Použitie a funkcie základných plastových materiálov

Použitie a funkcie základných plastových materiálov

plast

1. Použite klasifikáciu

Podľa rôznych charakteristík použitia rôznych plastov sa plasty zvyčajne delia na tri typy: všeobecné plasty, technické plasty a špeciálne plasty.

①Všeobecný plast

Všeobecne sa vzťahuje na plasty s veľkým výťažkom, širokým použitím, dobrou tvárnosťou a nízkou cenou. Existuje päť typov všeobecných plastov, a to polyetylén (PE), polypropylén (PP), polyvinylchlorid (PVC), polystyrén (PS) a akrylonitril-butadién-styrénový kopolymér (ABS). Týchto päť typov plastov tvorí prevažnú väčšinu plastových surovín a zvyšok možno v podstate rozdeliť na špeciálne druhy plastov, ako napríklad: PPS, PPO, PA, PC, POM atď., ktoré sa v bežných produktoch používajú len veľmi málo, najmä vo vysoko kvalitných odvetviach, ako je strojársky priemysel a národná obranná technológia, ako sú automobily, letecký priemysel, stavebníctvo a komunikácie. Podľa klasifikácie plasticity možno plasty rozdeliť na termoplasty a termosetické plasty. Za normálnych okolností sa termoplasty dajú recyklovať, zatiaľ čo termosetické plasty nie. Podľa optických vlastností sa plasty delia na priehľadné, priesvitné a nepriehľadné suroviny, ako napríklad PS, PMMA, AS, PC atď., ktoré sú priehľadné plasty, a väčšina ostatných plastov sú nepriehľadné plasty.

Vlastnosti a použitie bežne používaných plastov:

1. Polyetylén:

Bežne používaný polyetylén možno rozdeliť na nízkohustotný polyetylén (LDPE), vysokohustotný polyetylén (HDPE) a lineárny nízkohustotný polyetylén (LLDPE). Z týchto troch má HDPE lepšie tepelné, elektrické a mechanické vlastnosti, zatiaľ čo LDPE a LLDPE majú lepšiu flexibilitu, odolnosť voči nárazom, filmotvorné vlastnosti atď. LDPE a LLDPE sa používajú hlavne v baliacich fóliách, poľnohospodárskych fóliách, modifikácii plastov atď., zatiaľ čo HDPE má široké uplatnenie, ako sú fólie, potrubia a vstrekovanie denných potrieb.

2. Polypropylén:

Relatívne povedané, polypropylén má viac odrôd, komplexnejšie využitie a širokú škálu oblastí. Medzi tieto odrody patrí najmä homopolymér polypropylénu (homopp), blokový kopolymér polypropylénu (copp) a náhodný kopolymér polypropylénu (rapp). Podľa použitia sa homopolymerizácia používa hlavne v oblastiach ťahania drôtov, vlákien, vstrekovania, BOPP fólií atď. Kopolymér polypropylénu sa používa hlavne vo vstrekovaných dieloch domácich spotrebičov, modifikovaných surovinách, produktoch na každodenné vstrekovanie, potrubiach atď. a náhodný polypropylén sa používa hlavne v transparentných produktoch, vysoko výkonných produktoch, vysoko výkonných potrubiach atď.

3. Polyvinylchlorid:

Vďaka nízkym nákladom a samozhášacím vlastnostiam má široké využitie v stavebníctve, najmä na kanalizačné potrubia, plastové oceľové dvere a okná, dosky, umelú kožu atď.

4. Polystyrén:

Ako druh transparentnej suroviny, keď je potrebná transparentnosť, má široké spektrum použitia, ako sú tienidlá automobilových lámp, denné priehľadné diely, priehľadné poháre, plechovky atď.

5. ABS:

Je to všestranný technický plast s vynikajúcimi fyzikálne-mechanickými a tepelnými vlastnosťami. Široko sa používa v domácich spotrebičoch, paneloch, maskách, zostavách, príslušenstve atď., najmä v domácich spotrebičoch, ako sú práčky, klimatizácie, chladničky, elektrické ventilátory atď. Je veľmi veľký a má široké využitie pri úprave plastov.

