Пластмасса

Материал характеризуется малой плотностью, низким модулем упругости, низкой электрической и тепловой проводимостью, большой деформацией при разрушении и низкой температурой плавления. Пластмассам легко придать форму, они обладают хорошими химическими свойствами и с точки зрения промышленного производства, пластмассы меньше нуждаются в машинной обработке, нанесении покрытия и термической подготовке, чем другие материалы, при этом они уступают по механическим свойствам. Пластмассы обычно получают из полимеров с добавлением других субстанций для улучшения характеристик и сокращения затрат. Полимеры - это класс материалов, структурно состоящих из длинных молекул, в основе которых лежат прочно соединенные атомы углерода (или кремния), связанных слабыми соединениями, они обладают аморфной или полукристаллической микроструктурой, их механические свойства зависят от времени и температуры. Полимеры во многом отличаются, однако, являются альтернативными металлам и керамическим материалам, но при соединении с ними образуют композиты. Большинство полимеров получают методом синтеза из нефтяных продуктов, данная технология получила развитие менее века назад - однако, сейчас применение полимеров растет и мировое производство полимерных материалов составляет кубические километры в год. Знаменательные примеры природных полимеров - целлюлоза и смола.

Термопласты могут размягчаться и переходить в вязкотекучее состояние при достаточном нагревании, так что их можно подвергать обработке, смешивать и заново придавать им форму, что особенно полезно для переработки, хотя нужно отслеживать свойства. Реактопласты проходят более сложную и необратимую реакцию при обработке, поэтому им можно легко придать форму всего раз. Однако, они обычно обладают более хорошими механическими и тепловыми свойствами и чаще становятся основой для высококачественных композитов.

Нефтяная и базовая химическая промышленность поставляют начальные ингредиенты для полимеров: простые структурные единицы подвергаются "полимеризации" (посредством специальных химических стабилизаторов и катализаторов), образуя длинные цепочки и приобретая типичные свойства данных материалов. Длина основных цепей, их состав и внутренние соединения, а также феномен разветвления, определяют неограниченное разнообразие свойств пластмасс, которые еще дальше расширяются за счет добавления других реагентов, инертных веществ, армирующих наполнителей, красителей и.т.д.

Из-за определенного ряда свойств и сложного состава пластмассы нуждаются в специальном научном оборудовании для анализа и определения характеристик с фокусом на каждом этапе их жизненного цикла - от сырьевого материала до компаунда (смешивание), процесс обработки, производство готовых изделий, включая переработку.

Некоторые примеры применения пластмасс (классификация по основному полимеру)

  • Полиэтилен (PE): широкое разнообразие недорогих применений, включая пакеты в супермаркетах, пластиковые бутылки.
  • Полиэтилен ультравысокого молекулярного веса (UHMWPE): детали для протезов.
  • Полипропилен (PP): контейнеры для еды, устройства, крылья автомобиля (бамперы), пластиковые системы напорных труб.
  • Пенопласт (PS): пена для упаковки, контейнеры для еды, одноразовые стаканчики, тарелки, столовые приборы, упаковки CD.
  • Ударопрочный полистирол (HIPS): теплоизоляция холодильников, упаковки для еды, чашки в автоматах. 
  • Акрилонитрил бутадиен стирол (ABS):  электронное оборудование (например, компьютерные мониторы, принтеры, клавиатуры, дренажные трубы.
  • Полиэтилен терефталат (PET): бутылки для питьевой воды, банки, пластиковая пленка, упаковки для микроволновой печи.
  • Полиэфир (PES): волокна, текстиль.
  • Полиамиды (PA): (найлон) волокна, щетинки зубной щетки, леска, молдинги капота.
  • Поливинилхлорид (PVC): водопроводные трубы и желоба, занавески для душа, оконные рамы, полы.
  • Полиуретаны (PU): амортизирующие материалы, теплоизоляционные материалы из пенопласта, защитные покрытия, печатные валики.
  • Поликарбонат (PC): компакт диски, очки, полицейские щиты, защитные окна, светофоры, линзы.
  • Поливинилиденхлорид (PVDC): упаковка для еды.
  • Поликарбонат/Акрилонитрил бутадиен стирол (PC/ABS): смесь PC с ABS используется в оформлении интерьеров авто, а также внешних деталей и мобильных телефонов.
  • Политетрафторэтилен (PTFE): покрытие сковородок, детали с низким трением и высокой химической стойкостью.
  • Полиэфирэфиркетон (PEEK): заменяет легкие металлические сплавы или керамику для специальных применений.