Термореактивті пластмасса (реактопластар)

Жоспар

Кіріспе

1. Пластмасса ндіруді даму тарихы

2. Термореактивті пластмасса (реактопластар)

орытынды

Пайдаланылан дебиеттер тізімі

 

Кіріспе

Термореактивті пластмассалар (реактопластар) деп бйымды жасау кезінде ана жмсарып, біра химиялы реакция нтижесінде термикалы сер негізінде осы асиетін жоалтатын пластиктер аталады.

Термореактивті пластмассалар ыздыранда алдымен жмсарып, пластикалы жадайа келеді де, одан рі ыздыранда химиялы згеріске шырайды. Термопласт алу шін фенол-альдегид, мочевинаальдегид, эпоксид-анилин, кремнийорган шайырлары, олигоэфиракрилаттар сияты олигомерлер олданылады. Олар ызуды не дейі осылан ыздырыштарды серінен торланан лкен молекулалы осылыстара айналады. Термореактивті пластмассадан жасалан бйымдар ызуа тзімді келеді, термиялы диструкция басталанша сырты трін сатай алады

Термореактивті Пластмассалар жылу серінен алашы кезде пластикалы, одан рі ыздыранда химиялы згеріске шырайды. Оларды алу шін рылысы торланан осылыстара тез тетін полимерлер (эпоксид, анилин, фенол-альдегид, т.б.) олданылады. Пластмассаларды бл трінен жасалан бйымдар шыны трізді, сол алпын терм. деструкция басталана дейін сатайды. Олар 100 — 500 С аралыындаы температурада згеріске шырамайды.

 

 

Пластмасса ндіруді дамуы тарихы.

Пластмассалар. 40-шы жылдара дейін отанды пластмас ндірісі модификациялы полимер ( галалит, целлулоид) алу мен деумен ана шектеледі. Жалыз ана синтетикалы полимер карболит болды да, оны ндіру атара жаа нерксіптер осылуымен здіксіз кеейтіліп отырды. 1938-1942 жылдары Мскеу облысыны Любачане заводында жне Владимир, Кусков, Карачай мен Ленинград химиялы заводтарында метилметакрилат, поливинилхлорид, карбамидті полимерлер мен аминопласт ндірістері йымдастырылды.

Соыстан кейін халы шаруашылыыны барлы бліктерінде ПМ енгізілуімен, тауар трлері кбейіп, жаа жобамен жмыс істей бастады. Кусков химиялы заводында елімізде бірінші рет кремнийорганикалы эмулсионды полистиролдар, винилацетатты полимерлер, поливинилхлоридті полимерлерге арналып пластификаторлар ндіріле бастады.

1950-1965 жылдар аралыында ионалмастырыш шайыр алу (Н.Тагил .), тмен ысымды полиэтилен (Охта .) жне т.б. заводтар атара осылды. Пластмасса ндіру нтижесінде 1955 жылы 160 мы тоннадан 1965 жылы 800 мы тоннаа дейін сті. Бдан кейінгі жылдары да жаа жылупластикалы полимер ндірісі мен лкен арнайы винилацетатын алу, поливинилбутирол, полиэфир, стирол сополимері, акронитрил мен бутадиен алынатын заводтар Дзержинск, Жаа Полоцк жне т.б. алаларда салына бастады. Пластмасса ндірісіні клемі 1970 жылы 1670 мы тоннаа жетті.

1975-1980 жылдары Шевченко аласында уаты жылына 200 мы тонна ндіретін полиэтилен заводы іске осылса, Северодонецк аласында жылына 240мы тонна нім ндіретін тменгі тыыздыты полиэтилен ндірісі, сонымен атар Гуревьте, Томскіде, Днепродзержинскіде де осындай ірі заводтар іске осыла бастады. Осыны нтижесінде пластмасса ндіру 1980жылы 3,6 млн тоннаа жетсе, ал 1987 жылы 4,5млн тонна болды.

 

Термореактивті пластмасса (реактопластар).

Реактопласттар - ыздыру кезінде жмсарады жне балиды, белгілі бір температураа дейін ыздыранда айтарымсыз атаяды жне ерімейтін болады.

