловых смол с некоторым процентом различных добавок, придающих материалу определенные свойства.

«Органическое стекло», «Оргстекло» — это чисто российсские термины. Во всем мире этот пластик называется «Акриловое стекло», что отражает химический состав этого материале ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАТ (сокращенно — ПММА [рус.] РММА [англ.]).

Плотность оргстекла  составляет 1,19 г/см³, что почти в 2,5 раза легче обычного стекла и на 17% легче жесткого ПВХ. Ударная прочность оргстекла в 5 раз больше, чем у обычного стекла. Рабочий диапазон температур для оргстекла составляет от −40°С до +80°С.

Оргстекло обычно имеет хорошую стойкость к старению, т. е. механические свойства и светопропускание оргстекла практически не изменяются с течением времени под воздействием ультрафиолетовых лучей и атмосферного воздействия (оргстекло не требует дополнительной защиты от УФ-излучения). Светопропускание оргстекла составляет до 92% видимого света, что больше, чем у любого другого полимерного материала. Для цветного оргстекла (акрила) при длительной наружной эксплуатации возможно изменение цвета (это зависит от конкретного цвета и производителя).

Листовое акриловое (органическое) стекло представляет собой  прозрачные, светонепроницаемые или  светорассеивающие с разной степенью светопропускания листы с идеально глянцевой поверхностью с обеих сторон толщиной от 0,5 до 24 мм. Они могут быть окрашены «в массе», причем возможная цветовая гамма выпускаемых сегодня листов практически неограниченна. С помощью специальных добавок оргстекло может быть и флуоресцентным (торцы вырезанных из него декоративных элементов или букв под ультрафиолетовыми лучами приобретают яркое свечение, особенно эффектное в ночное время). Одна из сторон листа акрилового стекла может быть рифленой («колотый лёд», мелкое и крупное рифление «призматическое», «пинспот», «капля» и др.) или иметь антибликовую обработку. Существуют специальные виды оргстекла особого назначения с повышенной ударопрочностью, «ориентированное», зеркальное, соэкструзия с другими материалами и т. д., применяющиеся в различных областях — авиационной, автомобильной, мебельной, сантехнической промышленности. Акриловое стекло, помимо листов, выпускается также в виде блоков толщиной до 200 мм, пустотелых панелей («сотовое»), а также в виде брусков и труб.

Оргстекло применяется в самых различных областях:

• осветительная техника (плафоны, перегородки, лицевые экраны, рассеиватели),
• наружная реклама (вывески, лицевые стекла для коробов, световых букв, формованные объемные изделия),
• торговое оборудование (подставки, витрины, ценники),
• сантехника (оборудование ванных и душевых комнат, бассейнов, трубы, ограждения, подвесные потолки с внутренней подсветкой),
• строительство и архитектура (остекление проемов, перегородки, купола, танц-пол, объемные формованные изделия),
• транспорт (остекление самолетов, катеров, обтекатели),
• приборостроение (циферблаты, смотровые окна, корпуса, диэлектрические детали, емкости),
• декоративное оформление интерьеров, элементы мебели и дизайна (формованные объемные изделия, шелкографические изображения, аквариумы нестандартных форм, колонны, шары, столики, стулья, декоративные фонтаны, аквапанели),
• изделия для быта (теплицы, аквариумы, настольные стекла, кашпо для цветов, журнальные столики, настольное стекло, подставки, сантехника, светильники, бра, лифты, холодильники, полочки, ограждения, коробки для рукоделия, домики для живности, емкости для сыпучих продуктов, тарелки, лотки для кухонных принадлежностей, пуговицы, брелки, линейки, шкатулки, оправы для зеркал, картин, сувениры из оргстекла, защита для фотографий и картин).

Оргстекло получают двумя способами: экструзией и литьем. Сам способ производства накладывает ряд ограничений и определяет некоторые свойства пластика.

Подробнее о литом оргстекле (литом акриле) и экструзионном оргстекле (экструзионном акриле).

Оргстекло — легковоспламеняющийся материал, но при горении оно не так опасно, как другие горючие пластики, т. к. не выделяет никаких ядовитых газов. Температура воспламенения 260°С.

Оргстекло — экологически чистый материал, не продуцирует никаких токсических веществ и абсолютно безопасно. Оно может использоваться на улице и в помещениях, в т. ч. в детских и лечебных учреждениях. Оргстекло может быть полностью использовано повторно после его переработки. Оргстекло обладает хорошей водостойкостью, хорошей устойчивостью по отношению к щелочи, водным растворам неорганических солей. На оргстекло воздействуют разбавленные фтористоводородные и цианистоводородные кислоты, а также концентрированные серная, азотная и хромовая кислоты.

