1. Klasyfikacja użytkowania

Ze względu na różne właściwości użytkowe tworzyw sztucznych, dzieli się je zazwyczaj na trzy rodzaje: tworzywa ogólne, tworzywa konstrukcyjne i tworzywa specjalne.

①Ogólny plastik

Ogólnie odnosi się do tworzyw sztucznych o dużej wydajności, szerokim zastosowaniu, dobrej formowalności i niskiej cenie. Istnieje pięć rodzajów tworzyw sztucznych ogólnego przeznaczenia, a mianowicie polietylen (PE), polipropylen (PP), polichlorek winylu (PVC), polistyren (PS) i kopolimer akrylonitrylo-butadienowo-styrenowy (ABS). Te pięć rodzajów tworzyw sztucznych stanowi zdecydowaną większość surowców do produkcji tworzyw sztucznych, a resztę można zasadniczo podzielić na specjalne odmiany tworzyw sztucznych, takie jak: PPS, PPO, PA, PC, POM itp. Są one wykorzystywane w produktach codziennego użytku w bardzo niewielkim stopniu, głównie Jest stosowany w zaawansowanych dziedzinach, takich jak przemysł inżynieryjny i technologia obronności narodowej, taka jak motoryzacja, lotnictwo i kosmonautyka, budownictwo i komunikacja. Zgodnie z klasyfikacją plastyczności tworzywa sztuczne można podzielić na termoplasty i termoutwardzalne. W normalnych okolicznościach produkty termoplastyczne można poddać recyklingowi, podczas gdy tworzywa termoutwardzalne nie. Ze względu na właściwości optyczne tworzywa sztuczne można podzielić na tworzywa przezroczyste, półprzezroczyste i nieprzezroczyste, takie jak PS, PMMA, AS, PC itp., które są tworzywami przezroczystymi. Większość pozostałych tworzyw sztucznych jest nieprzezroczysta.

Właściwości i zastosowania powszechnie stosowanych tworzyw sztucznych:

1. Polietylen:

Powszechnie stosowany polietylen można podzielić na polietylen o niskiej gęstości (LDPE), polietylen o wysokiej gęstości (HDPE) oraz liniowy polietylen o niskiej gęstości (LLDPE). Spośród tych trzech, HDPE charakteryzuje się lepszymi właściwościami termicznymi, elektrycznymi i mechanicznymi, natomiast LDPE i LLDPE charakteryzują się lepszą elastycznością, udarnością, zdolnością tworzenia powłok itp. LDPE i LLDPE są wykorzystywane głównie w foliach opakowaniowych, foliach rolniczych, modyfikacji tworzyw sztucznych itp., natomiast HDPE ma szeroki zakres zastosowań, takich jak folie, rury i wtryskiwanie artykułów codziennego użytku.

2. Polipropylen:

Relatywnie rzecz biorąc, polipropylen ma więcej odmian, bardziej złożone zastosowania i szeroki zakres zastosowań. Odmiany te obejmują głównie homopolimer polipropylenu (homopp), blokowy kopolimer polipropylenu (copp) oraz losowy kopolimer polipropylenu (rapp). W zależności od zastosowania, homopolimeryzacja jest wykorzystywana głównie w ciągarstwie drutu, włóknach, wtrysku, folii BOPP itp. Kopolimer polipropylenu jest stosowany głównie w elementach wtryskowych urządzeń gospodarstwa domowego, modyfikowanych surowcach, codziennych produktach wtryskowych, rurach itp., a losowy polipropylen jest stosowany głównie w produktach przezroczystych, produktach o wysokiej wydajności, rurach o wysokiej wydajności itp.

3. Chlorek poliwinylu:

Ze względu na niski koszt i właściwości samogasnące, ma szerokie zastosowanie w budownictwie, szczególnie do rur kanalizacyjnych, drzwi i okien z tworzyw sztucznych, płyt, sztucznej skóry itp.

4. Styropian:

Jako rodzaj transparentnego surowca, gdy zachodzi potrzeba przejrzystości, ma on szeroki zakres zastosowań, np. w kloszach lamp samochodowych, przezroczystych częściach codziennego użytku, przezroczystych kubkach, puszkach itp.

