Как выбрать латунный шаровой кран водоразборный

Как выбрать качественный шаровый кран

Когда возникает необходимость в ремонте или замене трубопроводов горячей или холодной воды в загородном доме (квартире), перед владельцем жилища возникает непростой вопрос: как выбрать шаровый кран среди огромного разнообразия запорного оборудования? Устройство имеет важное значение — от качества шарового крана зависит эффективность и безопасность работы инженерных коммуникаций, включая систему подачи воды.

Поэтому данная деталь системы трубопроводов первым стоит на точке ввода воды в здание. В случае аварии или протечки трубы именно от качества крана зависит, затопит ли жилище и удастся ли избежать больших материальных затрат. В нашей статье мы рассмотрим, как выбрать шаровый кран для воды и на что нужно обратить внимание в первую очередь.

Что такое шаровый кран и зачем он нужен

Это отдельный вид трубопроводной арматуры, основной элемент которой напоминает сферу. Оборудование используется для перекрытия или возобновления потока воды, без возможности его регулирования. Его универсальность позволяет использование как для частных домов, так и для промышленности, например, транспортировка энергоресурсов (нефть, газ и т.д.).

Данное оборудование пришло на замену клиновидным задвижкам, которые показали свою неэффективность. Перед покупкой узла нужно знать, какой шаровый кран выбрать для водопровода. Основным преимуществом механизма является простая и надежная конструкция. Очень важно в процессе изготовления получить идеально гладкую поверхность затвора, для чего производители прибегают за помощью к алмазной полировке и хромированию. После качественной обработки шарового затвора предотвращается вероятность налипания инородных частиц и заклинивания элементов устройства, что в целом увеличивает надежность и срок эксплуатации оборудования.

Конструктивные особенности шаровых кранов

В центре корпуса между PTFE уплотнениями (седло) размещается затвор в виде сферы, закрепленный на вращающем шпинделе для возможности передачи усилия от ручки. Износостойкая и герметичная конструкция устройства, быстрое закрытие/открытие прохода путем поворачивания затвора на 90° обеспечивают долговечное и эффективное использование запорного элемента.

Принцип действия механизма заключается в следующем: в исходном положении отверстие располагается под прямым углом к оси крана, тем самым перекрывая подачу воды в водоводе. При открывании затвора, входное отверстие находится в одной оси с трубой, обеспечивая свободный проход жидкости через запорное устройство.

Востребованность шаровых кранов на рынке сантехнического оборудования привела к появлению огромного ассортимента продукции и для большинства пользователей постает дилемма: какой шаровый кран лучше выбрать? На самом деле, правильно подобрать изделие непросто, ввиду представленности кранов низкой пробы и сомнительного происхождения. Поэтому важно изучить технические и физические параметры, определяющие функциональность, работоспособность оборудования и системы трубопроводов в целом.

Критерии или как выбрать шаровый кран на горячую воду

Как выбрать шаровый кран для квартиры? В этом случае подойдут муфтовые устройства с резьбовым типом присоединения. На одну квартиру приходится покупать в среднем 5-6 изделий для обвязки насосов, котлов коллекторов и других инженерных коммуникаций. Высокий спрос на продукцию порождает появление большого количества кранов сомнительного качества, которые прослужат максимум один-два сезона. Какой выход?

Для подтверждения страны происхождения и производителя оборудования попросите у продавца предоставить сертификат качества и гарантийный талон. Официальные дилеры именитых брендов, которым покупатели доверяют, могут документально подтвердить оригинальность продукции и развеять все сомнения относительно ее добротности.

Основные критерии надежных шаровых кранов для квартиры

1. Материал корпуса

Это один из главных критериев выбора. В идеальном варианте добротные краны делают из латуни марки CW617N, высокая цена которой влияет на конечную стоимость готового изделия. Основным компонентом латуни является медь. Для уменьшения себестоимости некоторые производители используют в технологической цепочке сплавы силумина и алюминиево-цинковые соединения.

Шаровые краны из силумина отличаются повышенной хрупкостью в сравнение с латунными изделиями, поэтому, отвечая на вопрос «какие краны лучше для водопровода горячей воды», силуминовые — однозначно нет! Они быстро выйдут из строя при высоких температурах и давлении в системе. Изделия из силумина чаще всего используются в авто промышленности, а также серийном выпуске отопительного и климатического оборудования.

При температуре воды в трубе до 150 °C и давлении в системе до 40 бар можно использовать латунные краны. Если в трубопроводе протекает вода температурой 200 °C, при этом давление достигает до 160 бар, можно инсталлировать стальное изделие. Самым оптимальным решением для монтажа центрального отопления и подачи холодной воды являются чугунные краны.

2. Вес и цвет изделия

Масса латунного крана значительно превышает аналогичные характеристики алюминиевых устройств. Вес устройства должен соответствовать заявленным в паспорте характеристикам и не должен кардинально отличаться от аналогов по массе. Говоря простым языком, выбирайте среди приборов с одинаковой маркировкой тот, который тяжелей. Хотя многие производители идут на хитрость, комплектуя устройство массивной ручкой, что в итоге сказывается на общей массе механизма.

Силуминовые шаровые краны имеют ярко выраженный серебристый оттенок, который не изменяется при окислении. Узнать кран из латуни можно простым проверенным способом — удалить острым предметом верхний слой никеля, после чего можно наблюдать характерную желтизну поверхности.

3. Шаровый затвор

Очень важно, чтобы шаровый сферический затвор имел идеальный зеркальный блеск. Фирменные надежные затворы изготовляются из латуни, покрытие отполировано и нанесено хромовое напыление. В отличие от никеля, хром не боится механических воздействий и закипания основных деталей.

Механизм плохого качества легко узнать по характерному матовому покрытию с мутным оттенком. Также можно взять магнит и проверить притягивание крана, если оно имеет место быть, значит устройство выполнено из электротехнической стали, которая не подходит по эксплуатационным характеристикам к использованию в системах подачи воды — затвор будет быстро ржаветь и выходить из строя при контакте с горячей водой. Латунь магнитом не притягивается.

Смотрите производство качественных латунных затворов Valtec

Тип соединения или как выбрать шаровый кран по диаметру трубы

Тип соединения — немаловажный критерий для выбора нужной модели устройства, определяющий особенности эксплуатации и монтажа трубопроводов. Выбрав неправильно кран по типу присоединения, вы не сможете установить его другим способом.

  1. Сварной. Качественно изготовленный шаровый кран будет отличаться высокой герметичностью. В силу сложности ремонта или замены оборудование обычно устанавливают на магистралях с небольшим износом арматуры и минимальной регулировкой потока транспортируемой жидкости.
  2. Фланцевый. Легко устанавливается и быстро заменяется при выходе со строя. Данный тип используется на кранах с Ду 15-800 мм. Герметичность достигается за счет установки резиновой или паронитовой прокладки между фланцами, а также плотного прижатия болтовым соединением. Недостаток фланцевого соединения — чаще возникают протечки из-за ослабления болтового крепления.
  3. Резьбовой. Шаровые краны с резьбовым типом соединения обычно инсталлируются на трубопроводы с небольшим давлением и невысокой температурой транспортируемой рабочей среды. Могут использоваться в системах водоснабжения или газопроводах диаметром 8-100 мм в жилых помещениях.

Шаровые краны классифицируются по диаметру отверстия:

  1. Полнопроходные (пропускная способность 90-99%) — отверстие в затворе по размерам практически совпадает с диаметром трубы. Монтируются на трубопроводы, обслуживающие внутридомовые коммуникации.
  2. Стандартнопроходные (пропускная способность 70-90%) — диаметр отверстия в затворе немного меньше размеров трубы. Устанавливаются на инженерных сетях, где допускаются потери давления потока.
  3. Неполнопроходные (пропускная способность 40-70%) — диаметр прохода затвора существенно меньше диаметрального размера трубопровода. Устанавливаются для специального ограничения потока энергоресурсов.

Какие краны лучше ставить на стояки ХВС и ГВС

Раньше в нашей статье уже было описано, какой кран лучше шаровый или вентильный. С помощью вторых можно не только перекрывать, но и регулировать направление потока энергоносителей на стояках. Естественно, на квартирные стояки ХВС и ГВС лучше ставить надежные краны! Лучше потратиться на качественные устройства, чем делать ремонт себе и соседям.

Интересное решение: на узлах подачи воды в квартиру можно поставить шаровые краны с электроприводом и датчиками протечки, чтобы защитить жилище от затопления в период вашего отсутствия.

Основные признаки надежного шарового крана:

  • Маркировка — включает некоторые данные о запорной арматуре (торговая марка производителя, диаметр, присоединительные размеры и номинальное давление в системе, на которое рассчитано изделие). Маркировка должна быть отчетливо видна, в противном случае — это может быть подделка. Известно, что у кранов Bugatti существуют подделки. Некоторые заводы-изготовители наносят дату производства и тип материала (обычно это специальная латунь CW617N).
  • Качество — основной показатель эффективности и долговечности крана. Шаровой затвор должен полностью закрывать/открывать проходное отверстие. Поверхность шара не должна иметь видимых механических повреждений, а быть зеркальной (состояние сферы можно посмотреть, полностью закрыв кран). Также визуально должна быть заметна прокладка из тефлона (PTFE). Между ручкой и штоком должен полностью отсутствовать люфт. Гайка самозажимная должна надежно прижимать рукоять крана. Обязательно приложите магнит: если он притягивается к устройству, значит кран не латунный, а стальной и долго не прослужит в агрессивных условиях. Например, в некоторых китайских кранах шар сделан из чёрного металла с покрытием. Такие детали в процессе эксплуатации с водой ржавеют и заклинивают.
  • Имя бренда — на рынке отопительного оборудования и сантехники Украины представлено огромное количество брендов, поэтому многие покупатели путаются.