1. Фенопласттар – термореактивті формальдегид шайырыны негізіндегі 120-1700С дейін ыздыранда атаятын жне ерімейтін материал. Фенопласттар:

а) Фаолит – асбеспен толтырылан фенопласт негізіндегі атаймаан шикі материал. Одан фаолит массасынан 90-1300С дейін шамасында ыздырып арнайы алыптарда аппараттар, насостар, бырлар т.б. жасалады.

б) Графолит – фенопласты графитпен араластыру арылы алады.

в) Антегмит – рамында 75-80% графит нтаы бар фенопласт.

д) Текстолит, шынытекстолит – рамында мата – ааз немесе шыны маталары бар фенопласт. Оларды араластыру арылы 1100С жне 120 атм ысымда престеу арылы алады.

2. Винипласт – этиленні хлормен алмастырылан туындыларыны полимеризациялы німі. Ол 100-1600С кезінде жмсарады, одан алыптау, престеу, майыстыру арылы трлі бйымдар жасайды.

3. Акрипласт, плексиглас немесе органикалы шыны – термопластикалы материал. Оны метакрил ышылыны метилдік эфиріні полимеризациясынан алады. Ол 100-1200С кезінде оай алыптанады, майысады, кесіледі, желімделеді.

4. Стиропласт, полистирол – стиролды полимеризация німі, термопластикалы, 120-1600С кезінде оай престеледі жне алыптанады.

5. Этиленпласт, полиэтилен – синтетикалы нім. Полиэтилен оай алыптанады, желімделеді жне днекерленеді.

6. Эпокси – шайырлар – жаа ректопласттар, химиялы шыдамды, кшті адгезиялы, мытылыы кшті, иілгіш, изоляциялы асиеті жоары болатын материал.

7. Полипропилен – жоары полимерлі, химиялы тзімділігі жоары материал.

Термопластты плимерлерге полиэтилен, полистирол,поликапролактам жне т.б. жатады.

Фенолальдегидті, карбамидальдегидті жне баса шайырлар згеше асиет крсетеді.Бос функционалды топтары немесе аныпаан байланыстары боландытан оларды ыздыранда сызыты макромолекулалар арасында химиялы байланыстар пайда болып, торланан рылымды полимерлер тзіледі.Мндай полимерлер ыздыранда да, артынша суытанда да здеріні асиеттерін бастапы алпына келтіре алмайды.Сондытан оларды термореактивті полимерлер деп атайды.

Химиялы табиатына байланысты полимерлер органикалы, бейорганикалы жне элементорганикалы болып блінеді.

Органикалы полимерлерге кміртектен, сутектен, оттектен жне азоттан тратын кптеген осылыстар кіреді.

Бейорганикалы полимерлерді молекуласы кремний, алюминий, стронций жне баса элементтерді атомдарынан рылан.

Элементорганикалы полимерлер екі трлі бола алады:негізгі полимерлік тізбекті табиаты бейорганикалы болады да, ал осалы тарматары органикалы болады немесе керісінше.

 

Реактопласттар негізіндегі ораушы аптамалар. Реактопласттар негізіндегі композиция рамына кіреді:

– шайыр немесе шайырлар оспалары;

– атадатушылар, оларды атысуымен шайыр алыпты температурада немесе ыздыру кезінде атаяды;

– пластификаторлар, олар морттыты тмендету немесе шайырды бастапы ттырлыын тмендету шін пайдаланылатын атайан композициялар-еріткіштерді (ацетон, толуол, ксилол жне т. б.) эластикалыын жоарылату шін олданылады;

– толтырыштар (м, графит, асбесттік талшы жне т. б.), олар беріктілікті, тозуа тратылыты, жылуа тратылыты жоарылату шін, шгуді кеміту жне материалды нын тмендету шін енгізіледі. Химиялы жабдытарды, имараттарды жне рылыс конструкцияларын коррозиядан орау шін эпоксидті, фенолоформальдегидті, полиэфирлі, фуранды шайырлар жне оларды бір-бірімен ртрлі комбинациялары кеінен олданылады.