Растворителями  оргстекла являются хлорированные  углеводороды (дихлорэтан, хлороформ), альдегиды, кетоны и сложные эфиры. На оргстекло также воздействуют спирты: метиловый, бутиловый, этиловый, пропиловый. При непродолжительном воздействии 10% этилового спирта взаимодействие с оргстеклом отсутствует.

Пенополиуретан (ППУ)

Из четырех «гигантов» современной крупнотоннажной индустрии пластических масс — полиэтилена, поливинилхлорида, полистирола и полиуретана — последний является, безусловно, наиболее универсальным материалом. В самом деле, на основе полиуретанов изготавливают эластичные, полужесткие и жесткие материалы; полиуретаны перерабатывают практически всеми существующими технологическими методами — экструзией, прессованием, литьем, заливкой, напылением и т. д.; на основе полиуретанов получают абсолютно все известные типы материалов и изделий: наполненные, армированные, вспененные, ламинированные и другие в виде плит, листов, блоков, профилей, волокон, пленок и т. д. Наконец, изделия и конструкции на основе полиуретанов используют во всех без исключения отраслях промышленности.

Жесткий пенополиуретан широко используется во всех областях строительной индустрии. Среди основных сфер применения пенополиуретана в строительстве следует выделить изоляцию холодильных камер, утепление жилых зданий, теплоизоляцию промышленных и административных зданий, теплоизоляцию трубопроводов.

Основным требованием  к холодильным камерам и подобным сооружениям является постоянное поддержание отрицательной температуры внутри камеры. Этого можно добиться только за счет высокого термического сопротивления материала ее стен. Жесткий пенополиуретан, имеющий очень низкий коэффициент теплопроводности, идеально подходит для этой цели. Одним из первых примеров использования жесткого ППУ в холодильной технике явилось строительство завода-холодильника в Лондоне еще в 1969 г. Это предприятие бесперебойно работает до сих пор.

Сегодня жесткие  пенополиуретаны являются одними из наиболее распространенных строительных материалов. Эти легкие, но достаточно прочные пенопласты обладают очень низкой теплопроводностью, малой паропроницаемостью, высокой адгезией к бумаге, металлу, древесине, штукатурке и рубероиду.

Пенополиуретаны (ППУ) получают из жидких компонентов, дозировка и смешение которых не представляют труда. Поэтому эти пенопласты с одинаковой легкостью изготавливают как на промышленных предприятиях, так и непосредственно на месте применения. Реакции вспенивания и отверждения протекают настолько быстро, что уже через несколько минут после изготовления изделие готово для дальнейшего применения. Жесткие пенополиуретаны плотностью 30—35 кг/куб.м, т. е. имеющие 97% газовой фазы, содержат обычно изолированные ячейки диаметром 0,2—1,0 мм.

Механизм образования  пенопласта исключительно сложен, поскольку  данная система газ — жидкость очень быстро увеличивается в объеме при одновременном повышении температуры и вязкости. Полный цикл вспенивания составляет 10—40 сек., затем подъем пены прекращается, и жидкая фаза переходит в твердую. Повышение температуры вспененной массы может продолжаться еще некоторое время, после чего пенопласт постепенно охлаждается до комнатной температуры. В ячейках остается фреон-11 с небольшой примесью воздуха и СО2.

Пенополиуретаны — легкие и прочные материалы, обладающие своеобразной структурой, подобной застывшей пене.

Их популярность объясняется простотой процесса их получения на месте применения. Это достигается тем, что исходным сырьем для получения пенополиуретанов служат жидкие продукты, разной степени вязкости, при смешении которых в определенном соотношении происходит химическая реакция синтеза полимера с одновременным его вспениванием, образующейся (испаряющейся) в ходе реакции газовой средой.

Таким образом, процесс получения пенополиуретанов состоит из следующих стадий: подготовка исходных смесей, смешение их между собой, заливка образующейся реакционно-способной композиции в форму или распыление ее сжатым воздухом на подготовленную поверхность. Основными продуктами для получения пенополиуретанов служат диизоцианаты, имеющие в своем составе изоцианатную группу — и полиэфиры (или полиолы) в качестве гидрокислосодержащих соединений. В основу образования пенополиуретанов положена реакция диизоцианатов с полиэфирами.

