Свойства, состав и применение пластмасс

1.

МОУ ОБОЛЕНСКАЯ СОШ
Тема:
«Свойства, состав и применение пластмасс»
Учитель технологии
Милюсин В.С.
1

2.

Пластмассы
Пластма́ссы (пласти́ческие ма́ссы,
пла́стики) — органические материалы,
основой которых являются синтетические или
природные высокомолекулярные соединения
(полимеры). Исключительно широкое
применение получили пластмассы на основе
синтетических полимеров.
2

3.

Название «пластмассы» означает, что эти материалы
под действием нагревания и давления способны
формироваться и сохранять после охлаждения или
отвердения заданную форму. Процесс формования
сопровождается переходом пластически
деформируемого (вязкотекучего) состояния в
стеклообразное. В зависимости от природы
полимера и характера его перехода из вязкотекучего
в стеклообразное состояние при формовании
изделий пластмассы делят на термопласты и
реактопласты.
3

4.

Основные понятия:
пластмассы
Пластмассы – искусственные
материалы полученные на
основе органических,
полимерных связующих
веществ (полимеров).
Полимер – вещество
макромолекулы которого
состоят из многочисленных
элементарных звеньевмономеров одинаковой
структуры.

5.

Как появилась пластмасса
Пластмасса, а другими словами пластическая масса,
на сегодняшний день является незаменимым материалом не только
в производстве, но и в обычном хозяйстве.
Первые пластмассы появились в конце 19-го века в результате
поиска ученых-химиков заменителей ценных природных поделочных
материалов (дерева, слоновой кости, перламутра). Первые
пластмассы были получены на основе природных
высокомолекулярных органических веществ (каучука — эбонит;
нитроцеллюлозы — целлулоид; казеина молока — галалит).
В начале 20-го века были получены первые синтетические
пластмассы на основе фенолоформальдегидных смол. В настоящее
время пластмассы стали основными конструкционными
материалами наравне с металлами, сплавами, деревом. Основная
масса пластмассовых изделий производится из синтетических
пластмасс. Имея очень ценное свойство принимать практически
любую форму, пластмассы стали очень потребляемым продуктом.

6.

Историческая справка
Термин “полимерия” был введен в науку
И.Берцелиусом в 1833 г. Ряд полимеров
был, по-видимому, получен еще в
первой половине 19 века. Первые
упоминания о синтетических полимерах
относятся к 1838 г (поливинилхлорид) и
1839 г (полистирол)
Химия полимеров возникла только в
связи с созданием А.М.Бутлеровым
теории химического строения.

7.

История
Впервые мысль о том, что человеком может быть
создан процесс, подобный процессу получения
натурального шелка, при котором в организме
гусеницы шелкопряда вырабатывается вязкая
жидкость, затвердевающая на воздухе с
образованием тонкой прочной нити, была высказана
французским ученым Р. Реомюром еще в 1734 году.
Производство первого в мире химического
(искусственного) волокна было организовано во
Франции в г. Безансоне в 1890 году и основано на
переработке раствора эфира целлюлозы (нитрата
целлюлозы), применяемого в промышленности при
получении бездымного пороха и некоторых видов
пластмасс.
7

8.

Получение
Производство синтетических пластмасс основано
на реакциях полимеризации, поликонденсации или
полиприсоединения низкомолекулярных исходных
веществ, выделяемых из угля, нефти или
природного газа. При этом образуются
высокомолекулярные связи с большим числом
исходных молекул.
8

9.

Состав пластмасс
Полимерные связующие вещества
Наполнители для изменения
свойств
Пластификаторы для повышения
пластичности
Отвердители
Стабилизаторы для замедления
старения
● Красители

10.

Особенности пластмасс
Малая плотность 1…2 г/см3
Низкая электро- и теплопроводность
Значительное тепловое расширение
Высокая химическая стойкость
Высокие фрикционные и
антифрикционные свойства
Физиологическая безвредность

11.

