Статьи

Как горят и плавятся разные пластмассы? 26.04.2018

Как горят и плавятся разные пластмассы?

Полимерные материалы и пластики (пластмассы) могут гореть, выделяя в воздух большое количество веществ, в том числе и весьма токсичных. Но особенности горения у каждой группы пластмасс свои, поэтому при производстве подбирается определенный набор материалов, которые могут использоваться для получения конкретной продукции. Кроме непосредственного горения, которое полностью разрушает любой материал, пластмассы способны размягчаться и плавиться, а при сильном охлаждении становиться хрупкими, что тоже ограничивает возможности их применения.

Технологии производства пластика из полимеров и сополимеров учитывают весь набор физических и химических параметров материала. В современном производстве применяются специальные добавки - антипирины, способные значительно изменить температуру плавления и горения пластмассы, но как правило это дает эффект изменения ее механических свойств. От чего зависит прочность пластмассы - это предмет отдельного описания.

Поведение пластмасс при нагревании и охлаждении

Пригодность полимеров и пластиков к производству изделий и последующему использованию зависит поведения материала при нагревании и охлаждении. Горение - это последняя, решающая точка, а до нее любая пластмасса проходит еще несколько состояний:

  • постепенное увеличение пластичности - свойственно не всем материалам, но может проявиться в потере формы готовым изделием и деталью;

  • предел размягчения пластмассы - температура, при которой материал становится податливым, но еще не плавится;

  • предел плавления - температурный порог, после достижения которого проявляется свойство текучести без приложения посторонних усилий;

  • предел хрупкости - нижний порог температуры при охлаждении, при достижении которого цепочки полимеров разрываются, наполнитель отделяется, и пластмасса становится хрупкой, разрушается от небольших нагрузок и ударов.

Листовой пластик изготавливается на оборудовании, поддерживающем температуру на выходе в границах между пределами размягчения и плавления, за счет чего из экструдера выходит тонкая пленка. Потом она охлаждается, приобретая прочность листа или остается пленкой, обладающей большой пластичностью и свойством растяжения. 

Температурные пределы использования пластиков

При выборе материала для производства деталей из пластмасс учитываются все температурные режимы его эксплуатации. Готовое изделие должно находиться в условиях, при которых до предела хрупкости и плавления остается зазор примерно в 20 - 30 С, но некоторые материалы рекомендуется использовать и при более значительных отклонениях от граничных значений.

Приведем конкретные примеры температурных границ размягчения, плавления и потери хрупкости для разных групп наиболее распространенных пластмасс.

Полиолефины - ПВД, ПНД, ППП

Полиолефины - большая категория, в которую входят полиэтилены, полипропилен и производные сополимеры, имеют широкий разброс температур. ПВД размягчается при 80 С, ПНД - при 130 С, полипропилен способен стать полностью пластичным при 95-100 С. Плавление начинается при дальнейшем нагреве соответственно до 105, 130 и 170 С. Хрупкость при охлаждении проявляется для ПВД при -70 С, ПНД - -60 С, полипропилена - от -8 до -15 С. Рабочие пределы температуры могут быть изменены при модификации, но это скажется на физических свойствах материала.

Пластики ПВХ и абс

Большой разброс значений критической для производства и эксплуатации имеют пластики на основе ПВХ и абс пластики. Пенопласт из ПВХ можно использовать в диапазоне температур от -70 С до +70 С, конкретные значения зависят от марки и состава. Пластик abs размягчается при нагреве до 95 - 120 С.

Вредные и безопасные пластмассы

Помимо температурных пределов обязательно учитывается и способность пластика гореть, затухать, выделять в воздух сажу (коптить) или незаметно наполнять помещение ядовитыми веществами при нагреве. По этим свойствам можно отличить пластмассу, если по каким-то причинам на детали или фрагменте нет маркировки.

Нагревание ПЭТ

Широко распространенный ПЭТ, из которого делаются бутылки, начинает размягчаться уже при 60 С, а это значит, что в горячую воду попадет сильный яд сурьма и набор канцерогенов. Весь комплект опасных веществ будет выделяться и при горении такого пластика. При работе с такими материалами лучше использовать для повышения пластичности горячую воду, а при невозможности - работать с мощной вытяжкой.

Поведение полиэтиленов

HDPE, он же полиэтилен низкого давления (высокой плотности) считается одним из самых безопасных материалов при нагревании. В емкости из ПНД можно наливать подогретую воду и пищевое молоко. При температуре плавления около 130 С материал практически не выделяет в воздух и жидкости опасных веществ. LDPE или полиэтилен высокого давления (низкой плотности) плавится примерно при 90 С, поэтому его использование с горячей водой нежелательно. Материал относится к безопасным, не выделяющим в воздух и жидкости опасных компонентов.

Опасность ПВХ при нагреве

Серьезную опасность при нагревании несет ПВХ, который часто называют винилом. Плавить и жечь его нельзя, если нет специальной вытяжки. Материал размягчается при температуре около 60 С, выделяет свинец и диоксин, что и делает его весьма опасным составом. Использование ПВХ при комнатной температуре безопасно, но нагревать изделия выше 45 С без проветривания помещения или вытяжки не стоит, как и наливать в них горячие напитки.

Возврат к списку