Эпоксидті шайырлар молекуласында эпоксидті (оксиэтиленді) топтар болатын сызыты полимерлерді крсетеді. ртрлі атадатыштармен зара рекеттескен кезде сызыты эпоксидті полимерлер торлы рылымды полимерлерді тзейді. Эпоксидті шайырлар алыпты температуралардада, жоарылатылан температуралардада аз млшердегі шгумен атаяды, бл кезде негізгі жне ышылды заттарды сері болан кезде осалы заттарды блінуі болмайды. таю німдері те жасы физикалы-механикалы асиеттерге, универсалды химиялы тратылыа (ышылды жне сілтілі орталара) жне ртрлі материалдара деген те тамаша адгезияа ие бола алады. атадатыштар ретінде біріншілікті жне екіншілікті полиаминдер, кп негізді ышылдар жне оларды ангидридтері, резольді жне новолачты типті фенолоформальдегидті шайырлар, кпатомды спирттер жне фенолдар олданылады. атадатышты табиаты эпоксидті композицияларды асиеттеріне лкен сер етеді: оларды міршедігіне, атаюды температурасы мен жылдамдыына, механикалы беріктілікке, химиялы тратылыа, ткізгіштікке, жылуа тратылыа.

Фенолоформальдегидті шайырлар барынша кеінен танымал. Оларды фенолды фор- мальдегидпен поликонденсациясымен алады. Бастапы реагенттер мен реакциялар шарттарыны атынасына туелді ртрлі асиеттері бар шайырларды алуа болады.

Мысалы формальдегидті артышылыы кезінде сілтілі катализаторды атысуымен резольді типті шайырлар пайда болады, ышылды ортада фенолды артышылыы кезінде — новолачты типті шайырлар тзіледі.

Полиэфирлі шайырлар. Коррозияа арсы техникада аныпаан полиэфирлі шайырлар олданылады. Олар Сополимеризации ерімейтін жне ерімейтін полимерлер кеістіктік рылымы алыптасады аныпаан полиэфирлер аныпаан мономерлерді шешімдер болып табылады. аныпаан полиэстер шайырлар фенолды шайыр салыстыранда артышылыы бар: олар осарлы нім мселесіне келетін болса, шыарылатын жо оршаан немесе салыстырмалы тмен температурада емдеуге абілетті, олар ауымдылыы химиялы жабдытар мен аппаратуралар коррозиялы орау шін пайдаланылан кезде те маызды болып табылатын.

Фуранды шайырлар фуранны туындылары болып табылады фуран мен оны туындыларыны реакцияласуа абілетті мономерлік осылыстарынан жне оны туындыларынан пайда болатын гетеротізбекті жоары молекулярлы осылыстарды 20 крсетеді. Фурфурол ауыл шаруашылыы ндірісіні алдытарынан алады, ол аныпаан гетероциклдік альдегидтерді тобына жатады. атадалан фуранды полимерлер жоары жылуа тратылыымен (300-500 °С дейін) жне агрессивті орталар сері кезінде универсалды химиялы тратылыымен ерекшеленеді. Олар шектелген суа тратылыа ие бола алады, тек ана кшті тотытырыштара траты болмайды. атаю кезінде фуранды мономерлер мен олигомерлер лкен шгуге ие, бл материалды жарылуына келтіреді жне оны адгезиялы беріктілігін нашарлатады, сіресе оларды аптамалар ретінде олдану кезінде. Сондытан кбінесе фуранды мономерлер мен олигомерлерді баса тздармен біріктіре олданады. аптаманы дайындау шін, алынатын аптаманы морттыыны, жалату процесіні иындыыны, олдану кезіндегі жарылуа бейімділіктен, жеткіліксіз химиялы тратылыты жне басаларды салдарынан таза трде те сирек термореактивті шайырлар. Пластификация жне толтыру белгіленген кемшіліктерді болдырмау ммкіндігін беріп ана оймай, сонымен атар материала жаа баалы техникалы асиеттерді комплексін беретін дістер болып табылады.

