Наука и технологии

 Материалы будущего

Издательство «Химия» 1985 г.

Перспективы развития пластмасс

Границы возможного развития пластмасс еще не обозначены, поэтому вопрос об их работоспособности не может быть поставлен так узко, чтобы, например, центром внимания делать только прочностные и деформационные характеристики. Эффективность материала в значительной мере измеряется экономией, которую он дает на любой стадии, будь то производство, переработка в изделие, транспортировка и т.д. Однако для такой оценки еще не достает объективных критериев, распространяющихся на все области выбора и применения материала.

Будущее прежде всего зависит от того, насколько оптимально станут использовать разработанные к настоящему времени полимеры с их спектром свойств и технологических преимуществ, которыми они обладают по сравнению с традиционными металлическими конструкционными материалами.

Если включить в рассмотрение космическую технику, то температурная область эксплуатации значительно расширяется. Некоторые пластмассы уже обеспечивают работоспособность при температуре до 1000 °С, хотя и на очень короткий срок. Разработка полимеров с гетероатомами, например борсодержащих фенольных смол, а также фторуглеродных и силиконовых композиций, показала значительные перспективы полимеров по повышению термостойкости. Накопленные здесь знания в будущем также станут достоянием других областей техники.

Пластмассы, армированные кварцевыми и углеродными волокнами, нитевидными кристаллами обладают высокой прочностью в области повышенных температур. Однако они еще не внедрены широко в производственную практику. Это является задачей ближайшего десятилетия.

Весьма желательно уменьшить зависимость прочностных и деформационных свойств полимеров от температуры. При этом речь идет о длительной устойчивой работоспособности конструкции без большого изменения прочностных свойств, модуля эластичности и без существенного теплового расширения деталей из полимеров.

Борьба со старением пластмасс другая важная задача ближайших лет. В настоящее время накоплено уже бесконечно большое количество информации о зависимости эксплуатационных возможностей полимеров от времени. Но по вполне понятной причине эти сведения по большей части относятся к весьма коротким периодам эксплуатации. Однако не следует думать, что внедрение полимеров требует от конструкторов смелости и риска. Необходимо только, чтобы возможности неблагоприятного влияния на свойства и изменение самих свойств не превышали гарантированный производителем безопасный уровень.

В ближайшие годы необходимо усилить работы над проблемой поведения пластмасс при горении. Отщепление вредных газов, сильное дымовыделение, быстрый перенос горения на другие объекты, другие опасные особенности значительно важнее, чем сам факт горючести полимера. Как нужно синтезировать полимер по этим критериям, как использовать имеющиеся возможности, на что влиять? На эти и другие, ранее уже поставленные вопросы нужно ответить не позднее 2000 года.

Решение может быть лишь тогда эффективным для народного хозяйства, когда не оставляет без внимания вопросы экономики. В ближайшие годы среди полимеров будут по-прежнему количественно преобладать термопластичные материалы. Около трех четвертей ежегодно производимых и находящих применение термопластов выпадает на полиолефины, полистирол и поливинилхлорид.

«Королями экструзии» среди пластмасс остаются полиолефины. При этом большая доля прироста их производства принадлежит полипропилену. Начавшийся примерно с 1960 г. интенсивный перевод производства полимеров на базу сырья, получаемого переработкой нефти, обеспечивает благоприятные предпосылки для быстрого роста их производства и применения. Увеличение производственных мощностей делает возможным снижение затрат на производство материалов. Этилен, пропилен, стирол и фенол и в дальнейшем будут пользоваться наибольшим спросом. Среди термореактопластов наиболее интенсивно будут развиваться прежде всего полиуретаны.

Однако и для таких пластмасс, которые сегодня нельзя отнести к массовым, например для поликарбонатов и фторопластов, следует отметить тенденцию существенного роста. Однако маловероятно, чтобы они проникли в область материалов для массового производства, так как их ценные эксплуатационные свойства - теплостойкость и высокая ударостойкость достигаются за счет значительно более высоких затрат.

Большой рост применения пластмасс ожидается в строительстве, упаковочной технике, на транспорте, но этот процесс не протекает сам по себе. Здесь также нужна коллективная работа многих стран, чтобы добиться лучших решений, чем те, какие были возможны до сих пор с помощью традиционных материалов и методов переработки.