Пластмаса
Важно свойство на пластмасите е, че техните свойства, като дуктилност, твърдост, еластичност, якост на опън, топлинна и химическа устойчивост, варират в широки граници в зависимост от изходните материали, технологията на производство и включените в състава им добавки. Сравнително лесната им обработка дава възможност от тях да се произвеждат предмети с различна форма, както и тънки влакна или фолио. По тези причини пластмасите намират разнообразни приложения - като опаковъчен материал, текстил, топлоизолация, електроизолация, тръби, подови настилки, като компонент в бои, лепила и козметични продукти, в носещите конструкции на машини, в автомобилните гуми и много други.
Пластмасите се получават най-често чрез полимеризация или поликондензация на мономери или кополимери, а изходната суровина обикновено е нефт. Полусинтетичните полимери се получават чрез модифициране на естествени полимери, като целулозата, а биопластмасите - чрез ферментация на естествени въглехидрати.
Съдържание |
История
Биополимерите, които се срещат в клетките на всички животни и растения, се използват от хората още от предисторически времена. Дървесината, основна съставна част на която е полимерът целулоза, се използва като гориво, за изработването на инструменти и като строителен материал. Животинските кожи, козина и вълна, използвани за приготвяне на облекло, също съдържат биополимери.Първата същинска пластмаса, позната на хората, е брезовият катран, получаван чрез суха дестилация на кора от бреза и използван още през палеолита като лепило и за изработване на инструменти. На Арабския полуостров още в Древността басейни и канали се уплътняват с естествен асфалт, и естествени смоли, като гума арабика, се изнасят в Европа. В Източна Европа се добива фосилната смола кехлибар, използвана за изготвяне на върхове на стрели и декорации. През Средновековието се появява технология за преработка на животински рог в дуктилен материал, а през 1570 година фамилията Фугер вече има възможност да произвежда пластмасата галалит, използвайки рецепта на баварския бенедиктински монах Волфганг Зайдел.[1]
През 17-18 век европейски изследователи откриват в Малайзия и Бразилия дървесната смола латекс, която може да се преобразува лесно в еластичен материал - естествен каучук. В средата на 19 век производството на каучук бързо се развива, а през 1839 година американецът Чарлз Гудиър открива процесът на вулканизация, при който в нагрят каучук се добавя сяра, което подобрява неговата устойчивост и го превръща в гума.[2] От новооткрития материал той произвежда първите гумени ръкавици. Около 1850 година Гудиър открива твърдата гума (ебонит), от която започва да произвежда бижута, писалки, клавиши за пиана, лули и части за телефони. Тази първа термореактивна пластмаса поставя началото на навлизането на пластмасите в ежедневието на хората.
През 1844 година англичанинът Фредерик Уолтън създава линолеума, произвеждан от ленено масло и използван за подови покрития, стенни облицовки и покривки за маси. Следващата широко използвана пластмаса е целулоидът, който е разработен в резултат на работата на няколко химици. През 1846 година германецът Кристиан Фридрих Шьонбайн получава нитроцелулоза чрез третиране на памук с азотна киселина.[2] В Англия Мейнард разтваря нитроцелулозата в смес от етанол и етер, получавайки емулсията колодий, а по-късно Кътин използва спиртен разтвор на камфор, за да получи от колодия целулоиден разтвор. През 1869 година Джон Уесли Хаят получава твърд целулоид, а три години по-късно създава и първата машина за леене под налягане на пластмаса.
През 1885 година е създадена технология за производство на синтетичен галалит, от който се произвеждат разноцветни копчета, игли, корпуси на радиоапарати, кутии за цигари, играчки и други. На базата на откритата през 1872 година от германеца Адолф фон Байер поликондензация на фенол и формалдехид, през 1907 година американецът Лео Бакеланд създава технология за производство и обработка на фенолова смола. Нареченият на негово име бакелит става първата промишлено произвеждана синтетична термореактивна пластмаса. Поради много добрите си електрически свойства тя намира широко приложение във възникващата по това време електротехническа промишленост.
Класификация
Свойства
Физични свойства
Пластмасите притежават ниска плътност (1,1-1,4 kg/m3), т.е. няколко пъти по-малка от тази на металите. Това им свойство, съчетано с голямата здравина на пластмасовите изделия, дава широки възможности за замяна на металите с пластмаса. Пластмасите притежават добри електроизолиращи свойства, водоустойчивост, голяма химическа устойчивост, а в някои случаи добра термоустойчивост. Полимерните композиции се отличават с голяма корозионна устойчивост.Химични свойства
Голяма част от пластмасите са химически устойчиви - не реагират на въздействие със соли, основи и киселини. Трудно гният, водо- и газонепропускливи са.Пластмасите са високомолекулни въглеродосъдържащи вещества. Молекулите им се състоят от дълги въглеродни вериги, на които се дължат и техните полезни свойства. Самата дума пластмаса произлиза от латинската дума plasticus (податлив на моделиране) и гръцката plastikos (подходящ за оформяне). Може да се произвеждат различни видове пластмаси - твърди като камък, здрави като стомана, прозрачни като стъкло, светли, наподобяващи дърво, еластични като гума. Също така пластмасите са леки, водонепропускливи, устойчиви на химически агенти и може да се произвеждат във всички цветове. Известни са повече от 50 вида пластмаси, като същевременно се разработват и нови видове.