5. ABS:

To wszechstronne tworzywo konstrukcyjne o doskonałych właściwościach fizyko-mechanicznych i termicznych. Jest szeroko stosowane w sprzęcie AGD, panelach, maskach, podzespołach, akcesoriach itp., zwłaszcza w sprzęcie AGD, takim jak pralki, klimatyzatory, lodówki, wentylatory elektryczne itp. Jest bardzo duże i ma szeroki zakres zastosowań w modyfikacji tworzyw sztucznych.

②Tworzywa sztuczne konstrukcyjne

Termin ten odnosi się ogólnie do tworzyw sztucznych, które są odporne na określone siły zewnętrzne, charakteryzują się dobrymi właściwościami mechanicznymi, odpornością na wysokie i niskie temperatury oraz dobrą stabilnością wymiarową i mogą być stosowane w konstrukcjach inżynieryjnych, takich jak poliamid i polisulfon. W tworzywach inżynieryjnych dzieli się je na dwie kategorie: tworzywa inżynieryjne ogólne i tworzywa inżynieryjne specjalistyczne. Tworzywa inżynieryjne mogą spełniać wyższe wymagania pod względem właściwości mechanicznych, trwałości, odporności na korozję i odporności termicznej, są wygodniejsze w obróbce i mogą zastąpić materiały metalowe. Tworzywa inżynieryjne są szeroko stosowane w przemyśle elektrycznym i elektronicznym, motoryzacyjnym, budowlanym, w sprzęcie biurowym, maszynach, lotnictwie i innych gałęziach przemysłu. Zastępowanie stali i drewna tworzywami sztucznymi stało się międzynarodowym trendem.

Do tworzyw sztucznych ogólnego zastosowania zalicza się: poliamid, polioksymetylen, poliwęglan, modyfikowany polifenylen, termoplastyczny poliester, polietylen o bardzo dużej masie cząsteczkowej, polimer metylopentenu, kopolimer alkoholu winylowego itp.

Specjalne tworzywa konstrukcyjne dzielą się na usieciowane i nieusieciowane. Tworzywa usieciowane to: poliamino-bismalamid, politriazyna, usieciowany poliimid, żywica epoksydowa odporna na wysoką temperaturę itd. Tworzywa nieusieciowane to: polisulfon, polieterosulfon, polifenylensulfid, poliimid, polieteroeteroketon (PEEK) itd.

③Specjalne tworzywa sztuczne

Ogólnie odnosi się do tworzyw sztucznych o specjalnych funkcjach, które mogą być wykorzystywane w specjalnych zastosowaniach, takich jak lotnictwo i kosmonautyka. Na przykład fluoroplastiki i silikony charakteryzują się wyjątkową odpornością na wysokie temperatury, właściwościami samosmarującymi i innymi specjalnymi funkcjami, a tworzywa sztuczne wzmocnione i spienione charakteryzują się specjalnymi właściwościami, takimi jak wysoka wytrzymałość i wysoka amortyzacja. Te tworzywa sztuczne należą do kategorii tworzyw specjalnych.

a. Tworzywo sztuczne wzmocnione:

Surowce z tworzyw sztucznych wzmocnionych tworzywem sztucznym można podzielić pod względem wyglądu na granulowane (takie jak tworzywa wzmacniane wapnem), włókniste (takie jak włókna szklane lub tkaniny szklane) oraz płatkowe (takie jak miki). Ze względu na materiał, tworzywa sztuczne można podzielić na tworzywa wzmacniane tkaniną (takie jak tkaniny lub azbest), nieorganiczne tworzywa wypełnione minerałami (takie jak kwarc lub mika) oraz tworzywa wzmacniane włóknami (takie jak włókna węglowe).

b. Piana:

Tworzywa piankowe można podzielić na trzy rodzaje: pianki sztywne, półsztywne i elastyczne. Pianka sztywna nie wykazuje elastyczności, a jej twardość po ściskaniu jest bardzo duża. Odkształca się dopiero po osiągnięciu określonej wartości naprężenia i nie powraca do pierwotnego stanu po jego ustąpieniu. Pianka elastyczna jest elastyczna, charakteryzuje się niską twardością po ściskaniu i łatwo się odkształca. Po powrocie do pierwotnego stanu odkształcenie resztkowe jest niewielkie; elastyczność i inne właściwości pianki półsztywnej plasują ją pomiędzy piankami sztywnymi a miękkimi.

