Расширенное руководство по полимерам. Классификация. Термопласты. Часть 1

Существуют различные типы пластмасс, которые обычно определяются по их составу и / или характеристикам. В качестве примера можно привести первичные пластики. Это полимерные материалы, которые ещё не подвергались никакому процессу преобразования, то есть никак не модифицировались. Это так называемые NEAT полимеры (от англ. Nothing Else Added To), которые идентифицируются как чистые пластмассы. Это настоящие первозданные полимеры, так как они не содержат добавок, наполнителей и т. д. Они используются очень редко. Обрабатываемые полимерные материалы представлены в форме гранул, хлопьев, порошков, жидкостей и т. д. Из 35 000 типов, доступных во всем мире, существует около 200 основных типов или семейств, которые коммерчески признаны, и менее чем 20 из них используются относительно широко. Все остальные пластики узко специализированы и применяются только в отдельных отраслях. Среди этих 20 популярных пластиков есть пять основных семейств термопластов, которые составляют около двух третей от всех термопластов. Это полиэтилены низкой плотности (и высокого давления, ПЭНП, ПВД, LDPE), полиэтилены высокой плотности (и низкого давления, ПЭВП, ПНД, HPDE), полипропилены (PP, ПП), полистиролы (PS, ПС) и поливинилхлориды (PVC, ПВХ).

Существуют кристаллические и аморфные термопласты. Во время обработки они размягчаются, а при охлаждении затвердевают в формах, которые могут многократно размягчаться при повторном нагревании, причем их морфология (молекулярная структура) является кристаллической или аморфной. Их температуры размягчения варьируются. В качестве аналогии можно привести кусочек льда, который можно размягчить (превратить обратно в жидкость), вылить в форму, а затем охладить, чтобы он снова стал твердым. Этот цикл повторяется. Во время цикла нагрева необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать разложения или термодеструкции (необратимый процесс, при котором изменяются физико-химические свойства пластика, а соответственно, и эксплуатационные характеристики). С некоторыми термопластами никаких или практически никаких существенных изменений свойств не происходит. Однако некоторые могут иметь значительные изменения. Кристаллические пластики (основные полимеры), как правило, имеют свои молекулы, расположенные в относительно правильной повторяющейся структуре. Это такие полимеры, как полиэтилен (ПЭ) и полипропилен (ПП).

Такое поведение определяет морфологию материала и зависит от физической формы или химической структуры материала. Они обычно являются полупрозрачными или непрозрачными и обычно имеют более высокие температуры размягчения, чем аморфные пластики. Их можно сделать прозрачными путём химической модификации. Поскольку коммерчески совершенные кристаллические полимеры не производятся, они технически идентифицированы как полукристаллические термопласты. Кристаллические термопласты обычно имеют до 80% кристаллической структуры, а остальная часть представляет собой аморфную структуру. Аморфный пластик – это достаточно часто используемый термин, который означает бесформенный термопласт, не имеющий кристаллической структуры. Их молекулы не образуют характерные паттерны, в результате чего их структура имеет тенденцию формироваться в виде разветвлённых молекул (похожих на спагетти), идущих во всех разных направлениях. Эти термопласты не имеют точно определённой точки плавления и обычно являются стеклообразными и прозрачными. Аморфные пластики постепенно размягчаются при нагревании. Если они жесткие, они могут быть хрупкими, если они не модифицированы определенными добавками.