Пластические массы – это материалы на основе синтетических полимеров, которые способны формоваться в изделия в расплавленном состоянии и сохранять приданную форму после охлаждения. Они обладают комплексом общих свойств, отличающих их от многих традиционных материалов: легкость, химическая стойкость, малая теплопроводность, высокие диэлектрические свойства, хороший внешний вид и др.

В состав пластмасс входят полимеры, а также наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители и др.

 

 
Посмотреть презентацию

§1. Виды пластмасс

Схема 1. Классификация пластмасс

 

Полиэтилен

Полиэтилен (ПЭ) – получают из газа этилена, занимает 1 место по применению, выпускается высокого и низкого давления.

Признаки: лёгкий, прозрачный или непрозрачный в толстом слое, жирный на ощупь, прочный, в зависимости от толщины может быть эластичным (в пленках), полужестким (средней толщины) и жестким (в толстых слоях), обладает высокой прочностью, стойкостью к трению и ударам, не смачивается водой, устойчив к действию щелочей, кислот, не растворяется в органических растворителях, хороший диэлектрик, морозостоек, практически безвреден.

Недостатки: при длительном контакте с жирами постепенно их поглощает и приобретает неприятный запах, подвержен процессам старения (со временем теряет прочность, эластичность, появляются трещины и хрупкость), недостаточно устойчив к многократным нагрузкам и изгибам.

 

Применение: используют для упаковки пищевых продуктов, фармацевтических препаратов, медицинских инструментов, для изоляции проводов, кабелей, изготовления деталей и устройств электро-, телефоно-, радиоаппаратуры, изготовляют санитарно-технические изделия, емкости для хранения агрессивных жидкостей, детали машин и аппаратов, тару, посудохозяйственные изделия, предметы галантереи, игрушки. Пленки из полиэтилена применяют для защиты от коррозии машин, приборов, трубопроводов, для строительства парников, теплиц.

Поливинилхлорид

Поливинилхлорид (ПВХ) – получают его полимеризацией винилхлорида, занимает 2 место по применению. Один из наиболее распространённых полимеров.

Признаки: белый или окрашенный в разные цвета полимер, обладает высокой химической стойкостью (устойчив к воде, жирам, нефтепродуктам, большинству химических реагентов и растворителей), хороший диэлектрик, изделия имеют высокую износостойкость.

Недостатки: обладает сравнительно низкими термическими свойствами: при температуре от 60 до 80°С размягчается, выше 140°С – разлагается с выделением хлористого водорода. Плавится при 180–220°С. Морозостойкость низкая: при 10°С становится жестким и хрупким, склонен к деформации при постоянных нагрузках

Применение: применяют для изготовления труб, шлангов, пленок, изоляционных материалов, лент, линолеума, строительных материалов, пено- и поропластов, искусственных кож, игрушек, клеенок, моющихся обоев, клеев, красок, химических волокон, водостойких тканей, упаковки для пищевых продуктов и различных товаров народного потребления.

Полистирол

Полистирол (PS) – занимает 3 место по применению.

Признаки: твёрдый, прочный, прозрачный пластик, хорошо окрашивается, водостойкий, устойчив к разбавленным кислотам и щелочам, хороший диэлектрик, при ударе издаёт металлический звук.

Недостатки: низкая теплостойкость (при t = 80°С размягчается), хрупок, склонен к старению (недостаточно стойкий к ультрафиолетовым лучам).

Применение: для изготовления посуды, контактирующей с холодными пищевыми продуктами, игрушек, осветительной арматуры, фурнитуры, галантерейных изделий, фотопринадлежностей, в производстве бытовой радиоаппаратуры, материалов термозвукоизоляции.

Ударопрочный полистирол применяют в производстве корпусов и деталей холодильников, оборудования для различных отраслей промышленности, мебели, санитарно-технического оборудования, деталей автомобилей (крылья, бамперы и др.).

 

Полипропилен

Полипропилен (РР) – получают полимеризацией газа пропилена.

Признаки: по внешнему виду похож на полиэтилен, но более жёсткий, прочный, стоек к нагреванию. Изделия из него можно стерилизовать при 130 °С, что нашло применение в производстве одноразовых шприцев, систем для переливания крови. Для него характерны высокая износостойкость и устойчивость к ударам и многократным изгибам, хороший диэлектрик, безвреден, химически стоек (растворяется лишь в концентрированных минеральных кислотах).

Недостатки: низкая морозостойкость, склонность к старению.

