Chemické zloženie plastov. Druhy plastov

Likvidácia odpadu z výroby plastov by sa mala vykonávať v recyklačných závodoch v špeciálnych zariadeniach odolných voči kyselinám, ale ak existuje možnosť bezodpadovej výroby, potom je lepšie poslať plastový odpad na recykláciu.

Môžete sa dozvedieť o environmentálnych problémoch spojených s uvoľňovaním rádioaktívnych látok.

O jednej z najobľúbenejších dovolenkových destinácií medzi ruskými turistami v regióne hovoríme v našej recenzii.

Vplyv environmentálnych katastrof na svetové oceány planéty, prečítajte si odkaz.

Vykonávanie výroby plastových hmôt, výrobca je povinný zaviesť prísnu kontrolu obsahu vinylchloridu v ovzduší nad podnikom. Pred zavedením plastu do medicíny, priemyselnej ekonomiky, je potrebné vykonať kvalifikované vyšetrenie. Odpad by sa mal recyklovať a vyrobené plastové výrobky musia byť označené štítkom zakazujúcim likvidáciu takýchto výrobkov v konvenčných spaľovniach.

Podnikatelia dodržiavaním požiadaviek pri výrobe plastových hmôt zabezpečia zdravie nielen sebe a celého ľudstva, ale aj životného prostredia.

Práca s deťmi vždy otvára veľa nových vecí. Keď som si pripravoval materiál na hodiny o svete okolo mňa, prečítal som si veľa zaujímavých vecí o Polárke (ani som nevedel, aká je jej zvláštnosť) a veľkosti vesmíru, histórii. olympijské hry a konečne si aj ona sama prestala pliesť plazy a obojživelníky :). Jedna téma sa ma však obzvlášť dotkla.

Z čoho je vyrobený plast

Teraz študujeme sekciu „ekonomika“. Študujeme dosť povrchne, keďže sme sa už dotkli profesií, výroby chleba a podobných záležitostí. Aby sme si však zapamätali, pozreli sme si niekoľko videí (vďaka Tatyane), vrátane o výrobe plastov.

A všetko by bolo v poriadku. Video je celkom jasné. Ale ešte predtým sme sa s Varvarou zoznámili s témou znečistenia svetových oceánov a veľa vecí ma šokovalo. Len som o tom nikdy nepremýšľal! Vždy mi bolo ľúto vyhodiť sklo, ale nemyslel som na plast. A mnohí sa radšej vôbec usmejú a vzdajú sa toho. Plast už predsa nemôžeme odmietnuť.

Kam mizne plast...

• Plast je pre prírodu neprirodzený materiál, a preto sa prakticky nerozkladá. Plast nebude „strávený“ zemou a nevráti sa späť na zem.


• Polyméry sú vyrobené z neobnoviteľných materiálov prírodný zdroj- olej a benzín.


• Ročne sa vyrobí približne 150 miliónov ton plastov a tento objem sa zvyšuje.


• Takmer 90% toho, čo sa vyrobilo, vyhodíme ihneď alebo v priebehu niekoľkých mesiacov (sáčky, fľaše, obaly, zapaľovače atď.).


• Plastový odpad sa nesmie skladovať ani zakopávať. Plast absorbuje toxické látky z vody, tieto zlúčeniny presakujú do podzemných vôd.


• Spaľovanie plastového odpadu je nebezpečné, pri spaľovaní vznikajú toxické plyny, ktoré sú nebezpečné pre človeka a ovzdušie.


• Plastový odpad je možné recyklovať, ale iba 5 % sa recykluje a recyklované plastové predmety sa nedajú recyklovať tretíkrát a tiež sa prirodzene nerozložia. Toto je len malá úľava a pokoj. Aj keď je to stále lepšie.


• „Biologicky rozložiteľné“ plasty – vo väčšine marketingových trikov neexistuje úplne bezpečný plastový odpad.

...do ktorých miest

Vo svete existujú skládkové mestá, kam sa skládkuje technologický a elektronický odpad z Európy a USA. Toxické látky v pôde, vode a vzduchu v týchto miestach prekračujú všetky mysliteľné normy. Ale toto my nevidíme. Hodili sme odpadky do vreca, vrece naložili do auta a užívame si čistotu, pohodlie a jednorázovky. A ľudia v skládkových mestách sa len zriedka dožívajú viac ako 30 rokov.

