АДРТехнология
      оборудование для сварки пластмасс          
и монтажа коммуникаций
Телефон +7-495-925-6150 Звоните: +7-495-150-0822
Адрес АДР-Технология Москва, ЮАО, м.Каширская,
ул. Котляковская, 7/8
Оборудование лучших производителей
для каждой технологии
Продукция



Термопласты, пластмассы, пластики, термоэластопласты

Термопласты

Термопластыполимеры, соседние макромолекулы которых связаны только т.н. силами Ван-дер-Ваальса, действующими между молекулярными звеньями соседних макромолекул, находящихся близко друг к другу. В отличие от реактопластов, химических связей между отдельными звеньями соседних макромолекул здесь нет.

Силы Ван-дер-Ваальса имеют сложную природу, принципиально отличную от валентной природы химических связей между молекулярными звеньями одной макромолекулы.

Для перевода термопласта в вязко-текучее состояние необходимо нагреть его до такой температуры ТТ, когда тепловые колебания молекулярных звеньев смогут преодолеть силы Ван-дер-Ваальса, тогда макромолекулы смогут перемещаться друг относительно друга.

Однако при нагреве силы Ван-дер-Ваальса не исчезают, они начинают действовать между оказавшимися рядом звеньями соседних макромолекул и снова разрываются тепловым движением этих звеньев, затрудняя свободное взаимное перемещение макромолекул. Поэтому агрегатное состояние расплавленного термопласта называется вязкой текучестью. С повышением температуры вязкость расплава снижается, увеличивается показатель текучести расплава (ПТР).

Нагрев термопласта до вязко-текучего состояния называют пластификацией. А сами термопласты за их способность к пластификации называют пластическими массами (пластмассами) или пластиками.

Если дальше нагревать термопласт, то при некой температуре ТР кинетическая энергия молекулярных звеньев превысит энергию химической связи между звеньями в макромолекуле, макромолекула начнет дробиться на части и в пределе разрушится до исходного мономера. Дробление молекул полимера на части называют термодеструкцией. Разрушение полимера до исходных мономеров происходит не мгновенно, процесс термодеструкции – длительный, его скорость зависит от того, насколько температура материала превысила температуру разложения ТР. Понятно, что для каждого термопласта температура ТР своя. Так же как и температура вязкой текучести ТТ.

У различных термопластов силы Ван-дер-Ваальса, удерживающие макромолекулы относительно связанными друг с другом, могут быть более или менее сильными сравнительно с силами химических связей между звеньями одной макромолекулы. Поэтому очень важно понять условное деление термопластов на группы:

  • Первая группа – термопласты с низкой энергией вязкого течения, т.е. со сравнительно слабыми силами Ван-дер-Ваальса. У таких термопластов температура термического разрушения ТР намного (на 50ºС и более) выше, чем температура вязкой текучести ТТ.
    Такие термопласты очень удобны с точки зрения формовки и сварки – их можно нагревать до вязко-текучего состояния без страха перегреть, а затем охлаждать практически без потери свойств материала.
    Типичный пример – полиэтилен (ПЭ) или полипропилен (ПП).
  • Вторая группа – термопласты с высокой энергией вязкого течения. У таких термопластов ТР не намного (менее чем на 50ºС) выше ТТ. Такие термопласты также могут формоваться и свариваться нагревом, однако небольшой неосторожный перегрев ведет к термодеструкции. Кроме того, из-за опасности перегрева такие термопласты не нагревают до очень текучего состояния, показатель текучести расплава (ПТР) . остается низким. Из-за высокой вязкости расплава затруднено перемешивание расплава, а сварка требует приложения сравнительно больших усилий прижима.
    Типичный пример – полифинилхлорид (ПВХ).
  • Третья группа – термопласты с энергией активации вязкого течения, превышающей энергию химических связей между молекулярными звеньями. При нагреве такие термопласты начинают разрушаться раньше, чем достигнут вязко-текучего состояния. Формовка или сварка таких термопластов обычными методами невозможна.
    Типичный пример – политетрафторэтилен (ПТФЭ, или фторопласт-4).

Не вдаваясь в такие тонкости, под термопластами обычно подразумевают полимеры, которые способны при нагреве переходить в вязко-текучее состояние, а при последующем остывании снова затвердевать без заметного изменения физических или химических свойств. Таким образом, игнорируют важное различие между первой и второй группами термопластов, а третью группу игнорируют полностью. Ну что же, в большинстве случаев такое определение достаточно.

Другая общая особенность термопластов – довольно высокая способность к пластическим (необратимым) деформациям под небольшой, но длительной нагрузкой. Под действием созданного напряжения (даже без нагрева) некоторые из связей Ван-дер-Ваальса постепенно рвутся, позволяя макромолекулам сместиться и образовать новые поперечные связи. Такое свойство материалов называют ползучестью.

Некоторые термопласты при обычных температурах ведут себя как резина, т.е. способны к большим обратимым деформациям с низким модулем упругости. А при высоких температурах – переходят в вязко-текучее состояние с возможностью формовки или сварки. Такие термопласты называют термоэластопластами и иногда даже считают отдельной группой полимеров. Термоэластопласты находят широкое применение в промышленности. Например, подошвы часто делают не из резины, а формуют из термоэластопластов (например, из термопластичных уретановых каучуков) методом литья под давлением. Такое производство значительно технологичнее, чем вулканизация резины, а в остывшем состоянии хороший термоэластопласт не уступает резине ни в эластичности, ни в износостойкости, ни в морозостойкости.