Среди надежных производителей фланцевых шаровых кранов пальму первенства держат: LD, Interval, Zetkama, Ayvaz, Genebre, Breeze.

Отличным решением среди муфтовых являются: Genebre, Valtec, Giacomini, Bugatti.

Традиционно положительные отзывы среди пользователей заслуживают приварочные краны: LD, Interval, Breeze, Genebre.

Среди комбинированных — распространены Breeze и LD.

Рекомендуем покупать продукцию только проверенных производителей, так как это обезопасит от возможных протечек и затоплений вас и ваших соседей.

Остались сомнения в выборе шарового крана? — Мы поможем подобрать! Закажите обратный звонок или свяжитесь с нашими менеджерами через раздел Контакты.

10 лучших фирм шаровых кранов для водопровода

Характеристика в рейтинге

Шаровые краны для водопровода или систем отопления должны обладать высокими эксплуатационными характеристиками, т. к. от их надежности и долговечности зависит много других факторов, в том числе и такие, как комфорт и безопасность. Ситуации, когда из-за сорванной запорной арматуры размер убытков значительно превышает стоимость продукции проверенного производителя, лишний раз говорят о том, что экономия в данном вопросе имеет и обратную сторону.

В обзоре представлены лучшие фирмы, выпускающие шаровые краны для водопровода. Рейтинг сформирован на основании заявленных характеристик продукции, мнений специалистов по монтажу запорного оборудования и оценок владельцев, обладающих опытом эксплуатации шаровых кранов одного из участвующих брендов.

ТОП-10 лучших фирм шаровых кранов для водопровода

10 RM

Все большую популярность у отечественного потребителя завоевывает китайский производитель запорных механизмов RM. Фирма предлагает по доступной цене шаровые краны для воды, которые на конечном этапе производства проходят электронную проверку на возможный брак и соответствие ТУ. Все детали изготавливаются из качественного сырья и соответствуют требоваиям ГОСТ, что гарантирует надежное и бесперебойное функционирование смонтированной системы отопления или водопровода.

Фитинги и шаровые краны производства RM отлично совместимы с самыми разнообразными системами, что позволяет легко подобрать необходимую деталь. Долгий срок службы латунного шарового крана, позволяющий многократно производить перекрывание воды, обеспечивает никелевое покрытие. Отличительной особенностью модели является возможность остановки потока поворотом ручки в любую сторону на 180°.

9 Oventrop

Среди большого разнообразия всевозможных запорных механизмов, шаровые краны фирмы Oventrop заслуженно пользуются спросом на отечественном рынке сантехники. Это объясняется тем, что немецкое качество признано одним из самых лучших и надежных, и продукция данного производителя не является исключением. Все компоненты находят широкий спектр применения и используются при монтаже систем водопровода, как на промышленных объектах, так и для бытового пользования.

Отличительной особенностью шаровых кранов для воды производства Oventrop является усиленный корпус, выполненный по уникальной технологии с нанесением никелевого слоя. Особая прочность арматуры гарантирует надежность и самый продолжительный срок службы, выдерживая максимальное давление воды до 25 Бар. Этому способствует и наличие современных уплотнителей, обеспечивающих лучшую герметичность и при этом возможность регулировки напора. Шаровые краны Oventrop имеют двухстороннюю резьбу, выдерживают до 50000 циклов и очень удобны в использовании.

8 GEKON

Фирма GEKON это известный производитель трубопроводной арматуры, которая изготавливается на заводах Италии и России и соответствует самым высоким международным требованиям относительно стандартов качества. Предприятие оснащено современным высокотехнологичным оборудованием и исследовательской лабораторией, что гарантирует выпускаемой продукции высокое качество и соответствие постоянно растущим запросам потребителя. Предприятие предлагает самый широкий ассортимент запорных механизмов, среди которых и шаровые краны для воды. Продукция имеет вполне доступную цену, благодаря чему популярность на отечественном рынке водопроводной арматуры неизменно растет.

Шаровые краны GEKON отлично подходят для подключения самых разнообразных отопительных приборов и совместимы практически со всеми видами труб. Монтаж водопровода при помощи арматуры, выпускаемой данным производителем, обеспечит надежное и продолжительное его функционирование без каких либо сбоев. Каждая деталь GEKON имеет индивидуальную упаковку и гарантию от производителя на срок до 60 месяцев.

7 Itap

Шаровые краны производства итальянской фирмы Itap отличаются повышенной устойчивостью к коррозии и способны выдержать давление воды до 50 Бар. Производитель использует для изготовления трубопроводной арматуры только латунь, полученную путем прессования в условиях высоких температур (700 °C), что гарантирует деталям исключительную прочность и сохранение всех характеристик на протяжении всего срока службы. Запорный шар изготовлен из хромированной латуни и уплотнен тефлоновыми кольцами, что обеспечивает самую надежную фиксацию и исключает протечку воды.

Шаровые краны Itap рассчитаны на работу в температурном диапазоне от -20 до 150 °C и устойчивы к большинству агрессивных химических соединений, таких как ацетон, сульфат кальция, мыльный раствор и пр. Производитель предлагает стандартнопроходные, полнопроходные и редуцированные шаровые краны для воды, выбор которых зависит от сферы применения.

6 Stout

Многолетний опыт фирмы Stout позволяет выпускать продукцию, отвечающую самым притязательным требованиям, и при этом представленную на рынке вполне демократичной ценой. Разнообразие фитингов и полное соответствие комплектующих, позволяет собрать даже самую сложную автономную систему отопления или водоснабжения. Все запорно-регулирующие устройства, выпускаемые данным производителем, изготавливаются с учетом климатических и эксплуатационных особенностей, а также в соответствии с государственными стандартами России и международными сертификатами.

Шаровые краны Stout обладают повышенной прочностью и производятся исключительно из специальной латуни для питьевых водопроводов, что гарантирует безопасное потребление питьевой воды. При этом запорные механизмы способны выдержать давление в 50 Бар, и обладают довольно внушительным эксплуатационным ресурсом, обеспечивающим безотказную работу кранов на протяжении не менее 50 лет.

5 Bugatti

Итальянский производитель Bugatti более 10 лет представляет на отечественном рынке самый широкий ассортимент трубопроводной арматуры, в том числе и запорно-регулирующей. Фирма выпускает высококачественные шаровые краны не только для водопровода, но и для систем отопления и газоснабжения, при этом представлен целый ряд серий и видов, отличающихся ценой и техническими характеристиками. Продукция обеспечивает не только надежность и комфорт на протяжении всего эксплуатационного периода, но и абсолютную безопастность. Благодаря регулярным тестированиям, конструкция арматуры была значительно усовершенствована, что позволяет ей выдерживать любые гидроудары и давление.

Отличительной особенностью шаровых кранов Bugatti является отполированная до зеркального блеска вставка, на которую следует обратить внимание, дабы не приобрести подделку. Также на каждой детали стоит логотип фирмы и страна производства. Лучшее сочетание цены и качества, а также повышенная устойчивость к коррозии являются причиной постоянного роста спроса на шаровые краны Bugatti.

4 Honeywell

Производитель Honeywell, начавший свою деятельность еще в 1904 году, сегодня является одним из самых известных, высокотехнологичных и востребованных. Его продукция, в ассортименте которой среди прочего представлены фильтры для воды, климатические системы, запорная арматура, пользуется популярностью во всем мире. Выпускаемое данной фирмой автоматическое оборудование давно заслужило доверие и часто используется для обустройства систем водоснабжения и отопления в масштабных государственных проектах. При этом оборудование отличается надежностью и повышенной устойчивостью даже к самым суровым климатическим особенностям, лучше всего подходя для российских условий.

Шаровый кран с встроенным электроприводом, представленный данным производителем, отлично зарекомендовал себя в качестве элемента, который обеспечивает автоматическую подачу воды по водопроводу. При этом его применение гарантирует не только бытовой комфорт, но и определенную защиту помещения от возможных последствий утечки воды.

3 F.I.V.

Среди представленных на отечественном рынке шаровых кранов для воды, продукция от производителя F.I.V., изготавливаемая непосредственно в Италии, считается одной из самых надежных. Благодаря своевременной модернизации и полной автоматизации производственного процесса брак на предприятии практически исключен, и вся выпускаемая продукция может похвастаться исключительно самым высоким качеством. Наличие исследовательской лаборатории позволяет фирме находить новые решения и, внедряя их, предлагать потребителю усовершенствованный и уникальный продукт, обладающий улучшенными эксплуатационными характеристиками.

Читайте также:  Виды сварных труб, способы производства, преимущества материала

При создании элементов системы водоснабжения, в числе которых и шаровые краны, используется только высококачественная немецкая латунь с допустимым процентом содержания цинка. Это гарантирует изделиям не только продолжительный срок службы, но и безопасность использования, в отличие от кранов неизвестных производителей (как правило – китайских). Во избежание возможности подделки фирма каждую деталь маркирует собственной гравировкой.

