Berbagai macam memberikan banyak kesempatan untuk membuat desain dan bagian tertentu. Bukan suatu kebetulan bahwa unsur-unsur tersebut digunakan dalam berbagai bidang: dari teknik mesin dan teknik radio hingga kedokteran dan pertanian. Pipa, komponen mesin, rumah peralatan, dan produk rumah tangga hanyalah daftar panjang apa yang bisa dibuat dari plastik.

Varietas utama

Jenis plastik dan penggunaannya didasarkan pada polimer yang digunakan - alami atau sintetis. Mereka terkena panas dan tekanan, setelah itu dibentuk menjadi produk dengan kompleksitas yang berbeda-beda. Hal utama adalah bahwa selama manipulasi ini bentuk produk jadi tetap dipertahankan. Semua plastik bersifat termoplastik, yaitu reversibel, dan termoset (tidak dapat diubah).

Bahan reversibel menjadi plastis karena pengaruh panas dan tekanan lebih lanjut, sedangkan perubahan komposisi yang mendasar tidak terjadi. Produk pengepresan yang sudah menjadi keras selalu dapat dilunakkan dan diberi bentuk tertentu. Dikenal jenis plastik (termoplastik) seperti polietilen dan polistiren. Yang pertama dibedakan berdasarkan ketahanannya terhadap korosi dan sifat dielektrik. Atas dasar itu, pipa, film, lembaran diproduksi, dan banyak digunakan sebagai bahan isolasi.

Dari stirena hingga polistiren

Sebagai hasil polimerisasi stirena, polistiren diperoleh. Berbagai bagian kemudian dibuat darinya dengan menggunakan pengecoran atau pengepresan. Plastik jenis ini banyak digunakan untuk produksi suku cadang dan produk berukuran besar, misalnya elemen lemari es atau kamar mandi. Di antara plastik termoset, bubuk tekan dan serat paling sering digunakan, yang dapat diproses lebih lanjut untuk menghasilkan berbagai bagian.

Plastik adalah bahan yang sangat mudah dikerjakan dan dapat digunakan untuk membuat banyak produk. Tergantung pada sifat termalnya, jenis pemrosesan plastik berikut dibedakan:

1. Mendesak. Ini adalah metode paling populer untuk memproduksi produk dari bahan termoaktif. Pencetakan dilakukan dalam cetakan khusus di bawah suhu dan tekanan tinggi.
2. Cetakan injeksi. Metode ini memungkinkan terciptanya produk dengan berbagai bentuk. Untuk melakukan ini, wadah khusus diisi dengan plastik cair. Prosesnya sendiri sangat produktif dan hemat biaya.
3. Ekstrusi. Melalui pengolahan tersebut diperoleh berbagai jenis produk plastik, misalnya pipa, benang, tali, film untuk berbagai keperluan.
4. Hembusan. Metode ini merupakan peluang ideal untuk membuat produk tiga dimensi yang memiliki jahitan pada penutup cetakan.
5. Meninju. Cara ini menghasilkan produk dari lembaran dan pelat plastik dengan menggunakan cetakan khusus.

Fitur polimerisasi

Plastik dapat diproduksi melalui polimerisasi dan polikondensasi. Dalam kasus pertama, molekul monomer berikatan, membentuk rantai polimer tanpa melepaskan air dan alkohol; dalam kasus kedua, produk sampingan terbentuk yang tidak terikat dengan polimer. Berbagai metode dan jenis polimerisasi plastik memungkinkan diperolehnya komposisi yang berbeda sifat awalnya. Suhu dan panas reaksi yang tepat memainkan peran penting dalam proses ini agar senyawa cetakan dapat berpolimerisasi dengan benar. Saat mempolimerisasi, penting untuk memperhatikan sisa monomer - semakin sedikit monomernya, semakin andal dan lama plastik akan digunakan.

Porositas

Jika kondisi polimerisasi dilanggar, hal ini dapat menyebabkan cacat pada produk jadi. Gelembung, noda, dan peningkatan ketegangan internal akan muncul di dalamnya. Ada berbagai jenis porositas plastik:

1. Gas. Tampaknya karena fakta bahwa rezim polimerisasi terganggu dan benzoil peroksida mendidih. Jika pori-pori gas terbentuk pada ketebalan prostesis, maka perlu dilakukan pengerjaan ulang.
2. Porositas granular terjadi karena kelebihan bubuk polimer, penguapan monomer dari permukaan material, atau pencampuran komposisi plastik yang tidak mencukupi.
3. Porositas kompresi. Terjadi karena penurunan volume massa polimerisasi di bawah pengaruh tekanan yang tidak mencukupi atau kurangnya massa cetakan.

Apa yang harus dipertimbangkan?

Anda harus mengetahui jenis porositas pada plastik dan menghindari cacat pada produk akhir. Penting juga untuk memperhatikan porositas halus pada permukaan prostesis. Hal ini terjadi karena terlalu banyak monomer dan porositas yang tidak terpoles. Jika tegangan sisa internal timbul saat bekerja dengan plastik, produk akan retak. Situasi ini terjadi karena pelanggaran rezim polimerisasi ketika suatu benda terlalu lama berada dalam air mendidih.

Bagaimanapun, penurunan sifat mekanik bahan polimer pada akhirnya menyebabkan penuaan, dan oleh karena itu teknologi produksi harus dipatuhi sepenuhnya.

Plastik dasar - apa itu?

Bahan yang dimaksud banyak digunakan dalam pembuatan basis gigi tiruan laminar lepasan. Jenis plastik dasar yang paling populer memiliki bahan dasar sintetis. Massa untuk basa biasanya merupakan kombinasi bubuk dan cairan. Ketika mereka dicampur, massa cetakan tercipta, yang mengeras ketika dipanaskan atau secara spontan. Tergantung pada ini, bahan yang diawetkan dengan panas atau mengeras sendiri diperoleh. Plastik polimerisasi panas dasar meliputi:

• etakril (AKR-15);
• hektar;
• fluoraks;
• akronil.

Bahan pembuatan gigi tiruan lepasan adalah plastik elastis yang diperlukan sebagai bantalan lembut penyerap goncangan pada alasnya. Mereka harus aman bagi tubuh, terhubung erat ke dasar prostesis, menjaga elastisitas dan volume konstan. Di antara plastik tersebut, eladent, yang merupakan lapisan untuk dasar gigi palsu lepasan, dan ortoksil, yang diperoleh dari resin siloksan, patut mendapat perhatian.

Bahan bangunan

Jenis plastik utama digunakan di berbagai bidang konstruksi, bergantung pada komposisinya. Bahan yang paling populer adalah sebagai berikut:

1. Beton polimer. Ini adalah plastik komposit yang dibuat berdasarkan polimer termoset. Dari segi sifat fisik dan mekanik, beton polimer berbahan dasar resin epoksi dianggap yang terbaik. Kerapuhan material dikompensasi oleh pengisi berserat - asbes, fiberglass. Beton polimer digunakan untuk membuat struktur yang tahan terhadap bahan kimia.
2. Plastik fiberglass adalah jenis plastik konstruksi modern, yaitu bahan lembaran yang terbuat dari serat kaca dan kain yang diikat dengan polimer. Fiberglass dibuat dari serat yang diorientasikan atau dipotong, serta kain atau tikar.
3. Bahan lantai. Mereka diwakili oleh berbagai jenis pelapis gulungan dan komposisi viscose cair berdasarkan polimer. Linoleum berbahan dasar polivinil klorida, yang memiliki sifat insulasi termal dan suara yang baik, banyak digunakan dalam konstruksi. Lantai damar wangi yang mulus dapat dibuat berdasarkan campuran bahan mentah dengan oligomer.

