Выдувание стекла при температурах чуть выше стеклование
Материал термопласт
это материал, имеющий свойство быть смягчить (иногда мы наблюдаем слияние откровенно), когда он достаточно нагрет, но который при охлаждении становится жесткий. Поэтому такой материал всегда сохраняет таким образом
обратимый
ее термопластичность исходный.
Состояние размягчения позволяет их деформация механический, при этом эта деформация замораживается при охлаждении.
Это качество делает материал перерабатываемый
при условии, что материал не подвергается термическому разложению и что механические напряжения процесс стрижки возможных форматирование не меняют молекулярную структуру. Это случай стакан, из металлы и вообще макромолекулы
одномерный
(вопросы мономеры двухвалентный), линейная структура или разветвленный, принадлежащий Органическая химия (Например, , ПВХ а также ).
Термопластичные полимеры
Общий
в степень полимеризации
(DP или
нет
, прямо пропорционально молярная масса полимера), с одной стороны, обуславливает способность Реализация на машинах (что зависит от вязкость), а с другой стороны, механические и термические свойства конечный продукт[1].
Молекулярная структура твердых термопластичных полимеров либо аморфный (неорганизованный) (бывший. :, ПММА а также ), то есть кристаллический (организованный, в котором строки выровнены). Во втором случае механические и термические свойства лучше. Эти две структуры могут сосуществовать в различных пропорциях, соответствующий полимер называется полукристаллический
и характеризуется степень кристалличности. Наличие кристалличности в материалах, способных кристаллизоваться (таких как ПЭ, и PA) во многом зависит от их
тепловая история
и, следовательно, условия реализации, использованные для изготовления объекта мидия.
Некоторые пластмассы термопласты могут иметь частичную структуру трехмерный (бывший. : PS слабо сетка); тогда полутермопластический полимер будет твердым, менее растворимым, более устойчивым к слизняк, но более хрупкий.
Температурная зависимость
Вариация модуля упругости полипропилен с температурой, полученной DMA
Повышение температуры вызывает разделение длинных молекулярных цепочек. Переход материала из твердого состояния в вязкое жидкое состояние происходит, когдатепловое перемешивание разрывает «слабые узы» (узы физический
, Например взаимодействия низкомолекулярный (ван дер Ваальс) или средней энергии (водородные связи)) между двумя смежными сегментами макромолекул, не влияя на ковалентные связи контактные сети[2]. Этот механизм
обратимый
(вязкая жидкость затвердевает при охлаждении, когда цепи сходятся, образуя снятие более-менее выражен): материал
термопласт
. Полукристаллические материалы демонстрируют общую усадку[3] превосходит аморфный[4].
В температура стеклования (Тv) соответствует разрыву (немногих) слабых межцепочечных связей в аморфной фазе. Он всегда ниже, чем температура плавления (Тж), что соответствует исчезновению (многих) слабых межцепочечных связей в кристаллической фазе.
Приложения
Формула некоторых крупных промышленных полимеров[5]
Экструзия шнуры замазка полимер
Смягчение (для отбор проб) пластины из полимерного материала впрыснутый
Цикл нагрева-размягчения и охлаждения-затвердевания может повторяться более или менее бесконечно. Этот цикл представляет собой значительное преимущество, поскольку он является основой большинства техник преобразование этих материалов. Однако это явление является недостатком, поскольку оно означает, что свойства термопластов зависят от температуры. в каландрирование, ‘экструзия и литье под давлением методы трансформация типично полимеры термопласты. Основной способ обработки термопластичных материалов техники
этоинъекция. Для экструзии предпочтительны полимеры с аморфной структурой и высокой молекулярной массой. Напротив, аморфные полимеры с низким молекулярным весом являются хорошими кандидатами для инъекций.
THE ‘ацетат целлюлозы, аббревиатура CA, является результатом химической модификации (по ацетилирование) принадлежащий целлюлоза[6]. Этот искусственный полимер известен еще со времен 1920-е годы, определенное экономическое значение. Основное применение этого термопластичного производного целлюлозы — производство текстильные волокна и из фильмы.