Свойства
Пластмассы характеризуются малой
плотностью (0,85—1,8 г/см³), чрезвычайно
низкой электрической и тепловой
проводимостью, не очень большой
механической прочностью. При нагревании
(часто с предварительным размягчением)
они разлагаются. Не чувствительны к
влажности, устойчивы к действию сильных
кислот и оснований, отношение к
органическим растворителям различное
(в зависимости от химической природы
полимера). Физиологически почти безвредны.
11

12.

Свойства пластмасс можно модифицировать методами
сополимеризации или стереоспецифической
полимеризации, путём сочетания различных
пластмасс друг с другом или с другими материалами,
такими как стеклянное волокно, текстильная ткань,
введением наполнителей и красителей,
пластификаторов, тепло- и светостабилизаторов,
облучения и др., а также варьированием сырья,
например использование соответствующих полиолов
и диизоцианатов при получении полиуретанов.
12

13.

Классификация полимеров
Полимеры
природные
синтетические
Полимерами называются вещества,
макромолекулы которых состоят из многочисленных
элементарных звеньев ( мономеров) одинаковой
структуры
Синтетические полимеры – группа веществ,
получаемых синтезом продуктов нефтепереработки

14.

Термопласты (термопластичные пластмассы)
при нагреве расплавляются, а при охлаждении
возвращаются в исходное состояние.
Реактопласты (термореактивные пластмассы)
отличаются более высокими рабочими
температурами, но при нагреве разрушаются и при
последующем охлаждении не восстанавливают
своих исходных свойств.
14

15.

Термопласты; основные виды
Полиэтилен
Поливинилхлорид (пластикат,
винипласт)
Полистирол
Полиметилметакрилат (орг.стекло)
Полиамиды
Полиуретаны
Фторопласт-3
Фторопласт-4 (

16.

Особенности термопластов
Модуль упругости в 10…100. раз
меньше чем у металлов и у керамики
Прочность 10…100МПа
Хорошо сопротивляются усталости
Разрушаются при нагрузке с
частотой выше 20Гц
Невысокая теплостойкость,
нестабильность свойств из-за
старения и ползучести
Не взаимодействуют с водой и
смазкой

17.

Физические свойства
Физические
свойства полимера,
напротив, зависят не только
от характера мономера, но в
большей степени от
среднего количества
мономерных звеньев в цепи
и от того, как цепи
расположены в конечной
макромолекуле.
Термические и
механические свойства в
сильной мере зависят от
расположения мономерных
звеньев в полимерных
цепях .
ТЕМПЕРАТУРА СТЕКЛОВАНИЯ Tст И ТЕМПЕРАТУРА
ПЛАВЛЕНИЯ Tпл НЕКОТОРЫХ ПЛАСТИЧЕСКИХ
ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВа
Полимер
Tст, °С
Tпл, °С
Полиэтилен
- 80
135
Полипропилен
-10
180
Полистирол
100
-
Поливинилхлорид
80
270
Поливинилиденхлорид
-20
190
Полиметилметакрилат
105
-
Полиэтилентерефталат
69
265
Полиэтиленоксид
-67
70
Триацетат целюлозы
130
300
Тефлон
-113
325
Найлон-6,6
57
270
а Ниже
Tст пластмассы хрупки и тверды,
между Tст и Tпл – гибки и податливы,
выше Tпл они являются вязкими расплавами.

18.

Химические волокна
Химические волокна - волокна,
получаемые из органических природных
и синтетических полимеров.
18

19.

Классификация химических
волокон
В России принята следующая классификация
химических волокон в зависимости от вида исходного
сырья:
искусственное волокно (из природных полимеров):
гидратцеллюлозные, ацетилцеллюлозные, белковые
синтетическое волокно (из синтетических
полимеров): карбоцепные, гетероцепные
Иногда к химическим волокнам относят минеральные
волокна, получаемые из неорганических соединений
(стеклянные, металлические, базальтовые,
кварцевые).
19

20.

Искусственные волокна
Гидратцеллюлозные
1. Вискозные, лиоцелл
2. Медно-аммиачные
Ацетилцеллюлозные
1. Ацетатные
2. Триацетатные
Белковые
1. Казеиновые
2. Зеиновые
20

21.