Plastik dan tanda-tandanya

Ada 5 jenis plastik yang mempunyai sebutan tersendiri:

1. Polyethylene terephthalate (berhuruf PETE atau PET). Ini ekonomis dan memiliki beragam kegunaan: digunakan untuk menyimpan berbagai minuman, minyak, dan kosmetik.
2. Polietilen densitas tinggi (diberi label HDPE atau PE HD). Bahannya ekonomis, ringan, dan tahan terhadap perubahan suhu. Digunakan untuk pembuatan peralatan makan sekali pakai, wadah penyimpanan makanan, tas, mainan.
3. Polivinil klorida (diberi label PVC atau V). Bahan ini digunakan untuk membuat profil jendela, bagian furnitur, film plafon peregangan, pipa, penutup lantai dan banyak lagi. Karena kandungan bisphenol A, vinil klorida, ftalat, polivinil klorida tidak digunakan dalam produksi produk (wadah, piring, dll.) untuk penyimpanan makanan.
4. Polietilen (berlabel LDPE atau PEBD). Bahan murah ini digunakan dalam produksi tas, kantong sampah, linoleum dan compact disc.
5. Polipropilena (berhuruf PP). Tahan lama, tahan panas, cocok untuk produksi wadah makanan, kemasan makanan, mainan, jarum suntik.

Jenis plastik yang populer adalah polistiren dan polikarbonat. Mereka telah menemukan penerapan luas di berbagai industri.

Area aplikasi

Berbagai jenis plastik digunakan di berbagai industri. Pada saat yang sama, persyaratannya kira-kira sama - kemudahan pengoperasian dan keamanan. Mari kita lihat lebih dekat jenis plastik termoplastik dan area penerapannya.

Plastik	Lingkup aplikasi
Polietilen (tekanan tinggi dan rendah)	Produksi pengemasan, pembongkaran bagian mesin dan peralatan, kotak, pelapis, foil.
Polistiren	Produksi peralatan, film isolasi, styropian.
Polipropilena	Ini telah menemukan aplikasi luas pada suku cadang mobil dan elemen peralatan pendingin.
Polivinil klorida (PVC)	Produksi peralatan kimia, pipa, berbagai bagian, pengemasan, penutup lantai.
Polikarbonat	Produksi suku cadang mesin presisi, peralatan, radio dan peralatan listrik.

Jenis plastik termoset (meja)

Bahan	Lingkup aplikasi
Fenoplastik	Mereka digunakan untuk membuat produk pakaian laki-laki (kancing, dll.), asbak, garpu, soket, radio dan rumah telepon.
aminoplasti	Digunakan untuk pembuatan lem kayu, komponen listrik, pakaian laki-laki, pelapis tipis untuk dekorasi, dan bahan busa.
fiberglass	Mereka digunakan dalam pembuatan komponen listrik tenaga dalam teknik mesin, produk berukuran besar dengan bentuk sederhana (badan mobil, perahu, rumah instrumen, dll.).
Poliester	Perahu penyelamat, suku cadang mobil, furnitur, lambung pesawat layang dan helikopter, pelat atap bergelombang, kap lampu, tiang antena, alat ski dan tiang, pancing, helm pengaman, dan sejenisnya dibuat menggunakan poliester.
Resin epoksi	Ini digunakan dalam mesin listrik, transformator (sebagai insulasi tegangan tinggi) dan perangkat lain, dalam produksi alat kelengkapan telepon, dalam teknik radio (untuk produksi sirkuit cetak).

Alih-alih sebuah kesimpulan

Pada artikel ini kita melihat jenis plastik dan kegunaannya. Saat menggunakan bahan tersebut, banyak faktor yang dipertimbangkan, mulai dari sifat fisik dan mekanik hingga fitur pengoperasian. Meskipun efisien, plastik memiliki tingkat keamanan yang memadai, yang secara signifikan memperluas cakupan penerapannya.

Persediaan!
Perlindungan radiasi saat mengelas dan memotong. Pilihan besar.
Pengiriman ke seluruh Rusia!

Komposisi dan properti

Produksi plastik

Plastik adalah bahan yang terbuat dari polimer sintetik atau alami (resin). Polimer disintesis melalui polimerisasi atau polikondensasi monomer dengan adanya katalis pada kondisi suhu dan tekanan yang ditentukan secara ketat.

Pengisi, penstabil, dan pigmen dapat dimasukkan ke dalam polimer untuk berbagai tujuan; komposisi dapat dibuat dengan penambahan serat organik dan anorganik, jaring dan kain.

Jadi, plastik dalam banyak kasus adalah campuran multikomponen dan material komposit, yang sifat teknologinya, termasuk kemampuan las, terutama ditentukan oleh sifat polimer.

Tergantung pada perilaku polimer ketika dipanaskan, dua jenis plastik dibedakan - termoplastik, bahan yang dapat dipanaskan berulang kali dan pada saat yang sama bertransisi dari keadaan padat ke keadaan cair kental, dan termoset, yang hanya dapat mengalami proses ini. sekali.

Fitur struktural

Plastik (polimer) terdiri dari makromolekul di mana sejumlah besar gugus atom yang identik atau tidak sama bergantian kurang lebih teratur, dihubungkan oleh ikatan kimia menjadi rantai panjang, yang bentuknya membedakan antara polimer linier, bercabang, dan jaringan-spasial.

Berdasarkan komposisi makromolekulnya, polimer dibagi menjadi tiga kelas:

1) rantai karbon, rantai utama yang hanya dibangun dari atom karbon;

2) heterochain, rantai utama yang selain atom karbon juga mengandung atom oksigen, nitrogen, dan sulfur;

3) polimer organoelemen yang mengandung atom silikon, boron, aluminium, titanium dan unsur lain dalam rantai utama.

Makromolekul bersifat fleksibel dan mampu berubah bentuk di bawah pengaruh pergerakan termal unitnya atau medan listrik. Properti ini dikaitkan dengan rotasi internal masing-masing bagian molekul relatif satu sama lain. Tanpa bergerak di ruang angkasa, setiap makromolekul terus bergerak, yang dinyatakan dalam perubahan konformasinya.

Fleksibilitas makromolekul dicirikan oleh ukuran segmen, yaitu jumlah unit di dalamnya, yang, di bawah kondisi dampak spesifik tertentu pada polimer, memanifestasikan dirinya sebagai unit yang independen secara kinetik, misalnya, dalam kondisi tinggi. medan frekuensi sebagai dipol. Berdasarkan responsnya terhadap medan listrik eksternal, polimer polar (PE, PP) dan non-polar (PVC, poliaksilonitril) dibedakan. Terdapat gaya tarik menarik antar makromolekul yang disebabkan oleh interaksi van der Waals, serta ikatan hidrogen, dan interaksi ionik. Gaya tarik menarik muncul ketika makromolekul saling mendekat sebesar 0,3-0,4 nm.

Polimer polar dan non-polar (plastik) tidak kompatibel satu sama lain - tidak ada interaksi (tarikan) antara makromolekulnya, yaitu tidak saling menyatu.

Struktur supramolekul, orientasi

Berdasarkan strukturnya, ada dua jenis plastik: kristal dan amorf. Dalam kristal, berbeda dengan amorf, tidak hanya keteraturan jangka pendek, tetapi juga keteraturan jangka panjang yang diamati. Selama transisi dari keadaan cair kental ke keadaan padat, makromolekul polimer kristal membentuk asosiasi-kristalit yang teratur, terutama dalam bentuk sferulit (Gbr. 37.1). Semakin rendah laju pendinginan lelehan termoplastik, semakin besar pertumbuhan sferulitnya. Namun, bahkan dalam polimer kristalin, daerah amorf selalu ada. Dengan mengubah laju pendinginan, Anda dapat mengatur struktur, dan juga sifat sambungan las.

Perbedaan tajam dalam dimensi makromolekul memanjang dan melintang mengarah pada kemungkinan adanya keadaan berorientasi khusus untuk polimer. Hal ini ditandai dengan susunan sumbu rantai makromolekul yang dominan sepanjang satu arah, yang mengarah pada manifestasi anisotropi pada sifat-sifat produk plastik. Produksi plastik berorientasi dilakukan dengan pola uniaksial (5-10 kali lipat) pada suhu kamar atau tinggi. Namun, ketika dipanaskan (termasuk pengelasan), efek orientasi berkurang atau hilang, karena makromolekul kembali mengambil konfigurasi (konformasi) yang paling mungkin secara termodinamika karena elastisitas entropis yang disebabkan oleh pergerakan segmen.

