Plastid: klassifikatsioon, peamised omadused, tootmis- ja töötlemistehnoloogiad

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Plastid või lihts alt plastid on kõrge molekulmassiga ühendid, mis on valmistatud looduslikest või sünteetilistest ainetest. Selliste ainete peamine omadus on võimalus üleminekuks plastilisse olekusse kahe teguri - kõrge temperatuuri ja rõhu - mõjul. Lisaks on oluline ka see, et pärast seda suudaks mass säilitada talle antud kuju.

Plastide üldkirjeldus

Plastmasse hakati tootma umbes 50–60 aastat tagasi. Praeguseks on need tooted lai alt levinud nii igapäevaelus kui ka tööstuses ja muudes inimtegevuse harudes. Lisaks võib plastik praegu eduk alt asendada puitu, klaasi ja mõnel juhul isegi metalli. Väärib märkimist, et sellised tööstusharud nagu masinaehitus, raadiotehnika, elektrotehnika ja keemiatööstus ei saa enam ilma selliste toodeteta hakkama.

Plastmassid suudavad ühendada metalltoodete tugevuse,millel on puidu kaal ja klaasi läbipaistvus. Kõigi nende omaduste juures ei ole sellistel ainetel kõigile neile materjalidele omaseid puudusi. Need ei korrodeeru nagu metall, ei mädane nagu puit ja neid ei saa purustada nagu klaasi.

Üldine kasutusteave

Plastmasse saab kasutada kilematerjalide tootmiseks. Neid kasutatakse omakorda aktiivselt näiteks köögiviljade kasvatamisel. Suurepärane kaitseala loomiseks maa sees, marjade, lillede ja muu kasvatamiseks.

Lisaks on plastmahutid, -mahutid ja muud konteinerid ka ühel juhtival kohal pestitsiidide, väetiste ja põllumajandussaaduste transpordi vajaduses. Praeguseks on juba käimas gaasivahetuskile struktuuri tootmine. Selliseid membraane kasutatakse toodete hoidmiseks keskkonnas, kus on kontrollitud gaasikogus. Maapiirkondade tegevuste jaoks toodetakse isegi mulla multšimiseks helkurkilesid.

Põhiühendused

Kui anda plastide kohta üldist teavet, siis võib öelda järgmist: alus koosneb kõrgmolekulaarsest ühendist või lihts alt polümeerist, aga ka looduslikest (pigi, asf alt) või sünteetilistest lisanditest. Praeguseks on kõige levinumad ja olulisemad sünteetilised plastid, mida saadakse polümerisatsiooni või polükondensatsiooni teel.

Plasti polümerisatsiooniprotsess on identsete molekulide ühendamise reaktsioon, misnimetatakse monomeerideks. Sel juhul ei eraldu lihtsaid aineid. Ja saadud polümeeri molekulmass on võrdne selle moodustava kahe komponendi massiga. Tuleb märkida, et plasti tootmistehnoloogias võib korraga osaleda mitu monomeeri. Sel juhul nimetatakse protseduuri kopolümerisatsiooniks.

Kui me räägime polükondensatsioonist, siis polümeer saadakse erinevate ainete mitme funktsionaalrühma kombineerimisel. Sel juhul eralduvad mõned lihtsad ained. Selle põhjal saab selgeks, et valmis polümeeri kogumolekulmass ei võrdu moodustumisel osalevate monomeeride kogumassiga.

Makromolekulaarsete ühendite kirjeldus

Nende ühendite töötlemine toimub kõrge temperatuuri ja rõhuga kokkupuutel. Pärast valmistamist on sellised ühendid kas viskoosse vedeliku või tahke ainena. Lisaks tasub öelda, et polümeerid liigitatakse kolme suurde rühma – moodustamiseks kasutatava monomeeri keemilise struktuuri järgi.

Toidulisandid

Plastide struktuur ja otstarve sõltuvad nende omadustest. Seetõttu tasub öelda, et on olemas spetsiaalsed lisandid, mis võivad mõningaid omadusi õiges suunas muuta.

Mõned valmistooted koosnevad 100% polümeeridest – need on polüetüleen või polüamiidid. Teised koosnevad polümeeridest vaid 20–60% ulatuses ja ülejäänud massifraktsiooni moodustavadspetsiaalsed täiteained. Täiteainete põhieesmärk on erinevate omaduste muutmine: tulekindluse suurendamine, tugevuse suurendamine, kõvaduse ja mehaanilise tugevuse suurendamine. Näiteks lisatakse kummile täiteainet nagu tahm.

Teine lisand, mida leidub näiteks plastmahutites ja paljudes teistes tahketes mahutites, on plastifikaatorid. Kuid mida rohkem plastifikaatorit lisatakse, seda suurem on plastilisuse koefitsient. Seega on võimalik saada vastupidav, kuid pigem plastmaterjal.

Teine oluline komponent on stabilisaator. Seda lisatakse kompositsioonile, et vältida valmistoote lagunemist kõrgete temperatuuride, päikesevalguse ja muude välistegurite mõjul. Mõnel juhul lisatakse veidi värvainet, kui soovite toote värvi muuta.

Ainete üksikasjalik kirjeldus

Selliste ühendite tootmise tehnoloogia eeldab teise komponendi, mida nimetatakse spiraaliks, olemasolu.

