Диаграмма состояния железа

Полиамид – сырье для производства капрона, нейлона, дакрона и других тканей. Обладает довольно высокими прочностными характеристиками, что позволяет применять его в машиностроении.

Целлулоид прозрачен, окрашивается в  различные цвета, хорошо обрабатывается, легко растворим в ацетоне, огнеопасен. Применяется в производстве домашней утвари и бытовой техники.

Ацетилцеллюлоза обладает свойствами, сходными с целлулоидом, но негорючая. Практически все пластмассы хорошо поддаются обработке. Их можно пилить, резать с помощью резака, сверлить, нарезать в отверстиях резьбу, а термопластичные материалы – сваривать, изгибать, изготавливать отливки.

2) Опишите строение, применяемую  обработку, рабочие характеристики  материала, предъявляемые к нему  требования, границы применимости.

На примере полиэтилена рассмотрим ответы на данные вопросы.

Строение: Полиэтилен является продуктом полимеризации этилена, химическая формула которого С2Н4. В процессе полимеризации происходит разрыв двойной связи этилена и образуется полимерная цепь, элементарное звено которой состоит из двух атомов углерода и четырех атомов водорода:

Н Н | | – С – С – | | Н Н

В процессе полимеризации может  происходить разветвление полимерной цепи, когда к растущей главной  цепи сбоку присоединяется короткая полимерная группа. Разветвленность  полимерной цепи препятствует плотной упаковке макромолекул и приводит к образованию рыхлой аморфно-кристаллической структуры материала и, как следствие, к уменьшению плотности полимера и понижению температуры размягчения. Различная степень разветвленности полимерной цепи полиэтиленов высокого и низкого давления и определяет различие свойств этих материалов.

Так у полиэтилена высокого давления разветвленность цепи 15-25 ответвлений  на 1000 атомов углерода цепи, а у полиэтилена  низкого давления – 3-6 на 1000 атомов углерода цепи. Соответственно, плотность, температуры плавления и размягчения, степень кристалличности у ПЭВД, который еще называют «полиэтиленом с разветвленной цепью», меньше, чем у ПЭНД, способ полимеризации которого обусловливает малую разветвленность.

Полиэтилен Около 60% всех пластиков, используемых для упаковки – это полиэтилен, главным образом благодаря его низкой стоимости, но также благодаря его отличным свойствам для многих областей применения.

Полиэтилен высокой плотности (ПЭНД - низкого давления) имеет самую простую структуру из всех пластиков, он состоит из повторяющихся звеньев этилена. -(CH2CH2)n- полиэтилен высокой плотности.

Полиэтилен низкой плотности (ПЭВД - высокого давления) имеют ту же химическую формулу, но отличается тем, что его  структура разветвленная. -(CH2CHR) n- полиэтилен низкой плотности

Где R может быть -H, -(CH2)nCH3, или более  сложной структурой с вторичным  разветвлением.

Полиэтилен, благодаря своему простому химическому строению, легко складывается в кристаллическую решетку, и, следовательно, имеет тенденцию к высокой степени кристалличности. Разветвление цепи препятствует этой способности к кристаллизации, что приводит к меньшему числу молекул на единицу объема, и, следовательно, меньшей плотности.

ПЭВД – полиэтилен высокого давления. 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 градусов Цельсия).

ПЭНД – полиэтилен низкого давления. 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.

Существует два основных типа ПЭНД. Более "старый" тип, произведенный первым в 1930-х годах, полимеризуется при высоких температурах и давлениях, условиях, которые достаточно энергетичны, 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 высокого давления (ПВД, ВД-ПЭНД, из-за высокого давления), 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 для ряда применений. ПЭНД отличается более высокой хрупкостью и температурой размягчения, чем ПЭВД, но все же не является подходящим 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, для многих областей применения. В его естественной форме ПЭНД имеет молочно-белый, полупрозрачный вид, и таким образом, не подходит для областей применения, где требуется исключительная прозрачность.

Один недостаток использования  ПЭНД в некоторых из областей применения – его тенденция к растрескиванию под напряжением при взаимодействии внешней среды, определяемая как разрушение пластикового контейнера при условиях одновременного напряжения и соприкосновения с продуктом, что в отдельности не приводит к разрушению. Растрескивание под напряжением при взаимодействии внешней срды в полиэтилене соотносится с кристалличностью полимера.

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.

ПП – полипропилен. 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 гидро-ветроизоляции. ПП 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. В чистом виде применяется редко из-за хрупкости  и неэлостичности. Недорог. Может  перерабатываться в пленку методом  экструзии с раздувом, либо плоскощелевой экструзии. Расплав высоковязкий. ПВХ термически нестабилен и коррозионно активен. При перегреве и горении выделяет высокотоксичное соединение хлора – диоксин. Широко распространился в 60-70е годы. Вытесняется более экологичным полипропиленом.

Обработка Современный промышленный способ получения этилена состоит  в его выделении методом глубокого  охлаждения и фракционирования из газовых  смесей, образующихся при процессах пиролиза или крекинга нефти, а также при коксовании каменного угля.

Полимер этилена – полиэтилен –  представляет собой высокомолекулярный парафин общей формулы [—СН2—  СН2— — СН2—] и линейного строения. Это — термопластичный полимер.

Сочетание таких свойств, как химическая стойкость, механическая прочность, морозостойкость  и стойкость к радиоактивным  излучениям, чрезвычайно низкая газопроницаемость  и водопоглощение, малый объемный вес (0,92-0,96), делает полиэтилен незаменимым материалом в ряде областей техники, в том числе и в строительстве.

До 1954 г. полиэтилен получали только при  высоком давлении (до 2500 атм) и температуре  до 180°С с использованием кислорода  в качестве инициатора процесса полимеризации. В последние годы полиэтилен стал производиться тремя методами: старым – при высоком давлении и новыми – при низком давлении (1-5 атм) и температуре до 60°С с использованием в качестве катализатора органических солей тяжелых металлов и при среднем давлении (35–40 атм) и температуре 125-150°С с использованием в качестве катализатора окислов металлов. Катализаторы не входят в состав образующихся полимеров и лишь участвуют в промежуточных этапах полимеризации, ускоряя ее. В отличие от катализаторов инициаторы по окончании процесса остаются в составе полимеров.

Полиэтилен, полученный при низких давлениях, отличается от полиэтилена, синтезированного при высоком давлении, большей плотностью, прочностью, жесткостью и повышенной теплостойкостью. Полиэтилен высокого давления — материал более мягкий и эластичный.

Для выпуска полиэтилена низкого  давления не требуется сложной аппаратуры и разветвленного компрессорного хозяйства. Производство полиэтилена высокого давления имеет то преимущество, что оно не нуждается в синтезе катализатора, в очистке полученного полимера от остатков катализатора а в регенерации растворителей. Технология полиэтилена высокого давления отличается сложностью технического, аппаратурного оформления.

Полиэтилен  – один из наиболее полезных и важных пластических материалов. Детали электронных  устройств, покрытие картонных молочных пакетов, упаковочные пленки и игрушки – вот далеко не полный перечень того, что делают из полиэтилена.