Respon plastik terhadap siklus termomekanis

Semua termoplastik rekayasa berada dalam keadaan padat (kristal atau vitrifikasi) pada suhu normal. Di atas suhu transisi gelas (Tst), plastik amorf berubah menjadi elastis (seperti karet). Dengan pemanasan lebih lanjut di atas titik leleh (Tm), polimer kristalin berubah menjadi keadaan amorf. Di atas suhu aliran T T, plastik kristal dan amorf berubah menjadi keadaan aliran kental Semua perubahan keadaan ini biasanya dijelaskan oleh kurva termomekanis (Gbr. 37.2), yang merupakan karakteristik teknologi plastik yang paling penting. Pembentukan sambungan las terjadi pada kisaran keadaan aliran kental termoplastik. Ketika dipanaskan di atas T T, plastik termoset mengalami proses radikal dan, tidak seperti termoplastik, membentuk jaringan polimer spasial yang tidak mampu berinteraksi tanpa kehancurannya, sehingga memerlukan penggunaan bahan tambahan kimia khusus.

Plastik dasar untuk struktur yang dilas

Plastik rekayasa yang paling umum adalah kelompok termoplastik berdasarkan poliolefin: polietilen densitas tinggi dan rendah, polipropilena, poliisobutilena.

Polietilen [..-CH 2 -CH 2 -...] n tekanan tinggi dan rendah - termoplastik kristal yang berbeda dalam kekuatan, kekakuan, dan titik aliran. Polipropilena [-CH 2 -CH(CH 3)-] n lebih tahan suhu dibandingkan polietilen, serta memiliki kekuatan dan kekakuan yang lebih besar.

Plastik yang mengandung klorin berdasarkan polimer dan kopolimer vinil klorida dan vinilidena klorida digunakan dalam jumlah besar.

Polivinil klorida(PVC) [-(CH 2 -CHCl-)] n adalah polimer amorf dengan struktur linier, pada keadaan awal merupakan bahan kaku. Dengan menambahkan bahan pemlastis ke dalamnya, Anda dapat memperoleh bahan yang sangat plastis dan dapat dilas dengan baik - senyawa plastik. Lembaran, pipa, batang terbuat dari plastik PVC - vinil kaku, dan film, selang, dan produk lainnya terbuat dari senyawa plastik. Bahan busa (plastik busa) juga terbuat dari PVC.

Sekelompok besar polimer dan plastik berdasarkan pada mereka adalah poliamida mengandung gugus Amida [-CO-H-] pada rantai makromolekul. Ini sebagian besar adalah termoplastik kristal dengan titik leleh yang jelas. Industri dalam negeri terutama memproduksi poliamida alifatik yang digunakan untuk pembuatan serat, suku cadang mesin pengecoran, dan produksi film. Poliamida termasuk, khususnya, polikaprolaktam dan polinamida-66 (kapron) yang terkenal.

Kelompok fluorolon yang paling terkenal adalah polytetrafluoroethylene-fluorolone-4 (fluoroplastic 4). Berbeda dengan termoplastik lainnya, ketika dipanaskan, tidak berubah menjadi aliran kental bahkan pada suhu penghancuran (sekitar 415°C), sehingga pengelasannya memerlukan teknik khusus. Saat ini, industri kimia telah menguasai produksi fluorolon yang dapat melebur dengan baik; F-4M, F-40, F-42, dll. Struktur las yang terbuat dari plastik yang mengandung fluor memiliki ketahanan yang sangat tinggi terhadap lingkungan agresif dan dapat menahan beban kerja dalam rentang suhu yang luas.

Diproduksi berdasarkan asam akrilik dan metakrilat plastik akrilik. Turunan yang paling umum digunakan berdasarkan bahan tersebut adalah plastik polimetil metakrilat (merek dagang “plexiglass”). Plastik yang sangat transparan ini digunakan sebagai produk penghantar cahaya (dalam bentuk lembaran, batang, dll.) Kopolimer metil metakrilat dan akrilonitril, yang memiliki kekuatan dan kekerasan lebih besar, juga digunakan. Semua plastik dalam kelompok ini dilas dengan baik.

Sekelompok plastik berdasarkan polistirena. Termoplastik linier ini dapat dilas dengan baik menggunakan metode panas.

Untuk pembuatan struktur yang dilas, terutama di industri kelistrikan, kopolimer stirena dengan metil stirena, akrilonitril, metil metakrilat dan, khususnya, plastik akrilonitril butadiena stirena (ABS). Yang terakhir ini berbeda dari polistiren rapuh dalam kekuatan benturan dan ketahanan panas yang lebih tinggi.

Dalam struktur yang dilas, berbahan dasar plastik polikarbonat- poliester asam karbonat. Mereka memiliki viskositas leleh yang lebih tinggi dibandingkan termoplastik lainnya tetapi dapat dilas dengan memuaskan. Film, lembaran, pipa dan berbagai bagian, termasuk bagian dekoratif, dibuat darinya. Ciri khasnya adalah sifat dielektrik dan polarisasi yang tinggi.

Pembentukan bagian plastik

Termoplastik disuplai untuk diproses dalam butiran berukuran 3-5 mm. Proses teknologi utama untuk pembuatan produk setengah jadi dan bagian-bagiannya adalah: ekstrusi, pengecoran, pengepresan, kalender, diproduksi dalam kisaran suhu keadaan aliran kental.

Pipa yang terbuat dari pipa polietilen dan polivinil klorida digunakan untuk mengangkut produk agresif, termasuk minyak dan gas yang mengandung hidrogen sulfida dan karbon dioksida serta reagen kimia (non-aromatik) dalam produksi kimia. Waduk dan tangki untuk mengangkut asam dan basa, rendaman pengawet dan bejana lainnya dilapisi dengan lembaran plastik yang disambung dengan pengelasan.Penyegelan dengan plastik pada ruangan yang terkontaminasi isotop, penutup lantai dengan linoleum juga dilakukan dengan menggunakan pengelasan. Pengawetan produk makanan dalam tabung, kotak dan toples, pengemasan barang dan paket pos sangat dipercepat dengan penggunaan pengelasan.

Bagian teknik. Dalam teknik kimia, rumah dan bilah dari berbagai jenis mixer, rumah dan rotor pompa untuk memompa media agresif, filter, bantalan dan gasket yang terbuat dari fluoroplastik dilas; perlengkapan penerangan dilas dari polistiren; roda gigi non-konduktif, rol, kopling, batang terbuat dari nilon; bantalan non-pelumas terbuat dari karet fluor., pemindah bahan bakar, dll.

Menilai kemampuan las plastik

Tahapan utama dari proses pengelasan

Proses pengelasan termoplastik terdiri dari pengaktifan permukaan bagian yang akan dilas, baik yang sudah bersentuhan (), atau bersentuhan setelah (, dll) atau bersamaan dengan aktivasi (, pengelasan ultrasonik).

Dengan kontak dekat dari lapisan yang diaktifkan, gaya interaksi antarmolekul harus terwujud.

Selama pembentukan sambungan las (selama pendinginan), terjadi pembentukan struktur supramolekul pada lasan, serta perkembangan medan tegangan intrinsik dan relaksasinya. Proses-proses yang bersaing ini menentukan sifat akhir dari sambungan las. Tugas teknologi pengelasan adalah membawa sifat-sifat jahitan sedekat mungkin dengan bahan dasar aslinya.