Пенополиуретановое  покрытие с плотностью свыше 35 кг/куб.м помимо теплоизоляционных свойств, приобретает гидроизоляционные характеристики. Материал обладает замечательными адгезионными свойствами, идеально прилипая к горизонтальным и вертикальным поверхностям из любого материала и любой формы.

Преимущества:

• Пенополиуретан напыляется практически на любые материалы: дерево, стекло, металл, бетон, кирпич, краску, не зависимо от конфигурации поверхности. В результате этого отсутствует необходимость в специальном крепеже изоляции. Кроме того, пенополиуретановое покрытие инертно к кислотным и щелочным средам, может работать в грунте, использоваться как кровельный материал. Единственное, что требует пенополиуретан — защиты от прямых солнечных лучей. Наиболее дешевой защитой является окрашивание нанесенного пенополиуретана.
• Жесткий напыляемый пенополиуретан марки ППУ-110 и ППУ-117 используется в качестве теплоизоляционных и защитных покрытий энергетического оборудования, теплопроводов, кумулятивных емкостей, холодильных камер и других строительных конструкций.
• Жесткий полиуретан марки ППУ-110 и ППУ-117 имеет структуру с замкнутыми ячейками, наполненными фреоном-11, обладает сравнительно низкими показателями теплопроводности, что обусловливает его высокие теплоизоляционные свойства по сравнению с традиционными материалами.

Полистирол

Полистирол (polystyrene) — твердый, жесткий, аморфный полимер, отоносится к классу термопластов. Полистирол хорошо окрашивается и обрабатывается механическими способами. Двухосноориентированная полистирольная пленка обладает отличной прозрачностью.

Температура размягчения  ПС составляет 90—95°С. Ориентированный полистирол имеет среднюю газопроницаемость (выше чем у ПП, но ниже, чем у ПЭНП), но высокую паропроницаемость. Паропроницаемость ПС быстро понижается при температурах ниже 0°С, что позволяет использовать его для упаковки продуктов при низких температурах. Из ориентированной полистирольной пленки методом термоформования получать изделия сложной конфигурации.

Ударопрочный  полистирол (УПС) представляет собой  блоксополимер стирола с каучуком. В немодифицированном состоянии полистирол — хрупкий материал, и его удельная ударная вязкость недостаточна для многих применений.

Ударопрочный  ПС более гибок, имеет большую ударную прочность, но меньшую прочность при растяжении и термическую стойкость, чем немодифицированный полисторол. Химические свойства немодифицированного ПС близки к свойствам модифицированного.

Ударопрочный  полистирол — превосходный материал для получения различных изделий методом термоформования. Введение в полистирол синтетических каучуков, уменьшая хрупкость, снижает прозрачность полистирола.

Вспененный (вспенивающийся) полистирол, пенопласт — обладает высокой жиростойкостью, является прекрасным теплоизолятором. Применяется для изготовления различных упаковочных изделий методом термоформования (прокладки в ящики для яблок, коробочки для фасовки яиц, подносы и лотки для расфасовки свежего мяса, рыбы, чипсов и т. д.).

Применение  полистирола

Технология переработки  полистирола разработана достаточно глубоко. Полистирол широко применяется  в производстве товаров бытового назначения, строительстве и рекламе. Листы полистирола получают экструзионным способом. В немодифицированном состоянии полистирол — хрупкий материал. Путем введения в исходное сырье специальных добавок, повышающих ударопрочность и пластичность, получают ударопрочный полистирол. Для окрашивания ПС разработаны специальные марки красителей и гранулированных концентратов пигментов. Иногда для полистирола подходят красители, разработанные для полиолефинов.

Наиболее часто  ПС применяют для изготовления: визитных карточек, канцтоваров, игрушек; контейнеров, упаковки и посуды для пищевой промышленности; корпусов техники, упаковки для косметики; элементов оборудования сантехнического назначения; торгового и выставочного оборудования; объемных (формованных) изделий в дизайне и наружной рекламе; отделочных материалов в строительстве.

Рынок полистирола  в России обширен и многообразен. Самые популярные из марок ПС отечественного производства: ПСМ 111, ПСМ 151, ПСМ 121, ПСМ 525, ПСМ 535, ПСМ 585, УПМ 0 508, УПМ 0 503, УПС 0 801 и другие.

