Пластики. 
Высокомолекулярные соединения

Пластики, или пластические массы (пластмассы), широко используются практически во всех областях техники в качестве конструкционных и функциональных материалов. Термин «пластические массы» появился в конце XIX в., когда были впервые изготовлены материалы на основе нитроцеллюлозы (1862—1865) и казеина (1897). В настоящее время ассортимент пластиков чрезвычайно многообразен. По целевому назначению различают:

• • пластики общего назначения (для малонагруженных деталей и температур эксплуатации не более 100 °C на основе полиэтилена, полипропилена, полистирола, полиметилметакрилата и т. д.);
• • инженерные пластики (для нагруженных деталей и температур эксплуатации до 200 °C на основе полиэтилентерефталата, алифатических полиамидов и пр.);
• • суперинженерные пластики (для температур эксплуатации более 250 °C, на основе полисульфонов, полиимидов, ароматических полиамидов и т. д.).

По типу полимерного компонента и по способу получения и переработки пластические массы подразделяют па реактопласты и термопласты.

• Реактопласты — это пластические массы на основе реакционноспособных мономеров или олигомеров, которые при повышенных температурах и (или) в присутствии отвердителей образуют густосшитые стеклообразные полимеры.

По типу реакционноспособных исходных компонентов реактопласты делят на фенопласты на основе фенолоформальдегидных смол, аминопласты на основе мочевинои меламиноформальдегидных смол, эпоксипласты на основе эпоксидных смол, имидопласты на основе олиго и мидов или смесей имидообразующих мономеров и пр. (см. подпараграф 6.3.1).

Конечные эксплуатационные свойства реактопластов определяются молекулярной массой исходных соединений, типом и количеством реакционноспособных групп, природой и концентрацией отвердителя, а также условиями их получения и переработки. Очевидно, что формирование густой сетки исключает переход реактопластов при нагревании в вязкотекучее состояние, в связи с чем данные материалы нельзя повторно переработать методами литья и экструзии.

Реактопласты сравнительно редко применяют как самостоятельные материалы. Как правило, их используют в качестве связующих при производстве армированных пластиков и композиционных материалов.

• Термопласты — это пластические массы, которые в отличие от реактопластов способны при нагревании обратимо переходить в вязкотекучее состояние.

Основой для производства термопластов служат аморфные (поликарбонаты, (мет)акрилаты, полистирол, полиуретаны и т. д.) и кристаллизующиеся полимеры (иолиэтилентерефталат, алифатические и ароматические полиамиды, полиолефины и т. д.), а также широкий круг сополимеров, например сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола (АБС-пластик). Верхней предельной температурой эксплуатации термопластов является температура плавления для полукристаллических полимеров и температура стеклования для аморфных.

Основное требование к термопластам как к конструкционным материалам — сочетание высокой прочности и пластичности. Эта комбинация свойств обеспечивает уникальный параметр данного класса материалов, а именно высокую ударную прочность или ударную вязкость.

Ударная прочность характеризует способность материала поглощать и (или) рассеивать механическую энергию в процессе деформации и (или) разрушения при ударных, практически мгновенных механических воздействиях. Ударную прочность оценивают как работу до разрыва или разрушения материала при ударной нагрузке, отнесенной к площади сечения в месте приложения нагрузки, и выражают в джоулях на квадратный метр (Дж/м²).

Для термопластов на основе полукристаллических полимеров требуемый комплекс эксплуатационных свойств достигают за счет сочетания кристаллической (прочной) и аморфной (эластичной) фаз в материале. Варьирование степени кристалличности, размеров кристаллитов и морфологии кристаллической фазы позволяет в широких пределах модифицировать прочностные характеристики пластика. Эластичность аморфной фазы зависит от того, в каком физическом состоянии (стеклообразном или высокоэластическом) она находится при температуре эксплуатации. Наиболее широкое применение термопласты находят при температурах выше температуры стеклования полимера, когда аморфная составляющая существует в высокоэластическом состоянии.

Термопласты на основе аморфных полимеров наряду с высокими конструкционными свойствами обладают и ценным функциональным свойством — прозрачностью. Ярким примером такого сочетания конструкционных и функциональных свойств служат поликарбонаты (ударная прочность — от 30 до 80 кДж/м² и светопропускание — до 85%) и полиметилметакрилат (ударная прочность — от 25 до 60 кДж/м² и светопропускание — до 92%). Эти материалы находят применение для остекления автомобильного, железнодорожного и авиатранспорта.

Термопласты перерабатывают методами экструзии, литья и пневмоформовапия при производстве широкого ассортимента изделий, таких как листы, трубы, различного вида профили и нр.