Mekanisme pembentukan sambungan las

Konsep reologi. Menurut konsep reologi, mekanisme pembentukan sambungan las meliputi dua tahap yaitu pada tingkat makroskopis dan mikroskopis. Ketika permukaan bagian-bagian yang disambung, diaktifkan dengan satu atau lain cara, bersatu di bawah tekanan karena deformasi geser, aliran lelehan polimer terjadi. Akibatnya, bahan-bahan yang mencegah pendekatan dan interaksi makromolekul remaja dikeluarkan dari zona kontak (gas, lapisan teroksidasi dievakuasi). Karena perbedaan laju aliran lelehan, pencampuran makrovolume lelehan di zona kontak tidak dapat dikesampingkan. Hanya setelah penghilangan atau penghancuran lapisan-lapisan yang rusak di zona kontak, ketika makromolekul remaja mendekati jarak aksi gaya Van der Waals, interaksi (penggenggaman) terjadi antara makromolekul lapisan-lapisan permukaan yang bergabung dari bagian-bagian tersebut. . Proses autohesif ini terjadi pada tingkat mikro. Hal ini disertai dengan interdifusi makromolekul yang disebabkan oleh potensi energi dan ketidakrataan gradien suhu pada zona permukaan yang dilas.

Jadi, untuk membentuk sambungan las antara dua permukaan, pertama-tama perlu dipastikan aliran lelehan di zona ini.

Aliran lelehan di zona pengelasan bergantung pada viskositasnya: semakin rendah viskositas, semakin aktif deformasi geser yang terjadi pada lelehan - penghancuran dan penghilangan lapisan yang rusak pada permukaan yang bersentuhan, semakin sedikit tekanan yang harus diberikan untuk menyambung bagian-bagiannya.

Viskositas lelehan, pada gilirannya, bergantung pada sifat plastik (berat molekul, percabangan makromolekul polimer) dan suhu pemanasan dalam kisaran viskositas. Oleh karena itu, viskositas dapat menjadi salah satu tanda yang menentukan kemampuan las suatu plastik: semakin rendah kisaran viskositasnya, semakin baik kemampuan lasnya, dan sebaliknya, semakin tinggi viskositasnya, semakin sulit untuk dihancurkan dan dihilangkan. zona kontak bahan yang mengganggu interaksi makromolekul. Namun, pemanasan untuk setiap polimer dibatasi oleh suhu penghancuran tertentu Td, di atas suhu tersebut terjadi dekomposisi—penghancuran. Termoplastik berbeda dalam nilai batas kisaran suhu viskositas, yaitu antara suhu fluiditasnya T T dan kehancuran T d (Tabel 37.2).

Klasifikasi termoplastik menurut kemampuan lasnya. Semakin luas kisaran viskositas suatu termoplastik (Gbr. 37.3), secara praktis lebih mudah untuk mendapatkan sambungan las berkualitas tinggi, karena penyimpangan suhu di zona las kurang mencerminkan nilai viskositas. Seiring dengan rentang viskositas dan tingkat nilai viskositas minimum di dalamnya, gradien perubahan viskositas dalam rentang ini memainkan peran penting dalam proses reologi selama pembentukan las. Indikator kuantitatif kemampuan las berikut diambil: kisaran suhu aliran viskositas ΔT, nilai viskositas minimum η min dan gradien perubahan viskositas dalam kisaran ini.

Menurut kemampuan lasnya, semua plastik termoplastik dapat dibagi menurut indikator ini menjadi empat kelompok (Tabel 37.3).

Pengelasan plastik termoplastik dimungkinkan jika bahan berubah menjadi leleh kental, jika kisaran suhu viskositasnya cukup lebar, dan gradien perubahan viskositas dalam kisaran ini minimal, karena interaksi makromolekul di zona kontak terjadi sepanjang batas dengan viskositas yang sama.

Secara umum suhu pengelasan diatur berdasarkan analisa kurva termomekanis plastik yang dilas, kita ambil 10-15° dibawah Tg. Tekanan yang diambil sedemikian rupa untuk mengevakuasi lelehan lapisan permukaan ke dalam flash atau menghancurkannya, berdasarkan kedalaman penetrasi spesifik dan indikator termofisik material yang dilas. Waktu penahanan t CB ditentukan berdasarkan pencapaian keadaan peleburan dan penetrasi kuasi-stasioner atau dengan rumus

dimana t 0 adalah konstanta yang berdimensi waktu dan bergantung pada ketebalan bahan yang disambung dan metode pemanasan; Q - energi aktivasi; R - konstanta gas; T - suhu pengelasan.

Saat menilai kemampuan las plastik secara eksperimental, indikator mendasarnya adalah kekuatan jangka panjang sambungan las yang beroperasi dalam kondisi tertentu dibandingkan dengan bahan dasar.

Sampel yang dipotong dari sambungan las diuji tegangan uniaksialnya. Dalam hal ini, faktor waktu dimodelkan oleh suhu, yaitu menggunakan prinsip superposisi suhu-waktu, berdasarkan asumsi bahwa pada tegangan tertentu, hubungan antara kekuatan jangka panjang dan suhu tidak ambigu (metode Larson-Miller) .

Metode untuk meningkatkan kemampuan las

Skema mekanisme pembentukan sambungan las termoplastik. Kemampuan lasnya dapat ditingkatkan dengan memperluas kisaran suhu viskositas, mengintensifkan penghilangan bahan, atau menghancurkan lapisan rusak di zona kontak yang mencegah pendekatan dan interaksi makromolekul remaja.

Beberapa cara dapat dilakukan:

pengenalan aditif ke dalam zona kontak jika jumlah lelehan tidak mencukupi (saat mengelas film yang diperkuat); ketika mengelas termoplastik yang berbeda, komposisi aditif harus memiliki afinitas terhadap kedua bahan yang dilas;

memasukkan pelarut atau aditif yang lebih plastis ke dalam zona pengelasan;

pencampuran paksa lelehan dalam lapisan dengan menggeser bagian-bagian yang akan disambung tidak hanya sepanjang garis kesal, tetapi juga bolak-balik melintasi lapisan sebesar 1,5-2 mm atau dengan menerapkan getaran ultrasonik. Aktivasi pencampuran lelehan pada zona kontak dapat dilakukan setelah peleburan tepi sambungan dengan alat pemanas yang memiliki permukaan bergaris. Sifat-sifat sambungan las dapat ditingkatkan dengan perlakuan panas selanjutnya pada sambungan. Dalam hal ini, tidak hanya tegangan sisa yang dihilangkan, tetapi juga dimungkinkan untuk memperbaiki struktur di zona las dan zona yang terkena panas, terutama pada polimer kristal. Banyak dari langkah-langkah di atas membawa sifat-sifat sambungan las lebih dekat dengan sifat-sifat bahan dasar.

Saat mengelas plastik berorientasi, untuk menghindari hilangnya kekuatannya karena reorientasi ketika polimer dipanaskan ke keadaan cair kental, pengelasan kimia digunakan, yaitu proses di mana ikatan radikal (kimia) antara makromolekul diwujudkan dalam zona kontak. Pengelasan kimia juga digunakan saat menyambung termoset, yang bagiannya tidak dapat berubah menjadi aliran kental saat dipanaskan kembali. Untuk memulai reaksi kimia, berbagai reagen dimasukkan ke dalam zona sambungan selama pengelasan tersebut, tergantung pada jenis plastik yang disambung. Proses pengelasan kimia biasanya dilakukan dengan memanaskan tempat pengelasan.

Volchenko V.N. Pengelasan dan bahan yang akan dilas, volume 1. -M. 1991

Polimer adalah bagian penting dari industri kimia. Oleh karena itu, setiap orang yang bekerja di industri kimia atau tertarik di dalamnya mengetahuinya jenis plastik utama.

Industri kimia mengkhususkan diri dalam produksi produk dengan mengolah bahan mentah secara kimia. Industri ini terstruktur cukup kompleks dan mencakup lebih dari 20 segmen. Salah satunya adalah produksi polimer. Hal ini berlaku langsung untuk produksi plastik, yang berkaitan dengan kimia organik.

Produksi bahan polimer berkembang secara dinamis dan mendapatkan momentum. Sampai batas tertentu, hal itu menentukan perkembangan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi.

Industri plastik menempati tempat khusus dalam industri kimia. Mereka digunakan di banyak sektor perekonomian nasional.

Jenis plastik

Plastik adalah bahan organik yang dibuat dari polimer sintetis atau alami. Polimer adalah senyawa alami atau sintetis dengan berat molekul tinggi.