Ориентированный полистирол толщиной менее 75 мкм используют для «окошек» в картонных упаковочных коробках. Более толстые пленки используются для получения стаканчиков для торговых автоматов, упаковки в виде подносов для фасованного свежего мяса, с тем, чтобы видеть при покупке обе стороны упаковываемого продукта.

В современной строительной индустрии, а также других отраслях все чаще используют экструдированный полистирол (экструзионный ПС). Для изготовления прозрачных листов используется полистирол с меньшим процентным содержанием добавок. При этом получают полистирол общего назначения (GPPS), который обладает относительной хрупкостью и меньшей пластичностью.

Экструдированный  полистирол общего назначения изготавливается  в виде прозрачных, молочных, цветных листов. Оборудование для производства этого типа материала — зкструзионные плоскощелевые линии. Экструдированный полистирол — листовой пластик, работающий при длительной эксплуатации под воздействием постоянного ультрафиолетового воздействия. Полистирол экструзионный общего назначения применяется: внутри помещений и ограничено снаружи (строительство); замещает оконные стекла; вывески; перегородки; душевые кабины; рассеиватели света; оранжереи и теплицы; подставки, ценники, двери. 

Полиуретан

Полиуретан — это современный конструкционный материал, который благодаря своим особенным эксплуатационным свойствам широко используется в качестве замены резины различных марок, каучуков, металла, пластика во многих отраслях промышленности. При специальной обработке полиуретан имеет прочные связи с металлом. Благодаря этим качествам применение полиуретана экономически выгодно в широком спектре отраслей промышленности. Полиуретан может использоваться при производстве опорных элементов, уплотнительных колец, покрытий валов, колес и роликов, манжет для очистки внутренней поверхности труб нефтегазопроводов, и т. д.

Полиуретан характеризуется высокими физико-химическими и эксплуатационными свойствами. Это позволяет применять полиуретан во многих отраслях промышленности с высокими требованиями к свойствам материала.

Области применения полиуретана: машиностроение, пищевая промышленность, нефтяная отрасль, горнодобывающая отрасль, атомная энергетика, строительство.

Изделия из полиуретана обладают свойствами, недоступными для изделий из обычных резин: эластичность, низкая истираемость, высокая прочность, высокое сопротивление раздиру и многократным деформациям, возможность работы при высоком давлении, кислотостойкость и стойкость ко многим растворителям, повышенная твердость, температурный интервал от −60°С до +120°С, стойкость к микроорганизмам и плесени, вибростойкость и маслобензостойкость, упругость при низких температурах, высокие диэлектрические свойства, озоностойкость, водостойкость.

Применение  полиуретана

Полиуретан без проблем может заменять резину разнообразных марок (и даже иногда металлы), за счет своих свойств таких, как износостойкость, кислотостойкость, масло- и бензостойкость, диэлектрических свойств. Кроме того, полиуретан имеет возможность использования при высоких давлениях и в широком диапазоне температур.

Полиуретан за счет своих высоких эксплуатационных свойств используется в самых разных отраслях промышленности, как конструкционный материал. Особенность полиуретана — несравненно высокие эксплуатационные свойства, превосходящие все типы каучуков, и даже металлы.

На данный момент полиуретан имеет множество марок: адипрены, вулколланы, вулкопрены.

Отечественные марки полиуретанов, не уступают, а по некоторым характеристикам даже превосходят импортные аналоги.

Благодаря высокому модулю полиуретанов по сравнению с другими эластомерами изделия из них можно делать с более тонкими стенками.

В условиях постоянной динамической нагрузки верхним пределом температуры, при которой следует использовать полиуретан, считается +120°С. При низких температурах полиуретан не значительно меняет свои свойства. Если полиуретан изменил свои свойства эластичности и твердости при температурах не ниже минус 18°C, то такие изменения можно обратить.

Полиуретан может  приобрести хрупкость только при  температурах ниже минус 60 — минус 80°С. Можно с уверенностью указать рабочие температуры изделий из полиуретана — они находятся в диапазоне от — 70 до +120°С, эластичность при этом практически не меняется.

Полиуретан периодически может выдерживать повышение  температуры до +130, +140°С.

Многочисленные  опыты показали, что полиуретан имеет  очень высокие водостойкие качества.

В полиуретан при  изготовлении, с целью улучшения физико-механических свойств, могут добавляться рецептурные добавки и наполнители.

Полиуретан имеет  высокую устойчивость к маслам и растворителям и может применяться для работ со смазочными маслами, нефтью и ее производными. Полиуретан не имеет озонового старения и обладает высокой стойкостью к микроорганизмам и плесени.