Plastová kaša oceánov

Väčšina odpadu však putuje sama. Vo svetových oceánoch je päť veľkých „odpadkových vírov“, kde svetový prúd unáša plastový odpad. Najväčší je Pacific Garbage Patch, alebo, ako sa tomu hovorí, východný odpadkový kontinent. Ide o škvrnu suspenzie veľkých a malých plastových častíc s rozlohou asi 700 - 1,5 milióna štvorcových kilometrov, ktorá obsahuje viac ako sto miliónov ton odpadu.

• Na niektorých miestach je vo vode niekoľkonásobne viac plastu ako planktónu.


• Plast sa nerozkladá, ale vplyvom vody a slnka sa rozpadá a každá jeho čiastočka sa stáva toxickou. Otravou trpia státisíce morských živočíchov. Niektoré toxíny spôsobujú hormonálne poruchy.


• Korytnačky umierajú prehltnutím plastových vrecúšok, ktoré si mýlia s medúzami. Vtáky kŕmia svoje kurčatá uzávermi z plastových fliaš.

Dá sa žiť bez plastov

A zatiaľ čo vedci hľadajú lepšie a komerčne výhodnejšie spôsoby likvidácie plastového a elektronického odpadu, my ho každoročne a denne dopĺňame. A to už nemôžeme odmietnuť.

Pre dieťa sú všetky tieto informácie ešte nejasné a ťažko vnímateľné. Ale diskutovali sme o mnohých otázkach, čo môžeme robiť v kruhu našej rodiny, nášho domova.

V úvodnom videu je veľa preháňania. Absencia plastu nás samozrejme nevráti do doby kamennej. Oblečenie sme vždy kupovali len z bavlny a ľanu, nábytok máme drevený, no nemôžeme odmietnuť domáce prístroje, zubné pasty a kefky, tégliky na šampóny, vypínače a zásuvky a stovky ďalších vecí, ktoré napĺňajú náš domov.

Môj manžel napríklad veľmi rád vyhadzuje. Ľahkosť nákupu a výmeny vecí je pre neho niečo ako symbol pohodlia a bohatstva. A moje návrhy, napríklad nevyhadzovať fľašu, ale vodu si doma naliať a vziať so sebou, namiesto opätovného nákupu vnímal len ako lakomosť.

Ale! nakoniec sme sa dohodli, že sa zaobídeme bez malých hračiek z milších prekvapení a McDonald's! Bojujem s nimi už dlho. Rovnako ako pri častých nákupoch malých lacných hračiek, z ktorých väčšina svojim tvorcom neprináša okrem komerčného príjmu žiaden úžitok. Obrovský priemysel pseudo-hračiek zameraných na zbieranie, neustále nákupy, čo nám umožňuje „vyplatiť“ sa od detí.

Skúsime sa viac venovať alternatívam: drevené a textilné hračky, plechové a papierové obaly(napríklad vajíčka), nezabudnite si vziať so sebou do obchodu vrecúška, namiesto tucta (!) vrecúšok, ktoré sa u nás dávajú v supermarketoch, sa snažte predĺžiť životnosť vecí a všeobecne ošetriť každú novú vec, ktorá prekročí prah nášho domu zamyslene.

Áno, bude to kvapka v mori, či skôr v mori s odpadkami. Ale to nie je ospravedlnenie pre nerobenie vôbec nič.

Plasticita je hlavnou kvalitou plastu, jeho neoddeliteľnou súčasťou. Tento materiál veľmi jednoducho v roztavenej forme nadobudne akúkoľvek potrebnú formu, ale keď stuhne, pred pozorovateľom sa objaví pevný monolit. Zmes vyrobená z lepidla a plniva sa už môže považovať za plast, aj keď betón, drevotrieska a dokonca aj papier-mâché spadajú pod toto pravidlo.

Všetky syntetiká sa dajú nazvať aj plastmi, no pri ich výrobe sa ultratenké vlákna skrúcajú do nití, aby sa zvýšila pevnosť, a potom sa z nich vyrába tkaná látka.

Plast je dnes jedným z najpopulárnejších materiálov v každodennom živote. Má nízku hmotnosť, pomerne vysokú pevnosť. Jeho jedinou nevýhodou je možnosť deformácie pod vplyvom aj nízkych teplôt. Výroba plastových výrobkov je napriek plasticite tohto materiálu pomerne komplikovaný proces.

