Utilizarea materialelor polimerice în construcții implică o durată de viață de cel puțin 20-30 ani fără pierderi semnificative de proprietăți. Durabilitatea materialelor polimerice este determinată de două grupuri principale de factori:
1) proprietățile polimerului inițial - calitatea corespunzătoare a materiilor prime și alegerea corectă a materialului, ținând cont de cerințele pentru proiectarea produsului;
2) condițiile de funcționare a produselor din plastic - temperatură, presiune (stres), iradiere UV, umiditate, mediu corosiv etc.
Acum, practic, nu există metode de estimare a durabilității materialelor polimerice în condiții reale de exploatare, exprimate în ani. Acest lucru se datorează faptului că durabilitatea polimerilor este un indicator al trecerii în timp a transformărilor fizico-chimice complexe în polimeri, viteza cărora depinde de mulți factori, adesea dificil de contabilizat.
Îmbătrânirea polimerilor este o schimbare ireversibilă în proprietățile utile ale polimerilor sub influența unuia sau mai multor factori. Îmbătrânirea se caracterizează prin distrugerea legăturilor chimice care formează lanțul principal al polimerului. Prin efecte nocive pentru polimeri includ încălzirea, expunerea la oxigen, lumina soarelui, ozon, radiații ionizante etc. de îmbătrânire sunt clasificați în factori de impact :. termică, termo-oxidativă, lumina, ozon, radiații. Îmbătrânirea are loc pe tot parcursul ciclului de viață al polimerilor. La depozitarea, prelucrarea și operarea produselor din acestea. În condiții reale, mai mulți factori acționează simultan asupra polimerilor, de exemplu, în cazul îmbătrânirii atmosferice, oxigenului, luminii, ozonului și umidității. Un factor important care accelerează îmbătrânirea este stresul mecanic care se dezvoltă în polimeri în timpul procesării lor și în anumite condiții de funcționare.
Cauza îmbătrânirii - transformări chimice ale macromolecule care duc la distrugerea lor și formarea structurilor ramificate sau tridimensionale ( „cusute“). Mecanismele de îmbătrânire sunt diferite și depind de factorii de îmbătrânire. Rata de îmbătrânire depinde de sensibilitatea polimerului la efectele acestor factori asupra intensității acesteia din urmă, precum și compoziția materialului polimeric. Efectele îmbătrânirii -. Deteriorata caracteristici mecanice ale polimerilor, fisurarea la suprafață și proliferarea lor (distrugerea uneori completă), rezistența la decolorare și alți polimeri la îmbătrânire, în multe cazuri, definește timpul de depozitare, și uneori produse de viață. O modalitate eficientă de a proteja polimerii de îmbătrânire este să se stabilizeze cu diferiți aditivi, ceea ce crește în mod natural costul materialului.
În continuare, prezentăm caracteristicile detaliate ale materialelor polimerice preluate din diverse surse.
Polietilena (PE, PE) este un polimer obținut prin polimerizarea monomerului de etilenă utilizând diferite metode tehnologice. Formula structurală generală a polietilenului este (-CH2-CH2-) n. Este un termoplastic tipic și prelucrat în produse prin toate metodele cunoscute. Proprietățile PE depind în mare măsură de densitatea materialului. Creșterea densității conduce la o creștere a rezistenței, rigidității, durității, rezistenței chimice. În același timp, pe măsură ce crește densitatea, rezistența la impact scade la temperaturi scăzute, alungire la rupere, permeabilitate pentru gaze și vapori.
Polietilena este împărțită în LDPE - polietilenă de înaltă densitate (HDPE) și HDPE - polietilenă de înaltă densitate (polietilenă de joasă presiune), deși presiunea înaltă poate fi utilizată pentru fabricarea atât a LDPE cât și a HDPE.
LDPE Polietilena de joasă densitate (polietilenă de înaltă densitate).
Avantaje - are caracteristici dielectrice excelente, are rezistență chimică foarte ridicată, este foarte radioactiv, inertă biologic, ușor de procesat.
Dezavantaje - este predispus la crăpare atunci când este încărcat, nu diferă în stabilitatea dimensională, nu este rezistent la grăsimi, uleiuri. Nu rezistă la radiațiile UV.
HDPE Polietilena de înaltă densitate (polietilenă de joasă presiune)
Caracterizată de o bună rezistență la impact și o rezistență la căldură mai mare decât LDPE.
Are o rezistență chimică foarte mare (mai mare decât cea a LDPE).
Avantaje - are caracteristici dielectrice excelente, inerte biologic, ușor de procesat, dă o suprafață lucioasă.
Dezavantaje - se observă fluaj mare la încărcarea prelungită.
Polipropilenă (PP, PP). Material de cristalizare ușoară.
Avantaje - transparență excelentă (cu răcire rapidă în timpul modeirii), punct de topire ridicat, rezistență chimică și apă. Are o bună transparență și strălucire, o rezistență chimică ridicată, în special la uleiuri și grăsimi, nu crăpa sub influența mediului. Rezistent la acizi, alcalii, soluții de sare, uleiuri minerale și vegetale la temperaturi ridicate. Are proprietăți mecanice bune. Are rigiditate crescută, dar este fragilă la temperaturi scăzute, are o absorbție scăzută a umezelii. Caracterizată de proprietăți bune de izolare electrică pe o gamă largă de temperaturi. La temperatura camerei, este insolubil în solvenți organici.