При изготовлении сын а также синтетические волокна, мы можем, послеэкструзия через Факультет из прядение, выполнить механическую растяжку одноосный
полимера в твердом состоянии при температуре ниже температуры плавления кристаллических зон. Растяжение мононити создает кристаллизация. Волокна непрерывно вытягиваются роликами от 300 до 500% начальной длины. Эта операция помогает укрепить сплоченность макромолекулярной системы, что увеличивает механическое сопротивление в десять раз. Основные полимеры, в которых используется этот процесс: полиолефины (ПЭ и ПП), полиамиды (PA) и полиэтилентерефталат) (ПЭТ) («полиэстер »). Это явление также используется при создании фильмов. Растяжка
двухосный
(обычно в двух направлениях ортогональный) осуществляется таким образом, чтобы ориентировать полимерные цепи, что улучшает механические характеристики в двух измерениях.
Термопластичные полимеры растворимы, если растворитель способен нарушать молекулярные взаимодействия, обеспечивая их сцепление. Затем их можно использовать как покрытия а также клеи.
В сополимеризация
— операция, очень часто применяемая в области термопластов для улучшения определенных свойств. Например, в семье стирольный :
- блок-сополимер (сополимер блокировать
) стирол-бутадиен (SBR) или «полистирол-choc »был разработан для увеличения устойчивость ПС гомополимер «Кристалл»; - статистический сополимер стирол-акрилонитрил (SAN), повышает жесткость PS (области применения: аккумуляторные ящики, бытовая техника,и т.п.) ;
- стирол-бутадиен (SBS), трехблочный сополимер, представляет собой термопластичный эластомер (TPE, на английском языке) и поэтому подлежат вторичной переработке. Он используется во всех сферах использования эластомеры. В форматирование выполняется с использованием методов, обычно применяемых для термопластичных полимеров. SBS также используется как клей «чувствительный к давлению».
В полимерные смеси термопласты («полимер-полимерные» смеси) — /АБС, PPO/ PS (Норил), ПП /EPDM, и т.п. — представляют собой механические смеси полимеров (аморфные или полукристаллические). Используются связывающие агенты. Комбинация полимеров позволяет получить смесь, характеристики которой гибридны с составляющими ее полимерами.
Экономика
Производство пластмассовых изделий во Франции в 2007 году составило около 3,5 миллионов тонн.
Расход термопластичных полимеров примерно в четыре раза больше, чем у термореактивные материалы в Западной Европе[7].
Производство синтетических волокон составляет более половины производства текстильных волокон любого вида.
В LDPE[8], HDPE, ПВХ, ПП и ПС — термопластичные полимеры. потребительские товары очень низкая цена. Эти пять членов представляют более половины общего потребления пластмасс.
в поли (фениленовый эфир-эфир-кетон) (PEEK) — это термостабильный (Тж ~335 ° C) прибыл на рынок довольно поздно. Об этом полимере говорят особый
: отличается очень высокой ценой.
Классификация термопластов.
Классификация термопластов производится по нескольким критериям. По своему физическому состоянию они делятся на аморфные и кристаллизующиеся. Первые, в зависимости от температуры воздействия, могут находиться в трех состояниях (в порядке ее повышения): стеклообразном, высокоэластичном и вязкотягучем. Первому свойственны небольшие упругие деформации, второе состояние характеризуется возможностью больших обратимых деформаций, дальнейшее повышение температуры приводит к тому, что в термопласте появляются уже необратимые изменения.
В зависимости от химической структуры термопласты можно разделить на полиолефины (полиэтилен, полипропилен), сложные полиэфиры, полиамиды, стирольные пластики, полимеры (акриловые и на основе целлюлозы и фторопластов).
По эксплуатационным характеристикам различают термопласты общетехнического, инженерно-технического назначения и термостойкие.
Для улучшения технологических и эксплуатационных характеристик термопластов могут применяться наполнители. По их виду полимеры разделяют на стеклопластик (наполнитель из стекла), углепластик (углеродное волокно) и специальные термопласты (с электропроводящими материалами, антифрикционными и увеличивающими износостойкость добавками и т. д.).