Ako vznikol plast?

Pred dvoma storočiami sa vedci zo všetkých síl snažili vynájsť náhradu vzácnych drevín a okrasných materiálov. Teda na základe vysokej molekulovej hmotnosti organickej hmoty dostal prvý plast. Potom, v roku 1839, Charles Goodyear, ktorý je prvotriednym chemikom žijúcim v Amerike, vynašiel ebonit.

Väčšina skorá forma plast sa objavil v roku 1855 a nazýval sa "parkesine". Je založený na chemicky pozmenených prírodných polyméroch a objavil ho anglický vynálezca Alexander Pirksom.

Čoskoro potom, čo Pirks dosiahol neuveriteľné výsledky vo svojom výskume, chemici prešli na používanie syntetických molekúl pri výrobe plastov. Prvými materiálmi, ktoré slúžili ako základ, boli formaldehyd a fenol. Stalo sa to v roku 1909 prostredníctvom syntézy. Produkt sa nazýval „bakelitový tmel“ a jeho objaviteľom bol Leo Endrik Bekeland.

Počas druhej svetovej vojny sa materiál dočkal zaslúženého komerčného rozvoja. Život ľudí bol zničený a jeho obnovenie pomocou štandardných metód si vyžadovalo veľa úsilia. Na pomoc prišiel plast. Je oveľa lacnejší ako známe prírodné materiály a navyše sa stal zakladateľom formovania nových predstáv o pohodlí domova.

V modernom svete sa plast tak rozšíril, že sa používa dokonca aj v automobilovom priemysle. Väčšina tohto materiálu je vyrobená zo syntetických polymérov.

Na sklade!
Ochrana pred žiarením pri zváraní a rezaní. Veľký výber.
Doručenie po celom Rusku!

Zloženie a vlastnosti

Získavanie plastov

Plasty sú materiály odvodené od syntetických alebo prírodných polymérov (živíc). Syntetizované polyméry polymerizáciou alebo polykondenzáciou monomérov v prítomnosti katalyzátorov za presne definovaných podmienok teplotné podmienky a tlaky.

Plnivá, stabilizátory, pigmenty môžu byť zavedené do polyméru na rôzne účely, kompozície môžu byť vyrobené s prídavkom organických a anorganických vlákien, sietí a tkanín.

Plasty sú teda vo väčšine prípadov viaczložkové zmesi a kompozitné materiály, pri ktorých technologické vlastnosti vrátane zvárateľnosti určujú najmä vlastnosti polyméru.

V závislosti od správania polyméru pri zahrievaní sa rozlišujú dva druhy plastov - termoplasty, materiály, ktoré sa môžu opakovane zahrievať a prechádzajú z pevného do viskózno-tekutého stavu, a termoplasty, ktoré môžu podstúpiť tento proces iba raz.

Štrukturálne vlastnosti

Plasty (polyméry) pozostávajú z makromolekúl, v ktorých sa viac-menej pravidelne striedajú veľké číslo identické alebo nerovnaké atómové skupiny spojené chemickými väzbami do dlhých reťazcov, ktorých tvar rozlišuje lineárne polyméry, rozvetvené a sieťovo-priestorové.

Podľa zloženia makromolekúl sa polyméry delia do troch tried:

1) uhlíkové reťazce, ktorých hlavné reťazce sú postavené iba z atómov uhlíka;

2) heteroreťazec, ktorého hlavné reťazce obsahujú okrem atómov uhlíka aj atómy kyslíka, dusíka a síry;

3) organoprvkové polyméry obsahujúce atómy kremíka, bóru, hliníka, titánu a iné prvky v hlavných reťazcoch.

Makromolekuly sú flexibilné a schopné meniť tvar pod vplyvom tepelný pohyb ich spojenia alebo elektrické pole. Táto vlastnosť je spojená s vnútornou rotáciou jednotlivých častí molekuly voči sebe navzájom. Bez pohybu v priestore je každá makromolekula v nepretržitom pohybe, čo sa prejavuje zmenou jej konformácií.