Plastik dibagi menjadi beberapa kelompok. Tipe utama: sederhana dan kompleks. Yang sederhana terdiri dari polimer murni, sedangkan yang kompleks, selain polimer, mengandung berbagai cairan pengikat, bahan pemlastis, penstabil, pewarna, pengeras, pelumas, bahan antistatis, dll.

Massa plastik memiliki konduktivitas termal yang rendah dan ekspansi termal yang tinggi. Tidak seperti baja, mereka mengembang 10-30 kali lebih banyak. Mereka cenderung non-magnetik, tahan terhadap bahan kimia dan memiliki kepadatan rendah. Jenis bahan lain dapat dibuat dari bahan tersebut, yaitu bahan yang berteknologi maju.

Adapun kekurangannya, plastik rentan terhadap penuaan dan memiliki viskositas yang rendah dibandingkan bahan lainnya. Mereka dicirikan oleh elastisitas rendah dan ketahanan panas rendah.

Jenis plastik utama meliputi termoplastik dan termoset. Termoplastik mempunyai kemampuan meleleh ketika dipanaskan dan mengeras kembali pada suhu rendah. Sifat ini bergantung pada struktur polimer: dapat linier, bercabang, atau amorf.

Termoset tidak mempunyai kemampuan melunak. Pertama-tama mereka meleleh dan kemudian mengeras tanpa diproses ulang.

Plastik dibagi menjadi:

• kain dan film;


• fiberglass;


• kaca plexiglass;


• plastik busa;


• plastik vinil;


• plastik kayu.

Semua jenis plastik ini dibuat dalam produksi dan digunakan secara aktif dalam kehidupan sehari-hari. Plastik sintetis dibuat dengan mengisolasi batu bara, minyak atau gas alam melalui reaksi polimerisasi, polikondensasi, dan poliadisi bahan awal.

Tergantung pada tujuannya, ada metode berikut untuk memproses jenis plastik utama:

• pengecoran;


• ekstrusi;


• mendesak;


• pembentukan getaran;


• berbusa;


• pengecoran;


• pengelasan;


• pembentukan vakum.

Produksi jenis plastik utama dalam industri kimia

Produksi plastik massal telah banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Namun, di dunia modern, produksinya dilakukan dalam skala besar, yang berdampak negatif terhadap lingkungan.

Misalnya, kantong plastik atau botol plastik membutuhkan waktu lima puluh tahun untuk terurai sehingga mencemari lingkungan.

Mengingat keadaan ini, isu daur ulang dan pembuangan plastik pun muncul. Penggunaan maksimalnya memunculkan jenis bahan baru, yang berkontribusi terhadap perkembangan tidak hanya industri plastik, tetapi juga industri kimia secara keseluruhan.

Jenis utama plastik merupakan komponen penting dalam industri kimia. Pencapaian dan permasalahan industri diungkapkan secara luas dan lengkap kepada produsen dan konsumen pada pameran Kimia tahunan. Dan selama bertahun-tahun, pameran ini diselenggarakan oleh salah satu kompleks pameran terbesar di dunia, Expocentre Fairgrounds.

Pengalaman luar biasa dan pengetahuan luas dari para spesialisnya memungkinkannya menyelenggarakan acara tersebut di tingkat tertinggi. Hal ini memberikan pengaruh yang signifikan terhadap perkembangan industri kimia, dan membuka peluang penelitian yang luas bagi para wakilnya.

Khimiya juga memfasilitasi penyelesaian kontrak baru dengan perusahaan asing, yang secara signifikan meningkatkan daya saing barang.

Plastik

Artikel ini ditulis pada awal tahun 70-an oleh seorang ahli kimia Soviet terkemuka, Prof. Elena Borisovna Trostyanskaya, penulis banyak karya, buku teks dan buku tentang kimia polimer dan plastik. Namun, selama lebih dari 30 tahun terakhir, artikel tersebut tidak kehilangan relevansinya. Tentu saja, beberapa data produksi plastik yang diberikan di sini sudah ketinggalan zaman. Perlu juga dicatat bahwa polipropilen kini menjadi salah satu pemimpin di antara plastik, bersama dengan polietilen dan polistiren.

Massa plastik, plastik, plastik - bahan yang mengandung polimer, yang selama pembentukan produk berada dalam keadaan kental atau sangat elastis, dan selama operasi - dalam keadaan seperti kaca atau kristal. Tergantung pada sifat proses yang menyertai pencetakan produk, plastik dibagi menjadi termoset dan termoplastik. Plastik termal termasuk bahan yang pengolahannya menjadi produk disertai dengan reaksi kimia pembentukan polimer jaringan - pengerasan; dalam hal ini, plastik kehilangan kemampuannya untuk berubah menjadi aliran kental (larutan atau lelehan). Saat mencetak produk dari termoplastik, tidak terjadi proses pengawetan, dan bahan dalam produk tetap memiliki kemampuan untuk kembali ke keadaan aliran kental.

Plastik biasanya terdiri dari beberapa komponen yang saling kompatibel dan tidak kompatibel. Selain itu, selain polimer, komposisi plastik dapat mencakup bahan pengisi bahan polimer, bahan pemlastis yang menurunkan titik aliran dan viskositas polimer, penstabil bahan polimer yang memperlambat penuaannya, pewarna, dll. Plastik dapat berbentuk tunggal -bahan fase (homogen) atau multifase (heterogen, komposit). Pada plastik homogen, polimer merupakan komponen utama yang menentukan sifat suatu bahan. Komponen lainnya dilarutkan dalam polimer dan mampu meningkatkan sifat-sifat tertentu. Pada plastik heterogen, polimer berperan sebagai media pendispersi (pengikat) terhadap komponen-komponen yang terdispersi di dalamnya, yang membentuk fasa-fasa bebas. Untuk mendistribusikan pengaruh eksternal pada komponen plastik heterogen, perlu untuk memastikan adhesi yang kuat pada antarmuka kontak antara partikel pengikat dan pengisi, yang dicapai melalui adsorpsi atau reaksi kimia pengikat dengan permukaan pengisi.

Plastik berisi

Bahan pengisi pada plastik dapat berupa gas atau fasa kental. Dalam kasus terakhir, modulus elastisitasnya mungkin lebih rendah (pengisi modulus rendah) atau lebih tinggi (pengisi modulus tinggi) daripada modulus elastis pengikat.

Plastik berisi gas termasuk plastik busa - bahan paling ringan dari semua plastik; kepadatan nyatanya biasanya berkisar antara 0,02 hingga 0,8 g/cm 3 .

Pengisi modulus rendah (kadang-kadang disebut elastis), yang menggunakan elastomer, tanpa mengurangi ketahanan panas dan kekerasan polimer, memberikan peningkatan ketahanan material terhadap beban bolak-balik dan benturan (lihat Tabel 1), dan mencegah pertumbuhan retakan mikro di pengikat. Namun, koefisien muai panas plastik elastis lebih tinggi, dan ketahanan deformasi lebih rendah dibandingkan pengikat monolitik. Bahan elastis terdispersi dalam bahan pengikat dalam bentuk partikel berukuran 0,2-10 mikron. Hal ini dicapai dengan polimerisasi monomer pada permukaan partikel lateks sintetik, pengerasan oligomer tempat elastomer terdispersi, dan penggilingan mekanis campuran polimer kaku dan elastomer. Pengisian harus disertai dengan pembentukan kopolimer pada antarmuka antara partikel elastis dan pengikat. Hal ini memastikan respons kooperatif dari pengikat dan elastis terhadap pengaruh eksternal dalam kondisi pengoperasian material. Semakin tinggi modulus elastisitas bahan pengisi dan derajat pengisian bahan dengannya, semakin tinggi pula ketahanan deformasi plastik yang diisi. Namun, pengenalan pengisi modulus tinggi dalam banyak kasus berkontribusi terhadap terjadinya tegangan sisa pada pengikat, dan akibatnya, penurunan kekuatan dan soliditas fase polimer.