Термоактивті шайырлар пластификациясы ртрлі жолдармен жзеге асырыла алады:

– шайыра шайырменде, атадатышпенде химиялы зара рекеттеспейтін осылыстарды (осымшаларды) енгізумен. осымшаны ролі зі толтыратын молекулалар аралы жне молекулалар ішіндегі зара рекеттесуді кеістіктік рылымыны згерісіне келтіреді (еріткіштер, ерітінділер, эпоксидтік шайырлар шін дибутил- немесе диоктилфталзтат типті пластификаторлар);

– сас реакцияа абілетті топтар рамды шайырлар мен пластификаторды біріккен атаюы;

– сас реакцияа абілетті топтар рамды емес, біра шайырды атайтыштарымен зара рекеттесуге абілетті модификаторлар – осылыстарды енгізу. – шмлшерлі німні пайда болуымен шайырларды реакцияа абілетті топтарымен зара рекеттесуге абілетті функционалды топтары болатын осымшаларды енгізу.

Толтыру – берілген эксплуатациялы жне технологиялы асиеттері бар термореактивті шайырлар негізіндегі пластмассалы аптамаларды асиеттері болатын шайырларды жасауды негізгі дістері.

Ке маынада полимерлерді толтыру – бл пайда болатын композицияны клемінде салыстырмалы біралыпты таралатын жне здіксіз полимерлік фазамен (матрицамен) айын бліну шекарасы болатын атты, сйы жне газ тріздес заттармен полимерлерді штасуы. Толтырыштарды полимерлік композицияларды андайда бір асиеттеріне сер ету дрежесі оларды химиялы рамына, дисперстілігіне жне блшектеріні пішіндеріне, беттікті кйіне, млшеріне жне басада факторлара туелді болады. Мысалы, синтетикалы шайырлара 5-10 % толтырыштарды енгізу кезінде, беттікті абаттарды пайда болуымен байланысты синтетикалы шайырды молекулалар аралы тртібі бзыладыТолтырыштарды 200-300 % енгізуде толтырышты композицияны асиеттеріні нашарлауына келтіреді, йткені толтырышты беттігіні байланыстырышпен толы сулануы болмайды. Пластмассалы аптамалар шін е кп олданыстаы атты толтырыштар болып табылады, олар жоары дисперсті нтатарды, талшытарды, тйірлер мен табатарды жне басаларды крсетеді. Кптеген толтырыштарды (мысалы, графит, шыны) нтатар немесе тйірлер тріндеде, жнеде талшытар тріндеде олданады. Полимермен зара рекеттесу сипатына туелді толтырыштар шартты трде инертті (полимерлерді асиеттерін айтарлытай згертпейтін) жне активті (беріктендіргіштер) болып блінеді. Активті талшыты толтырыштарды армирлеушілер депте атайды.

 

 

Орытынды

ылыми-техникалы прогресті, оны даму арыны мен баытын химия ндірісі анытайды десе болады. Ал химияландыруды негізгі баыты пластикалы массамен баса синтездік полимерлерді олдану екенін мірді зі крсетіп келе жатыр.

Жаында ана «пластмассалар болашаты материалы» дейтін едік, азір «пластмассалар – осы кнні материалы» деп батыл айтуа болады.

Пластмассалар кнделікті мір мен техниканы траты серігі болып алды. Пластмассадан жасалан бйымдарды негізгі артышылыы жеілділігі, жоары диэлектрикалы асиеттері, температура згерісіне, сырты ортаны, агрессивтік осылыстарды серіне тратылыы, механикалы беріктігі.

Пластмассаны таы бір ерекшелігі – олара ажетіне арай кез келген арнаулы асиет беруге болады. Мысалы, кпшілік пластмассалар ток ткізбейді, ал ажет болса ток ткізгіш пластмасса алуа болады. Шыныпласттар, кміртекті пластиктер болаттан да берік болуы ммкін, ал газ толтырылан пластиктер те жеіл келеді, жылу жібермейтін, дыбыс ткізбейтін асиеттерімен бааланады.

Пластмассалар негізінен байланыстырушы ызметін атаратын табии не синтездік полимерлерден трады. Оны рамында таы да ртрлі толытырыштар, пластификаторлар, стабилизаторлар, бояыш заттар болуы ммкін.