2.5. компонентний склад

Основою пластмас є полімери, які в компонентному складі пластиків мають назву зв'язувалних матеріалів (смол на основі природних, модифікованих природних і синтетичних полімерів).

Для зміни властивостей пластмас до полімерів додають наступні інгредієнти:

1. Наповнювачі. Вводяться до складу полімеру для зміни споживчих властивостей і зниження їх вартості.

Введення наповнювачів полегшує переробку пластмас у вироби, усуває появу деформацій і тріщин під час формування. Наповнені пластмаси містять 40—70\% наповнювача від маси чистого полімеру, а високонаповнені — 200—300\% і більше (тобто маса наповнювача у 2–3 рази перевищує масу полімерної смоли).

Властивості таких пластмас залежать від природи, типу, вигляду і кількості наповнювачів.

Найбільш поширеними є тверді наповнювачі.

За хімічною природою їх поділяють на органічні (на основі целюлози) і неорганічні (каолін, крейда, алюміній).

За типами — порошкові, волокнисті, шаруваті.

Тверді наповнювачі забезпечують пластмасам:

стабільність розмірів;

чіткість форм;

підвищену твердість, жорсткість;

електроізоляційні властивості.

Волокнисті наповнювачі — волокна бавовняні, синтетичні, скляні, — сприяють підвищенню физико-механічних властивостей, особливо це стосується скляних волокон.

Шаруваті наповнювачі (тканини бавовняні, склотканина, папір) сприяють різкому підвищенню твердості, механічної міцності на стиснення і розрив.

Порошкові наповнювачі (деревна мука, целюлоза) знижують тепло-, волого- і світлостійкість, порошки металів додають пластмасам теплопровідності та електропровідності.

Рідинні наповнювачі — це мінеральні масла, які використовують з метою збереження шару мастила на поверхні тертя, а також вода, яка використовується у процесі отримання жорстких напівфабрикатів із поліефірів.

Газоподібні наповнювачі застосовують для отримання пластмас малої щільності й ваги, які відомі під назвами пінопласти і поропласти. Пінопласти мають закриті газонаповнені осередки, що не сполучаються, поропласти — відкриті осередки, що сполучаються. Такі пластмаси мають високі тепло- і звукоізоляційні властивості (див. також нижче главу 3.6).

2. Пластифікатори. Їх вводять до складу полімерів з метою надання ряду цінних споживчих властивостей, зокрема:

підвищеної еластичності, пластичності;

світло-, морозостійкості;

зниженої жорсткості, крихкості та горючості.

Зі збільшенням вмісту пластифікатора зростає здатність пластмас до високоеластичних деформацій, полегшується переробка пластмас у вироби, підвищується їх міцність, довговічність і діелектрична здатність.

Як пластифікатори використовують ефіри фталевої, бензоїнової, фосфорної та інших кислот. Пластифікатори не повинні знижувати естетичні властивості пластмас, тому вони повинні мати високу хімічну стійкість, бути безбарвними, не мати запаху, не мігрувати в навколишнє середовище, не екстрагуватися харчовими і миючими засобами, водою та органічними розчинниками.

3. Барвники вводяться для підвищення естетичних властивостей пластмас.

4. Стабілізатори. Стабілізація — це комплекс заходів, спрямованих на підвищення стійкості полімерів до старіння.

Під впливом тепла, світла, кисню повітря, кислот, газів, механічних впливів тощо в структурі макромолекули може спостерігатися деструкція, тобто перебудова атомів у макромолекулі, що призводить до необоротних змін, які виявляються у втраті блиску, вицвітанні барвника, зміні щільності, появі рисок, мікротріщин, зниженні физико-механічних властивостей.

Основним способом запобігання подібним явищам є внесення у полімер стабілізаторів, що подовжують термін служби виробів із пластмас. Стабілізатори бувають блокуючими та екрануючими.

Блокуючі стабілізатори застосовують для захисту полімерів від впливу тепла (термостабілізатори) і кисню (антиоксиданти). Це аміни, феноли, сульфіди та інші хімічні сполуки.

Екрануючі стабілізатори (сажа, похідні бензолів) використовуються для захисту полімерів від впливу світла. Стабілізатор поглинає світлову енергію, яка руйнує полімер і тим самим запобігає можливості ланцюгової реакції розпаду полімеру.

Введення різних типів стабілізаторів підвищує ефект уповільнення деструкції і подовжує термін служби пластмас і виробів з них.

Таким чином, пластмаси — це складні за будовою, високомолекулярні матеріали на основі полімерів, здатні під час нагрівання переходити у в'язкотекучий стан, формуватися у вироби і зберігати надану форму у звичайних умовах.