Виды полимеров
Основные свойства полимерных материалов, как хорошо известно, определяются составом и структурой их макромолекулярных цепей.
ПЭ — полиэтилен (PE – Polyethylene)
Существует два основных типа полиэтилена. Более «старый» тип, произведенный первым в 1930-х годах, полимеризуется при высоких температурах и давлениях, условиях, которые достаточно энергоемки, чтобы обеспечить заметную встречаемость реакций по цепному механизму, которые приводят к образованию разветвления как с длинными, так и с короткими цепями. Этот тип ПЭНД иногда называется полиэтиленом высокой плотности (ПЭВП или ПВП), если есть необходимость отличать его от линейного полиэтилена низкого давления, более «молодого» типа ПЭВД.
При комнатной температуры полиэтилен – довольно мягкий и гибкий материал. Он хорошо сохраняет эту гибкость в условиях холода, так что применим в упаковке замороженных пищевых продуктов. Однако при повышенных температурах, таких как 100°С, он становится слишком мягким. ПЭНД отличается более высокой хрупкостью и температурой размягчения, чем ПЭВД, но все же противопоказан для производства контейнеров горячего заполнения.
Около 30% всех пластиков, используемых для упаковки – это ПЭНД. Это наиболее широко используемый пластик для бутылок, из-за его низкой стоимости, простоты формования, и отличных эксплуатационных качеств. В естественной форме ПЭНД молочно-белый, полупрозрачный, и таким образом, не подходит для областей применения, где требуется высокая светопроницаемость.
Один недостаток использования ПЭНД в некоторых из областей применения — его тенденция к растрескиванию в случае если конструкция находится под напряжением и при этом взаимодействует с внешней средой.
ПЭВД – полиэтилен высокого давления (LDPE – Low Density Polyethylene)
Другие названия: ПВД, ПНП или ПЭНП – полиэтилен низкой плотности.Пластичен, слегка матовый, воскообразный на ощупь, перерабатывается методом экструзии в рукавную пленку с раздувом или в плоскую пленку через плоскощелевую головку и охлаждаемый валик. Пленка из ПЭВД прочна при растяжении и сжатии, стойка к удару и раздиру, прочна при низких температурах. Имеет особенность – довольно низкая температура размягчения (около 100° С). ПЭВД — это наиболее широко применяемый упаковочный полимер, соответствующий примерно одной трети всех упаковочных пластиков. Из-за его низкой кристалличности, это более мягкий, более гибкий материал, чем ПЭНД. Это предпочитаемый материал для пленок и сумок, из-за его низкой стоимости. ПЭВД отличается лучшей прозрачностью, чем ПЭНД, но все же не обладает кристальной чистотой, которая желательна для некоторых областей применения упаковок.
ПЭНД – полиэтилен низкого давления (HDPE – High Density Polyethylene)
Другие названия: ПНД, ПЭВП или ПВП – полиэтилен высокой плотности, полиэтилен 300, PE-300, PE-HD.Пленка из ПЭНД – жесткая, прочная, менее воскообразная на ощупь по сравнению с пленками ПЭВД. Получается экструзией рукава с раздувом или экструзией плоского рукава. Температура размягчения 121° С позволяет производить стерилизацию паром. Морозостойкость этих пленок такая же, как и у пленок из ПЭВД. Устойчивость к растяжению и сжатию – высокая, а сопротивление к удару и раздиру меньше, чем у пленок из ПЭВД. Пленки из ПЭНД – это прекрасная преграда влаге. Стойки к жирам, маслам. «Шуршащий» пакет-майка («шуршавчик»), в который вы упаковываете покупки, изготовлен именно из ПЭНД.
ПЭ-500 – полиэтилен 500 (PE-500 или РЕ-HMW – High modulus polyethylene)
Другие названия: Высокомолекулярный полиэтилен низкого давления
ПЭ-500 имеет среднюю молярную массу приблизительно 500000 г/моль. Полиэтилен 500 –высокомолекулярный полиэтилен с увеличенным диапазоном рабочих температур и низким коэффициентом трения. Материал обладает хорошей стойкостью к износу и стойкостью к царапинам.
Применяется при изготовлении столешниц для резки или колод для рубки в пищевой промышленности, а также для разделочных досок, мешателей, панелей-вкладышей для вакуум - упаковочных машин, противоударных средств защиты.