Dwa, klasyfikacja fizyczna i chemiczna

Ze względu na różne właściwości fizyczne i chemiczne, tworzywa sztuczne można podzielić na dwa rodzaje: tworzywa termoutwardzalne i tworzywa termoplastyczne.

(1) Termoplast

Termoplasty (tworzywa termoplastyczne): odnoszą się do tworzyw sztucznych, które topią się po podgrzaniu, mogą wpłynąć do formy po schłodzeniu, a następnie stopić się po podgrzaniu; ogrzewanie i chłodzenie mogą być wykorzystywane do wywołania odwracalnych zmian (ciecz ← → ciało stałe), tak, tzw. zmian fizycznych. Termoplasty ogólnego przeznaczenia mają ciągłe temperatury pracy poniżej 100°C. Polietylen, polichlorek winylu, polipropylen i polistyren są również nazywane czterema tworzywami ogólnego przeznaczenia. Tworzywa termoplastyczne dzielą się na węglowodory, winyle z genami polarnymi, inżynieryjne, celulozowe i inne. Staje się miękki po podgrzaniu i twardnieje po schłodzeniu. Można go wielokrotnie zmiękczać i utwardzać, zachowując określony kształt. Jest rozpuszczalny w niektórych rozpuszczalnikach i ma właściwość topliwości i rozpuszczalności. Termoplasty mają doskonałą izolację elektryczną, zwłaszcza politetrafluoroetylen (PTFE), polistyren (PS), polietylen (PE), polipropylen (PP) mają wyjątkowo niską stałą dielektryczną i straty dielektryczne. Do materiałów izolacyjnych o wysokiej częstotliwości i wysokim napięciu. Tworzywa termoplastyczne są łatwe do formowania i przetwarzania, ale mają niską odporność cieplną i łatwo ulegają pełzaniu. Stopień pełzania zmienia się w zależności od obciążenia, temperatury otoczenia, rozpuszczalnika i wilgotności. Aby przezwyciężyć te słabości tworzyw termoplastycznych i sprostać potrzebom zastosowań w dziedzinie technologii kosmicznej i rozwoju nowych źródeł energii, wszystkie kraje opracowują żywice żaroodporne, które można topić, takie jak polieteroeteroketon (PEEK) i polieterosulfon (PES), poliarylosulfon (PASU), polistoksiarczek fenylenu (PPS) itp. Materiały kompozytowe wykorzystujące je jako żywice matrycowe mają wyższe właściwości mechaniczne i odporność chemiczną, mogą być termoformowane i spawane oraz mają lepszą międzywarstwową wytrzymałość na ścinanie niż żywice epoksydowe. Na przykład, używając polieteroeteroketon jako żywicy matrycowej i włókna węglowego do wytworzenia materiału kompozytowego, odporność na zmęczenie przewyższa odporność epoksydu/włókna węglowego. Ma dobrą udarność, dobrą odporność na pełzanie w temperaturze pokojowej i dobrą przetwarzalność. Może być stosowany w sposób ciągły w temperaturze 240-270°C. Jest to idealny materiał izolacyjny do wysokich temperatur. Materiał kompozytowy wykonany z polieterosulfonu jako żywicy matrycowej i włókna węglowego charakteryzuje się wysoką wytrzymałością i twardością w temperaturze 200°C oraz dobrą odpornością na uderzenia w temperaturze -100°C; jest nietoksyczny, niepalny, charakteryzuje się minimalną emisją dymu i odpornością na promieniowanie. Przewiduje się, że będzie on wykorzystywany jako kluczowy element statku kosmicznego, a także może być formowany w osłony radaru itp.

Tworzywa usieciowane formaldehydem obejmują tworzywa fenolowe, tworzywa aminowe (takie jak mocznikowo-formaldehydowo-melaminowo-formaldehydowe itp.). Inne tworzywa usieciowane obejmują nienasycone poliestry, żywice epoksydowe i żywice ftalowo-diallilowe.