2 FAR

Огромный выбор высококачественных комплектующих, необходимых для сборки самых разнообразных систем отопления и водоснабжения, представляет на рынке сантехники итальянский производитель FAR. На предприятии четко отлажены этапы контроля производственного процесса и тестирования готовых элементов. Вся продукция фирмы отвечает международным нормам качества, что подтверждено сертификатом ISO 9002. Состав латунного сплава, из которого в числе других сантехнических деталей изготавливаются и шаровые краны, прошел независимую экспертизу RUVARIS на соответствие USA – NSF 61, что гарантирует оборудованию самый продолжительный эксплуатационный ресурс.

Шаровые краны для воды, представленные фирмой FAR, совместимы с большинством стандартных размеров труб благодаря разнообразию вариантов крепления. Данный производитель, помимо прочего, предлагает краны с уже встроенным термометром или фильтром, которые отлично подходят для устройства систем отопления и водоснабжения.

1 VALTEC

Несмотря на относительно молодой возраст итальянской фирмы VALTEC, данный производитель инженерной сантехники пользуется заслуженной популярностью у отечественного потребителя. Это обусловлено в первую очередь самым высоким качеством продукции, которая к тому же изготавливается с учетом климатических и других особенностей системы водоснабжения в России и др. странах СНГ. Отличительной особенностью этого производителя является самый широкий ассортимент продукции по доступным ценам, что позволяет полностью удовлетворить потребности, как обычного владельца частного дома, так и застройщика многоквартирных объектов.

Среди всего многообразия сантехнических изделий фирма VALTEC представляет и шаровые краны для воды, которые, как и остальная продукция этого производителя выполнены исключительно из высококачественных материалов с использованием новейших технологий. Лучшим подтверждением исключительной надежности кранов VALTEC является официальная гарантия производителя сроком до 10 лет.

Виды пластмасс

Пластмасса — это высокопрочный, эластичный материал, который при нагревании становится мягким и пластичным. В этот промежуток времени из нее можно слепить практически все что угодно. После остывания изделие вновь становится твердым.

Краткая история появления

Считается, что первооткрывателем пластмассы был британский изобретатель Паркс. В 1855г. он решил чем-нибудь заменить материал бильярдных шаров. В то время они состояли из слоновой кости.

Он смешал масло камфорного дерева, нитроцеллюлозу (хлопок + азотная и серная кислота) и спирт. При нагревании получил однородную жидкую смесь, которая при охлаждении застыла и стала твердой. Это и была первая разновидность пластмассы, полученная искусственным путем из природных и химических материалов.

И только через сто лет в 1953г. немецкий профессор Штаудингер открыл синтетическую макромолекулу (молекула с очень большим количеством атомов и большой массой). Она то и стала базовой прародительницей для получения разнообразных видов промышленного пластика.

Если не вдаваться в научные подробности, новые виды пластмасс создаются следующим образом: в макромолекуле, особым образом, меняют расположение звеньев малых молекул. Эти цепочки называются полимерами. От этих «перестроений» рождаются материалы с определенными физико-механическими характеристиками.

Химики всего мира сразу, после этого открытия, стали выстраивать из этих кубиков трансформеров конструкции с ранее невиданными свойствами.

Свойства

Изделия из пластмасс имеют следующие особенности:

1. Для дизайнеров и инженеров это тот материал, из которого можно изготавливать самые сложные по форме конструкции.
2. Отличаются экономичностью в сравнении с аналогичными продуктами из других материалов. Малые энергетические затраты при производстве. Простота формовки.
3. Почти все виды пластика не нуждаются в покраске, так как они имеют свои различные цветовые гаммы.
4. У них небольшой вес.
5. Обладают высокой эластичностью.
6. Являются отличными диэлектриками (т.е. практически не проводят электрический ток).
7. Обладают низкой теплопроводностью (отличные теплоизоляторы).
8. У материалов высокий коэффициент шумоизоляции.
9. Не подвержены, в отличие от металлов коррозии.
10. Имеют хорошую устойчивость к перепадам дневных и межсезонных температур.
11. У пластиков высокая стойкость ко многим агрессивным химическим средам.
12. Они могут выдержать большие механические нагрузки.

Применение пластмасс

Пластмассы прекрасно могут заменять функции многих, более дорогих в изготовлении, металлических, бетонных или деревянных изделий. И в промышленности и в быту этот материал используется повсеместно.

1. На наземном, морском и авиационном транспорте применение пластмассовых частей и деталей машин существенно снижает их вес и стоимость.

2. В машиностроении из пластика изготавливают: технологическую оснастку; подшипники скольжения; зубчатые и червячные колеса; детали тормозных устройств; рабочие емкости и прочее.

3. В электротехнике многие виды пластмасс используют для производства корпусов приборов, изоляционного материала и др.

4. В строительстве применяют сделанные из пластика несущие конструкции, отделочные и кровельные материалы, вентиляционные устройства, навесы, панели, двери, окна, рабочий инструмент и др.

5. В сельском хозяйстве из пластиковых полупрозрачных листов сооружают теплицы.

6. В медицине большинство аппаратов и приборов состоят из пластмассовых частей и деталей. А многие человеческие органы чаще всего заменяют их пластиковыми аналогами.

7. В быту полно изделий из пластика. Это — посуда, телевизоры, компьютеры, мобильные телефоны, обувь, одежда и др.

Маркировка пластмасс

Умение правильно расшифровывать буквенную маркировку пластика необходимо хотя бы для того, чтобы не нанести непоправимый вред здоровью при пользовании изделиями из этого материала.

Некоторые виды пластика способны медленно разрушать организм человека. Отказаться от них полностью мы не сможем, но уменьшить отрицательное влияние вполне реально.

Внимательно изучайте товар, который планируете купить. Производитель обязан маркировать свои изделия. Если специальное обозначение отсутствует — это должно вас насторожить.

Сами пластмассы не являются канцерогенами, а ими могут быть некоторые вещества в них содержащиеся. Они добавляются производителями для получения тех или иных свойств материала.

Определиться с типом пластика возможно, если на изделии имеется соответствующая маркировка. Обозначение часто наносят в виде треугольника, стороны которого состоят из трех стрелок. Под фигурой – аббревиатура, а внутри – цифра. На промышленных продуктах маркировка обычно выштамповывается в своеобразных скобках. Например, это может выглядеть так: >PC PUR >PP/EPDM – так обозначается полиэтилен высокой плотности и полиэтилен низкого давления. Используют при изготовлении пластиковых пакетов, пищевых контейнеров, посуды, тары для моющих средств, ненагруженных деталей оборудования, покрытий, футляров и фольги. Относительно безопасен, но может выделять токсичное вещество (формальдегид).

(3) PVC или V — это маркировка поливинилхлорида (или просто — ПВХ). Используется только в технических целях при производстве химического оборудования, различных деталей, элементов напольных покрытий, изоленты, жалюзи, мебели, окон, труб и тары. Эти виды пластмасс при сжигании выделяют много ядовитых веществ.

(4) LDPE или PEBD – обозначение полиэтилена низкой плотности и высокого давления. Из него изготавливают пакеты, брезент, мусорные мешки, компакт-диски и линолеум. Относительно безопасен для человека, но вреден в плане экологии.

(5) PP – маркировка полипропилена. Используют для изготовления детских игрушек, пищевых контейнеров, упаковок и медицинских шприцов. Идеальный материал для труб, элементов холодильного оборудования и деталей в автомобильной промышленности. Практически безвреден, хотя в некоторых случаях может выделяться формальдегид – ядовитый для здоровья человека газ.

(6) PS – полистирол. Из него изготавливают сэндвич-панели, теплоизоляционные строительные плиты, оборудование, изоляционные пленки, стаканчики, чашки, столовые приборы, пищевые контейнеры, лоточки для различных видов продуктов. Не рекомендуется для повторного использования. В случае горения выделяет ядовитый стирол.

(7) O или OTHER– полиамид, поликарбонат и другие виды пластмасс. Используют в производстве точных деталей машин, радио- и электротехники, аппаратуры, а также при изготовлении бутылок для воды, игрушек, бутылочек для детей и упаковок. При частом нагревании или мытье выделяют вещество (бисфенол А), ведущее к гормональным сбоям в человеческом организме.

В строительстве часто используют следующие виды пластика:

Полимербетон. Это композиционный материал, созданный на основе термореактивных полимеров на основе эпоксидной смолы. Хрупкость этого пластика нивелируется волокнистыми наполнителями – стекловолокном и асбестом. Полимербетон применяется при изготовлении конструкций, стойких к различным агрессивным средам.

Стеклопластик – листовой материал из тканей и стеклянных волокон, связанных полимером.

• Напольные материалы – это разные виды вязких жидких составов на основе полимеров и рулонные покрытия. Широко применяется в строительстве поливинилхлоридный линолеум. Он обладает хорошими теплозвукоизоляционными показателями.

К термореактивным видам пластмасс относятся:

Фенопласт. Применяется для изготовления вилок, розеток, пепельниц корпусов сотовых телефонов, радиоприборов и изделий галантереи.

Аминопласты. Используют в производстве электротехнических деталей, клея для дерева, пенистых материалов, галантереи и тонких покрытий для украшений.

Стекловолокниты. Они чаще всего, применяются в машиностроении для изготовления крупногабаритных изделий несложных форм (лодок, кузовов автомобилей, корпусов приборов и пр.) и силовых электротехнических деталей.