Все эти полимеры обладают целым рядом очень полезных и уникальных свойств, которые позволяют широко их использовать в самых разнообразных областях. Они имеют хорошую термостойкость, упругость, мягкость, практически не токсичны, очень эластичны даже при низких температурах, устойчивы к химическим воздействиям. Кроме того, они очень технологичны и служат долго.
Термопластичные полимеры часто применяются при производстве труб, электропроводки, фурнитуры для мебели. Используют их в сельском хозяйстве и при строительных работах. Свое место термопласты заняли также и в медицине (стоматология, протезирование).
Без термопластичных материалов сегодня не обходится и обувная промышленность (из них производятся высококачественные подошвы), и машиностроение (изготавливаются различные шестерни, муфты, подшипники, амортизаторы и т. д.), и производство спортивного инвентаря.
Поскольку у вторичных термопластов характеристики все-таки немного похуже, то для производства продуктов, к которым предъявляют повышенные требования к качеству, гигиеническим характеристикам (например, вещи для детей, упаковки для продуктов) в настоящее время используют только первичные материалы.
Конкретный термопластичный полимер выбирается, исходя из условий и особенностей применения готовой продукции. К примеру, у поликарбоната очень хорошая прочность, и он может эксплуатироваться в очень широком диапазоне температур (примерно от — 100 до + 140 °С), поэтому его используют при остеклении различных прозрачных сооружений (теплицы, остановки общественного транспорта и т. д.).
Термореактивные полимеры
Полимеры термореактивные материалы
стать твердым
безвозвратно
, чаще всего после нагрева. Преобразование осуществляется с помощью химическая реакция (полимеризация). Их термомеханические свойства сильно отличаются от термопластичных полимеров; в сеть трехмерный состоит из ковалентных узлов (включающих высокоэнергетические связи), разрыв которых по своей природе необратим.
В отличие от термопластов, термореактивным пластикам можно придать форму только один раз; готовые изделия больше нельзя расплавить (без разложения) возможным нагреванием. Поэтому термореактивные материалы не подлежат вторичной переработке.
Примеры термореактивных материалов: полученные сополимеризацией стирола в присутствии ненасыщенный полиэстер реагент, то смолы аминопласт а также эпоксидная смола, эластомеры вулканизированный, и т.п.
После обработки термореактивные материалы обычно жесткие.[9] а их механические свойства мало зависят от температуры.
Полиэтилен.
Полиэтилен чаще всего используется там, где необходима высокая стойкость к химическим воздействиям, поэтому из него производят тару для хранения и транспортировки химически агрессивных жидких веществ (кислота, щелочь и т. д.). Когда необходима высокая прочность конструкции с большим количеством изгибов и поворотов, то используется полипропилен. Помимо прочности, этот материал характеризуется высокой износостойкостью, инертностью к различным химическим соединениям (например, к спиртам и кислотам), он не пропускает газ и пар.
Примечания и ссылки
- THE ‘Тест на растяжку это самый простой способ характеристика принадлежащий механическое сопротивление полимера.
- Контактная сеть : относящийся к основная цепь макромолекулы.
- Усадка («немедленная», возникающая во время формования и продолжающаяся (приблизительно) в течение следующих двух часов) плюс последующая усадка (отложенная, происходящая в течение нескольких месяцев).
- Подкрепление (например, стекловолокно) и обвинения (мел, тальк, и т.п.) улучшить термическое сопротивление и уменьшить усадку (т.е. улучшить стабильность размеров).
- ПА-6 (поли капролактам) относится к семейству технических термопластичных полимеров (они обладают высокими механическими характеристиками и очень дороги).
- Молекулярные цепи не разрушаются во время трансформации.
- Рассмотрение Пласт Европа
, 2001. - Типичный пример конструкции разветвленный относится к LDPE («низкая плотность»), полученному полимеризацией под высоким давлением.
- Трехмерная структура, которая практически не допускает вращения вокруг связей, повышает молекулярную жесткость.
