ПОТРЕБИТЕЛЬСКИЕ СВОЙСТВА ПЛАСТМАСС

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

 

Показатели свойств:
а — коэффициент температуропроводности, м2/с;
аб.н, ан — ударная вязкость по Шарпи на образцах без надреза и в надрезом, кДж/м2;
аи.н — ударная вязкость по Изоду на образцах с надрезом, Дж/м;
a — средний коэффициент линейного теплового расширения, °С–1;
В, Вр, В24, Вст — влажность, равновесное водопоглощение при 23°С, водопоглощение в течение 24 ч при 23°С и равновесное влагопоглощение в стандартных условиях (относительная влажность воздуха 50—60% при 20—23°С), %;
ср — удельная теплоемкость при постоянном давлении, Дж/(кг×К);
g — скорость сдвига, с–1;
ДС — дугостойкость, с;
Еи, Ер и Есж — модуль упругости при изгибе, растяжении и сжатии, МПа;
Еп — модуль ползучести, МПа;
Епр — электрическая прочность, кВ/мм;
еког — плотность энергии когезии, кДж/м3;
e — деформация, %;
eпр — диэлектрическая проницаемость;
F — нагрузка, усилие, сила, Н;
НБ — твердость при вдавливании шарика, МПа;
h — толщина, мм;
h — вязкость, Па∙с;
hотн — относительная вязкость раствора полимера;
hуд — удельная вязкость раствора полимера;
КИ — кислородный индекс, %;
Кизн — коэффициент износа по сетке, мм3∙(м∙см2)–1;
Ксв — коэффициент светопропускания, %;
Ктр — коэффициент трения по стали;
L — длина, м;
l — коэффициент теплопроводности, Вт/(м∙К);
М, , n — молекулярная масса, средняя, среднечисленная;
η, ω, z — средневязкостная, среднемассовая и z-средняя молекулярная масса;
ММР — молекулярно-массовое распределение;
N — число циклов нагрузки;
NВ — выносливость при циклической нагрузке;
nD — коэффициент преломления;
О. В — относительная влажность воздуха, %;
ПТР — показатель текучести расплава;
r — плотность, кг/м3;
rv — удельное объемное электрическое сопротивление, Ом∙м;
rs — удельное поверхностное электрическое сопротивление, Ом;
s — напряжение, МПа;
sт.р, sр, sи, sсж — предел текучести при растяжении, разрушающее напряжение при растяжении (прочность при разрыве), прочность при изгибе и при сжатии, МПа;
sу — усталостная прочность, МПа;
Т — температура, °С;  
ТВ, Тр.и1 и Тр.и2 — температура размягчения по Вика при нагрузке 9,8 Н, температура размягчения при изгибе при напряжении 0,46 МПа и 1,8 МПа;
Тд1, Тд2, Тд3 — температура длительной эксплуатации при тепловом старении с учетом сохранения механических (включая ударную прочность) и электрических свойств; с учетом сохранения механических (исключая ударную прочность) и электрических свойств; с учетом сохранения электрических свойств;
Тпл, Тс, Тт — температура плавления, стеклования и текучести;
Тхр — температура хрупкости при изгибе;
t — время, с;
tgd — тангенс угла диэлектрических потерь;
t — напряжение сдвига, Па;
VW — вандерваальсовский объем макромолекул, м3/кмоль;
ЧВ — число вязкости раствора полимера, мл/г.  
Пластмассы:
АБС — сополимер стирола с бутадиеном и нитрилом акриловой кислоты;
АБС/ПВХ — материал на основе сополимера стирола с бутадиеном и нитрилом акриловой кислоты и поливинилхлорида;
АБС/ПК — материал на основе сополимера стирола с бутадиеном и нитрилом акриловой кислоты и поликарбоната (стилон);
АБС/ПСФ — материал на основе сополимера стирола с бутадиеном и нитрилом акриловой кислоты и полисульфона;
АБС/ПУР — материал на основе сополимера стирола с бутадиеном и нитрилом акриловой кислоты и полиуретана;
АБЦЭ — ацетобутиратцеллюлозный этрол;
АК — сополимер полиамида 66 и полиамида 6;
АЦЭ — ацетилцеллюлозный этрол;
БСПЭ — блоксополимер пропилена с этиленом;
