Компоненты неметаллических материалов и их свойства. Монография

Свойства полимерных материалов и факторы, их определяющие. Наиболее важным фактором, определяющим потребительские свойства изделий из полимеров, является вид полимера и состав введенных в него добавок. Путем подбора соответствующих полимеров, наполнителей и других добавок можно изготовить пластмассы с различными потребительскими свойствами.

Спектр свойств полимеров достаточно широк. Полимеры могут быть хрупкими и ударопрочными; прозрачными и мутными; мягкими (пенопласты, поропласты, поливинилхлорид), полужесткими (капрон, полипропилен, полиэтилен) и жесткими (полистирол, полиметилметакрилат, фенопласты, аминопласты); горючими и огнестойкими, электропроводящими и электрическими изоляторами и др.

При комнатной температуре полимер находится в твердом состоянии, и он может быть либо аморфным (стеклообразным), либо кристаллическим. При введении в полимер пластификатора снижается температура стеклования и увеличивается эластичность полимера за счет уменьшения величины межмолекулярного взаимодействия.

Например, непластифицированный поливинилхлорид – винипласт – имеет температуру стеклования 80 °С. Такой материал достаточно жесткий при комнатной температуре. Введение 5—10% пластификатора снижает температуру стеклования до 45—50 °С, а большее количество пластификатора (30—40%) приводит к образованию эластичного поливинилхлорида (пластикат), температура стеклования которого снижается до —10…~20 °С и ниже. При комнатной температуре такой пластифицированный поливинилхлорид – эластичный и мягкий, характеризуется сильным удлинением при разрыве.

Часто пластмассы получают из смеси полимеров. Другой путь их получения – — химический (сополимеры). В таких случаях их свойства, как правило, имеют более высокие значения, чем исходных полимеров.

При проектировании состава пластмасс учитывают свойства полимеров, и от этого зависит область их применения. В приложениях 1 и 2 приведены область применения и основные свойства наиболее распространенных полимеров. Разработка рецептуры материала, наиболее пригодного для последующих условий эксплуатации, является главным этапом формирования свойств.

Следующим важным фактором, влияющим на свойства изделий, являются условия переработки полимеров в изделия. Переработке пластмасс предшествует проектирование рациональной формы и конструкции изделия, а также формующего инструмента (литьевой формы, экструзионной головки и др.), выбор оптимального способа переработки и условий его осуществления.