Flexibilita makromolekúl je charakterizovaná veľkosťou segmentu, t.j. počtom jednotiek v ňom, ktoré sa za podmienok daného špecifického účinku na polymér prejavia ako kineticky nezávislé jednotky, napríklad v HDTV pole ako dipóly. Podľa reakcie na vonkajšie elektrické polia sa rozlišujú polárne (PE, PP) a nepolárne (PVC, polyaxylonitril) polyméry. Medzi makromolekulami pôsobia príťažlivé sily, spôsobené van der Waalsovou interakciou, ako aj vodíkové väzby, iónová interakcia. Príťažlivé sily sa prejavia, keď sa makromolekuly priblížia k sebe na 0,3-0,4 nm.

Polárne a nepolárne polyméry (plasty) sú navzájom nekompatibilné - medzi ich makromolekulami nedochádza k interakcii (príťažlivosti), t.j. nezvárajú sa.

Nadmolekulárna štruktúra, orientácia

Podľa štruktúry sa rozlišujú dva druhy plastov - kryštalické a amorfné. V kryštalickom, na rozdiel od amorfného, ​​sa pozoruje nielen krátkodosahový, ale aj diaľkový poriadok. Makromolekuly kryštalických polymérov tvoria pri prechode z viskózno-tekutého stavu do tuhého skupenstva usporiadané asociácie-kryštality, prevažne vo forme sférolitov (obr. 37.1). Čím nižšia je rýchlosť ochladzovania termoplastickej taveniny, tým väčšie sú sférolity. V kryštalických polyméroch však vždy zostávajú amorfné oblasti. Zmenou rýchlosti ochladzovania je možné kontrolovať štruktúru a následne aj vlastnosti zvarového spoja.

Prudký rozdiel v pozdĺžnych a priečnych rozmeroch makromolekúl vedie k možnosti existencie orientovaného stavu špecifického pre polyméry. Vyznačuje sa umiestnením osí reťazových makromolekúl prevažne v jednom smere, čo vedie k prejavu anizotropie vo vlastnostiach plastového výrobku. Získavanie orientovaných plastov sa uskutočňuje ich jednoosovým (5-10-násobným) ťahaním pri izbovej resp zvýšená teplota. Avšak pri zahrievaní (vrátane zvárania) sa efekt orientácie znižuje alebo stráca, pretože makromolekuly opäť nadobúdajú termodynamicky najpravdepodobnejšie konfigurácie (konformácie) v dôsledku elasticity entropie v dôsledku pohybu segmentov.

Reakcia plastov na termomechanický cyklus

Všetky technické termoplasty normálne teploty sú v pevnom stave (kryštalické alebo vitrifikované). Nad teplotou skleného prechodu (T st) prechádzajú amorfné plasty do elastického (gumovitého) stavu. Pri ďalšom zahrievaní nad teplotu topenia (T pl) prechádzajú kryštalické polyméry do amorfného stavu. Nad bodom tuhnutia T T prechádzajú kryštalické aj amorfné plasty do viskózneho stavu.Všetky tieto zmeny stavu sú zvyčajne popísané termomechanickými krivkami (obr. 37.2), ktoré sú najdôležitejšími technologickými charakteristikami plastov. K tvorbe zvarového spoja dochádza v rozsahu ťažného stavu termoplastov. Termoplasty pri zahriatí nad T T prechádzajú radikálnymi procesmi a na rozdiel od termoplastov vytvárajú priestorové polymérne siete, ktoré nie sú schopné vzájomnej interakcie bez ich deštrukcie, čo si vyžaduje použitie špeciálnych chemických prísad.

Základné plasty pre zvárané konštrukcie

Najbežnejšie technické plasty sú skupina termoplastov na báze polyolefínov: vysokokvalitný polyetylén a nízky tlak polypropylén, polyizobutylén.

Polyetylén [..-CH 2 -CH 2 -...] n vysokotlakové a nízkotlakové - kryštalické termoplasty, ktoré sa navzájom líšia pevnosťou, tuhosťou a bodom tuhnutia. Polypropylén [-CH2-CH(CH3)-]n je odolnejší voči teplote ako polyetylén a má väčšiu pevnosť a tuhosť.

Značné objemy sa používajú u plastov s obsahom chlóru na báze polymérov a kopolymérov vinylchloridu a vinylidénchloridu.