②Technické plasty

Vo všeobecnosti sa vzťahuje na plasty, ktoré odolávajú určitej vonkajšej sile, majú dobré mechanické vlastnosti, odolnosť voči vysokým a nízkym teplotám a dobrú rozmerovú stabilitu a môžu sa použiť ako technické konštrukcie, ako napríklad polyamid a polysulfón. Technické plasty sa delia na dve kategórie: všeobecné technické plasty a špeciálne technické plasty. Technické plasty spĺňajú vyššie požiadavky na mechanické vlastnosti, trvanlivosť, odolnosť voči korózii a tepelnú odolnosť, sú ľahšie spracovateľné a môžu nahradiť kovové materiály. Technické plasty sa široko používajú v elektrotechnickom a elektronickom priemysle, automobilovom priemysle, stavebníctve, kancelárskych zariadeniach, strojárstve, leteckom priemysle a ďalších odvetviach. Nahrádzanie ocele plastom a dreva plastom sa stalo medzinárodným trendom.

Medzi všeobecné technické plasty patria: polyamid, polyoxymetylén, polykarbonát, modifikovaný polyfenylénéter, termoplastický polyester, polyetylén s ultravysokou molekulovou hmotnosťou, metylpenténový polymér, kopolymér vinylalkoholu atď.

Špeciálne technické plasty sa delia na zosieťované a nezosieťované. Zosieťované typy sú: polyaminobismaleamid, polytriazín, zosieťovaný polyimid, tepelne odolná epoxidová živica atď. Nezosieťované typy sú: polysulfón, polyétersulfón, polyfenylénsulfid, polyimid, polyéteréterketón (PEEK) atď.

③Špeciálne plasty

Vo všeobecnosti sa vzťahuje na plasty, ktoré majú špeciálne funkcie a môžu sa použiť v špeciálnych aplikáciách, ako je letectvo a kozmonautika. Napríklad fluoroplasty a silikóny majú vynikajúcu odolnosť voči vysokým teplotám, samomazacie vlastnosti a ďalšie špeciálne funkcie, zatiaľ čo vystužené plasty a penové plasty majú špeciálne vlastnosti, ako je vysoká pevnosť a vysoké tlmenie. Tieto plasty patria do kategórie špeciálnych plastov.

a. Vystužený plast:

Vystužené plastové suroviny možno podľa vzhľadu rozdeliť na granulované (ako napríklad plasty vystužené vápnikovými vláknami), vláknité (ako napríklad plasty vystužené sklenenými vláknami alebo sklenenou tkaninou) a vločkové (ako napríklad plasty vystužené sľudou). Podľa materiálu sa dajú rozdeliť na vystužené plasty na báze tkaniny (ako napríklad plasty vystužené handrou alebo azbestom), anorganické minerálne plnené plasty (ako napríklad plasty plnené kremeňom alebo sľudou) a vláknité spevnené plasty (ako napríklad plasty vystužené uhlíkovými vláknami).

b. Pena:

Penové plasty možno rozdeliť na tri typy: tuhé, polotuhé a pružné peny. Tuhá pena nie je pružná a jej kompresná tvrdosť je veľmi vysoká. Deformuje sa iba pri dosiahnutí určitej hodnoty napätia a po uvoľnení napätia sa nemôže vrátiť do pôvodného stavu. Pružná pena je pružná, má nízku kompresnú tvrdosť a ľahko sa deformuje. Po obnovení pôvodného stavu je zvyšková deformácia malá; flexibilita a ďalšie vlastnosti polotuhej peny sa nachádzajú medzi tuhou a mäkkou penou.

Dva, fyzikálna a chemická klasifikácia

Podľa rôznych fyzikálnych a chemických vlastností rôznych plastov možno plasty rozdeliť na dva typy: termosetické plasty a termoplastické plasty.