ПП – полипропилен (PP – Polypropylene)
Прекрасная прозрачность (при быстром охлаждении в процессе формообразования), высокая температура плавления, химическая и водостойкость. ПП пропускает водяные пары, что делает его незаменимым для «противозапотевающей» упаковки продуктов питания (хлеба, зелени, бакалеи), а также в строительстве для ветро- и гидроизоляции. Полипропилен чувствителен к кислороду и окислителям. Перерабатывается методом экструзии с раздувом или через плоскощелевую головку с поливом на барабан или охлаждением в водяной бане. Имеет хорошую прозрачность и блеск, высокую химическую стойкость, особенно к маслам и жирам, не растрескивается под воздействием окружающей среды.
ПВХ – поливинилхлорид (PVC — Polyvinyl chloride)
Другие названия: полихлорвинил, винил, вестолит, хосталит, виннол, корвик, сикрон, джеон, ниппеон, сумилит, луковил, хелвик, норвик и другие.
В чистом виде применяется редко из-за хрупкости и неэластичности. Может перерабатываться в пленку методом экструзии с раздувом, либо плоскощелевой экструзией. Расплав высоковязкий. ПВХ термически нестабилен и коррозионно активен. При перегреве и горении выделяет высокотоксичное соединение хлора – диоксин. Широко распространился в 60-е и 70-е годы. Вытесняется более экологичным полипропиленом.
ПВДХ – поливинилиденхлорид (PVDC — Рolyvinylidene chloride)
Продукт аддитивной полимеризации винилиденхлорида.
ОПС — ориентированная полистирольная пленка (OPS — Oriented polystyrene)
Вид термоусадочных пленок, ориентированных в поперечном направлении. Степень усадки до70%. Обладают высокая прозрачностью, высоким глянцем, хорошей адгезией (склеиваемостью) при запечатывании, экологичностью, антистатичностью, технологичностью.
ПА – полиамиды (PA — Рolyamide)
Широкая группа пластмасс на основе линейных синтетических высокомолекулярных соединений. Полиамиды используются в машиностроении, автомобильной промышленности, текстильной промышленности, медицине и других областях.
ПЭТ – Полиэтилентерефталат (PET – Polyethylene terephthalate)
Другие названия: полиэтиленгликольтерефталат, ПЭТФ, также используются фирменные названия материалов на основе ПЭТ, например, арнит.
Термопластик – твердое, бесцветное, прозрачное вещество в аморфном состоянии и белое, непрозрачное в кристаллическом состоянии. Переходит в прозрачное состояние при нагреве до температуры стеклования и остается в нем при резком охлаждении и быстром проходе через «зону кристаллизации». Одним из важных параметров ПЭТ является характеристическая вязкость определяемая длиной молекулы полимера. Прочен, износостоек, хороший диэлектрик.
ПК – Поликетон (PK – Polyketone)
Синтетические термопластичные полимеры.
АЦ – ацетилцеллюлоза (CA – Cellulose acetat)
Другие названия: ацетат целлюлозы, АЦЭ – ацетоцеллюлозный этрол; ацетилцеллюлозный этрол
Сложные эфиры целлюлозы и уксусной кислоты
Целлофан (Cellophane)
Прозрачный пленочный материал, получаемый из вискозы. Жиро- влагоустойчивый. Нередко в обиходе целлофаном ошибочно называют упаковочные материалы (пакеты, товарную упаковку) из полиэтилена, полипропилена или полиэфиров.
АБС – акрилонитрилбутадиенстирол (ABS – Acrylonitrile butadiene styrene)
Другие названия: сополимер акрилонитрила, стирола и бутадиена, АБС сополимер.Ударопрочная техническая термопластическая смола
Листовой АБС сочетает в себе высокую прочность и эластичность. Акрилонитрилбутадиенстирол можно выплавлять в сложные формы и при этом материал сохранят свои эксплуатационные свойства.
АБС-пластик обладает рядом преимуществ по сравнению с другими видами полимерных материалов. У акрилонитрилбутадиенстирола высокая устойчивость к щелочам, жирам, бензину и большинству других агрессивным веществ (некоторые виды АБС не переносят воздействия бензола, ацетона и этилхлорида). Материалы из АБС сополимера отличаются ровной и блестящей поверхностью. АБС является одним из самых востребованных материалов в производстве и хозяйстве. Самое известное применение – производство корпусов для мобильных телефонов и гаджетов.