(2) Tworzywo termoutwardzalne

Tworzywa termoutwardzalne to tworzywa sztuczne, które można utwardzać pod wpływem ciepła lub innych warunków, lub które mają właściwości nierozpuszczalne (topliwe), takie jak tworzywa fenolowe, epoksydowe itp. Tworzywa termoutwardzalne dzielą się na usieciowane formaldehydem i inne usieciowane. Po obróbce cieplnej i formowaniu powstaje nietopliwy i nierozpuszczalny produkt, a cząsteczki żywicy są usieciowane liniowo w strukturę sieciową. Pod wpływem podwyższonej temperatury ulegają rozkładowi i zniszczeniu. Typowe tworzywa termoutwardzalne obejmują tworzywa fenolowe, epoksydowe, aminowe, nienasycone poliestry, furany, polisiloksany i inne, a także nowsze tworzywa poli(ftalanu dipropylenu). Charakteryzują się one wysoką odpornością na ciepło i odkształcenia po podgrzaniu. Wadą jest zazwyczaj niska wytrzymałość mechaniczna, którą można jednak poprawić, dodając wypełniacze w celu uzyskania materiałów laminowanych lub formowanych.

Tworzywa termoutwardzalne wykonane z żywicy fenolowej jako głównego surowca, takie jak formowane tworzywo fenolowe (powszechnie znane jako bakelit), są trwałe, stabilne wymiarowo i odporne na inne substancje chemiczne, z wyjątkiem silnych alkaliów. Różne wypełniacze i dodatki mogą być dodawane w zależności od różnych zastosowań i wymagań. W przypadku odmian wymagających wysokiej wydajności izolacyjnej jako wypełniacz można użyć miki lub włókna szklanego; w przypadku odmian wymagających odporności na ciepło można użyć azbestu lub innych wypełniaczy odpornych na ciepło; w przypadku odmian wymagających odporności sejsmicznej jako wypełniacze można użyć różnych odpowiednich włókien lub gumy, a także niektórych środków wzmacniających, aby uzyskać materiały o wysokiej wytrzymałości. Ponadto, modyfikowane żywice fenolowe, takie jak anilina, epoksyd, polichlorek winylu, poliamid i poliacetal winylu, mogą być również stosowane w celu spełnienia wymagań różnych zastosowań. Żywice fenolowe mogą być również używane do wytwarzania laminatów fenolowych, które charakteryzują się wysoką wytrzymałością mechaniczną, dobrymi właściwościami elektrycznymi, odpornością na korozję i łatwością przetwarzania. Są powszechnie stosowane w urządzeniach elektrycznych niskiego napięcia.

Do aminoplastów należą tworzywa mocznikowo-formaldehydowe, melaminowo-formaldehydowe, mocznikowo-melaminowo-formaldehydowe itd. Charakteryzują się one twardą teksturą, odpornością na zarysowania, bezbarwnością, przezroczystością itd. Dodanie materiałów barwiących pozwala na tworzenie kolorowych produktów, powszechnie znanych jako jadeit elektryczny. Ponieważ jest odporny na oleje i słabe zasady oraz rozpuszczalniki organiczne (ale nie kwasoodporny), może być długotrwale stosowany w temperaturze 70°C, a krótkotrwale wytrzymuje temperatury od 110 do 120°C i może być stosowany w produktach elektrycznych. Tworzywo melaminowo-formaldehydowe charakteryzuje się wyższą twardością niż tworzywo mocznikowo-formaldehydowe, lepszą odpornością na wodę, ciepło i łuk elektryczny. Może być stosowane jako materiał izolacyjny odporny na łuk elektryczny.

Istnieje wiele rodzajów tworzyw termoutwardzalnych wytwarzanych z żywicy epoksydowej jako głównego surowca, z których około 90% bazuje na żywicy epoksydowej z bisfenolem A. Charakteryzuje się ona doskonałą przyczepnością, izolacją elektryczną, odpornością na ciepło i stabilnością chemiczną, niskim skurczem i absorpcją wody oraz dobrą wytrzymałością mechaniczną.

Zarówno nienasycony poliester, jak i żywica epoksydowa mogą być przetworzone w FRP, który charakteryzuje się doskonałą wytrzymałością mechaniczną. Na przykład tworzywo sztuczne wzmocnione włóknem szklanym wykonane z nienasyconego poliestru ma dobre właściwości mechaniczne i niską gęstość (tylko 1/5 do 1/4 stali, 1/2 aluminium) i jest łatwe w przetwarzaniu na różne części elektryczne. Właściwości elektryczne i mechaniczne tworzyw sztucznych wykonanych z żywicy ftalanu dipropylenu są lepsze niż tworzyw termoutwardzalnych fenolowych i aminowych. Charakteryzuje się niską higroskopijnością, stabilnym rozmiarem produktu, dobrą wydajnością formowania, odpornością na kwasy i zasady, wrzącą wodę i niektóre rozpuszczalniki organiczne. Mieszanka formierska nadaje się do produkcji części o złożonej strukturze, odporności na temperaturę i wysokiej izolacji. Ogólnie rzecz biorąc, może być stosowana przez długi czas w zakresie temperatur od -60 do 180°C, a klasa odporności cieplnej może osiągnąć stopień F do H, który jest wyższy niż odporność cieplna tworzyw fenolowych i aminowych.

