Muovit: luokittelu, pääominaisuudet, tuotanto- ja jalostusteknologiat

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Muovit tai yksinkertaisesti muovit ovat suurimolekyylisiä yhdisteitä, jotka on valmistettu luonnollisista tai synteettisistä aineista. Tällaisten aineiden pääominaisuus on mahdollisuus siirtyä muoviseen tilaan kahden tekijän - korkean lämpötilan ja paineen - vaikutuksesta. Lisäksi on myös tärkeää, että sen jälkeen massa pystyy säilyttämään sille annetun muodon.

Yleinen kuvaus muovista

Muovimassoja alettiin valmistaa noin 50-60 vuotta sitten. Tähän mennessä nämä tuotteet ovat yleistyneet sekä jokapäiväisessä elämässä että teollisuudessa ja muilla ihmisen toiminnan aloilla. Lisäksi tällä hetkellä muovi voi menestyksekkäästi korvata puun, lasin ja jopa metallin joissain tapauksissa. On syytä huomata, että sellaiset teollisuudenalat kuin konepajateollisuus, radiotekniikka, sähkötekniikka ja kemianteollisuus eivät enää tule toimeen ilman tällaisia tuotteita.

Muovimassat pystyvät yhdistämään metallituotteiden lujuuden,samalla kun sillä on puun paino ja lasin läpinäkyvyys. Kaikilla näillä ominaisuuksilla sellaisilla aineilla ei ole kaikille näille materiaaleille ominaisia haittoja. Ne eivät syöpy kuin metalli, mätänevät kuin puu, eivätkä ne voi rikkoutua kuin lasi.

Yleiset käyttötiedot

Muovimassoja voidaan käyttää kalvomateriaalien valmistukseen. Niitä puolestaan käytetään aktiivisesti esimerkiksi vihannesten viljelyssä. Erinomainen suoja-alueen luomiseen maahan, marjojen, kukkien ja muiden viljelyyn.

Lisäksi muovisäiliöt, säiliöt ja muut säiliöt ovat myös yksi johtavista paikoista torjunta-aineiden, lannoitteiden ja maataloustuotteiden kuljettamisessa. Toistaiseksi kaasunvaihtokalvorakenteen valmistus on jo käynnissä. Tällaisia kalvoja käytetään tuotteiden säilyttämiseen ympäristössä, jossa on valvottu määrä kaasua. Maaseututoimintaa varten valmistetaan jopa heijastavia kalvoja maan multaamiseen.

Perusyhteydet

Jos annamme yleistä tietoa muoveista, voidaan sanoa seuraavaa: pohja koostuu korkeamolekyylisestä yhdisteestä tai vain polymeeristä sekä luonnollisista (piki, asf altti) tai synteettisistä lisäaineista. Tähän mennessä yleisimpiä ja tärkeimpiä ovat synteettiset muovit, joita saadaan polymeroimalla tai polykondensaatiolla.

Muovien polymerointiprosessi on reaktio, jossa yhdistetään identtisiä molekyylejä, jotkakutsutaan monomeereiksi. Tässä tapauksessa yksinkertaisia aineita ei vapaudu. Ja tuloksena olevan polymeerin molekyylipaino on yhtä suuri kuin sen muodostavien kahden ainesosan massa. On huomattava, että muovin tuotantoteknologiaan voi osallistua useita monomeerejä samanaikaisesti. Tässä tapauksessa menettelyä kutsutaan kopolymeroinniksi.

Jos puhumme polykondensaatiosta, niin polymeeri saadaan yhdistämällä useita eri aineiden funktionaalisia ryhmiä. Tässä tapauksessa vapautuu joitain yksinkertaisia aineita. Tämän perusteella käy selväksi, että valmiin polymeerin kokonaismolekyylipaino ei ole yhtä suuri kuin muodostumiseen osallistuvien monomeerien kokonaismassa.