Също като металите, пластмасите се разделят на различни видове. Например, найлонът е вид пластмаса, която се поделя според различните си свойства, цена и вида на производствения и процес. Пластмасите може да се смесват, образувайки сплави като металите. Това има за цел да се обединят желаните свойства на няколко вида пластмаса в един. Пластмасите могат лесно да се отливат във форми. Те са синтетични материали, които се добиват главно от изкопаемите горива.
Пластмасите са материали, получени на основата на природни и синтетични полимери, които при определени условия проявяват пластичност и могат да се изработват в изделия. В днешно време се произвеждат над 250 милиона тона пластмаса годишно. Пластмасите имат малка плътност, здравина, изолационни свойства, водоустойчивост, голяма химическа устойчивост, възможност за бързо и серийно производство на изделия чрез леене и щамповане. Недостатъците на пластмасата са ниската им термоустойчивост, малката им твърдост и склонността към бързото стареене.
Състава на пластмасите е от свързващо вещество - полимер. Към него се прибавят пълнители, пластификатори, стабилизатори, оцветители и др. Едни от първите пластмаси са получени от фенол и формалдехид. Получените от тях полимери носят името Фенолформалдехидни смоли. От тях се произвеждат три вида пластмаси - бакелит, лети фенопласти и слоести фенопласти. Фенолформалдехидните смоли са термореактивни полимери. Те се омрежават при висока температура и налягане.
Химически агенти като кислород, минерални и органични киселини, основи и соли не им действат. Това определя приоритетното им използване за защита на металните съоръжения от корозия.
Технология
Обработка
Най-често използваните методи са :- Горещо пресоване - за детайли от термоактивни пластмаси. Извършва се в затворено пространство на пресформи под високо налягане и при повишена температура.) Дозираният материал, съставен от термоактивна смола и прибавки се поставя в пресформата. Тя се състои от основа, плътно затварящ кухината притискач и разположен на дъното избутвач. Материалът се пресова в кухината и едновременно с това се загрява от електрически нагревател. Температурата на пресформата се измерва от температурен сензор и се поддържа в определени граници от регулатора. След като се размекне термореакнивната основа, за кратко време се полимеризира и се втвърдява. Притискачът се изтегля, а бутвачът избутва нагоре и изважда готовия детайл.
- Шприцоване – леене под налягане. Изходният материал е във вид на гранули или зърна, съдържащи необходими добавки. Насипва се в бункер, от където попада в цилиндричен канал с шнек. Шнекът се върти и се нагнетява в зоната на тръбата, загрявана от електрически нагревател. Материалът се размеква, втечнява и изтича под налягане в съответната пресформа. Студените ѝ стени охлаждат термопластичния материал, той се втвърдява и след това се изважда във вид на готов детайл.
- Екструдирани
- Шприцовани
- Пресовани
- Термовакуумирани
- Лети
Токсичност
Поради неразтворимостта им във вода и относителната им химическа инертност, чистите пластмаси обикновено имат ниска токсичност. Някои пластмасови продукти съдържат различни добавки, някои от които могат да бъдат токсични. Например, пластификатори като адипати (соли на адипинова киселина-Е355-когато е киселинен регулатор в храна) и фталати често се добавят към крехки пластмаси, като поливинилхлорид, за да ги направят по-еластични и издръжливи, достатъчно за използване за: опаковки за храни, играчки и много други. Следи от тези съединения могат да се процедят от продукта. Поради загриженост за въздействието на тези филтрати, Европейският съюз ограничава употребата на DEHP (ди-2-етилхексил фталат) и други фталати в някои приложения. Някои от тези „процеждащи“ се съединения от полистериновите кутии/контейнери за храна, са били предложени за наблюдение по съмнение, че се намесват в хормоналните функции и са заподозрени за човешки канцерогени. Докато готовите пластмаси може да са нетоксични, мономери, използвани в производството на полимерите-родители, могат да бъдат токсични. В някои случаи, малки количества от тези химикали могат да останат в продукта, освен ако не е обработен по подходящ начин. Например, Международната агенция на Световната здравна организация за изследване на рака (IARC) е признал, че винилхлорид, предшественик на PVC, е човешки канцероген.Рециклиране
В заводите за рециклиране събраната пластмаса се разделя, в съответствие със своя идентификационен код. Идентификационният код на пластмасовите бутилки е отбелязан върху самите тях, някъде до знака за рециклиране.Има само два вида пластмаси, при които рециклирането е икономически изгодно, това са:
Полиетилен терефталат (PET) има идентификационен код 1. Това са бутилки за еднократна употреба за минерална вода, кетчуп, мляко, безалкохолни напитки, шампоани и други.
