Полимерные материалы: основные виды и примеры изделий

Сегодня невозможно представить нашу жизнь без полимеров. Они используются в бытовых предметах, оборудовании, строительных материалах, автомобилях и многом другом. Примеры таких материалов — разнообразные пластмассы, обычно производимые из переработанных продуктов нефти, природного газа, угля, целлюлозы и других органических и неорганических веществ.

Физические свойства полимеров

Полимерные материалы обладают уникальными характеристиками благодаря особенностям их химического состава:

• гибкость;
• эластичность;
• устойчивость к истиранию;
• низкая теплопроводность;
• низкий коэффициент трения;
• высокое электрическое сопротивление;
• возможность создания композитных материалов;
• низкий коэффициент линейного расширения при нагревании.

Химические лаборатории постоянно создают сотни новых синтетических и органических полимерных материалов. Рассмотрим их отличия.

Классификация

Полимеры в промышленности классифицируются по множеству признаков:

1. По происхождению:Природные: шерсть, пчелиный воск, натуральный каучук.Искусственные: получены химической модификацией натуральных полимеров.Синтетические: образуются в процессе полимеризации, поликонденсации или полиприсоединения мономеров, наиболее распространены в промышленности.
2. По химическому составу:Неорганические: не содержат углерод.Органические: содержат углерод, кислород, серу, азот и водород.Элементоорганические: состоят из углеродных цепей с неорганическими боковыми ответвлениями.
3. По агрегатному состоянию: твердое, жидкое и аморфное.
4. По электрическим свойствам:Диэлектрики: не содержат электрически заряженные частицы.Полупроводники: содержат компоненты, которые переносят электрический заряд.Проводники: содержат проводящий ток наполнитель.
5. По гибкости:Пластомеры: жесткие.Эластомеры: восстанавливают форму после снятия нагрузки (например, каучук).Пленкообразующие.
6. По температурному режиму:Термопластичные: размягчаются при нагревании и сохраняют форму после охлаждения, например, полиэтилен, полистирол, полиамид, ПВХ.Термореактивные: при нагревании происходят необратимые химические реакции, и они не расплавляются повторно, например, полиуретан, аминопласты, эпоксидопласты, фенопласты.

Полимеризация как основной способ получения полимеров

Полимеризация — управляемый процесс соединения молекул мономера в макромолекулы полимера, при котором молекулярный вес нового вещества увеличивается во много раз. Существуют два метода полимеризации: ступенчатая и цепная. В ступенчатой полимеризации макромолекулы растут медленно, тогда как в цепной процесс идет быстрее, поэтому она более распространена. Этим методом получают полистирол, полипропилен, полиэтилен, тефлон и другие.

Применение полимерных материалов

Полимерные материалы находят применение в машиностроении, судостроении, автомобилестроении, авиации, сельском хозяйстве, медицине, текстильной и обувной промышленности, быту и других сферах.

• Полипропилен: устойчив к нагреванию до 140 °C, используется для труб, пленок, емкостей.
• Полиэтилен: устойчив к химическим средам, используется для труб, изоляции кабелей, упаковки.
• Полистирол: диэлектрик, используется в приборостроении, производстве пенопласта и бытовой техники.
• Поливинилхлорид: устойчив к кислотам и щелочам, используется для игрушек, упаковки, отделки автомобилей.
• Полиуретан: используется для теплоизоляции, обуви, искусственной кожи, фильтров.
• Синтетические каучуки: используются в производстве автомобильных шин, электроизоляции.
• Силиконы: используются в герметиках, смазках, посуде для микроволновки и других изделиях.
• Фенолформальдегидные смолы: используются в производстве клеев, лаков, аминопластов.

Примеры изделий из полимерных материалов

Производство мебели: пластиковая фурнитура используется для уголков, стопоров, крючков, заглушек, опор, колесиков и других элементов. Полиэтилен применяется для соединителей труб.

Заглушки: полимерные материалы используются для создания защитных элементов при производстве, транспортировке и хранении изделий.

Строительная фурнитура: пластиковые держатели, дюбели, нейлоновые стяжки и защитные очки необходимы в строительстве.

Малые архитектурные формы: полимерные материалы используются в детских площадках, батутных конструкциях и спортивном оборудовании.

Упаковка: контейнеры, крышки, поддоны и мешки из пластика.