(1) Termoplast

Termoplasty (termoplasty): označujú plasty, ktoré sa po zahriatí roztavia, po ochladení môžu tiecť do formy a po zahriatí sa roztavia; zahrievaním a chladením sa dajú dosiahnuť reverzibilné zmeny (kvapalinové ←→tuhé), áno, tzv. fyzikálne zmeny. Univerzálne termoplasty majú trvalé prevádzkové teploty pod 100 °C. Polyetylén, polyvinylchlorid, polypropylén a polystyrén sa tiež nazývajú štyri univerzálne plasty. Termoplasty sa delia na uhľovodíky, vinyly s polárnymi génmi, technické plasty, celulózové plasty a iné typy. Po zahriatí mäknú a po ochladení tvrdnú. Môžu opakovane mäknúť a vytvrdnúť a udržiavať si určitý tvar. Sú rozpustné v určitých rozpúšťadlách a majú vlastnosť tavenia a rozpustnosti. Termoplasty majú vynikajúcu elektrickú izoláciu, najmä polytetrafluóretylén (PTFE), polystyrén (PS), polyetylén (PE) a polypropylén (PP) majú extrémne nízku dielektrickú konštantu a dielektrické straty. Sú vhodné pre vysokofrekvenčné a vysokonapäťové izolačné materiály. Termoplasty sa ľahko tvarujú a spracovávajú, ale majú nízku tepelnú odolnosť a ľahko sa tečú. Stupeň tečenia sa mení v závislosti od zaťaženia, teploty prostredia, rozpúšťadla a vlhkosti. Aby sa prekonali tieto nedostatky termoplastov a splnili potreby aplikácií v oblasti vesmírnych technológií a vývoja nových energií, všetky krajiny vyvíjajú tepelne odolné živice, ktoré sa dajú taviť, ako napríklad polyéteréterketón (PEEK) a polyétersulfón (PES), polyarylsulfón (PASU), polyfenylénsulfid (PPS) atď. Kompozitné materiály, ktoré ich používajú ako matricové živice, majú vyššie mechanické vlastnosti a chemickú odolnosť, dajú sa tepelne tvarovať a zvárať a majú lepšiu medzivrstvovú pevnosť v šmyku ako epoxidové živice. Napríklad pri použití polyéteréterketónu ako matricovej živice a uhlíkových vlákien na výrobu kompozitného materiálu prevyšuje únavová odolnosť epoxidu/uhlíkových vlákien. Má dobrú rázovú odolnosť, dobrú odolnosť proti tečeniu pri izbovej teplote a dobrú spracovateľnosť. Môže sa používať nepretržite pri teplote 240 – 270 °C. Je to ideálny izolačný materiál pre vysoké teploty. Kompozitný materiál vyrobený z polyétersulfónu ako matricovej živice a uhlíkových vlákien má vysokú pevnosť a tvrdosť pri 200 °C a dokáže si udržať dobrú rázovú odolnosť pri -100 °C. Je netoxický, nehorľavý, minimálne dymi a odolný voči žiareniu. Očakáva sa, že sa použije ako kľúčová súčasť kozmickej lode a možno ho tiež zaliať do radómu atď.

Medzi plasty zosieťované formaldehydom patria fenolové plasty, aminoplasty (ako napríklad močovina-formaldehyd-melamín-formaldehyd atď.). Medzi ďalšie zosieťované plasty patria nenasýtené polyestery, epoxidové živice a ftalové diallylové živice.

