Почему некоторые виды пластика твёрдые, другие — мягкие, а третьи похожи на губку, полную маленьких отверстий?

В данной статье рассматривается вопрос о том, почему некоторые пластики твёрдые, другие — мягкие, а третьи похожи на губку, изобилующую мелкими отверстиями. В ней объясняется причина различий в свойствах пластиков, а именно то, что их молекулярная структура позволяет разделить их на два класса: термопластики и термореактивные пластики, каждый из которых обладает различными характеристиками. Кроме того, свойства одного и того же вида пластика могут сильно отличаться в зависимости от технологии его обработки или добавленных примесей.

Почему некоторые виды пластика твёрдые, другие — мягкие, а третьи похожи на губку, полную маленьких отверстий?

Сегодняшние пластиковые изделия представлены в огромном разнообразии. В "семействе" пластмасс каждый член имеет свои особенности. Например, некоторые пластмассы твёрдые, как камень, другие — мягкие, как резина, а третьи, подобно губке, легкие, пористые и мягкие. Как это возможно?

Пластмассы — это полимерные материалы, основным компонентом которых является синтетическая смола. Различные свойства пластмасс обусловлены различиями в их молекулярной структуре. Многие пластмассы состоят из длинных цепочек молекул, например, полиэтилен и поливинилхлорид, которые образуются путём сжатия множества цепочек молекул. Обычно они представляют собой твёрдые вещества, но если их нагреть, длинные цепочки молекул начнут скользить друг по другу, и пластмасса станет мягкой и податливой, как пластилин. Если температуру ещё больше повысить, она растает и станет жидкостью! Такие пластмассы, которые могут таять и становиться податливыми при нагревании, называют термопластичными. В повседневной жизни пластиковые бутылки для напитков изготавливают из термопластичного полиэтилентерефталата (ПЭТ), поэтому их рекомендуется перерабатывать. После переработки их можно использовать для изготовления новых вещей. Благодаря тому, что термопластичные пластмассы состоят из независимых цепочек молекул, они обычно эластичны, податливы, растворяются в некоторых растворителях, плавятся при нагревании и отличаются низкой твёрдостью и хрупкостью. Противоположность термопластичных пластмасс — термореактивные пластмассы. Термореактивные пластмассы тоже изначально состоят из цепочек молекул, но при формовке между молекулами происходят реакции поперечного сшивания, в результате чего они объединяются в плотную трёхмерную сеть, превращаясь в прочный и твёрдый материал. Например, красочный аминопластик относится к термореактивным пластмассам. Он не деформируется при нагревании, часто используется для изготовления столовых приборов, электроприборов, теплоизоляционных материалов и т. д. Однако изделия из аминопластика или электрокартона не поддаются переработке после повреждения, потому что термореактивные пластмассы не обладают эластичностью и податливостью, не растворяются и не плавятся, а только набухают, а их твёрдость и хрупкость высоки.

Кроме того, даже один и тот же вид пластмассы может иметь значительные различия в свойствах в зависимости от технологии обработки или добавления примесей. Например, одно и то же тесто можно превратить в хрустящий блин, мягкую лапшу или, добавив дрожжи, в воздушный пузырьчатый хлеб. Точно так же полистирол можно использовать для изготовления прозрачных, бесцветных и твёрдых CD-кофров, а при добавлении вспененных агентов он превращается в белый, мягкий и пористый пенопласт, широко используемый для одноразовой посуды, а также для амортизации, теплоизоляции и звукоизоляции.