Пластики: винипласт и оргстекло

Листы винипласта

Винипласт является полимерным соединением и представляет собой жесткую непрозрачную термопластичную массу на основе перхлорвиниловой смолы или поливинилхлорида. При производстве винипласта в состав смеси включают термо-, светостабилизаторы и антиоксиданты для улучшения эксплуатационных характеристик, а также пигментные добавки для изготовления цветных изделий. Материал не содержит пластификаторов.

Производство винипласта впервые было организовано в Германии в 30-х гг. ХХ столетия. Сегодня на территории бывшего Советского Союза данный полимер известен под названиями «винипласт» или «непластифицированный поливинилхлорид». Но на мировом рынке (в зависимости от страны-производителя) этот композит носит разные названия:

• бреон, корвик (Великобритания);
• игелит, винидур, декелит (Германия);
• винибан (Япония).

Сегодня винипласт ГОСТ 9639-71 широко применяется в химической и электропромышленности, в автомобилестроении и строительной отрасли. А в последние годы композит начали применять в производстве труб для горячего и холодного водопровода, канализаций, нефтепроводов, ирригационных систем и даже воздуховодов из винипласта.

Для изменения физико-механических характеристик, а также для снижения себестоимости изготовления при производстве винипласта в его состав вводят модификаторы в объеме до 35% от массы основного полимера, а также наполнители (до 20%). В качестве модификаторов обычно выступают синтетические каучуки и хлорированный полиэтилен, наполнителей – аэросил, сажа или мел.

Материал производят путем смешения исходных компонентов в быстроходных смесителях. Полученная масса в виде сухой мелкодисперсной смеси или гранулята подается в экструдеры или на вальцы.

Изделия из винипласта получают следующими методами:

• каландрованием (прокатыванием) – пленочный винипласт;
• прессованием – винипласт листовой;
• литьем под давлением – мелкие изделия;
• экструзией – трубы различного профиля (в том числе и воздуховоды из винипласта);
• крупные изделия из винипласта сложной пространственно-геометрической формы изготавливаются на специальных вакуумных формовочных машинах.

Свойства винипласта

Два листа винипласта в пленке

Винипласт обладает высокими адгезионными свойствами и может быть приклеен к различным поверхностям: бетонным, металлическим, деревянным. Материал относится к негорючим материалам, не выделяет вредных веществ при нагревании и не имеет запаха. Хорошо поддается всем видам механической обработки.

Винипласт можно сваривать и склеивать. Сварка винипласта происходит при температуре всего +230…+250°C. Клеится материал всеми видами клеящих смесей на основе поливинилхлорида или перхлорвиниловой смолы. Прочность клеевых и сварных соединений составляет ориентировочно 80-90% от прочности основного материала. Сварные и клеевые швы также хорошо поддаются механической обработке.

Винипласт является диэлектриком. Диапазон температур, в котором материал сохраняет диэлектрические свойства, составляет +20…+80°C. При нагревании сверх +80°C диэлектрические свойства резко ухудшаются.

Винипласт имеет высокую устойчивость к воздействию различных агрессивных сред, за исключением ароматических и хлорированных углеводородов.

Изделие из оргстекла

Органическое стекло (или оргстекло) изготавливается в соответствии с требованиями Государственного Стандарта 17622-72. Оргстекло - синтетическое полимерное соединение на основе метилметакрилата, представляет собой прозрачный термопластичный пластик, изготавливается двумя методами: литьем и экструзией.

Основой любого оргстекла является термопластичная смола, физико-механические характеристики (ударопрочность, износостойкость) и особые свойства (светорассеивающие, светопропускающие, звукоизоляционные, защитные от ультрафиолетового излучения и т.д.) определяются наличием дополнительных поверхностных покрытий или модификаторов, введенных непосредственно в состав материала.

Оргстекло имеет много названий: акриловое стекло, акрил, плекс, плексиглас, пимакрил, акрилпласт, акрилат, перспекс, плазкрил и пр. Альтернатива органическому стеклу на сегодняшний день – поливинилхлорид, поликарбонат и полистирол.

Несколько фактов из истории

Образцы изделий из оргстекла разного цвета

Впервые органическое стекло было создано в 1928 году в Германии для изготовления лобовых стекол («фонарей») самолетов. Такой материал обладал целым рядом преимуществ перед обычным силикатным стеклом: оптическая прозрачность, отсутствие осколков при механическом ударе (а значит - безопасность), водостойкость и устойчивость к воздействию паров масел и авиационного бензина. Массовый выпуск оргстекла начался в 1933 году.

На территории Советского Союза аналог был синтезирован только в 1936 году для изготовления «фонарей» кабин военных самолетов и стекол перископов подводных лодок.

Сегодня оргстекло широко применяется в сантехнике и торговом оборудовании, офтальмологии, в светотехнике, строительстве и архитектуре, приборостроении, а также в микро и нано-электронике.

Отличительные особенности органического стекла (в сравнении с силикатным):

• низкая плотность – 1190 кг/м.куб, что почти в два раза меньше, чем у силикатного;
• низкая твердость, как следствие, малая износостойкость (чувствительность к царапинам), данный недостаток исправляется нанесением дополнительных износостойких покрытий;
• оргстекло легко деформируется при температурах +100°C и выше и при резком охлаждении (например, при окунании в воду) сохраняет приданную форму;
• хорошо обрабатывается механическим способом;
• лучше, чем неспециальные силикатные стекла, пропускает рентгеновские и ультрафиолетовые лучи;
• ударная стойкость в 5 раз выше, чем у обычного стекла;
• полимер не устойчив к воздействию бензола, ацетона и спирта.

Также оргстекло является экологически чистым и безопасным продуктом, не выделяет вредных и опасных веществ при нагреве и горении, имеет высокую морозостойкость и диэлектрические характеристики, легко утилизируется, позволяет термоформированием создавать самые сложные пространственно-геометрические формы без нарушения оптических свойств.

Разновидности органического стекла

Крыша из оргстекла у остановки поезда

Современные технологии позволяют создавать оргстекло прозрачным, матовым, цветным или рифленым. Прозрачное оргстекло. Светопропускание – 92-93%, гладкие поверхности с характерным сильным блеском. Обладает максимально возможной прозрачностью при минимальном искажении изображений. Используется в приборах и механизмах, а также для остекления зданий (внутреннего и наружного).

Прозрачное цветное оргстекло и объемно окрашенное оргстекло может иметь различные цвета и оттенки. В основном применяется для остекления зданий и в дизайнерских проектах.

Прозрачное рифленое органическое стекло. Одна сторона – гладкая, на вторую нанесен выпуклый рисунок. Может быть белым и цветным. При значительном пропускании видимых спектров светового потока за счет светорассеивания и светопреломления создает особые визуальные эффекты. Используется в декоративном оформлении: мебельный дизайн, душевые кабинки, межкомнатные двери и т.д.

Матовое оргстекло. Может быть белым или цветным. Обладает высокими светорассеивающими свойствами. Основное назначение – декорации и дизайнерские проекты.