Полиэстеры – на их основе создают части автомобилей, спасательные лодки, корпусы летательных аппаратов, кровельные плиты для крыш, мебель, мачты для антенн, плафоны ламп, удочки, лыжи и палки, защитные каски и др.

Эпоксидная смола — применяется как изоляционный материал: в трансформаторах, электромашинах и приборах, в радиотехнике (для печатных схем) и при производстве телефонной арматуры.

Производство

Основным сырьем при производстве пластмасс является этилен. С его помощью получают полиэтилен, полистирол и поливинилхлорид.

Нарушение технологии режима полимеризации, ухудшает качество готовой продукции. В ней могут появиться поры в виде пузырьков и разводов. Существуют следующие виды пористости пластмассы: гранулярная, газовая и пористость сжатия. Такие дефекты недопустимы при изготовлении продуктов, влияющих на здоровье человека, например съемных протезов. Для их изготовления используются базисные пластмассы (самотвердеющие, при смешивании специального порошка и жидкости, материалы).

Существует несколько основных технологий производства пластмассовых изделий:

1. Технология выдувания. Хорошо разогретая формовочная масса заливается в открытую опоку, после чего ее герметично закрывают. Затем туда подается сжатый воздух, который распыляет горячий пластик по стенкам заданной формы.
2. Формовка посредством вакуума (процесс изготовления проводится с перепадами воздушного давления).
3. Технология литья. Жидкая пластмасса заливается в специальные емкости, в которых происходит охлаждение и формовка материала.
4. Метод экструзии. Размягченную пластичную массу, продавливают через специальные отверстия в приспособление, которое формирует готовое изделие.
5. Прессование. Это самый распространенный способ получения продукции из термоактивных пластмасс. Формование выполняется в специальных опоках под воздействием высокого давления и температуры.

Тонет ли пластик в воде?

По поведению пластика в воде можно определить его вид.

Плотность воды известна – 1,10 г/куб.см. Для разных видов пластмасс она варьируется от 0,90 г/куб.см до 2,21 г/куб.см.

Легче воды только:

1. Полипропилен (0,90 г/куб.см).
2. Полиэтилен высокого давления (0,92 г/куб.см).
3. Полиэтилен низкого давления (0,96 г/куб.см).

Только эти виды пластика будут плавать, остальные пойдут ко дну.

Одним из самых тяжелых видов пластика является фторопласт с плотностью — 2,20 г/куб.см.

Пластмассы. Состав, свойства, применение пластмасс

Пластмассы (пластики) представляют собой органические материалы на основе полимеров, способные при нагреве размягчаться и под давлением принимать определённую устойчивую форму.

Полимеры – это соединения, которые получаются путем многократного повторения (рис. 1), то есть химического связывания одинаковых звеньев – в самом простом случае, одинаковых, как в случае полиэтилена это звенья CH2, связанные между собой в единую цепочку. Конечно, существуют более сложные молекулы, вплоть до молекул ДНК, структура которых не повторяется, очень сложным образом организована.

Рис. 1. Формы макромолекул полимеров

1. Компоненты, входящие в состав пластмасс

В большинстве своем пластмассы состоят из смолы, а также наполнителя, пластификатора, стабилизатора, красителя и других добавок, улучшающих технологические и эксплуатационные свойства пластмассы. Свойства полимеров могут быть в значительной степени улучшены и изменены, в зависимости от требований, предъявляемых различными отраслями техники, с помощью различных составляющих пластмассы.

Наполнители служат для улучшения физико-механических, диэлектрических, фрикционных или антифрикционных свойств, повышения теплостойкости, уменьшения усадки, а также для снижения стоимости пластмасс. По массе содержание наполнителей в пластмассах составляет от 40 до 70 %. Наполнителями могут быть ткани, а также порошкообразные и волокнистые вещества.

Пластификаторы увеличивают пластичность и текучесть пластмасс, улучшают морозостойкость. В качестве пластификаторов применяют дибутилфталат, трикрезилфосфат и др. Их содержание колеблется в пределах 10 – 20 %.

Стабилизаторы вещества, предотвращающие разложение полимерных материалов во время их переработки и эксплуатации под воздействием света, влажности, повышенных температур и других факторов. Для стабилизации используют ароматические амины, фенолы, сернистые соединения, газовую сажу.

Красители добавляют для окрашивания пластических масс. Применяют как минеральные красители (мумия, охра, умбра, литопон, крон и т. д.), так и органические (нигрозин, родамин).

Смазочные вещества стеарин, олеиновая кислота, трансформаторное масло – снижают вязкость композиции и предотвращают прилипание материала к стенкам пресс-формы.

2. Классификация пластмасс

В зависимости от поведения связующего вещества при нагреве пластмассы разделяют на термореактивные и термопластичные.

Термореактивные пластмассы при нагреве до определенной температуры размягчаются и частично плавятся, а затем в результате химической реакции переходят в твердое, неплавкое и нерастворимое состояние. Термореактивные пластмассы необратимы: отходы в виде грата и бракованные детали обычно используют после измельчения только в качестве наполнителя при производстве пресспорошков.

Термопластичные пластмассы при нагреве размягчаются или плавятся, а при охлаждении твердеют. Термопластичные пластмассы обратимы, но после повторной переработки пластмасс в детали физико-механические свойства их несколько ухудшаются.

К группе термореактивных пластмасс относятся пресспорошки, волокниты и слоистые пластики. Они выгодно отличаются от термопластичных пластмасс отсутствием хладотекучести под нагрузкой, более высокой теплостойкостью, малым изменением свойств в процессе эксплуатации. Термореактивные пластмассы перерабатывают в детали (изделия) преимущественно методом прессования или литьё под давлением (рис. 2).

Рис. 2. Схема и установка для получения деталей из термореактивных пластмасс

В таблице 1 приведены свойства, области применения и интервал рабочих температур некоторых термореактивных пластмасс. На рис. 3 показаны некоторые изделия из термореактивных пластмасс.

Рис. 3. Изделия, где применены термореактивные пластмассы

Технология изготовления термопластов довольно проста: гранулы засыпаются в камеру термопластавтомата, где, при необходимой температуре, переходят в текучее состояние, затем расплавленная масса попадает в специальную форму, где происходит прессование и дальнейшее охлаждение (рис. 4). Как правило, большинство термопластов может быть использовано вторично.

Рис. 4. Пресс-форма для литья пластмасс

В таблице 2 приведены свойства, области применения и интервал рабочих температур некоторых термопластичных пластмасс. На рис. 5 показаны некоторые изделия из термопластичных пластмасс.

Рис. 5. Изделия из термопластичных пластмасс

Выбор пластмассы для изготовления конкретного изделия определяется его эксплуатационными условиями. Критерии выбора разнообразны и зависят от назначения изделия. Основными критериальными характеристиками полимерных материалов являются механические (прочность, жесткость, твердость), температурные (изменения механических и деформационных характеристик при нагревании или охлаждении) и электрические. Последние отражают широкое применение пластмасс в радиоэлектронной и электротехнической отраслях. Кроме того, существенное значение приобрели триботехнические характеристики и ряд специальных свойств (огнестойкость, звукопоглощение, оптические особенности, химическая стойкость). Немаловажны также экономические условия (стоимость полимерного материала, тираж изделия, условия производства).

3. Механические свойства пластмасс

Механические свойства определяют поведение физического тела под действием приложенного к нему усилия. Численно это поведение оценивается прочностью и деформативностью. Прочность характеризует сопротивляемость разрушению, а деформативность — изменение размеров полимерного тела, вызванное приложенной к нему нагрузкой. Поскольку и прочность, и деформация являются функцией одной независимой переменной — внешнего усилия, то механические свойства еще называют деформационнопрочностными (рис. 6).

Рис. 6. Механические испытания пластмасс на деформацию прочность (слева), ударную вязкость (по центру), твёрдость (справа)

Модуль упругости является интегральной характеристикой, дающей представление прежде всего о жесткости конструкционного материала. Ударная вязкость характеризует способность материалов сопротивляться нагрузкам, приложенным с большой скоростью. В практике оценки свойств пластмасс наибольшее применение нашло испытание поперечным ударом, реализуемым на маятниковых копрах.

Читайте также:  Высота ограждения лестниц в общественных зданиях

Твердость определяет механические свойства поверхности и является одной из дополнительных характеристик полимерных материалов. По твердости оценивают возможные пути эффективного применения пластиков. Пластмассы мягкие, эластичные, имеющие низкую твердость, используются в качестве герметизирующих, уплотнительных и прокладочных материалов. Твердые и прочные могут применяться в производстве деталей конструкционного назначения: зубчатых колес и венцов, тяжело нагруженных подшипников, деталей резьбовых соединений и пр. (рис. 7).

Рис. 7. Детали конструкционного применения из пластмасс

В таблице 3 указаны механические свойства термопластов общего назначения.

Несколько примеров по обозначению (см. табл. ниже).