Navy on kõige olulisem lisand, mis hoiab koos palju erinevaid elemente ja annab ka plastilisust. Lisaks soodustab HMS ka vormitavust, elektriisolatsiooni ja korrosioonivastast toimet. Kui rääkida plastide üldklassifikatsioonist, siis neid saab täitmata ja täita.

Esimene rühm on puhta polümeeri mass või väga väikese koguse lisanditega. Teine rühm, vastupidi, sisaldab nii polümeere kui kasuur hulk erinevaid lisaaineid, mis on ühtlaselt jaotunud sideaines, tavaliselt vaigus.

Nagu varem mainitud, võetakse täiteaineid kasutusele enamiku omaduste muutmiseks või parandamiseks. Need komponendid võivad iseenesest olla kas orgaanilised või mineraalsed ühendid. Neid saab esitada pulbrilise täiteaine kujul - puidupulber, vilgukivi või kvartsjahu ja muud. Ja neid võivad esindada kiudelemendid, näiteks puuvill. Viimast tüüpi täiteained on lõuend (paber, vilgukivi ja muud).

Rääkides plastifikaatoritest täpsem alt, võib neid iseloomustada järgmiselt: need on vähelenduvad komponendid, mida kõige sagedamini esindab mingi vedelik. Nende sisseviimine kompositsiooni ei suurenda mitte ainult elastsust. Valatud toode, mille koostises on rohkem plastifikaatoreid, parandab külmakindlust ja elastsust.

On ka teist tüüpi lisandeid – kõvendid. Nende kontsentratsioon on tavaliselt väga madal ja peamine ülesanne on muuta polümeerid kolmemõõtmeliseks struktuuriks. Tegelikult muudab see mõned plastid sulamatuks.

Puudused

Väärib märkimist mõned puudused, mis sellel materjalil veel on. Mis tahes tüüpi plastidel on oluliselt madalam kuumuskindlus kui metalltoodetel. Suurem osa plasttoodetest võib töötada temperatuuril, mis ei ületa 150 kraadi Celsiuse järgi. Vaatamata pikale kasutusajale ka plasttootedalluvad vananemisele. See defekt avaldub toote tumenemises, oksüdeerumises, tugevusomaduste ja kõvaduse vähenemises.

Polüetüleeni hankimine

Võite kaaluda polüetüleenil põhinevate plastide tootmise tehnoloogiat. See on üks neist ainetest, mida saadakse polümerisatsiooni teel, ja selle järele on turul suur nõudlus.

Polüetüleeni saamiseks selle tavapärasel kujul kasutatakse kolme polümerisatsioonimeetodit:

1. Esimene meetod on polümerisatsioon rõhul 1000–2000 atm temperatuuril 180–200 kraadi Celsiuse järgi. Protsessi initsiaatorina kasutatakse väikest kogust hapnikku - 0,005-0,05%.
2. Teine polümerisatsiooni variant, vastupidi, toimub kas atmosfääri või kunstlikult loodud rõhu mõjul 2-6 atm ja temperatuuril ainult 60-70 kraadi. Sel juhul kasutatakse metallorgaanilisi süsivesinikke katalüsaatoritena õlikeskkonnas vähimagi niiskuse ja hapniku puudumisel.
3. Viimast tüüpi polümerisatsioon toimub rõhul 20-50 atm ja oksiidkatalüsaatorite osalusel temperatuuriga 110-140 kraadi Celsiuse järgi.

Plastitüübid

Tootmise ja järgneva kõvendamise ajal saab eristada veel kahte tüüpi plasti. Peamine eristav tunnus on kõvenemise tingimused või ilma selleta. Selle parameetri järgi paistavad silma termoplastsed ja termoreaktiivsed plastid.

Mis puutub esimese kategooria toodetesse, siis kuumutamisel nadläbivad teatud muutused, mis lähevad tahkest olekust plastiliseks, viskoosseks ja vedelaks. Seda tüüpi toode tahkub jahutamisel tagasi. Termoplasttoodete hulka kuuluvad polüetüleen, polüstüreen, fluoroplastid ja muud tüüpi.

Termosekõvenev plast, kuumutades temperatuurini 150–300 kraadi, läbib pöördumatuid muutusi. Sellised massid muutuvad rõhu all või ilma selleta tahkeks, lahustumatuks ja infusiooniks. Need sisaldavad lisandina kõvendeid. Näiteks on epoksü.

Tootmine Venemaal

Üks vanimaid ja suuremaid ettevõtteid selle toote tootmiseks on Nelidovski plastitehas NZPM. Selle ettevõtte tootmisüksused asuvad Tveri piirkonna edelaosas.

Tehas asub 19 hektaril maal, millel asub 25 tööstusrajatist.

Suurim tootmispind kuulub Isonel polüetüleenvahtu (PPE) tootvale tehasele. Pindala on 24 500 ruutmeetrit. Edasi tuleb palju väiksema pindalaga kauplus number 2 – 7500 ruutmeetrit. meetrit, kus valmistatakse pressitud lehtplasti. Vaakumvormimistoodete ala võtab enda alla veel 3 tuhat ruutmeetrit. meetrit. Lisaks tegeleb tehas plastide töötlemisega.