Dezavantaje - fragile la temperaturi scăzute. PP este sensibil la oxigen și oxidanți, are o rezistență redusă la uzură
PP trece prin vaporii de apă, ceea ce îl face indispensabil pentru ambalarea "anti-fogging" a alimentelor (pâine, verde, alimente), precum și în construcția de izolații hidro-vânt.
Polistiren (PS, GPPS, PS) - Material amorf transparent, dur, friabil. Temperatura maximă de funcționare: 75-80 ° C (gradele individuale funcționează la temperaturi de până la 105 ° C).
Avantaje - are duritate mare, are o absorbție scăzută de umiditate, are proprietăți dielectrice ridicate, rezistente la radiații, are absorbție redusă de apă, rezistență la apă, acizi diluați, alcalii, alcooli.
Dezavantaje - când îmbătrânim, există o scădere puternică a rezistenței, care nu este rezistentă la radiațiile UV (rezistența la radiațiile UV crește odată cu introducerea aditivilor speciali). Nu este rezistent la solvenți organici, uleiuri tehnice.
ABS, ABS - Amorphous copolimer grefa cauciuc butadien bifazică (sau cauciuc stiren-butadienă) și stiren acrilonitril (SAN). "ABS rezistent la căldură" poate conține cea de-a patra componentă: alfa-metilstiren, N-fenilmaleimidă etc.
ABS tipice poate rezista încălzire pe termen scurt până la 90-100 ° C, așa-numitele. Rezistent la căldură ABS - până la 110-130 ° С. Temperatura maximă pentru funcționarea pe termen lung este de 75-80 ° C (pentru grade rezistente la căldură: până la 90-100 ° C).
Are rezistență mare la solicitări de impact în comparație cu polistirenul general (GPPS), polistirenul rezistent la impact (HIPS) și alți copolimeri de stiren. Hardwearing. Proprietățile mecanice variază foarte mult, în funcție de compoziția copolimerului.
Are rezistență chimică bună. Rezistent la alcalii, uleiuri lubrifiante, soluții de săruri anorganice și acizi.
Caracterizată de proprietăți izolate reduse comparativ cu GPPS, HIPS.
Potrivit pentru placare, metalizare în vid (sunt disponibile clase speciale), precum și pentru contacte de lipit. Suduri bune.
Nu rezistă la radiațiile UV.
Recomandat pentru turnarea precisă. Are o stabilitate dimensională ridicată.
Oferă o suprafață lucioasă (există branduri speciale cu luciu sporit și redus.
PA-6 - Material de cristalizare constructiv cu rezistență mecanică ridicată. Sortimentul de marcă are o gamă largă de caracteristici mecanice: proprietățile materialului se schimbă semnificativ atunci când se introduc modificatori și umpluturi.
Combină rezistența ridicată la impact cu rigiditatea și rezistența la fluaj. Are o absorbție ridicată a apei. Proprietățile mecanice ale materialului depind în mare măsură de viteza de deformare și de umiditate. Când umiditatea crește brusc, rigiditatea, rezistența și duritatea scad brusc, dar rezistența la sarcini de impact crește, după uscare, nivelul inițial al proprietăților este restabilit. În acest sens, poliamidele -11 și -12 sunt mai bune, în care absorbția de apă este mai mică decât cea a poliamidelor -6 și -6.6.
Are un coeficient scăzut de frecare. Rezistent la abraziune.
Rezistent la combustibilii auto, lubrifianți, hidrocarburi, produse petroliere.
Semnele de bază nu sunt recomandate pentru turnarea precisă datorită instabilității dimensionale crescute. Stabilitatea dimensiunilor crește pentru brandurile umplute.
Mărcile nevăzute au o culoare crem deschis. Atunci când materialul este degradat în timpul procesului de fabricație și, de asemenea, cu utilizarea polimerului secundar, materialul dobândește tonuri de culoare brun închis, proprietățile sale fizice și mecanice se deteriorează.
Se caracterizează printr-o fluiditate ridicată. Necesită o uscare bună înainte de prelucrare
În general, poliamidele sunt materiale rigide cu rezistență ridicată la tracțiune și rezistență ridicată la uzură. Ei păstrează elasticitatea la temperaturi scăzute, astfel încât intervalul de temperatură al utilizării lor este foarte larg. Filmele PA au proprietăți bune pentru impact și forțare, sunt ușor sudate. Natura polare îi permite să fie sudate printr-o metodă de înaltă frecvență.
PVC (PVC) - unul dintre cele mai vechi materiale plastice.
PVC este produs prin polimerizare bloc (PVC-M), suspensie (PVC-C) și emulsie (PVC-E). Formula sa chimică:
[-CH2-CHC1-] n.
A fost descoperită în 1835 de chimistul Rignold. Astăzi PVC este produs din produse petroliere, precum și din acid clorhidric. Produsele din PVC se caracterizează prin rezistență ridicată la atmosferă și chimică, coeficienți scăzuți de conductivitate termică și dilatare liniară, rezistență mecanică destul de ridicată. Eficiența PVC-ului ca material structural se realizează numai prin utilizarea aditivilor (aditivilor) necesari, ale căror formulări asigură proprietățile necesare ale materialului plastic și ale articolelor din acesta.
Descompunerea polimerului este însoțită de o schimbare a culorii sale de la "fildeș" la cireș-maroniu. Pentru a preveni acest fenomen, un complex de stabilizatori este introdus în PVC, dintre care cele mai cunoscute sunt compușii de plumb (oxizi, fosfizi, carbonați), săruri ale acizilor grași, melamină, derivați de uree.