PVC(PVC) [-(CH 2 -CHCl-)] n - amorfný polymér lineárnej štruktúry, v počiatočnom stave je to tuhý materiál, keď sa k nemu pridá zmäkčovadlo, veľmi plastický a dobre zvarený materiál môže získať - plastovú zmes. Z tvrdého PVC - vinylového plastu sa vyrábajú dosky, rúrky, tyče az plastových zmesí - fólie, hadice a iné výrobky. Z PVC sa vyrábajú aj penové materiály (polystyrény).

Významnú skupinu polymérov a plastov na ich báze tvoria polyamidy obsahujúce amidové skupiny [-CO-H-] v reťazci makromolekúl. Väčšinou ide o kryštalické termoplasty s dobre definovanou teplotou topenia. Domáci priemysel vyrába najmä alifatické polyamidy používané na výrobu vlákien, odlievanie častí strojov a fólie. Medzi polyamidy patrí najmä dobre známy polykaprolaktám a polamid-66 (nylon).

Najväčšiu obľubu zo skupiny fluorolónov si získal polytetrafluór-etylén-fluórolón-4 (fluoroplast 4). Na rozdiel od iných termoplastov sa pri zahriatí neprechádza do viskózneho tekutého stavu ani pri teplote degradácie (asi 415 °C), preto je jeho zváranie potrebné špeciálne triky. V súčasnosti má chemický priemysel zvládnutú výrobu dobre zváraných taviteľných fluorolónov; F-4M, F-40, F-42 atď. Zvárané konštrukcie z plastov s obsahom fluóru majú výnimočne vysokú odolnosť voči agresívnemu prostrediu a vydržia pracovné zaťaženie v širokom rozsahu teplôt.

Na báze kyseliny akrylovej a metakrylovej sa vyrábajú akrylové plasty. Najznámejším derivátom na ich báze v praxi je polymetylmetakrylátový plast (ochranná známka "Plexisklo"). Tieto vysoko priehľadné plasty sa používajú ako svetlovodivé produkty (vo forme dosiek, tyčí a pod.) Využitie našli aj kopolyméry metylmetakrylátu a akrylonitrilu, ktoré majú väčšiu pevnosť a tvrdosť. Všetky plasty tejto skupiny sú dobre zvarené.

Skupina plastov na báze polystyrén. Tento lineárny termoplast je vysoko tepelne zvárateľný.

Na výrobu zváraných konštrukcií sa najmä v elektrotechnickom priemysle využívajú kopolyméry styrénu s metylstyrénom, akrylonitrilom, metylmetakrylátom a najmä akrylonitrilbutadiénstyrénovými (ABS). Ten sa líši od krehkého polystyrénu vyššou rázovou húževnatosťou a tepelnou odolnosťou.

Vo zváraných konštrukciách sú plasty na báze polykarbonáty- polyestery kyseliny uhličitej. Majú vyššiu viskozitu taveniny ako iné termoplasty, ale zvárajú sa uspokojivo. Vyrábajú sa z nich fólie, plechy, fajky a rôzne diely vrátane ozdobných. Charakteristické črty majú vysoké dielektrické a polarizačné vlastnosti.

Tvarovanie plastových dielov

Termoplasty sa dodávajú na spracovanie v granulách 3-5 mm. Hlavné technologické procesy výroby polotovarov a dielov z nich sú: extrúzia, odlievanie, lisovanie, kalandrovanie, vyrábané v teplotnom rozsahu viskózneho stavu.

Potrubia vyrobené z polyetylénových a polyvinylchloridových rúrok sa používajú na prepravu agresívnych produktov vrátane ropy a plynu s obsahom sírovodíka a oxidu uhličitého a chemických (nearomatických) činidiel v chemickej výrobe. Nádrže a nádrže na prepravu kyselín a zásad, moriace kúpele a iné nádoby sú obložené plastovými fóliami, spájané zváraním.Utesnenie miestností znečistených izotopmi plastovou hmotou, pokrytie podláh linoleom sa vykonáva aj zváraním. Zachovanie produkty na jedenie v tubách, škatuliach a téglikoch, balenie tovaru a poštové balíky prudko zrýchlené s použitím zvárania.

Časti strojového zariadenia. Plášte a čepele sú zvárané v chemickom inžinierstve rôzne druhy miešadlá, skrine a rotory čerpadiel na čerpanie agresívnych médií, filtre, ložiská a tesnenia z fluoroplastu, svietidlá sú zvarené z polystyrénu, nevodivé ozubené kolesá, valčeky, spojky, tyče sú vyrobené z nylonu, nemazané ložiská, vytláčače paliva , atď.