В чистом виде не устойчив к ультрафиолетовому излучению.
ПММА (оргстекло) – полиметилметакрилат (PMMA – Polymethyl methacrylate)
Другие названия: органическое стекло, акриловое стекло, акрил, полистекло, полистирольное стекло, плексиглас. Также используются фирменные названия материалов на основе ПММА, например, акрима, карбогласс, плексима, плазкрил, акрилекс, акрилайт, акрипласт, метаплекс.Синтетический виниловый полимер метилметакрилата, термопластичный прозрачный пластик
Оптическая прозрачность, небольшой вес по сравнению с обычным стеклом, безосколочность, легкость обработки и возможность задавать при литье или экструзии сложные формы, водостойкость, нечувствительность к действию ГСМ и топлива сделало оргстекло незаменимым в промышленности. Во всех областях, где не предъявляются специальные требования к пожаробезопасности, нет открытого огня и высоких температур способных вызвать возгорание полиметилметакрилата или других специфических условий, обычное стекло стараются заменить оргстеклом.
Сейчас, практически не возможно найти такую область деятельности, где не применялось бы органическое стекло.
АБС/ПММА – так называемый «сантехнический» пластик.
Многослойный материал получаемый соэкструзией из акрилонитрилбутадиенстирола (АБС) и полиметилметакрилата (ПММА). Предназначен для термоформования различных сантехнических изделий – ванн, раковин, модулей душевых кабин, поддонов для душа, фонтанов, элементов для бань и сауны, мебели. Широко применяется для отделки сантехнических узлов и ванных комнат. Листы АБС/ПММА имеют хорошие электроизоляционные свойства, высокую прочность на пробой. Обладают высокой стойкостью к погодным условиям.
ПК – поликарбонат (PC – polycarbonate, polychloroprene)
Другие названия: полихлоропрен.
Аморфный полимер обладает о высокими ударопрочными свойствами, в том числе и при низких температурах. Формоустойчивость делает его подходящим для изготовления точных деталей, но материал разрушается под действием масел и консистентных смазок, поэтому практически не используется в механике.
Листовой монолитный поликарбонат (литой ПК) является удобным строительно-отделочным материалом. Листы литого поликарбоната обладают отличными противоударными свойствами, высокой светопроницаемостью, стойкостью к ультрафиолету, колебаниям температур и влажности. Литой поликарбоната самый прочный из известных синтетических светопроницаемых материалов. Прочность монолитного поликарбоната выше прочности стекла в 250 раз.
За счет высокой гибкости и пластичности, листы монолитного поликарбоната легко монтируются, что позволяет успешно возводить их этого материала самые различные конструкции, поэтому его часто используется в жилых, промышленных, офисных и других помещениях. Благодаря высокая светопроницаемость листы монолитного поликарбоната часто применяют в целях остекления, чтобы установить прозрачный экран, перегородки, системы естественного освещения. Кроме прозрачного литой поликарбонат промышленность выпускает и листы цветного поликарбоната, используемого в декоративных целях.
Листовой сотовый поликарбонат (ячеистый ПК) отличается от литого ПК технологий производства – использованием определенных типов матриц. За счет этого сотовый поликарбонат обладает теми же основными свойствами, что и монолитный: высокой светопроницаемостью, стойкостью к ультрафиолету, колебаниям температур и влажности. Литой поликарбоната самый прочный из известных синтетических светопроницаемых материалов. Прочность монолитного поликарбоната выше прочности стекла в 250 раз.
ПВДФ – поливинилиденфторид (PVDF – polyvinylidene fluoride)
Другие названия: фторопласт-2М
Основное применение ПВДФ в России состоит в монтаже трубопроводных систем и комплектующих. Кроме этого, поливинилиденфторид является универсальным техническим материалом, пригодным для производства компонентов для нефтехимической, химической, металлургической, пищевой, бумажной, текстильной, полупроводниковой, фармацевтической и атомной отраслей. Также используется для производства рыболовных лесок.