Применение: для упаковочных материалов для пищевых продуктов, бытовой посуды, галантерейных изделий, игрушек, деталей для автомобилей, радиоаппаратуры, холодильников, различных ёмкостей (ящиков, бутылок, фляг), шлангов и труб, волокон и нитей. Налажено производство игрушек, бытовой посуды. Полипропиленовые пленки имеют то же применение, что и пленки из полиэтилена.

Органическое стекло (полиметилметакрилат)

Признаки: обладает высокой прозрачностью, практически безвредно, хорошо поддаётся механической обработке. Прочность к удару, выше, чем у силикатных стёкол.

Применение: для выработки высокопрочных стёкол, изготовления посуды, школьно-письменных и канцелярских принадлежностей, светотехнической аппаратуры.

Фенолформальдегидные полимеры (фенопласт)

Фенолформальдегидные полимеры (фенопласт) – получают поликонденсацией фенолов и формальдегидов в присутствии катализаторов.

Признаки: Они устойчивы к воде, слабым кислотам, разрушаются под действием щелочей. Изделия из фенопластов обладают хорошей влагостойкостью, масло- и бензостойкостью, почти не подвержены старению. Имеют высокую механическую прочность, повышенную теплостойкость (до 170 °С), не горят, обугливаются, выделяя резкий фенольный запах, хорошие диэлектрики.  

Недостатки: Свободный фенол, находящийся в полимере, оказывает вредное воздействие на организм человека. В жидких средах он снижает светостойкость пластика, при его окислении происходит покраснение изделий. Поэтому изделия из фенопластов окрашиваются всегда в черный или темно-коричневый цвет, при контакте с горячей водой выделяет токсический фенол и формальдегид.

Применение: для изготовления деталей электроприборов и электроустановочных изделий, теле- и радиоаппаратуры, машин и механизмов, тормозные и антифрикционные изделия.

Аминоальдегидные полимеры (аминопласт)

Аминоальдегидные полимеры (аминопласт) – получают поликонденсацией аминов и формальдегида

Признаки: характеризуются механической прочностью, светостойкостью, химической стойкостью, электроизоляционными свойствами, при нагревании не размягчаются. Легко окрашивается в разные тона.

Недостатки: Под действием горячей выделяют формальдегид – токсичное вещество. Посуду из аминопластов изготовляют только для холодной пищи.

Применяют: в производстве электроустановочных изделий, корпусов и деталей радиоаппаратуры, телефонов, галантерейных изделий, клеев, эмалей, слоистых пластиков и прочих хозяйственных изделий. Листы пластиков с имитацией под различные материалы (дерево, мрамор и др.) применяют в мебельном производстве, для отделки помещений.

Полимерные смолы

Полимерные смолы (полиэфирные, полиуретановые, поликремнийорганические) – это жидкие соединения, которые применяют для получения клеев, лаков, эмалей, пластиков, искусственных кож.

 

Пластмассы на основе природных полимеров

Пластмассы на основе природных полимеров (древесной целлюлозы) – имеют самые высокие гигиенические свойства.

Целлулоид – получают пластификацией нитроцеллюлозы (азотнокислого эфира целлюлозы) при обработке целлюлозы из хлопка или древесины смесью азотной и серной кислот.

Признаки: твёрдый, прозрачный пластик или окрашенный в яркие цвета, легко формуется, устойчив к действию воды.

Недостатки: имеет невысокую химическую стойкость и светостойкость, подвергается процессам старения, при температуре 70ºС размягчается, на морозе становиться тонким и хрупким. Вследствие легкой воспламеняемости и быстрого сгорания применение целлулоида ограничено.

Применяют: В производстве товаров народного потребления его используют как пленкообразующее вещество (лаки), жесткий пластик (галантерейные изделия, шкалы измерительных приборов, чертежные принадлежности, музыкальные инструменты).

Антицеллюлоза получается обработкой очищенной целлюлозы смесью уксусной и серной кислот.

Представляет собой термопластичный полимер, легко воспламеняющийся, более светостойкий, чем целлюлоза. Хорошо окрашивается, нестоек к кислотам и щелочам, истиранию, электризуется. Применяется в производстве ацетатного шелка, кино- и фотопленок, лаков.

§2. Маркировка полимеров

Одной из основных задач при сборе, заготовке и переработке полимерных отходов является их правильное разделение по видам материала, из которых они изготовлены.

Для решения задачи правильного разделения различных видов полимерных отходов во многих странах мира введена кодировка пластмасс. Система маркировки полимерных изделий разработана в Европе. Этот международный знак, указывающий на возможный рециклинг пластмассы, имеет вид треугольника, составленного из трех стрелок. В треугольнике и под ним имеется ряд символов (цифры, буквы), которые свидетельствуют о принадлежности пластмассы к тому или иному виду материала.