(2) Termosetový plast

Termosetické plasty sa vzťahujú na plasty, ktoré sa dajú vytvrdzovať za tepla alebo iných podmienok alebo majú nerozpustné (taviace) vlastnosti, ako sú fenolové plasty, epoxidové plasty atď. Termosetické plasty sa delia na formaldehydom zosieťovaný typ a iné zosieťované typy. Po tepelnom spracovaní a tvarovaní sa vytvorí nerozpustný a nerozpustný vytvrdený produkt a molekuly živice sú zosieťované do sieťovej štruktúry lineárnou štruktúrou. Zvýšené teplo ich rozloží a zničí. Medzi typické termosetické plasty patria fenolové, epoxidové, amino, nenasýtené polyesterové, furánové, polysiloxánové a iné materiály, ako aj novšie polydipropylénftalátové plasty. Ich výhodou je vysoká tepelná odolnosť a odolnosť voči deformácii pri zahrievaní. Nevýhodou je, že mechanická pevnosť vo všeobecnosti nie je vysoká, ale mechanickú pevnosť možno zlepšiť pridaním plnív, čím sa vytvoria laminované alebo tvarované materiály.

Termosetické plasty vyrobené z fenolovej živice ako hlavnej suroviny, ako napríklad fenolový lisovaný plast (bežne známy ako bakelit), sú odolné, rozmerovo stabilné a odolné voči iným chemickým látkam okrem silných zásad. Podľa rôznych použití a požiadaviek sa môžu pridávať rôzne plnivá a prísady. Pre varianty, ktoré vyžadujú vysoký izolačný výkon, sa ako plnivo môže použiť sľuda alebo sklenené vlákno; pre varianty, ktoré vyžadujú tepelnú odolnosť, sa môže použiť azbest alebo iné tepelne odolné plnivá; pre varianty, ktoré vyžadujú seizmickú odolnosť, sa môžu ako plnivá použiť rôzne vhodné vlákna alebo guma a niektoré tvrdnúce činidlá na výrobu materiálov s vysokou húževnatosťou. Okrem toho sa na splnenie požiadaviek rôznych aplikácií môžu použiť aj modifikované fenolové živice, ako je anilín, epoxid, polyvinylchlorid, polyamid a polyvinylacetál. Fenolové živice sa môžu použiť aj na výrobu fenolových laminátov, ktoré sa vyznačujú vysokou mechanickou pevnosťou, dobrými elektrickými vlastnosťami, odolnosťou proti korózii a jednoduchým spracovaním. Široko sa používajú v nízkonapäťových elektrických zariadeniach.

Aminoplasty zahŕňajú močovinoformaldehyd, melamínformaldehyd, močovino-melamínformaldehyd a ďalšie. Majú výhody tvrdej textúry, odolnosti voči poškriabaniu, bezfarebnosti, priesvitnosti atď. Pridaním farebných materiálov sa dajú vyrobiť farebné výrobky, bežne známe ako elektrický nefrit. Pretože je odolný voči olejom a slabým zásadám a organickým rozpúšťadlám (ale nie je odolný voči kyselinám), môže sa dlhodobo používať pri teplote 70 °C a krátkodobo odolá teplotám 110 až 120 °C a môže sa použiť v elektrických výrobkoch. Melamínformaldehydový plast má vyššiu tvrdosť ako močovinoformaldehydový plast a má lepšiu odolnosť voči vode, teplu a oblúku. Môže sa použiť ako izolačný materiál odolný voči oblúku.

Existuje mnoho druhov termosetických plastov vyrobených z epoxidovej živice ako hlavnej suroviny, z ktorých približne 90 % je na báze epoxidovej živice bisfenolu A. Má vynikajúcu priľnavosť, elektrickú izoláciu, tepelnú odolnosť a chemickú stabilitu, nízke zmršťovanie a nasiakavosť a dobrú mechanickú pevnosť.