МС — сополимер стирола с метилметакрилатом;
МСН — сополимер стирола с метилметакрилатом и нитрилом акриловой кислоты;
НЦЭ — нитроцеллюлозный этрол;
ПА — полиамиды;
ПА 66 — полиамид 66;
ПА 6 — полиамид 6;
ПА 610 — полиамид 610;
ПА 612 — полиамид 612;
ПА 11 — полиамид 11;
ПА 12 — полиамид 12;
ПАИ — полиамидимид;
ПАЛИ — полиалканимид;
ПАР — полиарилат;
ПБО — полибензоксазол;
ПБТФ — полибутилентерефталат;
ПВДФ — поливинилиденфторид;
ПВФ — поливинилфторид;
ПВС — поливиниловый спирт;
ПВХ, ПВХ В, ПВХ П —   поливинилхлорид, поливинилхлорид непластифицированный (винипласт) и поливинилхлорид пластифицированный (пластификат);
ПИ — полиимид;
ПК — поликарбонат;
ПММА — полиметилметакрилат;
ПМП — поли-4-метилпентен-1 (темплен);
ПОД — полиоксадиазол;
ПП — полипропилен;
ПС, ПСо, ПСбл, ПСэ, ПСс —   полистирол, полистирол общего назначения, блочный, эмульсионный и суспензионный;
ПСФ — полисульфон;
ПТ — пентапласт;
ПТФХЭ — политрифторхлорэтилен;
ПТФЭ — политетрафторэтилен;
ПУР — полиуретан;
ПФ — полиформальдегид;
ПФО — полифениленоксид;
ПЭ, ПЭВП, ПЭВП ВМ, ПЭВП КН, ПЭНП —   полиэтилен, полиэтилен высокой плотности, полиэтилен высокой плотности высокомолекулярный, полиэтилен высокой плотности (катализатор на носителе) и полиэтилен низкой плотности;
ПЭИ — полиэфиримид;
ПЭС — полиэфирсульфон;
ПЭТФ — полиэтилентерефталат;
САМ — сополимер стирола с a-метилстиролом;
САН — сополимер стирола с нитрилом акриловой кислоты;
СЭБ — сополимер этилена с a-бутиленом;
СЭВ — сополимер этилена с винилацетатом;
СЭП — сополимер этилена с пропиленом;
СММА — сополимеры метилметалкрилата (с бутилакрилатом или метилакрилатом);
СФ — сополимеры формальдегида;
СТФ — сополимеры триоксана с диоксоланом;
СФД — сополимеры формальдегида с диоксоланом;
ФН — фенилон;
ФТ — фторопласт;
УПС — ударопрочные сополимеры стирола.  
Типы марок:  
А — антифрикционный;
Аизн — антифрикционный преимущественно с повышенной износостойкостью;
Акт — антифрикционный преимущественно с пониженным коэффициентом трения;
Асд — антифрикционный с малым отличием статического и динамического коэффициентов трения;
А (бронзовые шарики) —   антифрикционный с бронзовыми шариками;
А (графит) — антифрикционный с графитом;
А (кокс) — антифрикционный с коксом;
А (МоS2) — антифрикционный с дисульфидом молибдена;
А (нитрид бора) — антифрикционный с нитридом бора;
А (ПТФЭ) — антифрикционный с политетрафторэтиленом;
А (ПЭ) — антифрикционный с полиэтиленом;
А (сульфат бария) — антифрикционный с сульфатом бария;
А (ТФЭ) — антифрикционный с тетрафторэтиленом;
А (Ув) — антифрикционный с углеродным волокном;
АД — с повышенной адгезионной способностью;
АНТ — с улучшенными антистатическими свойствами;
АФ — с повышенной стойкостью к антифризам;
БЗ — с повышенной стойкостью к бензину;
ВС — вспененный для улучшения теплозвукоизоляции и снижения плотности;
ВСВ — с повышенной стойкостью в атмосфере сухого и влажного воздуха;
Г — с повышенной стойкостью к воде (гидролизостойкий)
ГЗН — с повышенной газонепроницаемостью;
ДВ — с пониженным дымовыделением;
ДС — с улучшенной дугостойкостью;
ДЭ — с улучшенными диэлектрическими свойствами;
ЖС — с повышенной жесткостью;
ИСК — с улучшенной искростойкостью;
МД — с повышенной стойкостью к меди;
МР — с повышенной морозостойкостью;
МС — с повышенной стойкостью к моющим средствам;
МЦ — медицинского назначения (специализация не конкретизируется);
МЦб.с — медицинского назначения, контактирующий с биохимическими средами (кровь и пр.);
МЦм.и — медицинского назначения для медицинских инструментов (шприцы и пр.);