Sifat-sifat plastik dengan bahan pengisi padat ditentukan oleh derajat pengisian, jenis bahan pengisi dan bahan pengikat, kekuatan rekat pada batas kontak, ketebalan lapisan batas, bentuk, ukuran dan posisi relatif partikel bahan pengisi. Plastik dengan partikel pengisi kecil yang tersebar merata di seluruh bahan dicirikan oleh sifat isotropik, yang optimal dicapai pada tingkat pengisian yang menjamin adsorpsi seluruh volume pengikat oleh permukaan partikel pengisi. Dengan meningkatnya suhu dan tekanan, sebagian pengikat diserap dari permukaan pengisi, sehingga bahan tersebut dapat dicetak menjadi produk berbentuk kompleks dengan elemen penguat yang rapuh. Partikel pengisi kecil, tergantung pada sifatnya, meningkatkan modulus elastisitas produk, kekerasannya, kekuatannya hingga tingkat yang berbeda-beda, dan memberikan sifat gesekan, antifriksi, insulasi termal, penghantar panas atau konduktif listrik.

Untuk mendapatkan plastik dengan kepadatan rendah digunakan bahan pengisi berupa partikel berongga. Bahan tersebut (kadang-kadang disebut busa sintaksis) juga memiliki sifat insulasi suara dan panas yang baik.

Penggunaan serat organik alami dan sintetis, serta serat anorganik (kaca, kuarsa, karbon, boron, asbes) sebagai pengisi, meskipun membatasi pilihan metode pencetakan dan mempersulit pembuatan produk dengan konfigurasi yang rumit, namun meningkat tajam. kekuatan materialnya. Penguatan peran serat dalam fiberglass, bahan yang diisi dengan serat kimia (disebut serat organofiber), serat karbon (lihat Plastik karbon) dan serat kaca sudah terlihat pada panjang serat 2-4 mm. Dengan bertambahnya panjang serat, kekuatan meningkat karena jalinan timbal baliknya dan penurunan tegangan pada pengikat (dengan pengisi modulus tinggi), yang terlokalisasi di ujung serat. Jika hal ini diperbolehkan oleh bentuk produk, serat-serat tersebut diikat menjadi satu dalam benang dan kain dari berbagai tenunan.

Plastik pengisi kain (textolites) merupakan plastik berlapis yang memiliki sifat anisotropi, khususnya kekuatan tinggi pada lapisan pengisi dan kekuatan rendah pada arah tegak lurus. Kerugian dari plastik laminasi ini sebagian dihilangkan dengan penggunaan apa yang disebut. kain besar di mana masing-masing kain (lapisan) saling terkait. Pengikat mengisi celah pada tenunan dan, ketika diawetkan, memperbaiki bentuk yang diberikan pada benda kerja dari pengisi.

Pada produk dengan bentuk sederhana, dan terutama pada benda rotasi berongga, serat pengisi terletak pada arah aksi gaya eksternal. Kekuatan plastik tersebut dalam arah tertentu ditentukan terutama oleh kekuatan seratnya; pengikat hanya memperbaiki bentuk produk dan mendistribusikan beban secara merata ke seluruh serat. Modulus elastisitas dan kekuatan tarik produk sepanjang susunan serat mencapai nilai yang sangat tinggi (lihat Tabel 1). Indikator-indikator ini bergantung pada tingkat pengisian plastik.

Untuk struktur panel, akan lebih mudah untuk menggunakan plastik laminasi yang diisi dengan veneer kayu atau kertas, termasuk kertas serat sintetis (lihat Plastik kayu, Getinax). Pengurangan berat panel yang signifikan dengan tetap menjaga kekakuan dicapai dengan menggunakan bahan struktur tiga lapis, atau sandwich, dengan lapisan tengah busa polistiren atau sarang lebah.

Jenis utama termoplastik

Di antara termoplastik, kegunaan yang paling beragam adalah polietilen, polivinil klorida, dan polistiren, terutama dalam bentuk bahan homogen atau elastis, lebih jarang berisi gas dan diisi dengan bubuk mineral atau serat organik sintetik.

Plastik berbahan dasar polietilen mudah dibentuk dan dilas menjadi produk dengan bentuk yang kompleks, tahan terhadap beban guncangan dan getaran, tahan bahan kimia, serta memiliki sifat isolasi listrik yang tinggi (konstanta dielektrik 2,1-2,3) dan kepadatan rendah. Produk dengan peningkatan kekuatan dan ketahanan panas terbuat dari polietilen yang diisi dengan fiberglass pendek (hingga 3 mm). Dengan tingkat pengisian 20%, kekuatan tarik meningkat 2,5 kali lipat, kekuatan lentur 2 kali lipat, kekuatan benturan 4 kali lipat, dan ketahanan panas 2,2 kali lipat.

Plastik kaku berbahan dasar polivinil klorida - plastik vinil, termasuk plastik elastis (tahan benturan), jauh lebih sulit dibentuk dibandingkan plastik polietilen, tetapi kekuatannya terhadap beban statis jauh lebih tinggi, mulur lebih rendah, dan kekerasan lebih tinggi. Plastik polivinil klorida plastis lebih banyak digunakan. Ini mudah dibentuk dan dilas dengan andal, dan kombinasi kekuatan, stabilitas deformasi, dan ketahanan panas yang diperlukan dicapai dengan memilih rasio pemlastis dan pengisi padat.

Plastik berbahan dasar polistiren jauh lebih mudah dibentuk daripada plastik vinil, sifat dielektriknya mendekati sifat plastik polietilen, transparan secara optik dan dalam hal kekuatan terhadap beban statis tidak kalah dengan plastik vinil, tetapi mereka lebih rapuh, kurang tahan terhadap pelarut dan mudah terbakar. Kekuatan benturan dan patah yang rendah karena pertumbuhan retakan mikro yang cepat - sifat yang terutama merupakan karakteristik plastik polistiren - dihilangkan dengan mengisinya dengan elastomer, yaitu polimer atau kopolimer dengan suhu transisi gelas di bawah - 40 ° C. Polistiren elastis (tahan benturan) dengan kualitas terbaik dihasilkan melalui polimerisasi stirena pada partikel stirena-butadiena atau lateks nitril-butadiena.

Bahan tersebut, yang disebut ABS, mengandung sekitar 15% fraksi gel (kopolimer blok dan cangkok polistiren dan kopolimer butadiena ini), yang membentuk lapisan batas dan menghubungkan partikel elastomer ke matriks polistiren. Ketahanan beku material dibatasi oleh suhu transisi gelas elastomer, ketahanan panas dibatasi oleh suhu transisi gelas polistiren.

Ketahanan panas dari termoplastik yang terdaftar berada pada kisaran 60-80 ° C, koefisien muai panasnya tinggi yaitu 1 x 10 -4 , sifat-sifatnya berubah tajam dengan sedikit perubahan suhu, stabilitas deformasi di bawah beban rendah. Termoplastik yang termasuk dalam kelompok ionomer, misalnya kopolimer etilen, propilena, atau stirena dengan monomer yang mengandung gugus ionogenik (biasanya asam karboksilat tak jenuh atau garamnya), sebagian bebas dari kelemahan ini. Di bawah suhu aliran, karena interaksi gugus ionogenik antar makromolekul, ikatan fisik yang kuat tercipta, yang hancur ketika polimer melunak. Ionomer berhasil menggabungkan sifat-sifat termoplastik yang menguntungkan untuk produk cetakan dengan sifat-sifat yang melekat pada polimer jaringan, yaitu peningkatan ketahanan terhadap deformasi dan kekakuan. Namun, keberadaan gugus ionik dalam polimer mengurangi sifat dielektrik dan ketahanan terhadap kelembaban.

Plastik dengan ketahanan panas yang lebih tinggi (100-130 °C) dan perubahan sifat yang tidak terlalu tiba-tiba seiring dengan meningkatnya suhu diproduksi berdasarkan polipropilen, poliformaldehida, polikarbonat, poliakrilat, poliamida, terutama poliamida aromatik. Kisaran produk berbahan polikarbonat, termasuk yang diisi dengan fiberglass, berkembang pesat.

