Пластик: виды, применение и преимущества в повседневной жизни

Оглянитесь — пластик везде. Он делает жизнь проще, безопаснее, чище и приятнее. «Пластик» — общее название для широкого круга синтетических или полусинтетических материалов, применяемых в разных сферах. Пластик в наших домах, одежде, автомобилях, игрушках, экранах, медицинском оборудовании и многом другом.

Сегодня вы узнаете определение, применение, структуру, свойства, классификацию, виды и главные преимущества пластиков.

Что такое пластик?

Термин «пластик» происходит от греческого «plastikos» — «пригодный для формовки». Это относится к пластичности материала при производстве, позволяющей лить, прессовать, экструдировать в разные формы: пленки, пластины, волокна, бутылки, коробки и многое другое.

Как упоминалось, пластики — широкий класс синтетических или полусинтетических органических соединений, пластичных и способных формироваться в твердые изделия. Пластики — органические материалы, как дерево, бумага или шерсть, получаемые из натурального сырья: целлюлозы, угля, природного газа, соли, нефти.

Пластичность — свойство материалов необратимо деформироваться без разрушения. У формовочных полимеров это свойство выражено настолько сильно, что название происходит именно от этой способности.

Существует множество видов пластиков с разными свойствами. Органические пластики содержат углерод, неорганические — нет. некоторые встречаются в природе (каучук), другие твердые и ударопрочные, третьи — мягкие и гибкие.

Пластики скрыты во многих вещах, которые не узнают как пластик: клеи и 접착제, краски, защитные покрытия и подкладки, герметики, изоляция. Добавки делают пластики бактерицидными или огнеупорными, дают радугу цветов, гибкость, пузырят для лучшей теплоизоляции.

Применение и преимущества

Строительство: пластики обеспечивают долговечность, устойчивость и долгий срок службы зданий, домов, мостов.

Электроника: компьютеры, телефоны, телевизоры, микроволновки — долговечные, легкие, доступные благодаря пластику.

Спорт: шлемы, накладки на зубы, очки, защитные накладки. Пластик гарантирует безопасность: амортизирующая пена стабилизирует ноги, прочные оболочки шлемов и накладок защищают голову, суставы и кости.

Автопром: пластики улучшили характеристики, безопасность и топливную эффективность.

Упаковка: защита и сохранность товаров, снижение веса при транспортировке — экономия топлива и сокращение выбросов парниковых газов.

Структура, свойства и классификация

В промышленности пластики делят на «товарные» (commodity) и «специальные» (specialty) смолы. Термин «смола» используется с ранних лет промышленности. Изначально обозначал природные аморфные твердые вещества: шеллак, колофонию.

Товарные смолы — пластики высокого объема и низкой стоимости для долговечных товаров и массовых одноразовых изделий: полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирол.

Специальные смолы (инженерные пластики) — низкий объем, высокая стоимость, свойства для специфических задач. Конкурируют с литьым металлом в сантехнике, фурнитуре, авто, сельском хозяйстве. Примеры: полиацетал, полиамид (нейлон), политетрафторэтилен (тефлон), поликарбонат, полифениленсульфид, эпоксиды, полиэфиркетоны. Термопластичные эластомеры — реzinоподобная эластичность при повторной формовке при нагреве.

По химическому составу пластики делят на две категории:

1. Полимеры с только алифатическими (линейными) атомами углерода в главной цепи: полиэтилентерефталат (PET), поливинилхлорид (PVC). Пример структуры полипропилена: атом углерода с метильной группой (CH₃).
2. Гетероцепные полимеры, содержащие в главной цепи атомы кислорода, азота, серы помимо углерода. Большинство инженерных пластиков — гетероцепные. Пример: поликарбонат с двумя ароматическими (бензольными) кольцами в молекуле.