Hodnotenie zvariteľnosti plastov

Hlavné fázy procesu zvárania

Proces zvárania termoplastov spočíva v aktivácii častí, ktoré sa majú zvárať, buď už v kontakte (), alebo privedené do kontaktu po ( atď.) alebo súčasne s aktiváciou (, ultrazvukové zváranie).

Pri tesnom kontakte aktivovaných vrstiev by sa mali realizovať sily medzimolekulovej interakcie.

Pri tvorbe zvarových spojov (pri ochladzovaní) dochádza k tvorbe nadmolekulárnych štruktúr vo zvare, ako aj k rozvoju samonapäťových polí a ich relaxácii. Tieto konkurenčné procesy určujú konečné vlastnosti zvarového spoja. Technologickou úlohou zvárania je čo najviac priblížiť vlastnosti švu pôvodnému - základnému materiálu.

Mechanizmus tvorby zvarových spojov

Reologická koncepcia. Podľa reologickej koncepcie mechanizmus tvorby zvarového spoja zahŕňa dve fázy - na makroskopickej a mikroskopickej úrovni. Keď sa tlakovo aktivované povrchy dielov, ktoré sa majú spojiť, priblížia pod tlakom v dôsledku šmykových deformácií, dôjde k toku taveniny polyméru. V dôsledku toho sú z kontaktnej zóny odstránené zložky, ktoré bránia priblíženiu a interakcii juvenilných makromolekúl (evakuuje sa plyn, oxidované medzivrstvy). V dôsledku rozdielov v rýchlostiach toku taveniny nie je vylúčené miešanie makroobjemov taveniny v kontaktnej zóne. Až po odstránení alebo deštrukcii defektných vrstiev v kontaktnej zóne, keď sa juvenilné makromolekuly priblížia na vzdialenosť pôsobenia van der Waalsových síl, dôjde k interakcii (zachyteniu) medzi makromolekulami vrstiev povrchov častí, ktoré sa majú spojiť. . Tento autohézny proces prebieha na mikroúrovni. Je sprevádzaná interdifúziou makromolekúl v dôsledku energetického potenciálu a nerovnomernosti teplotného gradientu v oblasti povrchov, ktoré sa majú zvárať.

Aby sa vytvoril zvarový spoj dvoch plôch, je potrebné v prvom rade zabezpečiť prúdenie taveniny v tejto zóne.

Prúdenie taveniny vo zváracej zóne závisí od jej viskozity: čím je viskozita nižšia, tým aktívnejšie dochádza k šmykovým deformáciám v tavenine - deštrukcii a odstraňovaniu defektných vrstiev na kontaktných plochách, tým menší tlak je potrebné vyvinúť na spojenie časti.

Viskozita taveniny zasa závisí od charakteru plastu (molekulová hmotnosť, vetvenie makromolekúl polyméru) a teploty ohrevu v rozmedzí viskozity. Viskozita preto môže slúžiť ako jeden zo znakov, ktoré určujú zvárateľnosť plastu: čím je nižší v rozsahu viskózneho toku, tým je lepšia zvárateľnosť a naopak, čím je viskozita vyššia, tým je ťažšie ho deštruovať a odstrániť zložky, ktoré bránia interakcii makromolekúl z kontaktnej zóny. Ohrev pre každý polymér je však obmedzený určitou teplotou deštrukcie T d, nad ktorou nastáva jeho rozklad - deštrukcia. Termoplasty sa líšia v hraničných hodnotách teplotného rozsahu viskozity, t.j. medzi ich prietokovou teplotou T T a deštrukciou T d (tabuľka 37.2).

Klasifikácia termoplastov podľa ich zvárateľnosti. Čím širší je rozsah viskozity termoplastu (obr. 37.3), tým je v praxi jednoduchšie získať kvalitný zvarový spoj, pretože teplotné odchýlky v zóne zvaru sa menej prejavia na viskozite. Spolu s intervalom viskózneho toku a minimálnou úrovňou hodnôt viskozity v ňom hrá gradient zmeny viskozity v tomto intervale významnú úlohu v reologických procesoch pri vytváraní zvaru. Ako kvantitatívne ukazovatele zvariteľnosti sa berú: teplotný rozsah ťažnosti ΔT, minimálna hodnota viskozity η min a gradient zmeny viskozity v tomto rozsahu.