Tworzywa silikonowe w postaci struktury polisiloksanowej są szeroko stosowane w elektronice i elektrotechnice. Laminowane tworzywa silikonowe są przeważnie wzmacniane tkaniną szklaną; formowane tworzywa silikonowe są przeważnie wypełnione włóknem szklanym i azbestem, które są wykorzystywane do produkcji części odpornych na wysokie temperatury, wysoką częstotliwość lub silniki zanurzalne, urządzenia elektryczne i sprzęt elektroniczny. Ten rodzaj tworzywa sztucznego charakteryzuje się niską stałą dielektryczną i wartością tgδ oraz jest mniej podatny na zmiany częstotliwości. Jest stosowany w przemyśle elektrycznym i elektronicznym do ochrony przed wyładowaniami koronowymi i łukami elektrycznymi. Nawet jeśli wyładowanie spowoduje rozkład, produktem jest dwutlenek krzemu zamiast przewodzącej sadzy. Ten rodzaj materiału charakteryzuje się wyjątkową odpornością na ciepło i może być stosowany w sposób ciągły w temperaturze 250°C. Głównymi wadami polisilikonu są niska wytrzymałość mechaniczna, słaba przyczepność i słaba odporność na olej. Opracowano wiele modyfikowanych polimerów silikonowych, takich jak modyfikowane poliestrem tworzywa silikonowe, które znalazły zastosowanie w elektrotechnice. Niektóre tworzywa sztuczne są zarówno termoplastyczne, jak i termoutwardzalne. Na przykład polichlorek winylu jest zazwyczaj tworzywem termoplastycznym. W Japonii opracowano nowy rodzaj ciekłego polichlorku winylu, który jest termoutwardzalny i ma temperaturę formowania od 60 do 140°C. Tworzywo sztuczne o nazwie Lundex w Stanach Zjednoczonych łączy w sobie cechy charakterystyczne dla przetwórstwa termoplastycznego z właściwościami fizycznymi tworzyw termoutwardzalnych.

① Tworzywa sztuczne węglowodorowe.

Jest to tworzywo sztuczne niepolarne, które dzieli się na krystaliczne i niekrystaliczne. Krystaliczne tworzywa sztuczne węglowodorowe obejmują polietylen, polipropylen itp., a niekrystaliczne tworzywa sztuczne węglowodorowe obejmują polistyren itp.

②Tworzywa sztuczne winylowe zawierające geny polarne.

Z wyjątkiem fluoroplastów większość z nich to niekrystaliczne ciała przezroczyste, w tym polichlorek winylu, politetrafluoroetylen, polioctan winylu itp. Większość monomerów winylowych można polimeryzować przy użyciu katalizatorów rodnikowych.

③Termoplastyczne tworzywa konstrukcyjne.

Obejmują one głównie polioksymetylen, poliamid, poliwęglan, ABS, eter polifenylenowy, politereftalan etylenu, polisulfon, polieterosulfon, poliimid, polifenylen sulfid itp. Politetrafluoroetylen. W tym zakresie uwzględniono również modyfikowany polipropylen itp.

④ Tworzywa termoplastyczne celulozowe.

Obejmuje ona głównie octan celulozy, octanomaślan celulozy, celofan, celofan itp.

Możemy wykorzystać wszystkie wymienione powyżej materiały plastikowe.
W normalnych okolicznościach do produktów podobnych stosuje się PP o jakości spożywczej i PP o jakości medycznejłyżki. Pipetajest wykonany z materiału HDPE iprobówkaJest zazwyczaj wykonany z materiału PP lub PS klasy medycznej. Nadal mamy wiele produktów z różnych materiałów, ponieważ jesteśmypleśńproducent, można wyprodukować prawie wszystkie produkty z tworzyw sztucznych