МЦо.о — медицинского назначения для оправ и стекол очков и пр. (контакт с неповрежденной кожей);
МЦо.ч — медицинского назначения, контактирующий с органами человека (внутренней средой организма);
МЦр.о — медицинского назначения, способный рассасываться в организме человека (клеи, швы и пр.);
МЦу.м — медицинского назначения для упаковки медикаментов (контакт с лекарственными препаратами);
НА — наполненный асбестом;
НАЭ — наполненный аэросилом;
НБв — наполненный борным волокном;
НБш — наполненный бронзовыми шариками;
НК — наполненный каолином;
НМЛ — наполненный мелом (карбонат кальция);
НМН — наполненный минеральным наполнителем;
НПс — наполненный полыми сферами;
НС — наполненный стекловолокном;
НСк — наполненный стекловолокном коротким;
НСу — наполненный стекловолокном с повышенным армирующим эффектом;
НСЛ — наполненный слюдой;
НСЛу — наполненный слюдой с повышенным армирующим эффектом;
НСш — наполненный стеклянными шариками;
НСЖ — наполненный сажей;
НТ — наполненный тальком;
НУв — наполненный углеродным волокном;
ОВО — оптический для волоконной техники;
ОГН — с улучшенной огнестойкостью;
ОГН1 — с улучшенной огнестойкостью — класс V1 по стандарту UL 94;
ОГН2 — с улучшенной огнестойкостью — класс V0 по стандарту UL 94;
ОЛЗ — оптический для линз, оболочек светопровода;
ОПТ — оптический для светотехники;
ОЧЦ — оптический для оптических изделий черного цвета;
ПВг — пищевого назначения, контактирующий с горячей питьевой водой;
ПВх — пищевого назначения, контактирующий с холодной питьевой водой;
ПР — с улучшенной прозрачностью;
ПЩ — пищевого назначения (специализация не конкретизируется);
РК — рентгеноконтрастный;
РС — с повышенной радиационной стойкостью;
СГ — с повышенной стойкостью в атмосфере сухих газов;
СД — с повышенной стойкостью к солидолу;
СРВ — с улучшенной стабильностью размеров во влажной среде;
СРР — с повышенной стойкостью к растрескиванию;
СРТ — с улучшенной стабильностью размеров при повышенных температурах;
ТВ — с повышенной твердостью;
ТВфэ — с повышенной стойкостью к тепловому старению и горячей воде без ухудшения физиологической инертности и электрических свойств;
ТК — тканеэквивалентный;
ТР — с повышенной стойкостью к термитам;
ТРИ — триингостойкий;
ТС — с повышенной теплостойкостью;
ТСТ — с повышенной стойкостью к тепловому старению;
ТСТэ — с повышенной стойкостью к тепловому старению без ухудшения электрических свойств;
ТУФВ — с повышенной стойкостью к тепловому старению, УФ-лучами и влаге;
ТУФВэ — с повышенной стойкостью к тепловому старению, УФ-лучам и горячей воде без ухудшения электрических свойств;
УП — с повышенной ударной прочностью;
УПм — с повышенной ударной прочностью, сохраняющейся при низких температурах;
УПмм — с повышенной ударной прочностью за счет увеличения молекулярной массы;
УПс — с повышенной ударной прочностью в сухом состоянии (для гигроскопичных полимеров);
УСА — с пониженной анизотропией усадки;
УФ — с повышенной стойкостью с УФ-лучам;
УФВ — с повышенной стойкостью к УФ-лучам и влаге;
УФТ — с повышенной стойкостью к УФ-лучам и тепловому старению;
ФП — фоторазрушаемый;
ХС — с повышенной химической стойкостью;
Э — с повышенной эластичностью;
ЭП — с улучшенной электропроводностью;
ЭП (бронза) — с улучшенной электропроводностью за счет бронзы;
ЭП (графит) — с улучшенной электропроводностью за счет графита;
ЭП (железный порошок) —   с улучшенной электропроводностью за счет железного порошка;
ЭП (сажа) — с улучшенной электропроводностью за счет сажи.
     