Виды пластиков

Пластики делят на товарные (стандартные) и инженерные. Основные виды вокруг нас:

Товарные пластики:

• Полиамиды (PA) / нейлоны — волокна, щетинки зубных щеток, трубки, леска, слабые машинные детали (детали двигателя, корпуса пистолетов).
• Поликарбонат (PC) — компакт-диски, противотуманные экраны, светофоры, очки, бронированные стекла, линзы.
• Полиэстер (PES) — мода и текстиль: волокна и ткани.
• Полиэтилен (PE) — дешевые пакеты и бутылки. Три типа:
  • Высокой плотности (HDPE) — канистры для молока, формованные корпуса, бутылки для моющих средств.
  • Низкой плотности (LDPE) — садовая мебель, сайдинг, плитка, шторки для душа, блистерная упаковка.
  • Полиэтилентерефталат (PET) — бутылки для газировки, банки для пасты, микроволновковая упаковка, пленка.
• Полипропилен (PP) — крышки бутылок, йогуртовые стаканчики, трубочки для коктейлей, бытовая техника, пластиковые трубопроводы под давление, бамперы авто.
• Полистирол (PS) — пищевые контейнеры, пенопласт, одноразовые стаканы, пластиковая посуда, тарелки, приборы, коробки для CD/кассет.
  • Ударопрочный полистирол (HIPS) — пищевая упаковка, автоматные стаканчики.
• Полиуретан (PU) — теплоизоляционные пены, покрытия, валы для печати, амортизирующие пены.
• Поливинилхлорид (PVC) — изоляция проводов, водопроводные трубы, водосточные желоба, оконные рамы, шторки для душа, напольные покрытия.
• Поливинилиденхлорид (PVDC) — пищевая упаковка.
• Акрилонитрилбутадиенстирол (ABS) — корпусы электроники (мониторы, клавиатуры, принтеры), дренажные трубы.

Инженерные (специальные) пластики — высокопроизводительные:

• Полиэпоксид (эпоксид) — клей, компраунд для электродеталей, матрица композитов с отвердителями (амин, амид, трифторид бора).
• Полиметилметакрилат (PMMA) — акрил.
• Политетрафторэтилен (PTFE) / Тефлон — высокая теплостойкость, низкое трение. Сантехническая лента, водяные горки, антипригарные сковородки.
• Фенолформальдегидные смолы (PF) — теплостойкие, высокий модуль, огнеупорные. Изоляторы в электрических соединениях, бумажные ламинаты (Формика), теплоизоляционные пены.
• Меламиновые смолы (MF) — аминопласты, многоцветная альтернатива фенолформальдегидным смолам для прессования. Ударопрочная альтернатива керамическим чашкам и тарелкам для детей.
• Термопластик, биосовместимый — один из самых дорогих коммерческих полимеров. Медицинские импланты, авиационные литьевые формы.
• Малеимид/бисмалеимид — композиты для высоких температур.
• Фуран — смола на основе фурфурового спирта для литейных песков и биокомпозитов.
• Силиконовые полимеры — дикетоенаминные теплостойкие смолы, в основном герметики и посуда для высокотемпературной готовки. Базовая смола для промышленных красок.
• Полиэтеримид (PEI) / Ултем — высокотемпературный, химически стабильный полимер, не кристаллизующийся.
• Полиимид — высокотемпературный специализированный пластик (лента Каптон).
• Платушный материал — биоразлагаемый, теплостойкий термопластик с модифицированным кукурузным крахмалом.
• Полилактид (PLA) — биоразлагаемый термопластик, превращаемый в алифатические полиэфиры из молочной кислоты. Получают ферментацией сельхозпродуктов (кукурузный крахмал, молочные продукты).
• Мочевиноформальдегидные смолы (UF) — аминопласт, многоцветная альтернатива фенолформальдегидным. Клей для фанеры, ДВП, ДСП. Корпуса электрических выключателей.
• Полисульфон — высокотемпературные расплавилимые смолы для мембран, фильтров, трубок водонагревателей, высокотемпературных применений.
• Полидикетоенамин (PDK) — новый пластик, который можно погрузить в кислоту и бесконечно менять форму.

Заключение

В статье рассмотрены основы, необходимые студентам: определение, применение, структура, свойства, классификация, виды и преимущества пластиков. Надеюсь, чтение было полезным — комментируйте, делитесь, рекомендуйте сайт другим техническим студентам. Спасибо!