De regulă, materialul plastic este un compus organic complex, care include mai multe componente. Cea mai importantă dintre ele, specificând principalele proprietăți ale materialului, este o rășină artificială. Producerea oricărui material plastic începe cu prepararea acestei rășini. În general, rășinile ocupă o poziție intermediară între substanțe solide și lichide.
Pe de o parte, au multe calități de solide, dar sunt și ele foarte intrinseci
Ca și cauciucul la care sunt foarte asemănătoare în proprietăți, rășinile aparțin polimerilor, adică moleculele lor constau dintr-un număr mare de legături identice (adesea foarte simple în structura lor).
Rășinile artificiale (sintetice) pot fi obținute ca urmare a unei reacții chimice de două tipuri: reacții
Rășinile fenolice, de exemplu, sunt obținute din fenol și formaldehidă: două molecule de fenol sunt legate între ele printr-o grupare metilenă punte conținută în formaldehidă, cu apă eliberată. Apoi, aceste molecule, deja duble, sunt legate între ele. În final, se obține o moleculă mare de structură liniară sau tridimensională.
În timpul reacției de polimerizare, moleculele aceleiași substanțe intră în interacțiune. Conectându-se unul cu celălalt, ele formează o substanță nouă - un polimer fără izolarea subproduselor. La reacția de polimerizare sunt capabile de toate substanțele organice având în structura lor
Rășina se leagă sau, cum se spune uneori, cimentând toate componentele din plastic, conferă plasticitate și alte calități valoroase - duritate, rezistență la apă, proprietăți mecanice și electrice de izolare. Pe lângă rășina din multe tipuri de materiale plastice, un loc important (50-70% din greutate) este ocupat de așa-numitele umpluturi, care pot fi substanțe organice sau minerale.
Printre materialele de umplutură organice, cea mai importantă este celuloza (utilizată sub formă de pânză de hârtie sau strat de bumbac, este impregnată cu o soluție de rășină, apoi uscată și presată). Materialele de umplutură anorganice includ mica, ardezie, talc, azbest, pânză de sticlă și grafit.
De regulă, materialele de umplutură sunt mult mai ieftine decât rășina, iar introducerea lor cu selecția potrivită - aproape nu afectează proprietățile materialelor plastice. Uneori introducerea are succes
Începutul producției de materiale plastice pe bază de materiale artificiale se referă la prima treime a secolului al XIX-lea. În 1830, în Anglia, a fost produs unul dintre primele materiale plastice - campulicul. Baza acestui material laminar a fost țesătura de iută, pe care se rostogoli un amestec de cauciuc, pluta zdrobită și alte componente.
Cu toate acestea, din cauza prețului ridicat al cauciucului, producția acestui plastic nu a beneficiat de o distribuție largă. În 1863, englezul Frederick Walton a înlocuit cauciucul cu linoxin și astfel a început producția de linoleum. Până în prezent, este universal folosit ca o acoperire de podea, deoarece aceasta
Utilizarea celulozei, creată pe bază de celuloză, a început utilizarea pe scară largă a materialelor plastice. (Celuloză sau celuloză, este baza de lemn și alte materiale vegetale, iar molecula constă dintr-un număr mare de unități simple în structură, sub formă purificată este incoloră, nefuzibil și materialul insolubil.)
În 1845, sa constatat că tratamentul celulozei (vată de bumbac) cu azot și acizi sulfurici au format acid azotic, cunoscut sub numele de piroxilină.
Întrebarea a apărut: dacă apa privează piroxilina de rezistență explozivă, poate că există o altă modalitate de a-și influența proprietățile. Sa dovedit că dacă nitroceluloza umedă este amestecată cu camfor, obțineți un material plastic care poate fi prelucrat pe role, presat și turnat. În 1869, frații Hayett au primit, prin urmare, celuloid, care a început să fie produs industrial din 1872.
Celuloidul avea o mare putere, era frumos și putea fi vopsit în orice culoare sau folosit ca un film transparent. Acest material plastic a primit cea mai mare distribuție. Din ea a început să facă fotografii - și un film, piepteni, cutii, jucării pentru copii, butoane, curele. Cu toate acestea, celuloidul avea un dezavantaj important - era combustibil și foarte ușor de aprins.
