Синтетичні смоли і пластичні маси
До пластмас відносять полімери, які при підвищенні температури і тиску переходять у пластичний стан, набувають певну форму і стійко її зберігають після охолодження і затвердіння. Пластичні маси мають ряд цінних властивостей: малі теплоелектропроводімость і питома вага, гарну стійкість до корозії, агресивних середовищ, легкість, пружність, пластичність і т.д. Деякі види пластмас за міцністю не поступаються окремим видам стали, кольорових металів і в 4 - 12 разів легше останніх. При цьому тривалість їх експлуатації в 10 - 15 разів більше, ніж металів. Це дозволяє використовувати пластмаси як ізоляційний матеріал, замінник деревини, металу та виробляти з них деталі машин, посуд, іграшки та ін. При цьому зменшується трудо- і енергоємність в 2 - 10 разів і собівартість виробів. Одним з недоліків більшості пластмас є низька термостійкість, втрата міцності з підвищенням температур.
Попри всю різноманітність видів в залежності від складу і методів виробництва виділяють пластмаси, отримані полімеризацією (Поліетилен, полістирол, полівінілхлорид і ін.), Поликонденсацией (фенолоальдегідние, епоксидні, поліефірні смоли і ін.) І на основі природних полімерів (целюлози - целулоїд, целон- білкових речовин - казеїну - Галалу), води, аміаку, спиртів та ін . Останні при полімеризації не утворюються.
За хімічним складом виділяють прості і складні пластмаси. Перші складаються з одного полімеру (поліетилен, поліпропілен та ін.). Складні, крім полімеру, містять наповнювачі, пластифікатори, отверджувачі і інші добавки, які покращують споживчі властивості виробів: використання азбесту підвищує теплостійкість, графіту - покращує напівпровідникові властивості і т.д. Як наповнювачі застосовують деревину, каолін, тальк, волокна, папір і ін. Залежно від поведінки полімеру при нагріванні виділяють термопластичні, термореактивні пластмаси. Термопластичні пластмаси при багаторазовому нагріванні розм`якшуються, а при охолодженні тверднуть без зміни будови і основних властивостей-термореактивні - при початковому нагріванні розм`якшуються, а потім при підвищенні температур і тиску тверднуть і необоротно втрачають здатність плавитися. Якщо відходи і шлюб термопластичних пластмас використовують повторно, то термореактивні пластики повторно не використовуються.
Виробництво пластмас виникло на початку XX століття. Спочатку їх отримували з природних ресурсів. На сучасному етапі пластики переважно виробляють з вуглеводнів нафти і природного газу методом полімеризації і поліконденсації. Першим способом одержують прості пластмаси з лінійною будовою молекул, термопластичними властивостями. Вони мають низьку термостійкість. Прикладом таких пластмас є поліетилен. Його виробляють при низькому (до 8 атмосфер), середньому і високому (до 2,5 тис.атмосфер) тиску із_етілена (С2Н4) - продукту піролізу нафтових фракцій або крекінгу пропану, бутану. Зі збільшенням тиску зростає швидкість реакції, міцність і вихід полімеру. Сировина компресором подають в реактор трубчастого типу або з мішалкою на полімеризацію (рис.14). Реакція здійснюється з виділенням тепла, для відводу якого використовують воду. Утворений поліетилен сепарацией відокремлюють від сировини і продавлюють через вузькі отвори - фільєри. Отримані джгути полімеру розрізають на гранули довжиною 2-3,5 мм. Що залишився, не прореагували етилен подають на повторну полімеризацію. З гранул товарного поліетилену литтям, екструзією, пресуванням виготовляють плівку, труби, товари народного споживання та ін.
Полімеризацією хлористого вінілу (СН2 - СНСl -) Отримують поливинилхлоридную смолу у вигляді білого порошку. На її основі з добавками барію, вуглекислого свинцю і ін. Виробляють жорсткі пластмаси - Вініпласти і м`які - пластикати. Вони стійкі до органічних розчинників, кислот, лугів. З вініпластом отримують труби, крани, ємнісні апарати для роботи в агресивних средах- з пластиків - плівки, лінолеум, транспортерні стрічки, замінник шкіри.
Поліконденсацією отримують фенолоальдегідние смоли. Сировина - феноли (крезол, фенол та ін.) І альдегіди (формальдегід, фурфурол та ін.). Найбільш поширені в якості сировини фенол і формальдегід. З них отримують фенолоформальдегідні смоли. Виробничий процес складається з підготовки, дозування і завантаження сировини в реактор, де змішують компоненти в присутності лужного каталізатора (Nа він, NН4ОН). Утворюється синтетична смола, яку відокремлюють від води, висушують і подрібнюють до білого порошку (рис.15). Він може бути використаний без наповнювачів як пресовий матеріал, клей, лакове покриття. На основі смоли отримують також складні пластмаси, які називаються фенопластамі.В залежності від наповнювача вони поділяються на пресувальні (тальк, слюда, кварц і ін.), Волокнисті (різні волокна), шаруваті. Останні в якості наповнювача містять листовий матеріал, який визначає назву пластика. Якщо наповнювачем є бавовняна тканина, то назва фенопласту - текстоліт, папір - гетинакс, деревне шпон - деревно-шаруватий пластик. Фенопласти - основний конструкційний матеріал для виготовлення радіодеталей, шестерень, фюзеляжів літаків, корпусів човнів, автомашин, товарів народного споживання (розетки, рукоятки і т.д.) і інших виробів.
Таким образам, у виробництві кінцевої продукції з пластмас виділяють дві стадії. Перша - отримання мономерів, полімерів і друга - кінцевої готової продукції з них. Вихідні продукти синтезу і полімери виробляють в районах нафто-, газо- і вуглепереробки як технологічні стадії матеріало-, топлівоенергоемкого процесу. Так, в Новополоцьку виробництво поліетилену створено спільно з нафтопереробним заводом. Розвиток науково-технічного прогресу, створення нових видів транспорту, поглиблення спеціалізації робить доцільним територіальне розмежування випуску мономерів і пластмас. Так, в Казані (Росія) виробляють поліетилен, а сировину по етиленопроводів надходить за 200 км з Нижньокамського нафтопереробного заводу. Вироблення готових виробів з полімерів характеризується меншою матеріаломісткістю, великою витратою трудових ресурсів в порівнянні з випуском сировини. До того ж вихідна сировина більш транспортабельний, ніж готова продукція, так як в першому випадку використовують вантажопідйомність транспортного засобу. Все це обумовлює територіальну орієнтацію виробництва виробів з пластмас на райони споживання (Мінськ, Гомель) як на спеціалізованих заводах, так і в цехах великих машинобудівних підприємств.