Ketahanan kimia, kekuatan benturan, dan sifat dielektrik plastik yang berbahan dasar kopolimer politetrafluoroetilen dan tetrafluoroetilen sangat tinggi (lihat Fluoroplastik). Bahan berbasis poliuretan berhasil menggabungkan ketahanan aus dengan ketahanan beku dan kekuatan jangka panjang di bawah kondisi beban bolak-balik. Polimetil metakrilat digunakan untuk membuat bahan tahan cuaca yang transparan secara optik.

Tidak adanya reaksi pengawetan selama pencetakan termoplastik memungkinkan proses pemrosesan menjadi sangat intensif. Metode utama pencetakan produk termoplastik adalah pencetakan injeksi, ekstrusi, pembentukan vakum, dan pencetakan tiup. Karena viskositas leleh polimer dengan berat molekul tinggi tinggi, pencetakan termoplastik pada mesin cetak injeksi atau ekstruder memerlukan tekanan spesifik 30-130 Mn/m = (300-1300 kgf/cm 2 ).

Pengembangan lebih lanjut dari produksi termoplastik ditujukan untuk menciptakan bahan dari polimer yang sama, tetapi dengan kombinasi sifat baru, menggunakan bahan elastis, bubuk dan pengisi serat pendek.

Jenis utama termoset

Setelah pencetakan produk termoset selesai, fase polimer memperoleh struktur jaringan (tiga dimensi). Oleh karena itu, termoset yang diawetkan memiliki kekerasan, modulus elastisitas, ketahanan panas, kekuatan lelah, dan koefisien muai panas yang lebih rendah dibandingkan termoplastik; Selain itu, sifat-sifat termoset yang diawetkan tidak terlalu bergantung pada suhu. Namun, ketidakmampuan termoset yang diawetkan untuk berubah menjadi keadaan aliran kental memaksa sintesis polimer dilakukan dalam beberapa tahap.

Tahap pertama diakhiri dengan produksi oligomer (resin) - polimer dengan berat molekul 500-1000. Karena rendahnya viskositas larutan atau lelehan, resin mudah didistribusikan ke seluruh permukaan partikel pengisi, bahkan ketika tingkat pengisian mencapai 80-85% (berat). Setelah semua komponen dimasukkan, fluiditas termoset tetap tinggi sehingga produk dari termoset dapat dicetak dengan cara dituang (casting), pencetakan kontak, atau penggulungan. Termoset semacam itu disebut premix jika mengandung bahan pengisi dalam bentuk partikel kecil, dan prepreg jika bahan pengisinya berupa serat, kain, atau kertas kontinu. Peralatan teknologi untuk mencetak produk dari premix dan prepreg sederhana dan biaya energinya rendah, namun prosesnya melibatkan penahanan bahan dalam cetakan individual untuk mengeringkan bahan pengikat. Jika resin diawetkan dengan reaksi polikondensasi, maka pencetakan produk disertai dengan penyusutan material yang parah dan tegangan sisa yang signifikan timbul di dalamnya, dan soliditas, kepadatan, dan kekuatan tidak mencapai nilai maksimum (kecuali untuk produk yang diperoleh dengan cara dililitkan dengan tegangan).

Untuk menghindari kekurangan ini, teknologi pembuatan produk dari resin yang diawetkan dengan reaksi polikondensasi menyediakan tahap tambahan (setelah pencampuran komponen) - pengawetan awal pengikat, yang dilakukan selama penggulungan atau pengeringan. Pada saat yang sama, durasi penahanan bahan selanjutnya dalam cetakan berkurang dan kualitas produk ditingkatkan, namun pengisian cetakan karena penurunan fluiditas pengikat menjadi mungkin hanya pada tekanan 25 -60 juta/m 2 (250-600 kgf/cm2).

Resin dalam termoset dapat mengeras secara spontan (semakin tinggi suhunya, semakin besar kecepatannya) atau dengan bantuan zat bermolekul rendah polifungsional - pengeras.

Termoset dengan pengisi apa pun dibuat menggunakan resin fenolik sebagai pengikat, sering kali dielastis dengan polivinil butiral, karet nitril butadiena, poliamida, polivinil klorida (bahan tersebut disebut fenolat), dan resin epoksi, terkadang dimodifikasi dengan resin fenol atau anilin formaldehida atau pengawet oligos .eter.

Plastik berkekuatan tinggi dengan ketahanan panas hingga 200 °C diproduksi dengan menggabungkan serat kaca atau kain dengan oligoester pengawet, fenol-formaldehida, atau resin epoksi. Dalam produksi produk yang beroperasi dalam waktu lama pada suhu 300 °C, digunakan fiberglass atau plastik asbes dengan pengikat organosilikon; pada 300-340 °C - polimida dalam kombinasi dengan silika, asbes atau serat karbon; pada 250-500 °C di udara dan pada 2000-2500 °C di lingkungan inert - plastik berbahan dasar fenolik atau poliamida yang diisi dengan serat karbon dan mengalami karbonisasi (grafitisasi) setelah pencetakan produk.

Plastik modulus tinggi [modulus elastis 250-350 Gn/m 2 (25.000—35.000 kgf/mm 2 )) diproduksi dengan menggabungkan resin epoksi dengan serat karbon, boron atau monokristalin (lihat juga Bahan komposit). Plastik monolitik dan ringan, tahan terhadap getaran dan beban kejut, tahan air dan menjaga sifat dielektrik dan kekencangan dalam kondisi pembebanan yang sulit, dibuat dengan menggabungkan resin epoksi, poliester atau melamin-formaldehida dengan serat atau kain sintetis, kertas dari serat tersebut.

Sifat dielektrik tertinggi (konstanta dielektrik 3,5-4,0) merupakan karakteristik bahan berbahan dasar serat kuarsa dan pengikat poliester atau organosilikon.

Plastik laminasi kayu banyak digunakan dalam industri bahan bangunan dan pembuatan kapal.

Volume produksi dan struktur konsumsi plastik

Bahan plastik berbahan dasar resin alam (rosin, lak, bitumen, dll) telah dikenal sejak zaman dahulu. Plastik tertua yang terbuat dari polimer buatan—selulosa nitrat—adalah seluloid, yang produksinya dimulai di AS pada tahun 1872. Pada tahun 1906–10, produksi termoset pertama—bahan yang didasarkan pada resin fenol-formaldehida—diluncurkan secara percontohan. produksi di Rusia dan Jerman. Di usia 30-an Di Uni Soviet, AS, Jerman, dan negara-negara industri lainnya, produksi termoplastik - polivinil klorida, polimetil metakrilat, poliamida, polistiren - sedang diatur. Namun, perkembangan pesat industri plastik baru dimulai setelah Perang Dunia II (1939–45). Di tahun 50an Di banyak negara, produksi plastik dengan tonase terbesar—polietilen—mulai dimulai.

Pada tahun 1973, produksi polimer dunia untuk plastik mencapai ~43 juta ton, sekitar 75% adalah termoplastik (25% polietilen, 20% polivinil klorida, 14% polistiren dan turunannya, 16% plastik lainnya). Terdapat kecenderungan peningkatan lebih lanjut pada pangsa termoplastik (terutama polietilen) dalam total produksi plastik.

Meskipun pangsa resin termoset dalam total produksi polimer untuk plastik hanya sekitar 25%, volume produksi aktual termoset lebih tinggi daripada termoplastik karena tingkat pengisian resin yang tinggi (60-80%).

Produksi plastik berkembang jauh lebih intensif dibandingkan bahan bangunan tradisional seperti besi cor dan aluminium.

Konsumsi plastik dalam konstruksi terus meningkat. P Hal ini disebabkan tidak hanya oleh sifat fisik dan mekanik polimer yang unik, tetapi juga karena karakteristik arsitektur dan konstruksinya yang berharga. Keunggulan utama plastik dibandingkan bahan bangunan lainnya adalah ringan dan kekuatan spesifiknya relatif tinggi. Berkat ini, berat struktur bangunan dapat dikurangi secara signifikan, yang merupakan masalah terpenting dalam konstruksi industri modern.