Полиетиелен с висока плътност (HDPE) има идентификационен код 2. Тази пластмаса се използва повече в промишлеността, но за бита от нея се произвеждат кутиите за мляко и сокове, пластмасовите кутии, праховете за пране и други.
След приемането им в завода за рециклиране, пластмасовите изделия се разделят по цветове и в зависимост от техния идентификационен код. След като се разделят, пластмасовите отпадъци се пресоват и балират. Тези бали се подават в инсталациите за рециклиране, където се измиват и смилат на малки парченца. След това парченцата пластмаса се изсушават и стопяват. Стопилката преминава през сито, от което се оформят гранули готови за последващо използване за производство на нови пластмасови артикули.
Въздействие върху околната среда и здравето
Пластмасата не е биоразградима, не става за храна и не се разгражда напълно. Разпилява се. Често не се хвърля в кошове за смет, а дори и като се хвърли, вятърът може да отнесе продуктите от пластмаса, например найлонови торбички. Съответно може да задръсти каналите. Убива дивия свят. Морски костенурки, бозайници, птици и крави поглъщат пластмасата, мислейки че е храна. Стомахът им се запълва с пластмаса и умират. Задушава океаните. Остатъците от пластмаса са разпространени по бреговете и в океана.Приложение
Масови пластмаси
Поради относително ниските цени на производство, лекота на производство, гъвкавост и водонепропускливост, пластмасите се използват в огромна и разширяваща се гама от продукти, от кламери до космически кораби. Те вече са изместили много традиционни материали, като дърво, камък, рог и кости, кожа, хартия, метал,стъкло, и керамика, в по-голямата част от техните бивши употреби.- Полиестер (Polyester (PES) – Влакна, Текстилни изделия.
- Полиетилентерефталат (Polyethylene terephthalate (PET) – бутилки за газирани напитки, буркани за фъстъчено масло и течен шоколад, пластмасово фолио ,опаковки за микровълнови печки.
- Полиетилен (Polyethylene (PE) – широк кръг от евтино производство и употреба, включително пликчета за магазините и пластмасови бутилки.
- Полиетилен с висока плътност (High-density polyethylene (HDPE) –бутилки за различни течни почистващи препарати, опаковки за мляко и специално оформени опаковки.
- Поливинилхлорид (Polyvinyl chloride (PVC) – Канализационни тръби и олуци, завеси за баня, дограми, подови настилки.
- Поливинилиденхлорид (Polyvinylidene chloride (PVDC) (Saran) – Опаковки за храни.
- Полиетилен с ниска плътност (Low-density polyethylene (LDPE) – Градинска мебел, облицовки, плочки за под, душ завеси, опаковки тип мида.
- Полипропилен (Polypropylene (PP) – Капачки за бутилки, сламки за пиене, кофички за кисело мляко, кухненски и други уреди, външни части за коли (брони), пластмасови системи за напорен тръбопровод.
- Полистирол (Polystyrene (PS) – опаковъчни пяна на топчета (фъстъци), контейнери (кутии) за храна, пластмасови артикули, стиропорени чашки за кафе/сок, пластмасови чинии, прибори, кутии за компакт дискове и касети.
- Полистирол с високо въздействие (High impact polystyrene (HIPS) - Уплътнители за пренос на хладилници/печки/перални, опаковки за храни, пластмасови чаши за кафе/сок
- Полиамид (Найлон) (Polyamides (PA) – Влакна, „космите“ на четките за зъби, корда за риболов, специални форми и части за двигатели.
- Акрилонитрил бутадиен стирен (Acrylonitrile butadiene styrene (ABS) – Панели за електронно оборудване (т.е. монитори за компютри, принтери, клавиатури), дренажни тръби.
- Поликарбонат (Polycarbonate (PC) – Компакт дискове,слънчеви очила, полицейски щитове, „бронирани“ стъкла, светофари, лещи.
- Поликарбонат / акрилонитрил бутадиен стирен (Polycarbonate/Acrylonitrile Butadiene Styrene (PC/ABS) – Комбинация от (PC) и (ABS), която създава по-здрава пластмаса. Използва се за направата на интериора на колите, както и някои екстериорни части и панели за мобилни телефони.
- Полиуретани (Polyurethanes (PU) – Пяна за омекотяване (уплътнение), термично изолационна пяна, различни покрития за повърхности (фолио), валяци на принтери. (В момента 6-ти или 7-ми от най-често ползваните пластмасови материали, като например най-често използваната пластмаса за направата на коли).
Вы ищете бизнес-ссуду для рефинансирования своих потребностей, тогда предложение о ссуде pedro будет для вас хорошим, потому что оно подлинное, и с ним можно работать по доступной ставке и простым условиям и положениям, а также для любых видов ссуд, которые вы хотели бы подать по электронной почте pedroloanss@gmail.com
ReplyDelete