§3. Производство изделий

Способы изготовления изделий из пластмасс различны и зависят от свойств перерабатываемого материала, конструкции изделия: Самыми распространёнными являются:

      • Прессование – порошок засыпают в полость матрицы, нагретой пресс-формы и вводят в неё пуансон. Размягчённый материал заполняет полость между матрицей и пуансоном, затем изделие охлаждают (на изделиях имеются заусенцы).
      • Литьё под давлением – материал расплавляют и под давлением через литниковый канал впрыскивают в холодную форму. Изделия имеют блеск, остаётся след от литника.
      • Каландрирование – получают плёнки, пластины, листы из термопластичных материалов. Размягченный полимер пропускают через каландр с валиками.
      • Выдувание и вакуумное формование – таким способом получают, например детские игрушки, в изделии виден след от мест соединения разъёмных частей.
      • Штампование – размягченный лист пластмассы прижимают к матрице пресс-формы и вводят пуансон. Таким способом получают мыльницы, футляры для очков и др.
      • Метод экструзии – получают профильные изделия (стержни, трубы, ленты, желоба, волокна, нити).
      •  

Основные отделки:

      • Окрашивание – производят погружением в краску, а также раскрашивание валиком или кистью.
      • Горячее тиснение – производится с помощью металлического горячего штампа.
      • Печатанье – рисунок печатают краской.
      • Металлизация – нанесение слоя металла.
      • Запрессовка тканей или бумаги – производится в два приёма.
      • Деколь – переводные картинки.
      • Живопись – нанесение краски вручную кистью.
      • Шелкотрафаретная печать – рисунок наносят через шелковый трафарет.
      • Гравировка – (под хрусталь) изготовление изделий  в специальных прессформах.

§4. Классификация и ассортимент

По функциональному назначению (рисунок 10) хозяйственные товары из пластмасс делятся на следующие группы:

      • посудохозяйственные изделия;
      • изделия для ванной и туалета;
      • изделия для сада и огорода;
      • бытовая мебель и предметы для интерьера жилых помещений;
      • для упаковки пищевых продуктов и пищевых веществ.

Рисунок 10. Ассортимент хозяйственных изделий из пластических масс

1) Посудохозяйственные изделия – изготавливают из определенных видов пластмасс, указанных в стандартах, с учетом свойств контактирующих с ними веществ.

По назначению делят на:

      • Изделия, контактирующие с пищевыми продуктами, делят на три группы:
      • изделия для сыпучих пищевых продуктов объединяют штучную и комплектную посуду для хранения и дозировки крупы, муки, соли, специй, макаронных изделий и др. (банки хозяйственные, сахарницы, стаканы мерные, перечницы, солонки, чайницы, вазы для конфет, печенья, хлебницы и др.);
      • изделия для холодных пищевых продуктов, к которым относятся: штучная или комплектная посуда для хранения и подачи на стол пищи жидкой и твердой консистенции (для жидких продуктов– бидоны, бутыли, кувшины, компотницы, молочники, сливочники, соусницы, фляги, ковши, рюмки, стаканы, чашки, кружки; для про нежидкой консистенции – бутербродницы, блюда, тарелки, контейнеры для яиц и хлеба, селедочницы, салатники, сырницы, корзины, коробки, лотки); кухонные принадлежности (разделочные доски, кремосбивалки, скалки, ложки, вилки, терки, фруктомойки, соковыжималки и др.);
      • изделия для горячих пищевых продуктов (чайники, кофейники, дуршлаги, тарелки, кружки, чашки, миски, супницы, наборы и сервизы).
      • Изделия, не контактирующие с пищевыми продуктами, имеют название «прочие изделия хозяйственного обихода». В их ассортимент входят щетки, губки для мытья полов, посуды, корзины для бумаг, совки для мусора, сушилки, подставки для горячих предметов, пылевыбивалки, емкости для хранения, канистры, фляги, тазы, ванны, ведра и др.

 

2) Изделия для ванной и туалета: делят на изделия для монтажа санитарно-технического оборудования (сифоны, трубы, шланги) и принадлежности для санузлов (щетки, ершики, бумагодержатели и др.).

3) Изделия для сада и огорода: представлены предметами для сборки урожая (плодосъемники, ягодосборники), для поливки почвы и опрыскивания растений (шланги, лейки, оросители, дождевальники), для хранения (ящики, бочки).