Z nenasýteného polyesteru aj epoxidovej živice sa dá vyrobiť FRP, ktorý má vynikajúcu mechanickú pevnosť. Napríklad plast vystužený sklenenými vláknami vyrobený z nenasýteného polyesteru má dobré mechanické vlastnosti a nízku hustotu (iba 1/5 až 1/4 ocele, 1/2 hliníka) a ľahko sa spracováva na rôzne elektrické súčiastky. Elektrické a mechanické vlastnosti plastov vyrobených z dipropylénftalátovej živice sú lepšie ako u fenolových a amino-termosetových plastov. Má nízku hygroskopickosť, stabilnú veľkosť produktu, dobrý výkon pri lisovaní, odolnosť voči kyselinám a zásadám, vriacej vode a niektorým organickým rozpúšťadlám. Lisovacia hmota je vhodná na výrobu súčiastok so zložitou štruktúrou, teplotnou odolnosťou a vysokou izoláciou. Vo všeobecnosti sa môže dlhodobo používať v teplotnom rozsahu -60 až 180 ℃ a stupeň tepelnej odolnosti môže dosiahnuť stupeň F až H, čo je vyššia tepelná odolnosť ako u fenolových a amino-plastov.

Silikónové plasty vo forme polysiloxánovej štruktúry sa široko používajú v elektronike a elektrotechnike. Silikónové laminované plasty sú väčšinou vystužené sklenenou tkaninou; silikónové lisované plasty sú väčšinou plnené sklenenými vláknami a azbestom, ktoré sa používajú na výrobu dielov odolných voči vysokým teplotám, vysokým frekvenciám alebo ponorným motorom, elektrickým spotrebičom a elektronickým zariadeniam. Tento typ plastu sa vyznačuje nízkou dielektrickou konštantou a hodnotou tgδ a je menej ovplyvnený frekvenciou. Používa sa v elektrotechnickom a elektronickom priemysle na odolnosť voči koróne a oblúkom. Aj keď výboj spôsobí rozklad, produktom je oxid kremičitý namiesto vodivého uhlíkového čierneho. Tento typ materiálu má vynikajúcu tepelnú odolnosť a môže sa používať nepretržite pri teplote 250 °C. Hlavnými nevýhodami polysilikónu sú nízka mechanická pevnosť, nízka priľnavosť a slabá odolnosť voči olejom. Bolo vyvinutých mnoho modifikovaných silikónových polymérov, ako napríklad polyesterom modifikované silikónové plasty, ktoré sa používajú v elektrotechnike. Niektoré plasty sú termoplastické aj termosetové plasty. Napríklad polyvinylchlorid je vo všeobecnosti termoplast. Japonsko vyvinulo nový typ tekutého polyvinylchloridu, ktorý je termosetový a má teplotu tvarovania 60 až 140 °C. Plast s názvom Lundex v Spojených štátoch má termoplastické spracovateľské vlastnosti aj fyzikálne vlastnosti termosetových plastov.

① Uhľovodíkové plasty.

Je to nepolárny plast, ktorý sa delí na kryštalický a nekryštalický. Medzi kryštalické uhľovodíkové plasty patrí polyetylén, polypropylén atď. a medzi nekryštalické uhľovodíkové plasty polystyrén atď.

②Vinylové plasty obsahujúce polárne gény.

Okrem fluoroplastov sú väčšina z nich nekryštalické priehľadné telesá, vrátane polyvinylchloridu, polytetrafluóretylénu, polyvinylacetátu atď. Väčšinu vinylových monomérov možno polymerizovať radikálovými katalyzátormi.

③Termoplastické technické plasty.

Patria sem najmä polyoxymetylén, polyamid, polykarbonát, ABS, polyfenylénéter, polyetyléntereftalát, polysulfón, polyétersulfón, polyimid, polyfenylénsulfid atď. Do tohto sortimentu patrí aj polytetrafluóretylén.

④ Termoplastické celulózové plasty.

Zahŕňa hlavne acetát celulózy, acetátbutyrát celulózy, celofán, celofán a tak ďalej.

Môžeme použiť všetky vyššie uvedené plastové materiály.
Za normálnych okolností sa na výrobky podobné PP používa potravinársky a medicínsky PPlyžice. Pipetaje vyrobený z HDPE materiálu askúmavkasa zvyčajne vyrába z PP alebo PS materiálu lekárskej kvality. Stále máme veľa produktov s použitím rôznych materiálov, pretože smepleseňvýrobca, je možné vyrobiť takmer všetky plastové výrobky


Čas uverejnenia: 12. mája 2021