Синтетические волокна
(в скобках приведены торговые названия)
Карбоцепные
1.
Полиакрилонитрильные (нитрон, орлон, акрилан,
кашмилон, куртель, дралон, вольпрюла)
2.
Поливинилхлоридные (хлорин, саран, виньон, ровиль,
тевирон)
3.
Поливинилспиртовые (винол, мтилан, винилон, куралон,
виналон)
4.
Полиэтиленовые (спектра, дайнема, текмилон)
5.
Полипропиленовые (геркулон, ульстрен, найден,
мераклон)
Гетероцепные
1.
Полиэфирные (лавсан, терилен, дакрон, тетерон, элана,
тергаль, тесил)
2.
Полиамидные (капрон, найлон-6, перлон, дедерон,
амилан, анид, найлон-6,6, родиа-найлон, ниплон, номекс)
3.
Полиуретановые (спандекс, лайкра, вайрин, эспа, неолан,
спанцель, ворин)
21

22.

Получение
В промышленности химические волокна вырабатывают
в виде:
штапельных (резаных) волокон длиной 35-120 мм;
жгутов и жгутиков (линейная плотность
соответственно 30-80 и 2-10 г/м);
комплексных нитей (состоят из многих тонких
элементарных нитей);
мононитей (диаметром 0,03-1,5 мм).
22

23.

Некоторые полимеры обладают уникальными свойствами –
способностью к биоразложению и биологической
совместимостью, что делает их предпочтительным, а в
отдельных случаях незаменимым материалом во многих
отраслях, и позволяет постепенно завоёвывать рынок,
вытесняя полимерные материалы, не обладающие данными
свойствами.
23

24.

Имплантируемые полимерные изделия частично
замещают органы и ткани человека, а полимерные
материалы, из которых состоят эти изделия,
выполняют функции биополимеров человеческого
тела. Во всех этих случаях способность полимерного
материала к биосовместимости и биоразложению
имеет особое значение.
24

25.

Биополимеры
Биополиме́ры — класс полимеров, встречающихся в
природе в естественном виде, входящие в состав живых
организмов: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды.
Биополимеры состоят из одинаковых (или разных) звеньев —
мономеров. Мономеры белков — аминокислоты, нуклеиновых
кислот — нуклеотиды, в полисахаридах — моносахариды.
Выделяют два типа биополимеров — регулярные
(некоторые полисахариды) и нерегулярные (белки,
нуклеиновые кислоты, некоторые полисахариды).
25

26.

Полиэтилен
Полиэтилен—полимер с чрезвычайно широким набором
свойств и использующийся в больших объемах,
вследствие чего его считают королем пластмасс.
Благодаря химической чистоте и неполярному строению
полиэтилен обладает высокими диэлектрическими
свойствами. Нашел широкое применение в электротехнике,
особенно для изоляции проводов и кабелей.
выпускаются его специальные модификации, среди
которых: антистатический, с повышенной адгезионной
способностью, светостабилизированный,
самозатухающий, ингибитированный (для защиты от
коррозии), электропроводящий (для экранирования).
Главный недостаток полиэтилена—сравнительно низкая
нагревостойкость
Производство полиэтилена
Вторичная переработка полиэтилена

27.

Полистирол
Полистирол—неполярный полимер, широко
применяющийся в электротехнике. Благодаря введению
различных добавок приобретает специальные свойства:
ударопрочность, повышенную теплостойкость,
антистатические свойства, пенистость. Недостатки
полистирола—хрупкость, низкая устойчивость к действию
органических растворителей.
Полистирол вспенивающийся широко используется как
теплозвукоизоляционный строительный материал. В
радиоэлектронике он находит применение для
герметизации изделий, когда надо обеспечить
минимальные механические напряжения, создать
временную изоляцию от воздействия тепла, излучаемого
другими элементами.

28.