Литьевой полиуретан очень часто применяется для изготовления деталей внутризаводского транспорта, различных валов, шестерен, вибростойких деталей, отбойных молотков и других изделий для машиностроения, горнодобывающей, авиационной, автомобильной, нефтегазодобывающей, строительной, полиграфической и многих других отраслей промышленности.

При специальной  обработке полиуретан имеет прочные  связи с металлом.

Фторопласт  — Фторопласт-4 (Ф-4)

Фторопласт — это современный конструкционный материал, который благодаря своим особенным эксплуатационным свойствам широко используется во многих отраслях промышленности. Фторопласты — техническое название термопластичных полимеров — продуктов полимеризации фторпроизводных олефинов. Из всего многообразия фторсодержащих полимеров наибольшее распространение получил Фторопласт-4 (Ф-4). Фторопласт 4 — фторуглеродный полимер, продукт полимеризации тетрафтрэтилена. Высокая прочность связи атомов фтора и углерода и специфичная структура молекул обуславливают хорошее сочетание химических, физических, электрических, антифрикционных и других свойств, которое невозможно найти ни в одном другом материале.

Применение  фторопласта

Фторопласт: полезные особенности  и качества

Применение изделий  из Фторопластов всегда эффективно, так  как их использование повышает надежность, увеличивает срок службы конструкций  и механизмов, облегчает ремонт и  эксплуатацию.

Фторопласт-4 используется для транспортировки и хранения химически агрессивных сред в трубопроводах, в аппаратах колонного типа, запорной арматуре, насосах, емкостях в качестве прокладочно-уплотнительных деталей контактирующих с агрессивными средами, а также для футеровки реакторов, т. к. обладает исключительной химической инертностью по отношению практически ко всем агрессивным средам (за исключением расплавов щелочных металлов и трифторида хлора).

Фторопласт-4 и композиции на его основе широко применяется в машиностроении (в узлах трения машин и механизмов) в качестве подшипников и опор скольжения, а также подвижных уплотнителей (поршневых колец и манжет). Т. к. у Фторопласта самый низкий, среди конструкционных материалов, коэффициент трения. Причём, динамический коэффициентов трения равен статическому. Использование Фторопластов в узлах трения повышает надежность и долговечность механизмов, обеспечивает стабильную эксплуатацию в условиях агрессивных сред, вакуума и при сверхнизких температурах.

Фторопласт-4 применяется в электронной радиотехнике и технике СВЧ для изоляции проводов, кабелей, разъёмов и изготовлении печатных плат благодаря высокой термостойкости в сочетании с превосходными диэлектрическими характеристиками. Изделия из Фторопласта-4 можно эксплуатировать при температурах от -269°С до +260°С, причем верхний предел ограничивается не потерей химической стойкости, а снижением физико-механических свойств. Температура плавления Фторопласта около 327 С, выше которой исчезает кристаллическая структура и он превращается аморфный прозрачный материал.

Фторопласт-4 широко используется в медицинской и фармацевтической промышленности, т. к. он биологически и физиологически безвреден! Из Фторопласта изготавливают протезы кровеносных сосудов, сердечные клапаны, емкости для хранения крови и сыворотки, упаковку для лекарств и многое другое (по приказу Минздрава СССР № 177 от 23.02.1976 г. "Об утверждении полимерных материалов и композиций, рекомендованных в медицине")

Фторопласт-4 используется в пищевой промышленности и бытовой технике для изготовления антиадгезионных и антипригарных покрытий, а также для изготовления уплотнений молочных насосов, т. к. этот материал биологически и физиологически нейтрален, а соответственно безвреден для человека. Фторопласт не смачивается водой и эта его особенность также важна для применения в пищевой промышленности.  

Заключение:

Первые пластмассы появились в конце 19-го века в результате поиска ученых-химиков заменителей ценных природных поделочных материалов (дерева, слоновой кости, перламутра). Первые пластмассы были получены на основе природных высокомолекулярных органических веществ (каучука — эбонит; нитроцеллюлозы — целлулоид; казеина молока — галалит).

В  начале 20-го века были получены первые синтетические пластмассы на основе фенолоформальдегидных смол. В настоящее время пластмассы стали основными конструкционными материалами наравне с металлами, сплавами, деревом. Основная масса пластмассовых изделий производится из синтетических пластмасс. Имея очень ценное свойство принимать практически любую форму, пластмассы стали очень потребляемым продуктом.