Также из ПВДФ производятся листы различной геометрии, часто с дублирующим слоем полиэфирной ткани. Листы поливинилиденфторида используются в качестве защитной футеровки емкостного оборудования и стен помещений. Кроме химической и атмосферной стойкости листы обладают антивандальной функцией и очень длительным сроком службы.
ПЭЭК – полиэфирэфиркетон (PEEK – Polyetheretherketone)
Полукристаллический полимер. Материал с высокими механическими и термическими (устойчив при температуре до 240°C) свойствами. ПЭЭК устойчив к изменению характеристик под нагрузкой и износу. Полиэфирэфиркетон обладает низким коэффициентом трения, устойчивостью к химическому воздействию.
ПСФ – Полисульфон (ПСН, PSU – Polysulfone)
Полисульфон – неусиленный, аморфный полимер, главными характеристиками которого являются высокие термические, электрические и механические свойства типичные для кристаллических полимеров. ПСФ обладает стойкость к воздействию высоких температур, гидролизу и пару, к химическому воздействию.
ПС – полистирол (PS – Polystyrene)
Полистирол относится к группе синтетических полимеров класса термопластов, продукт получают в промышленности полимеризацией стирола. Твердое и бесцветное стеклоподобное вещество.
В зависимости от технологии получения разделается на три типа:
- ПСЭ – Эмульсионный полистирол;
- ПСС – Суспензионный полистирол;
- ПСМ – Блочный или получаемый в массе.
Из полистирола изготавливают огромное количество предметов первой необходимости – одноразовую посуду, игрушки, упаковку. Все изделия отвечают принятым в Европе стандартам безопасности и безвредны для здоровья человека.
Благодаря своим высоким теплоизоляционным свойствам полистирол востребован в строительстве и при отделки помещений. Из материала делают плиты, сэндвич-панели, несъемную опалубку, облицовку, потолочный багет и декоративные элементы.
В медицине полистирол используют в системах переливания крови. Из материла изготавливают одноразовые инструменты. А вспененный полистирол используют для подготовки и очистки сточных вод.
В пищевой промышленности полистирол используется как упаковочный материал.
ПВА – поливинилацетат (PVAС – Polyvinyl acetate)
Другие названия: ПВАЦ, PVA
Поливинилацетат – продукт цепной полимеризации винилацетата, сложного эфира уксусной кислоты и винилового спирта.
ПВА легко растворяется в воде, в следствии чего получил широкое распространение в лакокрасочной промышленности. На основе поливинилацетат выпускается эмаль ПФ 115, большой ассортимент водоэмульсионных красок и покрытий.
Используется в 3D-печати для создания временных вспомогательных элементов в объектах со сложной геометрией. Временные элементы из ПВА впоследствии можно легко удалить промыв конструкцию в емкости с теплой водой.
ПВС – поливиниловый спирт (PVHO – Polyvinyl alcohol)
Другие названия: PVAL, ПВСП, PVA.
Поливиниловый спирт – искусственный, водорастворимый, термопластичный полимер является физиологически нейтральным веществом безопасным для человека.
Используется в медицинской, химической и пищевой промышлености, как глазирующая, влагоудерживающая и пленкообразующая добавка. Например, из поливинилового спирта изготавливают растворимые оболочки для лекарственных препаратов и капсул с моющими средствами. ПВС используют как барьерный слой в полиэтилентерефталатовых емкостях для диоксида углеродов, смазка для твердых контактных линз, фиксатор для сбора образцов, сгуститель при производстве шампуней и моющих средств. В пищевой промышленности поливиниловый спирт применяют как эмульгатор (Е1203).
ПАН – полиакрилонитрил (PAN – Polyacrylonitrile)
Другие названия: ПАКН.
Полиакрилонитрил – является сырье для получения термоустойчивых материалов. ПАН хорошо сополимеризуется с большинством мономеров. Полученные сополимеры широко используются в полимерной индустрии, например, для изготовления лакокрасочных материалов, АСБ пластиков и др. Помимо этого в промышлености востребованы волокна из полиакрилонитрила. Полиакрилонитрильное волокно используется в производстве технических тканей, фильтров, войлоков, специального сукна, брезентов, транспортных лент, рыболовных сетей в качестве наполнителя слоистых пластиков. Также на основе ПАН производят и термостойкие углеродные волокна.