Полиимид
Полиимид—новый класс термостойких полимеров,
ароматическая природа молекул которых определяет их
высокую прочность вплоть до температуры разложения,
химическую стойкость, тугоплавкость, низкий
коэффициент трения скольжения, низкую ползучесть.
Полиимидная пленка работоспособна при 200°С в течение
нескольких лет, при 300°С —1000 ч, при
400°С —до 6 ч. Кратковременно она не разрушается даже в
струе плазменной горелки. При некоторых специфических
условиях полиимид превосходит по температурной
стойкости даже алюминий. Степень разрушения полиимида
815°С., алюминия 515°С.

29.

Композиционные
пластмассы
пластмассы
порошковые
волокнистые
слоистые

30.

Волокнистые пластмассы
Композиция из волокон, пропитанных
смолой
Примеры (наполнитель):
Волокниты ( очесы хлопка)
Изготавливают рукоятки, фланцы,
шкивы, маховики
Асбоволокниты (асбест)
Изготавливают тормозные устр-ва
Стекловолокниты (стекловолокно)
Изготавливают силовые
электротехнические детали.

31.

Порошковые пластмассы
Органические наполнители:
древесная мука, целлюлоза
Применяются для ненагруженных
деталей – корпусов приборов, рукояток,
кнопок
Минеральные наполнители: молотый
кварц, тальк, графит, цемент, слюда
Применяются для хим.стойких,
водостойких, электроизоляционных
деталей
Примечание:

32.

Поликонденсационные
полимеры
Фенолформальдегидные
Карбамидные
Полиамидные
Полиэфирные
Эпоксидные
Полиуретановые
Поликарбонатные
Кремнийорганические

33.

Кстати
Полимеры совершают техническую
революцию в микроэлектронике.
Созданы не только токопроводящие
полимеры, за что в 2000 году дали
Нобелевскую премию по химии, но и
полимерные полупроводники,
полимерные светодиоды и даже
полимерные магниты. Поведением
таких полимеров можно управлять с
помощью электрического тока. В
итоге получили прозрачный полимер,
который под влиянием небольшого
приложенного напряжения меняет свой
цвет (стекло-хамелеон).

34.

Для сортировки пластика была
разработана интернациональная
маркировка, треугольник
образованный стрелками с цифрой
внутри. Под треугольником, вместе
или вместо цифры может быть
указан буквенный код пластика.
Упаковка из пластика делится на 7
видов.

35.

Идентификационная маркировка
пластиков
для маркировки популярны знаки в виде треугольника
из трех замкнутых стрелок, внутри – цифра или латинские
буквы. Сам знак означает замкнутый цикл (создание –
применение – утилизация), а надписи определяют
материал. Цифрами 1–19 обозначают пластики
В свою очередь для пластмасс, например, установлены
такие обозначения: PETE – полиэтилен, V –
поливинилацетат, LDPE – полиэтилен низкого давления, PP
– полипропилен, PS – полистирол, HDPE – полиэтилен
высокого давления, PAN – полиакрилонитрил.

36.

Полиэтилентерефталат PET(E)
или ПЭТ –
применяют для
производства
одноразовых бутылок
для:
воды,
газировки и пива,
косметической продукции,
молочных продуктов,
растительных масел.
Полностью запрещается
повторное использование
могут выделять фталаты.

37.

Полиэтилен высокого
давления PEHD (HDPE) или
ПВД
используют для
производства:
фасовочных пакетов,
мешков для мусора,
упаковки для молока.
Может выделять
канцерогенный
формальдегид.

38.

Поливинилхлорид V, PVC или
ПВХ
используют для
производства:
отделочных и строительных
материалов,
обуви,
мебели,
бутылок для воды,
медицинской продукции,
пленки для заворачивания
продуктов.
Этот пластик практически не
поддается повторной
переработке. Может выделять
при контакте с жирными или
горячими продуктами фталаты,
тяжелые металлы, и
винилхлорид.

39.

Полиэтилен низкого давления
PELD (LDPE) или ПНД
применяют для
производства:
бутылок для моющих
средств,
труб,
игрушек,
пакетов и пленки для
заворачивания
продуктов.
Может выделять
формальдегид.

40.

