Пластмассы представляют собой органические материалы, созданные на основе синтетических или природных полимеров.
В повседневной жизни мы сталкиваемся с различными видами пластмасс. Основными из них считаются:
- Полиэтилентерефталат (ПЭТ);
- Полиэтилен высокой плотности (PE-HD);
- Поливинилхлорид (ПВХ);
- Полиэтилен низкой плотности (PE-LD);
- Полипропилен (ПП);
- Полистирол (ПС);
- Поликарбонат, полиамид (О).
Получение пластмасс
Пластмассы получают двумя способами – полимеризацией и поликонденсацией. При полимеризации высокомолекулярные соединения образуются путем соединения множества мономеров (низкомолекулярных соединений).
Реакция полимеризации пропилена
Поликонденсация представляет собой процесс высокомолекулярного соединения взаимодействием мономеров с несколькими функциональными группами с выделением низкомолекулярных продуктов реакции.
Поликонденсация фенола
Исходным сырьем при получении пластмасс являются смолы или полимерные материалы. В обязательном порядке добавляются пластификаторы (для увеличения прочности и текучести), красители и другие виды добавок.
Внешний вид исходного материала при получении пластмасс
В зависимости от вида примененных добавок меняется качество пластмасс. Например, добавление асбеста увеличивает прочность и теплостойкость конечного продукта.
Еще одним важным видом исходного сырья являются продукты вторичной переработки пластиковых отходов и вторсырья.
Свойства и применение пластмасс
Пластмассы, в зависимости от вида обладают различными свойствами. Так, широко известный полиэтилентерефталат имеет высокую прочность и жесткость, устойчив к воздействию слабых кислот, жиров, но не устойчив к щелочам. Применяется в изготовлении тары для пищевых продуктов (напитков, подсолнечного масла и т. п.).
ПЭТ бутылки
ПВХ помимо высокой прочности обладает хорошими барьерными свойствами по отношению к жидкостям, формоустойчивостью. Применяется при изготовлении окон, труб, натяжных потолков, различных шлангов. Отрицательная сторона – при горении выделяет канцерогенные вещества.
Полипропилен устойчив к неорганическим кислотам, щелочам, растворителям. Из него производят пищевые контейнеры, посуду, детские игрушки, одноразовые шприцы.
Полистирол – морозоустойчивый материал с высокой прочностью и низким влагопоглощением. Прекрасный материал для изготовления плит теплоизоляции, пенопласта, тары для овощей и фруктов.
Поликарбонат ценится за устойчивость к УФ- излучению, высокой прозрачности, устойчивости в любых метеоусловиях. Используется как укрывочный материал для парников и теплиц, изготовления детских игрушек, тары для воды и соков.
Общим недостатком большей части пластмасс является выделение опасных для здоровья человека канцерогенов при горении.
Прежде, чем превратиться в какое-либо изделие, пластмассы подвергаются различным испытаниям их соответствия и качества. Для этого разработан ряд руководящих документов.
ГОСТ 11262— 2017 (ISO 527-2:2012)
Настоящий стандарт устанавливает метод испытания пластмасс на растяжение.
Образцы для испытания подготавливаются методом литья под давлением. ГОСТ устанавливает форму образцов (см. рис. 1, 2, 3).
Рисунок 1
Рисунок 2
Рисунок 3
где: образец рис. 1 – основной, типа 1А, 1В и 2. Образцы рис. 2 и рис. 3 так же допускаются к испытаниям.
Размеры образцов подбираются по таблице 1.
Образцы одной партии изготавливаются при одинаковых условиях. Перед испытанием на них наносятся метки. Кондиционирование проводят при температуре 23 ± 2 °С и относительной влажности 50 ± 5 % в течение 16 часов. Количество испытываемых образцов – пять.
Лабораторное оборудование. Испытательная машина МИМ – для создания разрывной нагрузки на образец. Должна обеспечивать измерение параметров с погрешностью не более 1 %, а также постоянную скорость раздвижения зажимов в соответствии с значениями, приведенными в таблице 2.
Зажимы должны исключить скольжение образца относительно захватов.
Экстензометр – для измерения деформации образца при растяжении. Допускаемая погрешность измерения до 1 %.
Линейка металлическая – для измерения удлинения свыше 25 мм. Цена деления – 1 мм.
Процесс испытания. Образцы фиксируются в захватах испытательной машины МИМ. Нагрузка на образец создается включением машины.
При определении модуля упругости устанавливают скорость движения захватов 1 мм/мин, которая обеспечивает скорость деформирования около 1 % мин-1.
При испытании на растяжение скорость раздвижения зажимов выбирается из таблицы 2, в соответствии с заданной НТД на испытываемый материал.
Значения скорости и приложенной нагрузки фиксируются КИП машины.
Испытания продолжаются до разрушения образца.
Полученные при испытаниях результаты обрабатываются с применением математических формул. Таким образом определяются прочность, относительное удлинение и величина стандартного отклонения.
Конечный результат проведенных испытаний оформляется протоколом, где указываются:
- Наименование материала, изготовителя и номер партии;
- Метод изготовления образцов;
- Условия кондиционирования;
- Тип используемых образцов с указанием их размеров;
- Тип испытательной машины, тензометра;
- Скорость испытания;
- Среднеарифметическое значение определяемых показателей;
- Стандартное отклонение;
- Дата испытания;
- Обозначение настоящего стандарта.