Makromolekyyliyhdisteiden kuvaus

Näiden yhdisteiden käsittely suoritetaan altistamalla korkealle lämpötilalle ja paineelle. Kun tällaiset yhdisteet on valmistettu, ne ovat joko viskoosin nesteen tai kiinteän aineen muodossa. Lisäksi on syytä sanoa, että polymeerit luokitellaan kolmeen suureen ryhmään - muodostukseen käytetyn monomeerin kemiallisen rakenteen mukaan.

Lisäaineet

Muovien rakenne ja käyttötarkoitus riippuvat niiden ominaisuuksista. Siksi on syytä sanoa, että on olemassa erityisiä lisäaineita, jotka voivat muuttaa joitakin ominaisuuksia oikeaan suuntaan.

Jotkin valmiit tuotteet koostuvat 100 % polymeereistä – nämä ovat polyeteeniä tai polyamideja. Toiset koostuvat polymeereistä vain 20-60 % ja loput massaosuudesta ovaterityisiä täyteaineita. Täyteaineiden päätarkoituksena on muuttaa erilaisia ominaisuuksia: lisää palonkestävyyttä, lisää lujuutta, lisää kovuutta ja mekaanista lujuutta. Esimerkiksi täyteainetta, kuten nokimustaa, lisätään kumiin.

Toinen lisäaine, jota löytyy esimerkiksi muovisäiliöistä ja monista muista kiinteistä säiliöistä, ovat pehmittimet. Kuitenkin mitä enemmän pehmitettä lisätään, sitä suurempi on plastisuuskerroin. Siten on mahdollista saada kestävä, mutta melko muovinen materiaali.

Toinen tärkeä komponentti on stabilointiaine. Se lisätään koostumukseen, jotta vältetään valmiin tuotteen hajoaminen korkeiden lämpötilojen, auringonvalon ja muiden ulkoisten tekijöiden vaikutuksesta. Joissakin tapauksissa lisätään hieman väriainetta, jos haluat muuttaa tuotteen väriä.

Yksityiskohtainen kuvaus aineista

Tällaisten yhdisteiden valmistustekniikka edellyttää toisen komponentin, jota kutsutaan IUD:ksi, läsnäoloa.

Navy on tärkein lisäaine, joka pitää monia eri elementtejä yhdessä ja antaa myös plastisuutta. Lisäksi HMS edistää myös muovattavuutta, sähköeristystä ja korroosionestokykyä. Jos puhumme muovien yleisestä luokittelusta, niin ne voidaan täyttää ja täyttää.

Ensimmäinen ryhmä on massa puhdasta polymeeriä tai hyvin pienellä määrällä lisäaineita. Toinen ryhmä päinvastoin sisältää sekä polymeerejä ettäsuuri määrä erilaisia lisäaineita, jotka jakautuvat tasaisesti sideaineeseen, yleensä hartsiin.

Kuten aiemmin mainittiin, täyteaineet otetaan käyttöön useimpien ominaisuuksien muuttamiseksi tai parantamiseksi. Nämä komponentit voivat itsessään olla joko orgaanisia tai mineraaliyhdisteitä. Ne voidaan esittää jauheen täyteaineina - puujauheena, kiille- tai kvartsijauhoina ja muina. Ja niitä voidaan edustaa kuituelementeillä, esimerkiksi puuvillalla. Viimeinen täyteainetyyppi on kangas (paperi, kiille ja muut).

Pehmittimistä tarkemmin puhuttaessa, ne voidaan luonnehtia seuraavasti: nämä ovat vähän haihtuvia komponentteja, joita useimmiten edustaa jonkinlainen neste. Niiden lisääminen koostumukseen lisää paitsi joustavuutta. Valettu tuote, jonka koostumuksessa on enemmän pehmittimiä, parantaa pakkaskestävyyttä ja joustavuutta.

On olemassa toisentyyppisiä lisäaineita – kovettimet. Niiden pitoisuus on yleensä hyvin alhainen, ja päätehtävänä on muuttaa polymeerit kolmiulotteiseksi rakenteeksi. Itse asiassa tämä saa jotkin muovit sulautumattomiksi.