ПЭВДПолиэтилен высокого давленияГОСТ 16337-77
ПЭНДПолиэтилен низкого давленияГОСТ 16338-85
ПСПолистирольная плёнкаГОСТ 12998-85
ПВХПластификаторыГОСТ 5960-72
АБСАкрилбутодиентстиролГОСТ 8991-78
ПММАПолиметилметаакрилатГОСТ 2199-78

4. Сварка пластмасс

Сварке подвергаются только так называемые термопластичные пластмассы (термопласты), которые при нагревании становятся пластичными, а после охлаждения принимают первоначальные вид и свойства. Кроме них, существуют термореактивные пластмассы, которые изменяют свои свойства при нагреве. Нагревать пластмассы при сварке следует не выше температуры их разложения, т. е. в пределах 140—240 °С.

Пластмассы можно сваривать различными способами:

  • нагретым газом;
  • контактной теплотой от нагревательных элементов;
  • трением;
  • ультразвуком (рис. 8).

Основные условия для получения качественного соединения пластмасс при сварке следующие:

  1. Диаметр присадочного прутка не должен превышать 4 мм для достаточно быстрого его нагрева и обеспечения необходимой производительности сварки.
  2. Сварку следует вести по возможности быстро во избежание термического разложения материала.
  3. Необходимо точно выдерживать температуру сварки во избежание недостаточного нагрева или перегрева свариваемого материала.

На рис. 8 показано оборудование и методы сварки пластмасс.

Рис. 8. Сварочный экструдер для сварки пластмасс, полимеров

5. Другие свойства пластмасс

Химическая стойкость. Химическая стойкость пластмасс, как правило, выше, чем у металлов. Химическая стойкость пластмасс в основном определяется свойствами связующего (смолы) и наполнителя. Наиболее химически стойкими в отношении всех агрессивных сред являются фторсодержащие полимеры —фторопласты 4 и 3. К числу кислотостойких пластмасс в отношении концентрированной соляной кислоты могут быть отнесены винипласт и фенопласты с асбестовым наполнителем. Стойкими к действию щелочей являются винипласт и хлорвиниловый пластик.

Электроизоляционные свойства. Почти все пластмассы — хорошие диэлектрики. Этим объясняется их широкое применение в электро- и радиотехнике. Большинство пластмасс плохо переносит т. в. ч. и поэтому они применяются в качестве электроизоляционных материалов для деталей, которые предназначаются для работы при частоте тока 50 Гц. Однако такие ненаполненные высокополимеры, как фторопласт и полистирол, практически не меняют своих диэлектрических качеств в зависимости от частоты тока и могут работать при высоких и сверхвысоких частотах.

Повышение температуры, как правило, ухудшает электроизоляционные характеристики пластмасс. Исключение составляет полистирол, сохраняющий электроизоляционные свойства в интервале температур от —60 до +60° С, и фторопласт 4 — в интервале температур от —60 до +200°. С.

Фрикционные свойства. В зависимости от условий работы пластмассовые детали могут обладать различными по величине фрикционными характеристиками. Так, например, текстолит при малых нагрузках имеет малый коэффициент трения, что и позволяет широко использовать его вместо бронзы, антифрикционных чугунов и т. д. Коэффициент трения тормозных материалов типа КФ-3 высок, что и отвечает назначению этих материалов. Из этих двух примеров следует, что утверждение, высказанное выше, справедливо

Пластмассы

Пластма́ссы (пласти́ческие ма́ссы) или пла́стики — органические материалы, основой которых являются синтетические или природные высокомолекулярные соединения (полимеры). Исключительно широкое применение получили пластмассы на основе синтетических полимеров.

Название «пластмассы» означает, что эти материалы под действием нагревания и давления способны формироваться и сохранять после охлаждения или отвердения заданную форму. Процесс формования сопровождается переходом пластически деформируемого (вязкотекучего) состояния в стеклообразное состояние.

Содержание

История

Первая пластмасса была получена английским металлургом и изобретателем Александром Парксом в 1855 году [1] . Паркс назвал её паркезин (позже получило распространение другое название — целлулоид). Паркезин был впервые представлен на Большой Международной выставке в Лондоне в 1862 году. Развитие пластмасс началось с использования природных пластических материалов (жевательной резинки, шеллака), затем продолжилось с использованием химически модифицированных природных материалов (резина, нитроцеллюлоза, коллаген, галалит) и, наконец, пришло к полностью синтетическим молекулам (бакелит, эпоксидная смола, поливинилхлорид, полиэтилен и другие).

Паркезин являлся торговой маркой первого искусственного пластика и был сделан из целлюлозы, обработанной азотной кислотой и растворителем. Паркезин часто называли искусственной слоновой костью. В 1866 году Паркс создал фирму Parkesine Company для массового производства материала. Однако, в 1868 году компания разорилась из-за плохого качества продукции, так как Паркс пытался сократить расходы на производство. Преемником паркезина стал ксилонит (другое название того же материала), производимый компанией Даниэля Спилла, бывшего сотрудника Паркса, и целлулоид, производимый Джоном Весли Хайатом.

Типы пластмасс

В зависимости от природы полимера и характера его перехода из вязкотекучего в стеклообразное состояние при формовании изделий пластмассы делят на:

  • Термопласты (термопластичные пластмассы) — при нагреве расплавляются, а при охлаждении возвращаются в исходное состояние;
  • Реактопласты (термореактивные пластмассы) — в начальном состоянии имеют линейную структуру макромолекул, а при некоторой температуре отверждения приобретают сетчатую. После отверждения не могут переходить в вязкотекучее состояние. Рабочие температуры выше, но при нагреве разрушаются и при последующем охлаждении не восстанавливают своих исходных свойств.

Также газонаполненные пластмассы — вспененные пластические массы, обладающие малой плотностью.

Свойства

Основные механические характеристики пластмасс те же, что и для металлов.
Пластмассы характеризуются малой плотностью (0,85—1,8 г/см³), чрезвычайно низкими электрической и тепловой проводимостями, не очень большой механической прочностью. При нагревании (часто с предварительным размягчением) они разлагаются. Не чувствительны к влажности, устойчивы к действию сильных кислот и оснований, отношение к органическим растворителям различное (в зависимости от химической природы полимера). Физиологически почти безвредны. Свойства пластмасс можно модифицировать методами сополимеризации или стереоспецифической полимеризации, путём сочетания различных пластмасс друг с другом или с другими материалами, такими как стеклянное волокно, текстильная ткань, введением наполнителей и красителей, пластификаторов, тепло- и светостабилизаторов, облучения и др., а также варьированием сырья, например использование соответствующих полиолов и диизоцианатов при получении полиуретанов.

Твёрдость пластмасс определяется по Бринеллю при нагрузках 50—250 кгс на шарик диаметром 5 мм.

Теплостойкость по Мартенсу — температура, при которой пластмассовый брусок с размерами 120 × 15 × 10 мм, изгибаемый при постоянном моменте, создающем наибольшее напряжение изгиба на гранях 120 × 15 мм, равное 50 кгс/см², разрушится или изогнётся так, что укреплённый на конце образца рычаг длиной 210 мм переместится на 6 мм.

Теплостойкость по Вика — температура, при которой цилиндрический стержень диаметром 1,13 мм под действием груза массой 5 кг (для мягких пластмасс 1 кг) углубится в пластмассу на 1 мм.

Температура хрупкости (морозостойкость) — температура, при которой пластичный или эластичный материал при ударе может разрушиться хрупко.

Для придания особых свойств пластмассе в нее добавляют пластификаторы (силикон, дибутилфталат, ПЭГ и т. п.), антипирены (дифенилбутансульфокислота), антиоксиданты (трифенилфосфит, непредельные углеводороды).

Получение

Производство синтетических пластмасс основано на реакциях полимеризации, поликонденсации или полиприсоединения низкомолекулярных исходных веществ, выделяемых из угля, нефти или природного газа. При этом образуются высокомолекулярные связи с большим числом исходных молекул (приставка «поли-» от греческого «много», например этилен-полиэтилен).

Методы обработки

  • Литьё/литьё под давлением
  • Экструзия
  • Прессование
  • Виброформование
  • Вспенивание
  • Отливка
  • Сварка
  • Вакуумная формовка и пр.

Механическая обработка

Пластические массы, по сравнению с металлами, обладают повышенной упругой деформацией, вследствие чего при обработке пластмасс применяют более высокие давления, чем при обработке металлов. Применять какую-либо смазку, как правило, не рекомендуют; только в некоторых случаях при окончательной обработке допускают применение минерального масла. Охлаждать изделие и инструмент следует струей воздуха.

Пластические массы более хрупки, чем металлы, поэтому при обработке пластмасс режущими инструментами надо применить высокие скорости резания и уменьшать подачу. Износ инструмента при обработке пластмасс значительно больше, чем при обработке металлов, почему необходимо применять инструмент из высокоуглеродистой или быстрорежущей стали или же из твердых сплавов. Лезвия режущих инструментов надо затачивать, по возможности, более остро, пользуясь для этого мелкозернистыми кругами.

Пластмасса может быть обработана на токарном станке, может фрезероваться. Для распиливания может применяться ленточные пилы, дисковые пилы и карборундовые круги.

Сварка

Соединение пластмасс между собой может осуществляться механическим путем с помощью болтов, заклепок, склеиванием, растворением с последующим высыханием, а также при помощи сварки. Из перечисленных способов соединения только при помощи сварки можно получить соединение без инородных материалов, а также соединение, которое по свойствам и составу будет максимально приближено к основному материалу. Поэтому сварка пластмасс нашла применение при изготовлении конструкций, к которым предъявляются повышенные требования к герметичности, прочности и другим свойствам.

