Среди современных материалов, имеющих большое значение для дальнейшего технического прогресса и расширения производства самых различных товаров народного потребления, важное место занимают пластические массы. Они все шире применяются в различных отраслях промышленности, и особенно в производстве товаров народного потребления.

Обладая неоспоримыми преимуществами по сравнению с традиционными материалами, пластические массы постепенно вытесняют из производства металлы, дерево, стекло, что дает значительную экономию средств и материалов.

В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986-1990 годы и на период до 2000 года отмечено, что необходимо ускоренно развивать производство пластических масс и других полимерных материалов, увеличить также производство многооборотной полимерной тары.

Применение новых синтетических материалов стимулирует развитие современной техники и технологии, способствует созданию новых видов товаров народного потребления, расширению жилищного строительства и благоустройству бытовых условий населения.

Пластические массы - это новый и самостоятельный класс материалов, созданных в текущем столетии и имеющих характерный комплекс свойств.

Пластические массы представляют собой высокомолекулярные соединения (полимеры) и композиции на их основе, способные при нагревании переходить в пластическое состояние и принимать под давлением любую желаемую форму. Эта форма затем сохраняется благодаря понижению температуры или вследствие химических реакций сшивания, ведущих к образованию трехмерной структуры полимера. Затвердевание пластмассы является, таким образом, физическим или химическим процессом.

К пластическим массам относят, как правило, только жесткие, полужесткие и мягкие пластики. Эластики (резины) рассматривают в специальных курсах. Эластики и мягкие пластики имеют некоторые сходные свойства, но различаются по величине, скорости развития и исчезновения обратимых деформаций. Если в эластиках почти вся деформация является обратимой с большой скоростью релаксации (практически мгновенно), то у многих пластиков наблюдается значительная доля остаточных деформаций, а обратимые деформации развиваются и исчезают с замедленной скоростью.

Первыми пластическими массами были эбонит (1843 г.), целлулоид (1872 г.) и галалит (1897 г.), созданные на основе химически модифицированных природных полимеров - натурального каучука, нитроцеллюлозы и белковых веществ. Получение первых синтетических смол и пластмасс относится к началу текущего столетия. В начале столетия был освоен выпуск фенопластов, а после первой мировой войны - аминопластов. В 30-х годах начался промышленный выпуск полистирола, поливинилхлорида, полиметилметакрилата и др. Создание этих лучших по своим свойствам синтетических полимеров, получаемых из менее дефицитного сырья, привело к прекращению выпуска галалита и сокращению производства целлулоида.

Особенно быстро увеличивается производство термопластичных полимеризационных смол и пластмасс на их основе (поливинилхлорида, полиэтилена, полипропилена и др.), способных перерабатываться в изделия наиболее прогрессивными методами (литьем под давлением, экструзией, вакуумным формованием и др.). Применение таких методов способствует повышению производительности труда и снижению стоимости изделий из пластмасс. Доля термопластов, перерабатываемых этими способами, с каждым годом возрастает.

Непрерывное расширение областей применения пластических масс обусловлено их достоинствами и высокой экономической эффективностью их использования во всех отраслях народного хозяйства, в том числе для изготовления товаров народного потребления. Они отличаются разнообразием своих свойств, удобством технологической переработки в изделия и наличием необходимого сырья. В настоящее время трудно найти какую-либо группу товаров, в которой не были бы представлены изделия или отдельные детали, выполненные полностью или частично из пластических масс.

Изготовление из пластмасс хозяйственных, галантерейных и канцелярских товаров, а также игрушек стало уже традиционным. Наряду с этим все в большей мере вырабатываются различные пластмассовые детали для радио- и телевизионной аппаратуры, стиральных машин, холодильников и других машин, используемых в быту, а также для электроустановочных изделий. Расширяется производство искусственных обувных материалов, а также полимерных пленок, имеющих, в частности, особо важное значение для расширения торговли фасованными товарами. Тара и упаковка из пластмасс удовлетворяют высоким требованиям с точки зрения транспортабельности, портативности, стоимости и гигиеничности, дают возможность значительно сократить потери товаров при их транспортировании, хранении и реализации, повысить культуру торговли и шире внедрять прогрессивные методы обслуживания покупателей.

