Температура плавления различных видов пластмасс: что нужно знать
Пластмассы прочно вошли в нашу повседневную жизнь. Мы используем изделия из пластика ежедневно и порой даже не задумываемся - насколько безопасно их применение? В данной статье мы разберемся с основными характеристиками пластмасс, в частности с температурой их плавления, а также узнаем, как правильно подобрать нужный нам материал в зависимости от условий эксплуатации.
Общая информация о пластмассах
Пластмассы или пластики представляют собой полимерные материалы, которые при нагревании размягчаются и переходят в вязкотекучее состояние, сохраняя при этом способность к формованию. По химическому строению пластмассы делят на два вида:
- Термопласты - материалы, которые при нагревании размягчаются, а при охлаждении вновь затвердевают. К ним относятся полиолефины, полистиролы, фторопласты, поливинилхлорид.
- Реактопласты - материалы, затвердевающие в результате химических реакций. Повторный нагрев и размягчение таких пластмасс невозможны.
Основные области применения пластмасс:
- Упаковка и тара
- Строительство и отделка помещений
- Автомобилестроение
- Бытовая техника и электроника
- Медицина
На физико-химические свойства пластмасс влияют:
- Химический состав и структура полимера
- Наличие наполнителей, пластификаторов и других добавок
- Условия переработки (давление, температура)
Значение температуры плавления пластмасс
Температура плавления пластмассы — это температура, при которой материал переходит из твердого состояния в вязкотекучее. Знание этого показателя важно как при выборе пластмассы для конкретного изделия, так и при ее дальнейшей обработке.
Температурный диапазон эксплуатации пластмасс напрямую зависит от температуры плавления. Чем выше этот показатель, тем шире возможности применения материала. К примеру, температура плавления пластмассы полиэтилена составляет 105-135 °C, соответственно допустимый интервал использования изделий из него − от -60 до +100 °C.
При выборе пластмассы для производства изделий, эксплуатируемых в условиях повышенных или пониженных температур, обязательно нужно ориентироваться на значение ее температуры плавления.
Температура плавления основных видов пластмасс
Температура плавления пластмассы зависит от ее химической природы и может изменяться в очень широких пределах.
Полиэтилен (ПЭ)
Самый распространенный вид пластмасс, используется для производства пакетов, пленок, бутылок, труб и т.д. Различают несколько типов ПЭ:
- ПЭ низкого давления (ПЭНД) − температура плавления 105-115 °C
- ПЭ высокого давления (ПЭВД) − температура плавления 130-135 °C
Полипропилен (ПП)
Применяется для изготовления упаковки, деталей автомобилей, мебели, бытовой техники. Температура плавления пластмассы ПП составляет 160-166 °C.
Таким образом, полиолефины (ПЭ, ПП) характеризуются умеренными температурами плавления и могут использоваться в довольно широком температурном интервале.
Поливинилхлорид (ПВХ)
Температура плавления пластмассы ПВХ находится в пределах 150-220 °C в зависимости от состава. ПВХ широко используется для производства труб, линолеума, искусственной кожи.
| Пластмасса | Температура плавления, °C |
| Полиэтилен (ПЭ) | 105-135 |
| Полипропилен (ПП) | 160-166 |
| Поливинилхлорид (ПВХ) | 150-220 |
В процессе температура плавления пластмассы контролируется с помощью различных датчиков, позволяющих определить момент, когда материал полностью перешел в вязкотекучее состояние.
Акрилонитрилбутадиенстирол (АБС пластик)
АБС пластики широко используются в производстве бытовой техники, офисного оборудования, игрушек, автокомпонентов. Температура плавления пластмассы АБС находится в диапазоне от 105 до 175°С.
Поликарбонат (ПК)
Отличается высокой ударопрочностью, используется для изготовления защитных экранов, очков, компакт-дисков. Температура плавления 220-230°С.
Фторопласты
Обладают исключительной термостойкостью и химической стойкостью. Температура плавления самого распространенного фторопласта-4 составляет 327°С.
Полиамиды (ПА)
Прочные конструкционные термопласты, используются для производства деталей машин и механизмов, работающих при повышенных температурах. Температура плавления пластмассы 215-220°С.
Температура плавления пластмассы таблица
| Пластмасса | Температура плавления, °C |
| Полиэтилен (ПЭ) | 105-135 |
| Полипропилен (ПП) | 160-166 |
| АБС пластик | 105-175 |
| Поликарбонат (ПК) | 220-230 |
| Фторопласт-4 | 327 |
Технология переработки пластмасс
Для переработки пластмасс в жидкую форму используют различные методы нагрева и плавления. Наиболее распространенные способы:
- Нагрев тэнами или горячим теплоносителем в емкости (экструдере)
- Нагрев в ванне с расплавом при помощи мешалки
- Контактный нагрев токами высокой частоты
После перехода в жидкое состояние пластмассы используют для литья, экструзии, выдувного формования и пр.
Литье пластмасс под давлением
Один из основных способов переработки жидких расплавов пластмасс - литье под давлением. Суть процесса:
- Гранулированный полимер загружают в цилиндр, где он нагревается и плавится
- Полученная жидкая пластмасса под давлением впрыскивается в литьевую форму и охлаждается
- После затвердевания готовое изделие извлекают из формы
Таким способом производят детали для автомобилей, бытовую технику, мебель и т.д.
Экструзия пластмасс
Еще один распространенный способ обработки жидких расплавов - экструзия. Сущность процесса заключается в продавливании расплава сквозь формующее отверстие, в результате чего получается готовый профиль постоянного сечения.
Методом экструзии производят трубы, погонажные изделия, листы, пленки и др.
Применение композитов
Композиционные материалы на основе пластмасс позволяют получать изделия с уникальным комплексом свойств. Обычно в жидкую полимерную матрицу вводят различные наполнители:
- Волокна (стеклянные, углеродные, кевларовые)
- Металлические частицы
- Минеральные наполнители (тальк, слюда, каолин)
Пластиковые композиты активно применяются в авиакосмической и оборонной промышленности.