Процесс сварки пластмасс состоит в образовании соединения за счет контакта нагретых соединяемых поверхностей. Он может происходить при определенных условиях:

  1. Повышенная температура. Ее величина должна достигать температуры вязкотекучего состояния.
  2. Плотный контакт свариваемых поверхностей.
  3. Оптимальное время сварки — время выдержки.

Также следует отметить, что температурный коэффициент линейного расширения пластмасс в несколько раз больше, чем у металлов, поэтому в процессе сварки и охлаждения возникают остаточные напряжения и деформации, которые снижают прочность сварных соединений пластмасс.

На прочность сварных соединений пластмасс большое влияние оказывают химический состав, ориентация макромолекул, температура окружающей среды и другие факторы.

Применяются различные виды сварки пластмасс:

  1. Сварка газовым теплоносителем с присадкой и без присадки
  2. Сварка экструдируемой присадкой
  3. Контактно-тепловая сварка оплавлением
  4. Контактно-тепловая сварка проплавлением
  5. Сварка в электрическом поле высокой частоты
  6. Сварка термопластов ультразвуком
  7. Сварка пластмасс трением
  8. Сварка пластмасс излучением
  9. Химическая сварка пластмасс

Как и при сварке металлов, при сварке пластмасс следует стремиться к тому, чтобы материал сварного шва и околошовной зоны по механическим и физическим свойствам мало отличался от основного материала. Сварка термопластов плавлением, как и другие методы их переработки, основана на переводе полимера сначала в высокоэластическое, а затем в вязкотекучее состояние и возможна лишь в том случае, если свариваемые поверхности материалов (или деталей) могут быть переведены в состояние вязкого расплава. При этом переход полимера в вязкотекучее состояние не должен сопровождаться разложением материала термодеструкцией.

При сварке многих пластмасс выделяются вредные пары и газы. Для каждого газа имеется строго определенная предельно доступная его концентрация в воздухе (ПДК). Например, для диоксида углерода ПДК равна 20, для ацетона — 200, а для этилового спирта — 1000 мг/м³.

Материалы на основе пластмасс

  • Гетинакс
  • Текстолит

Мебельные пластмассы

Пластик, который используют для производства мебели, получают путем пропитки бумаги термореактивными смолами. Производство бумаги является наиболее энерго- и капиталлоемким этапом во всем процессе производства пластика. Используется 2 типа бумаг: основой пластика является крафт-бумага (плотная и небеленая) и декоративная (для придания пластику рисунка). Смолы подразделяются на фенолформальдегидные, которые используются для пропитки крафт-бумаги, и меламиноформальдегидные, которые используются для пропитки декоративной бумаги. Меламиноформальдегидные смолы производят из меламина, поэтому они стоят дороже.

Мебельный пластик состоит из нескольких слоёв. Защитный слой — оверлей — практический прозрачный. Изготавливается из бумаги высокого качества, пропитывается меламиноформальдегидной смолой. Следующий слой — декоративный. Затем несколько слоев крафт-бумаги, которая является основой пластика. И последний слой — компенсирующий (крафт-бумага, пропитанная меламиноформальдегидными смолами). Этот слой присутствует только у американского мебельного пластика.

Готовый мебельный пластик представляет из себя прочные тонированные листы толщиной 1-3 мм. По свойствам он близок к гетинаксу. В частности, он не плавится от прикосновения жалом паяльника, и, строго говоря, не является пластической массой, так как не может быть отлит в горячем состоянии, хотя и поддается изменению формы листа при нагреве. Мебельный пластик широко использовался в XX веке для отделки салонов вагонов метро.

Система маркировки пластика

Для обеспечения утилизации одноразовых предметов в 1988 году Обществом Пластмассовой Промышленности была разработана система маркировки для всех видов пластика и идентификационные коды. Маркировка пластика состоит из 3-х стрелок в форме треугольника, внутри которых находится число, обозначающая тип пластика. Часто при маркировке изделий под треугольником указывается буквенная маркировка (в скобках указана маркировка русскими буквами):

Международные универсальные коды переработки пластмасс

ЗначокАнглоязычное названиеРусское названиеПримечание
PET или PETEПЭТ, ПЭТФ
Полиэтилентерефталат
Обычно используется для производства тары для минеральной воды, безалкогольных напитков и фруктовых соков, упаковки, блистеров, обивки.
PEHD или HDPEПЭНД
Полиэтилен высокой плотности,
полиэтилен низкого давления
Производство бутылок, фляг, полужёсткой упаковки. Считается безопасными для пищевого использования.
PVCПВХ
Поливинилхлорид
Используется для производства труб, трубок, садовой мебели, напольных покрытий, оконных профилей, жалюзи, изоленты, тары для моющих средств и клеёнки. Материал является потенциально опасным для пищевого использования, поскольку может содержать диоксины, бисфенол А, ртуть, кадмий.
LDPE и PELDПЭВД
Полиэтилен низкой плотности,
полиэтилен высокого давления
Производство брезентов, мусорных мешков, пакетов, пленки и гибких ёмкостей. Считается безопасным для пищевого использования.
PPПП
Полипропилен
Используется в автомобильной промышленности (оборудование, бамперы), при изготовлении игрушек, а также в пищевой промышленности, в основном при изготовлении упаковок. Распространены полипропиленовые трубы для водопроводов. Считается безопасным для пищевого использования.
PSПС
Полистирол
Используется при изготовлении плит теплоизоляции зданий, пищевых упаковок, столовых приборов и чашек, коробок CD и прочих упаковок (пищевой плёнки и пеноматериалов), игрушек, посуды, ручек и так далее. Материал является потенциально опасным, особенно в случае горения, поскольку содержит стирол.
OTHER или ОПрочиеК этой группе относится любой другой пластик, который не может быть включен в предыдущие группы. В основном это поликарбонат. Поликарбонат может содержать опасный для человека бисфенол А [2] . Используется для изготовления твёрдых прозрачных изделий, как например детские рожки.

Пластиковые отходы и их переработка

Скопления отходов из пластмасс образуют в Мировом океане под воздействием течений особые мусорные пятна. На данный момент известны пять больших скоплений мусорных пятен — по два в Тихом и Атлантическом океанах, и один — в Индийском океане. Данные мусорные круговороты в основном состоят из пластиковых отходов, образующихся в результате сбросов из густонаселённых прибрежных зон континентов. Руководитель морских исследований Кара Лавендер Ло из Ассоциации морского образования (англ. Sea Education Association; SEA ) возражает против термина «пятно», поскольку по своему характеру — это разрозненные мелкие куски пластика. Пластиковый мусор опасен ещё и тем, что морские животные, зачастую, могут не разглядеть прозрачные частицы, плавающие по поверхности, и токсичные отходы попадают им в желудок, часто становясь причиной летальных исходов [3] [4] .

Взвесь пластиковых частиц напоминает зоопланктон, и медузы или рыбы могут принять их за пищу. Большое количество долговечного пластика (крышки и кольца от бутылок, одноразовые зажигалки) оказывается в желудках морских птиц и животных [5] , в частности, морских черепах и черноногих альбатросов [6] . Помимо прямого причинения вреда животным [7] , плавающие отходы могут впитывать из воды органические загрязнители, включая ПХБ (полихлорированные бифенилы), ДДТ (дихлордифенилтрихлорметилметан) и ПАУ (полиароматические углеводороды). Некоторые из этих веществ не только токсичны [8] — их структура сходна с гормоном эстрадиолом, что приводит к гормональному сбою у отравленного животного [6] .

Пластиковые отходы должны перерабатываться, поскольку при сжигании пластика выделяются токсичные вещества, а разлагается пластик за 100—200 лет.

Способы переработки пластика:

В декабре 2010 года Ян Байенс и его коллеги из университета Уорика предложили новую технологию переработки практически всех пластмассовых отходов. Машина с помощью пиролиза в реакторе с кипящим слоем при температуре около 500° С и без доступа кислорода разлагает куски пластмассового мусора, при этом многие полимеры распадаются на исходные мономеры. Далее смесь разделяется перегонкой. Конечным продуктом переработки являются воск, стирол, терефталевая кислота, метилметакрилат и углерод, которые являются сырьём для лёгкой промышленности. Применение этой технологии позволяет сэкономить средства, отказавшись от захоронения отходов, а с учётом получения сырья (в случае промышленного использования) является быстро окупаемым и коммерчески привлекательным способом утилизировать пластмассовые отходы [9] .

Пластики на основе фенольных смол, а также полистирол и полихлорированный бифенил могут разлагаться грибками белой гнили. Однако для утилизации отходов этот способ коммерчески неэффективен – процесс разрушения пластика на основе фенольных смол может длиться многие месяцы [10] .

Читайте также:  Двойные двери в зал

Что такое пластик и из чего его делают?

Нашу цивилизацию можно назвать цивилизацией пластика: разнообразные виды пластмасс и полимерных материалов можно встретить буквально повсюду.

Однако обычный человек вряд ли хорошо представляет себе, что такое пластик и из чего его делают.

Что такое пластик?

В настоящее время пластиками, или пластмассами, называют целую группу материалов искусственного (синтетического) происхождения. Их производят путём цепочки химических реакций из органического сырья, преимущественно из природного газа и тяжёлых фракций нефти. Пластики представляют собой органические вещества с длинными полимерными молекулами, которые состоят из соединённых между собой молекул более простых веществ.