4) Бытовая мебель и предметы интерьера жилых помещений: мебель (столы, стулья, тумбочки, шкафчики, табуретки, полки), вазы и кашпо для цветов, карнизы, бордюры и др.

5) Для упаковки пищевых продуктов и пищевых веществ: контейнеры для пищевых продуктов различной конструкции, полимерные пакеты, банки, бидоны, ящики.

Далее изделия классифицируются по ряду общих признаков, таких, как вид пластмассы, способ изготовления, характер отделки, особенности конструкции и формы, размер, комплектность.

По способу выработки: зависит от свойств пластмассы (см. §3)

По виду пластмасс: из полиэтилена, полистирола, поливинилхлорида и др (см. §1).

По конструкции: конструкция изделий определяется способом соединения узлов и их устройством. По способу соединения узлов изделия бывают цельные (неразборные) и составные (разборные). По устройству узлов они могут быть на ножке, на поддоне, с ручками и без них, с крышкой и без нее, с носиком, со сливом и др.

По фасону: изделия могут быть круглой, квадратной, овальной, конической, цилиндрической, шарообразной и других форм. Край изделия может быть гладкий или вырезной. Изделия могут быть полые и плоские.

По отделке: гладкие, с гравировкой, орнаментом, с рисунком;

По размеру: размеры полых изделий определяются в миллилитрах или сантиметрах кубических; размер плоских изделий круглой формы – по диаметру, а овальной и прямоугольной – по длине, ширине, высоте в миллиметрах;

По комплектности: изделия делят на штучные, наборы (для туристов, для завтрака), сервизы (чайные, кофейные).

 

§5. Контроль качества, маркировка, хранение изделий из пластических масс

Качество товаров определяется качеством производственного исполнения, качеством проекта.

Изделия из пластмасс должны быть выполнены из материалов, разрешенных органами здравоохранения, отвечать условиям безопасности, не изменять цвета, запаха и вкуса продуктов. Форма изделий должна быть рациональной, обеспечивать устойчивость изделия, а размеры – функционально оправданы. Изделия должны быть удобными при удержании и переносе, соответствовать эстетическим требованиям.

При контроле качества изделий в торговле используют нормативные документы по стандартизации, регламентирующие ряд определенных требований. Не допускается наличие на поверхности изделий грубых дефектов, портящих внешний вид. Все изъяны в зависимости от происхождения делят на дефекты состава, формования и отделки.

 

ДЕФЕКТЫ:

К дефектам состава относят инородные включения, пониженную механическую прочность, повышенное водопоглощение.

Дефекты формования могут быть самые разнообразные: коробление (искривление формы), трещины, раковины (пустоты), вздутия, сколы, заусенцы, облой (утолщения по месту разъема формы), выступание литника, риски, царапины, следы от выталкивателей, технологические стыки, следы от разъема формы и др.

К основным дефектам отделки относят миграцию красителя, нечеткий рисунок, смещение составных частей декора, потерю глянца, растекание красителя.

Изделия из пластмасс на сорта не подразделяют. Их от носят к доброкачественным, если на них не обнаружено дефектов или дефекты укладываются в допустимые пределы. В случае наличия хотя бы одного недопустимого дефекта изделие считают недоброкачественным.

При контроле качества проверяют, помимо внешнего вида, устойчивость изделий к холодной и горячей воде, мыльно-щелочным растворам, к действию кислот и других реагентов в зависимости от назначения изделий, используя определенные методики испытаний.

 

МАРКИРОВКА:

На изделиях, предназначенных для контакта с пищевыми средами, должна быть выполнена маркировка, обозначающая вид продуктов, для которых выпущены изделия: «для сыпучих продуктов», «для горячих продуктов», «для холодных пищевых продуктов», «для непищевых продуктов». Такие обозначения наносят в процессе изготовления изделий.

На изделии могут быть обозначены также товарный знак предприятия-изготовителя, реже цена. Маркировку для мелких изделий ставят на коробках, пачках и др.

ХРАНЕНИЕ:

Длительное хранение изделий, особенно неупакованных, должно производиться в сухих закрытых помещениях на расстоянии не менее одного метра от отопительных приборов. Во влажном помещении изделия могут утратить блеск. Оптимальной для хранения является темпера тура 10-15°С. Повышенные или пониженные температурные режимы могут привести к старению изделий, слипанию пленок, растрескиванию, повышению хрупкости. Хранение изделий на свету часто приводит к изменению их окраски. Рекомендуемая относительная влажность воздуха 55-70%.