Полипропилен PP или ПП
используют для
производства:
стаканов и баночек,
медицинской продукции,
посуды для горячих блюд,
упаковочной пищевой
пленки,
контейнеров для
продуктов.
Может выделять
формальдегид

41.

Полистирол PS или ПС
применяют для производства:
стаканов для горячих напитков
(похожие на пенопласт),
лотков для продуктов (похожие
на пенопласт),
стаканчиков для молочных
продуктов,
электроизоляционной пленки,
контейнеров для еды,
вилок и ложек.
Может выделять химический
эстроген и канцероген стирол.

42.

Поликарбонат и остальные
пластмассы O, OTHER или
ДРУГОЕ,
применяют для
производства:
детских бутылочек,
многослойной упаковки,
комбинированного
пластика,
бутылок для воды
многоразового
употребления.
Может выделять
бисфенол А.

43.

Область применения
пластмасс.

44.

45.

Область применения
пластмасс
45

46.

ПРИМЕНЕНИЕ ПЛАСТМАСС

47.

Вред пластиковой посуды
Использование
пластиковых
контейнеров для
еды, банок и
бутылочек для
детского питания
может серьезно
повредить здоровье
человека и вызвать
смертельно
опасные
заболевания.

48.

Вред пластиковой посуды
Все эти емкости содержат бисфенол А (BPA) – вредное
химическое соединение, которое выделяется из пластика при
многократном использовании или частом мытье тары.
Бисфенол А широко применяется при выпуске компакт-дисков,
деталей автомобилей, при изготовлении покрытий, клеев и
конструкционных материалов, заменяющих металл, стекло,
древесину и улучшающих их свойства, а также в производстве
различных пластиковых изделий (бутылки, контейнеры для
упаковки продуктов). В частности бисфенол А используется
при изготовлении пластмасс, которыми покрываются
внутренние поверхности консервных банок для продуктов
питания, и при изготовлении тары, используемой в
косметической и продуктовой промышленности. По
приблизительным подсчетам, каждый год во всем мире для
упаковки пищевых продуктов и напитков производится 2,8 млн
тонн бисфенола.

49.

Безопасное использование пластиковой
посуды
Принеся продукты из магазина, их нужно
незамедлительно из упаковки переложить в
стеклянную металлическую или керамическую посуду.
Если и пользоваться дома пластиковой посудой, то
лишь только для холодной пищи и воды, так как, при
приготовлении кофе или супов вода нагревается до
100° С. А по ГОСТу посуду испытывают при
температуре до 75° С, а это означает, что испытания
мягче подлинных обстоятельств на кухне.
Для варки и для горячей пищи можно применять
только обожженную посуду у которой произошло
остекление поверхности, и она стала благодаря этому
инертной к пище. Так же пассивно себя ведет
нержавейка и стекло.

50.

Несколько фактов о пластмассе:
- Специалисты предполагают, что пластиковому пакету
требуется от 500 до 1000 лет, чтобы разложиться до
микроскопических гранул. При сжигании выделяются
токсичные вещества, которые могут привести к
гормональным изменениям у новорожденных.
- В 1997 году в Тихом океане обнаружилось скопление
пластиковых пакетов и других отходов протяженностью в
несколько километров.

51.

Решение проблем
Госдума
рассматривает
Федеральный
“Об упаковке и упаковочных отходах".
Закон
Размер оплаты на утилизацию и переработку упаковки,
должен составлять около 10% отпускной заводской
стоимости
упаковки.
Производители
упаковки,
использующие эту упаковку, также будут платить сбор за
негативное
воздействие
упаковочного
мусора
на
окружающую среду.
Импортные товары с пластиковой упаковкой, будут
подвергаться дополнительным таможенным сборам.
Предусматривается введение некой залоговой стоимости
упаковки, которая возвращается производителю в случае
сдачи использованной упаковки на переработку.
Для контроля за соблюдением закона будет создан
федеральный координационный центр по обращению с
упаковочными отходами.

52.

!!! ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
Составить кроссворд на
пройденную тему , не менее 10
слов чтобы получить оценку
«ОТЛИЧНО»