Изменяя условия полимеризации, химики получают пластики с нужными свойствами: мягкие или твёрдые, прозрачные или непрозрачные и т.д. Пластики сегодня используются буквально во всех сферах жизни, от производства компьютерной техники до ухода за маленькими детьми.

Как были изобретены пластмассы?

Первый в мире пластик был изготовлен в английском городе Бирмингем специалистом-металлургом А. Парксом. Это случилось в 1855 году: изучая свойства целлюлозы, изобретатель обработал её азотной кислотой, благодаря чему запустил процесс полимеризации, получив нитроцеллюлозу. Созданное им вещество изобретатель назвал собственным именем – паркезин. Паркс открыл собственную компанию по производству паркезина, который вскоре стали называть искусственной слоновой костью. Однако качество пластика было низким, и компания вскоре разорилась.

В дальнейшем технология была усовершенствована, и выпуск пластика продолжил Дж.У. Хайт, который назвал свой материал целлулоидом. Из него изготавливались самые разные товары, от воротничков, которые не нуждались в стирке, до бильярдных шаров.

В 1899 году был изобретён полиэтилен, и интерес к возможностям органической химии многократно вырос. Но до середины ХХ века пластики занимали довольно узкую нишу рынка, и только создание технологии производства ПВХ позволило изготавливать из них широчайший спектр бытовых и промышленных изделий.

Разновидности пластиков

В настоящее время промышленностью выпускается и используется множество разновидностей пластиков.

По своему составу пластмассы подразделяются на:

– листовые термопластические массы – оргстекло, винилпласты, состоящие из смол, пластификатора и стабилизатора;

– слоистые пластики, армированные одним или несколькими слоями бумаги, стеклоткани и т.д.;

– волокниты – пластики, армированные стекловолокном, асбестовым волокном, хлопчатобумажным и т.д.;

– литьевые массы – пластики, не имеющие в составе других компонентов, кроме полимерных соединений;

– пресс-порошки – пластики с порошкообразными добавками.

По типу полимерного связующего пластики подразделяются на:

– фенопласты, которые изготавливаются из фенолформальдегидных смол;

– аминопласты, изготавливаемые из меламинформальдегидных и мочевиноформальдегидных смол;

– эпоксипласты, использующие в качестве связующего эпоксидные смолы.

По внутренней структуре и свойствам пластики делятся на две большие группы:

– термопласты, которые при нагреве плавятся, но после охлаждения сохраняют свою первоначальную структуру;

– реактопласты, с исходной структурой линейного типа, при отверждении приобретающие сетчатую структуру, но при повторном нагреве полностью теряющие свои свойства.

Термопласты могут использоваться неоднократно, для этого их достаточно измельчить и расплавить. Реактопласты по рабочим качествам, как правило, несколько лучше термопластов, но при сильном нагреве их молекулярная структура разрушается и в дальнейшем не восстанавливается.

Из чего делают пластики?

Исходным сырьём для подавляющего большинства видов пластиков служат уголь, природный газ и нефть. Из них путём химических реакций выделяют простые (низкомолекулярные) газообразные вещества – этилен, бензол, фенол, ацетилен и др., которые затем в ходе реакций полимеризации, поликонденсации и полиприсоединения превращаются в синтетические полимеры. Превосходные свойства полимеров объясняются наличием высокомолекулярных связей с большим числом исходных (первичных) молекул.

Некоторые этапы производства полимеров представляют собой сложные и чрезвычайно опасные для окружающей среды процессы, поэтому производство пластиков становится доступным лишь на высоком технологическом уровне. При этом конечные продукты, т.е. пластмассы, как правило, абсолютно нейтральны и не оказывают никакого негативного воздействия на здоровье людей.

Пластмассы для изготовления деталей: виды, свойства, применение

Пластические массы (пластмассы, пластики) — материалы на основе природных или синтетических полимеров, способные под влиянием нагревания и давления формоваться в изделия сложной конфигурации и затем устойчиво сохранять приданную форму. Пластмассы подразделяются на реактопласты и термопласты.

В состав пластмасс, кроме полимера, могут входить минеральные или органические наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители, смазывающие вещества и др.

Пластмассы отличаются малой плотностью, высокими диэлектрическими свойствами, хорошими теплоизоляционными характеристиками, устойчивостью к атмосферным воздействиям, стойкостью к агрессивным средам и резким сменам температур.

Теплостойкость пластмасс невелика. Для большинства пластмасс теплостойкость по Мартенсу равна 80—140°С. Некоторые разновидности пластмасс (например, полисилоксаны) обладают теплостойкостью до 200—250°С.

Теплостойкость по Мартенсу представляет собой температуру, при которой в стандартном образце, подвергнутом действию регламентированной изгибающей нагрузки, возникают остаточные деформации. Таким образом, теплостойкость по Мартенсу характеризует стабильность формы при повышенных температурах под нагрузкой.

Во многих случаях предельная рабочая температура определяется не степенью деформации материала, а другими факторами, зависящими от условий работы детали, например, падением диэлектрических качеств с повышением температуры. Для деталей, работающих без нагрузки и при незначительных нагрузках, предельной рабочей температурой можно считать температуру, при длительном воздействии которой появляются признаки теплового перерождения материала. Эта температура может быть значительно выше температуры теплостойкости по Мартенсу.

Теплостойкость реактопластов определяют по потере массы образца при длительном нагреве при определенной температуре.

Существенным недостатком пластмасс как конструкционного материала является малая твердость (в среднем НВ 10—30) и низкие прочностные характеристики.

Предел прочности (разрушающие напряжения) на разрыв большинства пластмасс 50—100 МПа. При введении волокнистых, тканевых и слоистых наполнителей предел прочности повышается до 200—300 МПа. Наивысшей прочностью обладают пластмассы с наполнителем из стекловолокна (стекловолокниты) и стеклотканей (стеклотекстолиты), предел прочности при разрыве которых составляет 400—500 МПа, т. е. сравним с прочностью углеродистых сталей.

Другой недостаток пластмасс — низкое значение модуля упругости, обусловливающее малую жесткость изделия. Модуль нормальной упругости у большинства пластмасс Е = (1—3)·10 3 МПа. Введение наполнителей повышает модуль упругости до (7—10)·10 3 МПа. У стекловолокнитов и стеклотекстолитов Е = (1,5—3,0)10 4 МПа, что все же в 8—15 раз меньше модуля упругости стали. Ударопрочность пластмасс незначительна. Удельная ударная вязкость ан большинства пластмасс равна 0,01—0,03 МДж/м 2 и только отдельных пластмасс (тетрафторэтилена, поликарбоната, капрона, а также стекловолокнитов) достигает 0,1—0,3 МДж/м 2 .

Недостатком почти всех пластмасс является малая стабильность формы, обусловленная малой жесткостью, мягкостью (изменение формы под действием внешних нагрузок), высоким значением коэффициента линейного расширения (изменение размеров при колебаниях температуры), быстрым размягчением при повышении температуры (у термопластов). Многие пластмассы набухают в воде, керосине, бензине и минеральных маслах. Некоторые пластмассы (политетрафторэтилен) отличаются свойством хладотекучести (ползучести). Под действием сравнительно небольших напряжении (2—5 МПа) такие пластмассы приходят в состояние текучести даже при умеренных температурах (20—60°С) и неограниченно изменяют размеры, пока действует нагрузка.

К недостаткам пластмассовых изделий следует отнести также сильное влияние режима формования на их прочностные характеристики. Отклонения от технологического режима приводят к рассеиванию прочностных характеристик в пределах одной и той же партии изделий. У деталей сложной формы наблюдается рассеивание прочностных характеристик из-за неоднородности структуры, обусловленной различием условий формирования и отверждения пластмассового материала в различных участках детали.

Большинство пластмасс при длительном воздействии повышенных или низких температур, а также при многократных резких колебаниях температуры постепенно утрачивают первоначальные свойства, теряя прочность и становясь хрупкими. Длительное облучение ультрафиолетовыми лучами (прямой солнечный свет) делает пластмассы хрупкими; окрашенные пластмассы выцветают.

Светостойкость и устойчивость к атмосферным воздействиям пластмасс в некоторой степени можно повысить введением специальных стабилизирующих добавок. Отдельные разновидности пластмасс (например, тетрафторэтилен) обладают полной устойчивостью к атмосферным воздействиям.

Композиционные пластмассы. Синтетические смолы применяют в чистом виде или с наполнителями. Наполнители вводят в виде порошков, волокон, тканей, слоистых материалов. Содержание наполнителей в изделии колеблется в пределах 20—60% по массе.

Порошкообразные наполнители вводят в состав пресс-порошков , применяемых для прессования фасонных изделий. В качестве наполнителей применяют древесную муку, каолин, молотый кварц, слюду, графит, металлические порошки и т. д. Связующим служат чаще всего фенолоформальдегидные смолы. В последнее время применяют пресс-порошки на основе аминопластов.

Введение каолина повышает прочность и вязкость, асбеста — теплостойкость, слюды и кварцевой муки — диэлектрические качества. Металлические порошки повышают теплопроводность и увеличивают прочность; порошкообразный графит улучшает антифрикционные качества.

Волокнистые наполнители (хлопковые очесы, стеклянное волокно) применяют для увеличения прочности и ударной вязкости. Наибольшее распространение среди волокнистых пластиков получили стекловолокниты, представляющие собой композицию отверждающих синтетических смол со стеклянными волокнами толщиной 5—10 мкм, обладающими большой прочностью и высоким модулем упругости. Введение стекловолокна повышает прочность пластиков в 3—4 раза.