Plastik menempati salah satu posisi terdepan di antara material struktural dalam teknik mesin. Konsumsi mereka dalam industri ini menjadi sebanding (dalam satuan volume) dengan konsumsi baja. Kelayakan penggunaan plastik dalam teknik mesin terutama ditentukan oleh kemungkinan pengurangan biaya produksi. Pada saat yang sama, parameter teknis dan ekonomi yang paling penting dari mesin juga ditingkatkan - bobot berkurang, daya tahan, keandalan, dll meningkat. Roda gigi dan roda cacing, katrol, bantalan, rol, pemandu mesin, pipa, baut, kacang-kacangan, berbagai macam peralatan teknologi, dll terbuat dari plastik. .

Keuntungan utama plastik, yang menentukan penggunaannya secara luas dalam konstruksi pesawat terbang, adalah ringannya dan kemampuannya untuk mengubah sifat teknis dalam rentang yang luas. Termoplastik digunakan dalam produksi elemen kaca, kubah antena, untuk finishing dekoratif interior pesawat, dll., plastik busa dan sarang lebah digunakan sebagai pengisi untuk struktur tiga lapis dengan beban tinggi.

Area penerapan plastik dalam pembuatan kapal sangat beragam, dan prospek penggunaannya hampir tidak terbatas. Mereka digunakan untuk pembuatan lambung kapal dan struktur lambung (terutama fiberglass), dalam produksi suku cadang untuk mekanisme kapal, instrumen, untuk finishing bangunan, panas, suara dan kedap air.

Dalam industri otomotif, penggunaan plastik untuk pembuatan kabin, bodi dan bagian-bagiannya yang besar mempunyai prospek yang sangat besar, karena Bodi menyumbang sekitar setengah berat mobil dan ~40% dari biayanya. Badan plastik lebih andal dan tahan lama dibandingkan badan logam, dan perbaikannya lebih murah dan mudah. Namun, plastik belum tersebar luas dalam produksi suku cadang mobil berukuran besar, terutama karena kurangnya kekakuan dan ketahanan cuaca yang relatif rendah. Plastik paling banyak digunakan untuk dekorasi interior mobil. Bagian mesin, transmisi, dan sasis juga dibuat darinya. Pentingnya plastik dalam teknik kelistrikan ditentukan oleh fakta bahwa plastik merupakan dasar atau komponen penting dari semua elemen insulasi mesin, perangkat, dan produk kabel listrik. Plastik sering digunakan untuk melindungi insulasi dari tekanan mekanis dan lingkungan agresif, untuk pembuatan bahan struktural, dll.

Lit.: Ensiklopedia Polimer, jilid 1-2, M., 1972-74; Teknologi plastik, ed. V.V.Korshak, M., 1972; Losev I.P., Trostyanskaya E.B., Kimia polimer sintetik, edisi ke-3, M., 1971; Plastik untuk keperluan struktural, ed. E.B.Trostyanskoy, M., 1974.

Peradaban kita dapat disebut sebagai peradaban plastik: berbagai jenis plastik dan bahan polimer dapat ditemukan di mana-mana.


Namun, rata-rata orang hampir tidak tahu apa itu plastik dan terbuat dari apa.

Apa itu plastik?

Saat ini, plastik, atau plastik, mengacu pada seluruh kelompok bahan yang berasal dari buatan (sintetis). Mereka diproduksi melalui serangkaian reaksi kimia dari bahan mentah organik, terutama dari gas alam dan sebagian besar minyak. Plastik adalah zat organik dengan molekul polimer panjang yang terdiri dari molekul-molekul zat sederhana yang saling terhubung satu sama lain.

Dengan mengubah kondisi polimerisasi, ahli kimia memperoleh plastik dengan sifat yang diinginkan: lunak atau keras, transparan atau buram, dll. Plastik saat ini digunakan di semua bidang kehidupan, mulai dari produksi peralatan komputer hingga perawatan anak kecil.

Bagaimana plastik ditemukan?

Plastik pertama di dunia dibuat di kota Birmingham, Inggris, oleh ahli metalurgi A. Parks. Ini terjadi pada tahun 1855: ketika mempelajari sifat-sifat selulosa, penemu mengolahnya dengan asam nitrat, berkat itu ia meluncurkan proses polimerisasi, memperoleh nitroselulosa. Penemunya menamai zat yang ia ciptakan dengan namanya sendiri - parkesin. Parks membuka perusahaannya sendiri untuk memproduksi parkesin, yang kemudian dikenal sebagai gading buatan. Namun, kualitas plastiknya buruk, dan perusahaan tersebut segera bangkrut.

Selanjutnya teknologi ditingkatkan, dan produksi plastik dilanjutkan oleh J.W. Hite, yang menyebut bahannya seluloid. Berbagai macam produk dibuat darinya, mulai dari kerah yang tidak perlu dicuci hingga bola bilyar.

Pada tahun 1899, polietilen ditemukan, dan minat terhadap kemungkinan kimia organik tumbuh secara eksponensial. Namun hingga pertengahan abad kedua puluh, plastik menempati ceruk pasar yang agak sempit, dan hanya penciptaan teknologi produksi PVC yang memungkinkan untuk memproduksi berbagai macam produk rumah tangga dan industri dari plastik tersebut.

Jenis plastik

Saat ini, industri memproduksi dan menggunakan banyak jenis plastik.

Berdasarkan komposisinya, plastik dibedakan menjadi:

- massa termoplastik lembaran - kaca plexiglass, plastik vinil, terdiri dari resin, pemlastis dan penstabil;


- plastik laminasi yang diperkuat dengan satu atau lebih lapisan kertas, fiberglass, dll.;

— fiberglass – plastik yang diperkuat dengan serat kaca, serat asbes, serat kapas, dll.;

- massa cetakan injeksi - plastik yang tidak mengandung komponen lain selain senyawa polimer;

— bubuk tekan – plastik dengan bahan tambahan bubuk.

Berdasarkan jenis pengikat polimernya, plastik dibedakan menjadi:

- plastik fenol, yang terbuat dari resin fenol-formaldehida;

— aminoplast yang terbuat dari resin melamin-formaldehida dan urea-formaldehida;

- Plastik epoxy menggunakan resin epoxy sebagai bahan pengikatnya.

Berdasarkan struktur internal dan sifat-sifatnya, plastik dibagi menjadi dua kelompok besar:

- termoplastik yang meleleh saat dipanaskan, tetapi setelah pendinginan tetap mempertahankan struktur aslinya;

— termoset dengan struktur awal tipe linier, yang memperoleh struktur jaringan selama proses pengawetan, tetapi ketika dipanaskan kembali, kehilangan sifat-sifatnya sepenuhnya.

Termoplastik dapat digunakan berulang kali; untuk melakukannya, termoplastik hanya perlu dihancurkan dan dicairkan. Dalam hal sifat kerja, termoset, pada umumnya, agak lebih baik daripada termoplastik, namun bila terkena pemanasan yang kuat, struktur molekulnya hancur dan selanjutnya tidak dapat dipulihkan.

Plastik terbuat dari apa?

Bahan baku sebagian besar plastik adalah batu bara, gas alam, dan minyak. Dari mereka, zat gas sederhana (berat molekul rendah) diisolasi melalui reaksi kimia - etilen, benzena, fenol, asetilena, dll., yang kemudian diubah menjadi polimer sintetik selama reaksi polimerisasi, polikondensasi, dan poliadisi. Sifat-sifat polimer yang sangat baik dijelaskan oleh adanya ikatan dengan berat molekul tinggi dengan sejumlah besar molekul awal (primer).


Beberapa tahapan produksi polimer merupakan proses yang kompleks dan sangat berbahaya bagi lingkungan, sehingga produksi plastik hanya dapat diakses pada tingkat teknologi tinggi. Pada saat yang sama, produk akhir, mis. Plastik umumnya sepenuhnya netral dan tidak berdampak negatif terhadap kesehatan manusia.