§ 60. Пластмассы

Пластическими массами называют полимерные материалы, основу (матрицу) которых составляют полимеры. Состав полимерных материалов разнообразен: от почти однородных полимеров до весьма сложных систем, включающих разнообразные компоненты (растворители, пластификаторы, антиокислители, красители, загустители и т. д.). Эти компоненты получили название наполнителей. Свойства полимерных материалов зависят как от полимера, так и от различных добавок. Большинство полимерных материалов следует рассматривать как полимеры, наполненные твердым, жидким или газообразным веществом и имеющие четко выраженную границу раздела с полимерной фазой (матрицей). К полимерным материалам относятся пластмассы, каучуки, волокна.

Рассмотрим наиболее распространенные полимеры и полимерные материалы на их основе.

Полиэтилен

Полиэтилен (—СН₂—СН₂—)_n — твердое вещество, в тонком слое бесцветное, прозрачное, жирное на ощупь, напоминает парафин, легче воды. По химическим свойствам полиэтилен схож с предельными углеводородами: на него не действуют концентрированные серная и соляная кислоты и щелочи, однако азотная кислота его разрушает. Полиэтилен горит голубым слабо светящимся пламенем. Он обладает термопластичностью.

Различают полиэтилен двух видов: полиэтилен низкого давления и полиэтилен высокого давления. Способ получения полимера влияет на физико- технические свойства. Полиэтилен высокого давления имеет плотность, равную 0,92-0,93 г/см³, температуру размягчения 110-125 °С, а полиэтилен низкого давления имеет плотность 0,94—0,97 г/см³, температуру размягчения 130-140 °С. Молекулярная масса первого полиэтилена — 18 000-45 000, в нем отсутствует строгая линейность. Молекулярная масса второго — около 300 000, и его макромолекулы имеют мало ответвлений; следовательно, межмолекулярные силы взаимодействия в нем выше, гибкость макромолекул больше, поэтому полиэтилен низкого давления более прочен механически. Полиэтилен — нетоксичный материал, поэтому из него изготавливают изделия домашнего обихода. Благодаря своим ценным качествам полиэтилен широко применяется в качестве хорошего диэлектрика, например, при изготовлении кабелей для радиоэлектронных и телевизионных устройств. По причине высокой реакционной устойчивости его используют для изготовления труб, антикоррозийных покрытий, емкостей.

Давайте познакомимся со свойствами полиэтилена практически.

Лабораторные опыты

1. Поместите кусочек полиэтилена в стакан с водой. Что вы наблюдаете?

2. Кусочек полиэтилена положите на металлическую пластинку и с помощью спиртовки и тигельных щипцов нагрейте его на огне. Затем стеклянной палочкой осторожно измените форму полиэтилена и дайте остыть образцу. Изменится ли при этом форма?

3. Кусочек полиэтилена с помощью тигельных щипцов внесите в пламя. Что вы наблюдаете?

4. С помощью стеклянной палочки попытайтесь вытянуть нити из расплавленного полиэтилена. Что вы наблюдаете?

5. Проверьте, обесцвечивает ли полиэтилен бромную воду и раствор перманганата калия, для чего в пробирки с этими растворами поместите кусочки полиэтилена и слегка подогрейте их.

Сделайте выводы о свойствах полиэтилена.

Полипропилен

Полипропилен — твердое, жирное на ощупь вещество белого цвета, легче воды, плотность его равна 0,92 г/см³. Молекулярная масса полипропилена составляет 80 000-200 000. Полипропилен отличается от полиэтилена более высокой температурой размягчения — 160-170 °С и большей механической прочностью. По химическим свойствам они схожи.

Полиэтилен и полипропилен обладают хорошими электроизоляционными и газо-, водонепроницаемыми свойствами, поэтому их используют в качестве электроизоляционного, газо-, водонепроницаемого материала, для изготовления аппаратуры, труб, различных емкостей, деталей. В тонком слое полиэтилен и полипропилен пропускают ультрафиолетовые лучи, поэтому из них производят пленку, которую используют в парниках, теплицах.

Продолжение >>>