În 1872 chimistul german Adolf von Bayer, prin combinarea fenolului cu formaldehida în prezența acidului clorhidric, a sintetizat o nouă substanță care formează rășină. Datorită absenței în momentul de ieftine
Numai la începutul secolului XX a început să construiască o fabrică producătoare de rășini fenolice formaldegidovyh, mai ales după 1908, chimistul american și inventator Leo Baekeland găsit o modalitate de producție a acelorași fenolici prime care au capacitatea de la încălzire să se mute în infuzat și insolubile
Materia primă pentru rășini fenol formaldegidovyh sunt fenol (acid carbolic) și formol (formol - o soluție de formaldehidă gazoasă în apă, formaldehidă preparată în mod artificial prin oxidarea cu oxigen alcool metilic al aerului la o temperatură de 500-600 grade). În primul rând, aceste rășini au fost folosite ca înlocuitori ai rășinii naturale - șelac pentru izolarea electrică.
Dar în curând sa dovedit că au multe proprietăți pe care nu le aveau, nici șelac, nici alte rășini naturale. Fenoplastele au început să câștige rapid o gamă largă de aplicații și, de mult timp, au ocupat poziția de lider în rândul acestora
Ele au fost utilizate pe scară largă pentru fabricarea de prize, prize, cartușe și alte echipamente electrice, precum și în industria chimică, ca material pentru cuve, rezervoare și țevi folosite în medii corozive. Umplutura din aceste materiale plastice era de obicei făină de lemn.
Mai târziu, pe baza rășinilor fenolice, s-au folosit materiale plastice utilizate pe scară largă, cum ar fi getinaxul, textolitul și altele. Produsele din acestea sunt obținute prin presare la cald a țesăturilor, hârtiei sau placajului impregnate cu rășină. Astfel, este posibil să se producă părți foarte puternice și ușoare (de exemplu, angrenaje sau rulmenți), înlocuind cu succes cele metalice.
Și spre deosebire de cele din urmă, aceste părți funcționează în tăcere și nu se supun efectelor distructive ale uleiurilor lubrifiante. Da, și
Un alt tip de material plastic răspândit este carbamidul. Principala materie primă pentru producerea de rășini uree este ureea. (Ureea a fost prima substanță organică din istorie care a fost sintetizată artificial, chimistul german Friedrich Wöhler la primit în 1828 din cianură, sulfat și amoniu,
În 1918, chimistul ceh John a obținut un brevet pentru o metodă de fabricare a unei noi rășini din uree și formaldehidă. Această rășină are multe proprietăți remarcabile: a fost un solid incolor, malogoryuchey, nu doar lumina perfect ratat rezistent la căldură, dar, de asemenea, razele ultraviolete (care nu lasa sticla obișnuită) și este ușor de vopsit în orice culoare. În acest caz, totuși, a avut un dezavantaj semnificativ - a absorbit umezeala.
În anii următori s-au sintetizat multe materiale plastice noi. O largă răspândire în tehnologie a fost obținută prin intermediul unor materiale plastice puternice transparente, înlocuind cu succes sticla fragilă. Cel mai potrivit pentru aceste scopuri a fost polimetilmetacrilatul, obținut din acetonă, cianură
În 1940 chimistul german Müller și omologul sovietic independent Andrianov au primit primele materiale plastice din silicon. Moleculele acestor materiale plastice împreună cu carbonul includ siliciul. Aceasta informează noul tip de material plastic cu proprietăți foarte valoroase: este rezistent la căldură (rezistă la temperaturi de până la 400-500 grade), rezistent la apă, acizi și solvenți organici. Toate acestea le-au oferit o gamă largă de aplicații.
După ce s-a sintetizat 10-30% polietilenă, s-a dizolvat etilenă și reacția a încetat. Când presiunea a fost redusă, etilenă s-a evaporat și s-a utilizat
In 1953, Carl Waldemar Ziegler a dezvoltat o metodă simplă pentru producția de polietilenă: la o presiune mult mai mic de etilenă a fost dizolvat în benzină, apoi presurizat la 10 atmosfere și în prezența unui catalizator a început (un titan triclorură alchilat) reacția de polimerizare. Cu aprobarea acestei metode de producție, polietilena (un izolator excelent, imun la acizi) a devenit una dintre cele mai utilizate materiale plastice.