Пластмассы представляют собой органические полимерные соединения, в основе которых содержатся стеклообразные или кристаллические полимеры.
Основным компонентом пластмассы является смола (полимерный материал). Для улучшения физико-химических характеристик в основу добавляются пластификаторы (увеличивают пластичность и текучесть), красители, стабилизаторы и др. компоненты.
Виды и типы пластмасс
Пластмассы делятся на четыре основных вида:
Разделение пластмасс по типу осуществляется на основании содержащегося основного компонента:
- Фенопласты (на основе фенолформальдегидной смолы – бакелит);
- Эпоксипласты (основа – эпоксидная смола);
- Аминопласты (основа – мочевино-формальдегидная смола).
Способы получения пластмасс
Пластмассы получают двумя способами – полимеризацией и поликонденсацией. Реакция полимеризации является процессом образования высокомолекулярного соединения, образованного многочисленным соединением низкомолекулярных веществ – мономеров (см. рис. 1).
Реакция полимеризации полипропилена
Реакция поликонденсации представляет собой процесс образования высокомолекулярного соединения взаимодействия мономеров с несколькими функциональными группами. Реакция сопровождается выделением воды, солей, аммиака (см. рис. 2).
Реакция поликонденсации фенола и формальдегида
Пластмассы, полученные методом полимеризации, разлагаются на первоначальные низкомолекулярные вещества, а полученные поликонденсацией не разлагаются.
Свойства и применение пластмасс
Пластмассы обладают рядом положительных свойств, востребованных при их применении в народном хозяйстве. Основными из них являются:
- Низкая плотность;
- Высокие прочностные качества;
- Низкая теплопроводность;
- Химическая стойкость;
- Устойчивость к коррозии;
- Технологическая легкость обработки;
- Способность к окрашиванию.
В то же время имеются и недостатки – малая поверхностная твердость, повышенная ползучесть, выделение токсичных газов при горении, снижение долговечности при воздействии солнечных лучей, нагреве и ряде других воздействий.
Несмотря на наличие отрицательных свойств, пластмассы нашли широкое применение в народном хозяйстве. Они используются во многих отраслях:
- Промышленности (автомобильной, легкой, пищевой и т. д.);
- Строительстве;
- Медицине;
- Радиоэлектронной отрасли;
- Сельском хозяйстве;
- Быту.
Из пластмассы изготовляют различную упаковку (ПЭТ-бутылки, пищевые контейнеры), детали и элементы автомобилей (втулки, бамперы, панель приборов), трубы различного назначения (канализационные, водоснабжения, вентиляции), детские игрушки и еще множество востребованных изделий.
Пластмасса в радиоэлектронике
Развитие химической технологии и исследований способствуют появлению пластмассовых материалов улучшенного качества и расширяют спектр их применения.
Перед превращением пластмассы в изделие она подвергается ряду различных испытаний на проверку качества. Одним из видов такой проверки является испытание на сжатие.
Метод проведения испытания пластмасс на сжатие
Методику проведения испытания регламентирует ГОСТ 4651-2014 (ISO 604:2002). Суть метода заключается в сжатии образца вдоль его оси с постоянной скоростью до полного разрушения.
Оборудование для испытания:
- Испытательная машина МИМ – для создания нагрузки с постоянной скоростью. Выбор – в соответствии с ГОСТ 28840-90. Дополнительно машина должна обеспечить скорость активного захвата исходя из табличной (см. табл. 1);
- Сжимающее устройство – для приложения нагрузки непосредственно к образцу;
- Измеритель нагрузки – для измерения нагрузки при сжатии. Допустимая погрешность измерения не более ± 1 %;
- Измеритель деформации – для измерения деформации образца во время испытания;
- Штангенциркуль – для контроля размеров образца до и после испытания;
- Микрометр – для более точных замеров размеров образца.
Таблица 1
Образцы должны иметь форму призмы, цилиндра или трубки. Размеры должны соответствовать табличным (см. табл. 2).
Таблица 2
Образцы изготавливаются согласно требованиям НТД на материал, или по ГОСТ 12019-2021. Количество образцов пять.
Перед испытаниями образцы необходимо кондиционировать при температуре 23 °С и относительной влажности 50 %.
Процесс испытания. Образец фиксируется в сжимающем устройстве, которое размещают в опорных площадках захватов испытательной машины.
Активному захвату сообщается движение с постоянной скоростью. Величина приложенной нагрузки и скорость активного захвата постоянно фиксируются измерителями нагрузки и деформации. Испытания продолжаются до разрушения образца или достижения заданной нагрузки.
Полученные результаты обрабатываются с помощью специальных математических формул, позволяющих определить модуль упругости, напряжение, номинальную относительную и относительную деформацию при сжатии.
После обработки полученных результатов составляется протокол испытаний, в котором отражаются:
- Ссылка на настоящий стандарт;
- Тип образца;
- Скорость испытания;
- Полное описание испытываемого материала;
- Размеры образца;
- Метод изготовления образца;
- Количество образцов для испытания;
- Тип измерителя и сжимающего устройства;
- Результат испытаний;
- Дата проведения испытаний.