Об экономической эффективности применения пластмасс свидетельствует следующее. Одна тонна пластмасс, как правило, заменяет несколько тонн металла. В то же время снижаются энергетические затраты. Так, например, на производство и переработку пластмасс требуется нефти как энергетического сырья примерно в 5 раз меньше, чем для того же количества алюминия, и в 3 раза меньше, чем для жести.

Пластические массы обладают комплексом общих свойств, отличающих их от многих традиционных материалов. Для большинства пластических масс характерны легкость, разнообразие физико-механических свойств, химическая стойкость, малая теплопроводность, высокие диэлектрические свойства, хороший внешний вид изделий.

Плотность пластмасс в большинстве случаев колеблется в пределах 0,9-1,5 г/см³, объемная масса специальных видов пластмасс с пористой (пенообразной) микро- и макроструктурой может достигать 0,1 - 0,02 г/см³. Это позволяет существенно снизить массу многих изделий и деталей, например, при замене металлов, стекла и керамики пластмассами. Пористые пластики имеют низкие величины коэффициентов тепло- и звукопроводности, а поэтому применяются как тепло- и звукоизоляционные материалы.

Существенным преимуществом пластических масс по сравнению, например, с металлами является высокая стойкость к действию воды и многих химических реагентов (растворов солей, кислот и щелочей). Поэтому пластмассы широко применяют для производства бытовых изделий, а также в химическом машиностроении, в качестве антикоррозионного материала, не требующего специальных защитных покрытий. Высокой химической стойкостью обладают фторопласты, полиэтилен, полипропилен, полиизобутилен, полистирол и поливинилхлорид. Из них фторопласт-4 (политетрафторэтилен) отличается исключительно высокой стойкостью к действию растворителей и химических реагентов: он не растворяется и не набухает ни в одном из известных растворителей и выдерживает без изменения последовательную обработку в концентрированных кислотах - серной (24 ч при 290°С), азотной (24 ч при 100°С) и смеси азотной и соляной кислот (“царской водке” - 24 ч при 100 С). Такую “жесткую” обработку не могут выдержать даже благородные металлы.

Готовые изделия из пластмасс, как правило, не требуют декоративных покрытий, так как имеют обычно гладкую блестящую поверхность, придающую им красивый внешний вид. Способность многих пластических масс окрашиваться практически в любой цвет используется как ценный материал в строительстве, для художественных изделий, а также для имитации слоновой кости, драгоценных камней, перламутра и др. Коэффициент использования материала при переработке пластмасс в изделия достигает 0,95-0,98, тогда как у металлов при механической обработке - 0,2-0,6, при литье - 0,6-0,8. К тому же трудоемкость изготовления даже самых сложных деталей из пластмасс очень мала по сравнению с трудоемкостью изготовления изделий из других материалов механической обработкой.

Отдельные пластики, например фторопласт-4, полиакрилаты и кремнийорганические смолы, имеют высокую теплостойкость (до 300°С и выше).

Некоторые пластики, например полиметилметакрилат, полистирол, поликарбонаты и другие, бесцветны и обладают хорошей прозрачностью. Поэтому их часто называют органическими стеклами. По пропусканию ультрафиолетовой части светового спектра они в десятки раз превосходят неорганические (силикатные) стекла.

Наряду с достоинствами пластмассы имеют недостатки. Под действием кислорода воздуха, влаги, света (в особенности ультрафиолетовых лучей), механических и термических воздействий пластмассы стареют. В результате постепенно происходящих процессов окисления и других химических изменений, связанных с нарушениями структуры полимера, снижается эластичность, повышаются жесткость, хрупкость и водопоглощаемость пластмасс, появляются трещины, ухудшается внешний вид изделий. Эти нежелательные явления частично или почти полностью могут быть устранены путем наиболее рационального выбора состава пластмассы, удаления вредных примесей, введения небольших добавок стабилизаторов (противостарителей),

При использовании в условиях повышенной температуры отдельные пластмассы оказываются недостаточно теплостойкими. Многие из них длительно сохраняют твердость и форму изделий лишь при температуре ниже 100°С, хотя для большинства бытовых изделий такая теплостойкость вполне достаточна. Недостатками пластмасс являются также большой коэффициент термического расширения, сильная электризуемость, у некоторых - невысокие гигиенические свойства, недостаточная твердость, проявление хладотекучести, повышенная горючесть. Эти особенности надо знать и учитывать при выборе пластмассы для конкретных условий использования изделий.