Podľa zvárateľnosti možno všetky termoplastické plasty rozdeliť do štyroch skupín podľa týchto ukazovateľov (tabuľka 37.3).

Zváranie termoplastických plastov je možné, ak materiál prechádza do stavu viskóznej taveniny, ak je jeho teplotný rozsah viskózneho toku dostatočne široký a gradient zmeny viskozity v tomto rozsahu je minimálny, pretože interakcia makromolekúl v kontaktnej zóne sa vyskytuje pozdĺž hranice s rovnakou viskozitou.

Vo všeobecnom prípade sa teplota zvárania priraďuje na základe analýzy termomechanickej krivky pre zváraný plast, berieme ju 10-15 ° pod T d. Tlak sa berie tak, aby sa tavenina povrchovej vrstvy odsala do otrepu alebo ho zničiť, na základe špecifickej hĺbky prieniku a termofyzikálnych ukazovateľov zváraného materiálu. Doba zdržania t CB sa určuje na základe dosiahnutia kvázistacionárneho stavu pretavenia a penetrácie alebo podľa vzorca

kde t0 je konštanta s rozmerom času a v závislosti od hrúbky spájaného materiálu a spôsobu ohrevu; Q je aktivačná energia; R je plynová konštanta; T - teplota zvárania.

Pri experimentálnom hodnotení zvariteľnosti plastov je zásadným ukazovateľom dlhodobá pevnosť zvarového spoja pracujúceho za špecifických podmienok v porovnaní so základným materiálom.

Vzorky vyrazené zo zvarového spoja sa skúšajú na jednoosové napätie. V tomto prípade je časový faktor modelovaný teplotou, t.j. využíva sa princíp superpozície teplota a čas, vychádzajúci z predpokladu, že pri danom napätí je vzťah medzi dlhodobou pevnosťou a teplotou jednoznačný (Larson-Millerova metóda ).

Metódy na zlepšenie zvárateľnosti

Schémy mechanizmu tvorby zvarových spojov v termoplastoch. Zvýšenie ich zvariteľnosti je možné dosiahnuť rozšírením teplotného rozsahu viskózneho toku, zintenzívnením odstraňovania prísad alebo zničením defektných vrstiev v kontaktnej zóne, ktoré bránia približovaniu a interakcii juvenilných makromolekúl.

Je možných niekoľko spôsobov:

zavedenie prísady do kontaktnej zóny v prípade nedostatočného množstva taveniny (pri zváraní vystužených fólií), pri zváraní odlišných termoplastov musí mať prísada v zložení afinitu k obom zváraným materiálom;

zavedenie rozpúšťadla alebo plastifikovanejšej prísady do zóny zvárania;

nútené miešanie taveniny vo šve posunutím častí, ktoré sa majú spojiť, nielen pozdĺž línie pretlačenia, ale aj vratným pohybom cez švík o 1,5-2 mm alebo aplikáciou ultrazvukových vibrácií. Aktivácia v kontaktnej zóne miešania taveniny môže byť uskutočnená po roztavení spojených hrán pomocou vyhrievacieho nástroja s rebrovaným povrchom. Vlastnosti zvarového spoja je možné zlepšiť následným tepelné spracovanie spojenia. V tomto prípade sa odstránia nielen zvyškové napätia, ale je možné opraviť štruktúru vo šve a tepelne ovplyvnenej zóne, najmä v kryštalických polyméroch. Mnohé z načrtnutých opatrení približujú vlastnosti zvarových spojov vlastnostiam základného materiálu.

Pri zváraní orientovaných plastov, aby sa predišlo strate ich pevnosti v dôsledku preorientovania pri zahrievaní do viskózneho tekutého stavu polyméru, sa používa chemické zváranie, t.j. proces, pri ktorom sa v kontaktná zóna. Chemické zváranie sa používa aj pri spájaní termosetov, ktorých časti pri opätovnom zahriatí nemôžu prejsť do viskózneho stavu. Na spustenie chemických reakcií sa pri takomto zváraní do spojovacej zóny zavádzajú rôzne činidlá v závislosti od typu spájaného plastu. Proces chemického zvárania sa spravidla vykonáva zahrievaním miesta zvárania.

Volčenko V.N. Zváranie a zvárané materiály v.1. -M. 1991