Что такое пластик?

Люди сталкиваются с пластиком практически каждый день, но что же такое пластик?

Пластик — это полимеры, основными компонентами которых являются синтетические смолы. Кроме того, по мере необходимости добавляются некоторые специальные добавки, такие как пластификаторы, улучшающие пластичность, антивозрастные агенты, предотвращающие старение пластика, и т. д.

Хотя относительная молекулярная масса полимера очень велика, состав его несложен, а структура подчиняется определенным правилам. Они изготавливаются путем полимеризации малых молекул, например, полиэтиленовый пластик, который получают путем полимеризации молекул этилена.

Когда полиэтиленовый пластик нагревается до определенного температурного диапазона, он начинает размягчаться, пока не превратится в текучую жидкость. Расплавленный полиэтиленовый пластик снова затвердевает при охлаждении и снова плавится при нагревании — это явление называется термопластичностью. Полиэтилен, поливинилхлорид и полипропилен являются термопластами. Некоторые виды пластика могут становиться мягкими только при нагревании в процессе производства, что позволяет придавать им определенную форму. После обработки и формования они больше не плавятся при нагревании и являются термореактивными, как, например, фенолформальдегидная смола.

Почему возникают вышеуказанные явления? Это связано с тем, что термопласты имеют длинную линейную цепную структуру. Например, длинные цепи полиэтилена и поливинилхлорида соединены связями C-C, и эти длинные цепи удерживаются вместе межмолекулярными силами. При нагревании эти длинные цепи начинают вибрировать быстрее, межмолекулярное взаимодействие между цепями ослабевает, и происходит соответствующее скольжение цепей относительно друг друга, поэтому пластик плавится и превращается в жидкость. При охлаждении энергия, содержащаяся в длинных цепях, уменьшается, расстояние между ними сокращается, а взаимное притяжение увеличивается, поэтому они снова затвердевают.

Термореактивные пластмассы на ранней стадии формирования также имеют форму длинных цепей, размягчаются при нагревании и могут принимать определенную форму. Однако при дальнейшем нагревании термореактивного пластика между цепями образуются ковалентные связи, что приводит к некоторому сшиванию, формированию объемной сетчатой структуры, а также к затвердеванию и формованию. При повторном нагревании скольжение молекулярных цепей ограничивается, и материал не плавится.

Существует множество видов пластика, и их применение различно. Например, полиэтилен обладает хорошей электроизоляцией, химической стойкостью к коррозии, морозостойкостью и нетоксичностью. Из него можно изготавливать пленку, использовать в качестве упаковочного материала для пищевых продуктов и медикаментов, а также для производства товаров повседневного спроса, изоляционных материалов, труб и т. д.; в то время как поливинилхлорид обладает хорошими электроизоляционными свойствами, химической стойкостью к коррозии, устойчивостью к органическим растворителям и износостойкостью, но плохой термической стабильностью, низкой воздухопроницаемостью и твердеет на холоде. Из него можно изготавливать пленки, шланги, товары повседневного спроса, трубы, изоляционные материалы и т. д. Пленки из него нельзя использовать для упаковки пищевых продуктов; полипропилен обладает хорошей механической прочностью, хорошей электроизоляцией, химической стойкостью к коррозии, малым весом и нетоксичностью, но плохой маслостойкостью, хрупкостью при низких температурах и легко стареет. Из него можно изготавливать пленки, товары повседневного спроса, трубы, упаковочные материалы и т. д.; полистирол обладает хорошей электроизоляцией, хорошей светопроницаемостью, химической стойкостью к коррозии, нетоксичен, тверд и хрупок при комнатной температуре, становится мягким при высокой температуре и обладает плохой маслостойкостью. Из него можно изготавливать высокочастотные изоляционные материалы, компоненты для телевизоров и радаров, медицинские санитарные принадлежности, а также пенопласт для защиты от ударов, влаги, звукоизоляции, упаковочных прокладок и т. д.; мочевиноформальдегидные пластики обладают хорошей изоляцией, термостойкостью, водонепроницаемостью и легко окрашиваются, из них можно изготавливать электрооборудование, автозапчасти, товары повседневного спроса и т. д.; тетрафторэтилен устойчив к низким и высоким температурам, химической коррозии, растворителям и обладает электроизоляционными свойствами, но его трудно обрабатывать.