Волокна могут быть рублеными или непрерывными, с беспорядочным или ориентированным расположением.

Максимальной прочностью обладают стекловолокниты с ориентированным волокном (стекловолокнистые анизотропные материалы СВАМ). Однако им присуща резкая анизотропия свойств: прочность в направлении волокон в 2—3 раза превышает прочность поперек волокон.

В качестве связующих применяют фенолоформальдегидные смолы, эпоксиды, полисилоксаны.

Стекловолокниты применяют для изготовления силовых оболочковых конструкций — корпусов легких судов, кабин, вагонеток, кузовов автомобилей. Из стекловолокнитов с ориентированным волокном изготовляют высокопрочные плиты и трубы.

Для изготовления изделий, от которых требуется повышенная теплостойкость, применяют асбоволокниты — композиции синтетических смол с асбестовым волокном.

Максимальной теплопроводностью обладают волокниты на основе полисилоксановых смол с кварцевым волокном.

Текстолиты получают горячим прессованием уложенных правильными слоями полотнищ хлопчатобумажной ткани, пропитанных отверждающимися синтетическими смолами.

В качестве связующих для текстолитов чаще всего применяют фенолоформальдегидные смолы с поливинилацетатом, с полисилоксаном, с эпоксидной смолой.

Слоистые пластики представляют собой опрессованные композиции синтетических смол со слоистыми наполнителями — крафт-бумагой ( гетинакс ), древесным шпоном ( древесно-слоистые пластики ДСП). В качестве связующего чаще всего применяют фенолоформальдегидные смолы. Наибольшее распространение в этой группе пластиков получили древесно-слоистые пластики, применяемые в качестве отделочного материала в строительстве, а также для изготовления силовых оболочковых конструкций. Плотность ДСП равна (1,3—1,5)·10 3 кг/м 3 , прочность на растяжение 200—300 МПа; удельная ударная вязкость 0,1—0,2 кДж/м 2 , модуль упругости (15—20)· 10 3 МПа; теплостойкость 140—160°С; водопоглощаемость 5—10%.

Из ДСП изготавливают лопасти вентиляторов, воздушных винтов, лопатки первых ступеней аксиальных компрессоров, а также подшипники, выдерживающие большие нагрузки при умеренных и средних окружных скоростях.

Пористые пластики представляют собой вспененные смолы с равномерно распределенными порами. Вспенивания достигают введением в состав формируемых синтетиков газообразователей ( порофоров ) — веществ, выделяющих при температуре формования большие количества инертного газа. В качестве газообразователя чаще всего применяют углекислый аммоний. Равномерное распределение пор обеспечивают введением эмульгирующих добавок. Поры составляют от 80 до 98% объема пластика. Степень пористости и размер пор зависят от количества вводимых порофоров и эмульгаторов, от свойств исходных смол и от режима формования.

В зависимости от характеристик исходной смолы пористые пластики могут быть жесткими или эластичными. К первым относятся пористые пластики на основе термореактивных смол (фенолоформальдегиды, аминопласты) и отверждающихся полимеров.

Эластичные пористые пластики изготовляют на основе эластичных термопластов (поливинилхлориды, полиолефины). Упругие характеристики пористых пластиков можно регулировать совмещением смол различных свойств.

Особенностями пористых пластиков являются малая плотность (0,2—0,3)·10 3 кг/м 3 , весьма низкая теплопроводность (0,36—0,72)·10 -4 Вт/(м·°С) и высокие тепло- и звукоизоляционные свойства. Прочность пористых пластиков более низкая, чем у массивных пластиков, притом в тем большей мере, чем больше пористость.

Различают две разновидности пористых пластиков: с преимущественно замкнутыми газонаполненными и с преимущественно открытыми, сообщающимися между собой порами. Первые называют пенами (или пенопластами ), вторые — г убками (или поропластами ).

Пенопласты обладают более высокой прочностью, стойкостью и более высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами, более устойчивы к воздействию различных атмосфер, чем поропласты.

Поропласты из эластичных полимеров применяют главным образом в качестве амортизирующего материала, для изготовления мягких сидений, для упругой подвески приборов и т. д.

Пенопласты используют главным образом в строительстве в качестве тепло- и звукоизолирующего материала. Пенопласты этого типа изготавливают в виде готовых плит и блоков, на основе полистирола и поливинилхлоридов. Теплостойкость их равна 60—80°С.

Пенопласты используют для заполнения оболочковых конструкций с целью увеличения их прочности и жесткости. Широкое применение получили пенопласты в самолетостроении для заполнения полостей отсеков, обтекателей, элементов оперения, роторов вертолетов, поплавков гидросамолетов и т. д. Обеспечивая связь между стенками конструкции, пенопластовое заполнение способствует равномерной передаче рабочих нагрузок на силовые оболочки, резко увеличивает жесткость и устойчивость конструкций и позволяет сократить число внутренних металлических связей (нервюр и стрингеров), а во многих случаях совершенно исключить их.

Для изготовления оболочковых конструкций обычно применяют самовспенивающиеся пластики в виде полужидких смесей смол с порофорами, эмульгаторами и отвердителями. Смесь заливают в полость между стенками конструкции и подвергают нагреву, в результате чего происходит вспенивание и отверждение пластика. Самовспенивающиеся массы для оболочковых конструкций должны обладать высокой адгезией к металлу, прочностью и жесткостью. Так как прочность пенопластов зависит от степени пористости, применяют пористость не выше 80—90% [плотность (0,2—0,3)·10 3 кг/м 3 ].

Самовспенивающиеся пластики изготовляют преимущественно на основе фенолоформальдегидных смол и фенолокаучуковых композиций. Применяют также пластики на основе полиуретанов и полисилоксанов. Теплостойкость полисилоксановых пенопластов достигает 150°С.

Для создания легких, прочных и жестких конструкций применяют также сотопласты , получаемые соединением тисненных по форме пчелиных сот хлопчатобумажных или стеклянных тканей, пропитанных термореактивными или отверждающимися смолами. Размеры сот 8—12 мм.

Наибольшей прочностью и жесткостью обладают металлические соты, получаемые склеиванием тисненой фольги из алюминиевых или магниевых сплавов, предварительно покрытой пленкой из фенолнеопреновых клеев или клеев из модифицированных эпоксидов. Эти же клеи служат для присоединения к сотам покровных оболочек.

Механическая обработка большинства пластмасс затруднительна, так как присущая им износостойкость вызывает быстрое затупление режущего инструмента. Изделия из пластмасс обрабатывают твердосплавным или алмазным инструментом при высоких скоростях резания и малых подачах. По качеству поверхности и прочности механически обработанные изделия уступают прессованным и литым.

Таким образом, изделия из пластмасс — это преимущественно изделия массового производства, где оправдано применение дорогостоящих пресс-форм, прессового оборудования и литейных машин. Единичное изготовление изделий из пластиков непроизводительно и невыгодно. Исключение составляет лишь процесс изготовления крупногабаритных оболочковых конструкций из стекловолокнистых пластиков. Этот процесс плохо поддается механизации и осуществляется в индивидуальном порядке с применением ручного труда.

Положительной особенностью пластмасс является легкость включения металлической арматуры при прессовании или литье под давлением. Это обеспечивает возможность создания пластико-металлических конструкций.

Многие пластмассы (аминопласты, полистиролы, поливинилхлориды, полиметилметакрилаты) в исходном состоянии прозрачны или имеют белый цвет и хорошо поддаются окраске.

Области применении пластмасс. Пластмассы — важнейшие конструкционные материалы современной техники. Основные области применения — это электротехника, радиотехника и химическое машино- и приборостроение.

Износостойкие пластмассы типа полиамидов и полиолефинов применяют для изготовления направляющих прямолинейного движения в металлорежущих станках. При условии защиты от абразивных веществ (металлических опилок, пыли, грязи и т. д.) пластмассовые направляющие могут длительно работать даже в условиях малой смазки.

Низкие механическая прочность и жесткость, малая стабильность формы — факторы, ограничивающие применение пластмасс для силовых деталей. Для таких деталей главным образом используют стеклопластики. Из них делают крупногабаритные конструкции оболочкового типа.

Пластмассы применяют для изготовления сепараторов подшипников качения. Сепараторы непосредственно отпрессовывают или же отливают под давлением. Конечная отделка состоит только в удалении заусенцев, причем их удаляют не механически (остающиеся мелкие частицы могут повредить подшипник при эксплуатации), а другими способами, из которых наиболее приемлемым является обжигание пламенем. Сепаратор должен иметь устойчивые размеры, и поэтому производят так называемую стабилизацию материалов (кипячение в масле и т. п.).

Ранее для изготовления сепараторов применяли только слоистые пластики с тканевым наполнителем (текстолиты). В настоящее время применяют главным образом тефлон (политетрафторэтилен), иногда пористый тефлон, который после пропитки маслом становится самосмазывающимся. Широко распространены сепараторы подшипников с тонкослойным антифрикционным покрытием из пластмасс. Толщина покрытия не должна превышать 0,3 мм. Чтобы понизить трение, пластмассы, применяемые для сепараторов, обычно наполняют графитом или двусернистым молибденом.

Оцените статью
Добавить комментарий