ПОТРЕБИТЕЛЬСКИЕ СВОЙСТВА ПЛАСТМАСС

Пластмассами (пластическими массами) называют полимерные материалы, основу которых составляют те термопластичные полимеры, которые находятся в период формования изделий в вязкотекучем или высокоэластическом состоянии, а при эксплуатации изделий – в стеклообразном или частично-кристаллическом, а также те термореактивные полимеры, которые при формовании изделий находятся в жидком агрегатном (вязкотекучем) состоянии, а при эксплуатации изделий – в твердом (отвержденном).

Из сказанного следует, что важны и те свойства, которые пластмассы проявляют при переработке (т. е. при формовании в изделия — так называемые технологические свойства), и те свойства, которыми обладают пластмассы при эксплуатации в изделиях
(т. н. эксплуатационные свойства). При этом если какое-либо технологическое и какое-либо эксплуатационное свойство пластмассы определяются некоторым одним и тем же физико-механическим параметром, то такие технологическое и эксплуатационное свойства могут быть взаимно противоречивыми — когда улучшение технологического свойства влечет за собой ухудшение эксплуатационного свойства и наоборот. Примером является молекулярная масса (ММ) полимера: для заказчика изделия желательно, чтобы молекулярная масса материала изделия была высокой (т. к. чем выше ММ, тем больше жесткость и прочность изделия при эксплуатации). Однако с повышением ММ возрастает вязкость расплава полимера, т. е. ухудшаются его технологические свойства (что очень нежеланно для инженера-технолога). В таких случаях должен быть найден некий компромисс.

Для реализации разнообразных свойств в состав любой пластмассы, помимо полимера, могут входить и другие компоненты (взятые в разных, заранее определенных количествах, и имеющие различное назначение) — наполнители, пластификаторы, красители, стабилизаторы и другие добавки; поэтому в пластмассе доля собственно полимера может составлять от 20% до 100%.

Общие требования к свойствам пластмассовых изделий представлены в табл. 1.1.

 

Таблица 1.1

Общие требования к качеству полимерных изделий [5]

Функциональное назначение Примеры изделий Требования, предъявляемые к качеству изделия
Все отрасли промышленности
Предметы народного потребления Галантерея, игрушки, посуда, баки, бидоны, ванны, фурнитура Привлекательный внешний вид, эргономические требования
Бытовая техника
Вспомогательные, декоративные детали; детали, находящиеся на наружной части изделий Ручки, корпуса и крышки изделий Привлекательный внешний вид, эргономические требования, удовлетворительные прочностные параметры
Нагруженные и ненагруженные ответственные детали бытовых машин и приборов, детали, находящиеся внутри машин или приборов Подшипниковые узлы, кронштейны, стойки Удовлетворительные или высокие прочностные параметры и точность размеров, удовлетворительный внешний вид

Окончание табл. 1.1

Функциональное назначение Примеры изделий Требования, предъявляемые к качеству изделия
Машиностроение, приборостроение, электротехника, радиотехника, автомобилестроение, судостроение и др.
Вспомогательные детали Ручки, кнопки, панели, кожухи, каркасы Удовлетворительные прочностные параметры и внешний вид, эргономические требования
Несопрягаемые ответственные детали (нагруженные и ненагруженные) Лопатки турбин, рабочие колеса насосов Высокие прочностные параметры, удовлетворительные точность размеров и внешний вид
Сопрягаемые ответственные детали (нагруженные) Подшипниковые узлы, корпусы механизмов, рабочие тела муфт и механических передач Высокие точность размеров и прочностные параметры, удовлетворительный внешний вид

 

Любой объект, в том числе и полимерное изделие, может характеризоваться очень большим числом свойств. При этом любая комбинация каких-либо свойств также является свойством, но более общим, обобщенным (например, коэффициент трения и коэффициент износа составляют фрикционные свойства, которые, вместе с другими, определяют механические свойства, являющиеся, в свою очередь, эксплуатационными и т. д.). Таким образом, свойства рассматривают на различных уровнях, расчленяя на каждом уровне свойства на более простые; в конечном итоге при этом приходят к так называемым первичным свойствам, которые могут быть охарактеризованы количественно только одним каким-либо параметром (пример этого — табл. 1.2–1.3).

Для выбора полимерного материала (т. е. и для сравнения пластмасс между собой) используют в настоящее время около 50 первичных свойств, каждое из которых количественно описывают с помощью некоторого одного только параметра; количественное определение этих параметров регламентировано, как правило, различными стандартами и нормами (поэтому далее такие параметры будут называться стандартными). Свойства эти и параметры имеют самое непосредственное отношение к использованию пластмасс, к их потребителям (инженерам-технологам, инженерам по эксплуатации изделий, покупателям изделий), поэтому эти свойства и параметры называются потребительскими.

В свою очередь, потребительские свойства разделяются на 3 группы:

1) эксплуатационные свойства (в том числе дизайнерско-эргономические — т. е. внешний вид, удобство использования изделия человеком);

2) технологические;

3) технико-экономические (стоимость и доступность материала, себестоимость изделия, эффективность, производительность).