Epäkohdat

On syytä huomata joitakin puutteita, joita tässä materiaalissa vielä on. Kaiken tyyppisten muovien lämmönkestävyys on huomattavasti pienempi kuin metallituotteiden. Suurin osa muovituotteista voidaan käyttää lämpötiloissa, jotka eivät ylitä 150 celsiusastetta. Pitkästä käyttöiästä huolimatta myös muovituotteet alttiina ikääntymiselle. Tämä vika ilmenee tuotteen tummumisena, hapettumisena, lujuusominaisuuksien heikkenemisenä ja kovuudena.

Polyeteenin hankinta

Voit harkita polyeteenipohjaisten muovien tuotantotekniikkaa. Tämä on yksi niistä aineista, joita saadaan polymeroimalla, ja sillä on suuri kysyntä markkinoilla.

Polyeteenin saamiseksi sen tavallisessa muodossa käytetään kolmea polymerointimenetelmää:

1. Ensimmäinen menetelmä on polymerointi 1000–2000 atm:n paineessa lämpötilassa 180–200 celsiusastetta. Pieni määrä happea käytetään prosessin käynnistäjänä - 0,005-0,05%.
2. Polymeroinnin toinen variantti, päinvastoin, tapahtuu joko ilmakehän tai keinotekoisesti luodun 2-6 atm paineen vaikutuksesta ja vain 60-70 asteen lämpötilassa. Tässä tapauksessa organometallisia hiilivetyjä käytetään katalyytteinä öljyympäristössä ilman pienintäkään kosteutta ja happea.
3. Viimeinen polymerointityyppi tapahtuu 20-50 atm:n paineessa ja oksidikatalyyttien mukana, joiden lämpötila on 110-140 celsiusastetta.

Muovityypit

Valmistuksen ja myöhemmän kovetuksen aikana voidaan erottaa kaksi muuta muovityyppiä. Tärkein erottuva piirre on kovettumisolosuhteet tai ilman sitä. Tämän parametrin mukaan termoplastiset ja lämpökovettuvat muovit erottuvat joukosta.

Mitä tulee ensimmäisen luokan tuotteisiin, ne kuumennettaessatapahtuu tiettyjä muutoksia siirtyen kiinteästä tilasta muoviseen, viskoosiseen ja nestemäiseen tilaan. Tämäntyyppinen tuote jähmettyy takaisin jäähtyessään. Termoplastisia tuotteita ovat polyeteeni, polystyreeni, fluoroplastit ja muut tyypit.

Lämmössä kovettuva muovi käy läpi peruuttamattomia muutoksia, kun se kuumennetaan 150-300 asteen lämpötilaan. Tällaiset massat muuttuvat kiinteiksi, liukenemattomiksi ja sulautumattomiksi paineen alaisena tai ilman sitä. Ne sisältävät lisäaineena kovetteita. Esimerkki on epoksi.

Tuotanto Venäjällä

Yksi vanhimmista ja suurimmista tämän tuotteen valmistusyrityksistä on Nelidovsky Plant of Plastics NZPM. Tämän yrityksen tuotantolaitokset sijaitsevat Tverin alueen lounaisosassa.

Tehdas sijaitsee 19 hehtaarilla maalla, jolla sijaitsee 25 teollisuuslaitosta.

Suurin tuotantoalue kuuluu Isonel-polyeteenivaahtoa (PPE) tuottavalle tehtaalle. Pinta-ala on 24 500 neliömetriä. Seuraavaksi tulee paljon pienempi pinta-ala myymälästä numero 2 - 7500 neliömetriä. metriä, jossa valmistetaan suulakepuristettuja levymuovia. Tyhjiömuovaustuotteiden paikka vie vielä 3 tuhatta neliömetriä. metriä. Lisäksi tehdas harjoittaa muovien jalostusta.