家コミュニケーション日本の企業が、鋼鉄のような強度を持ちながら軽量なプラスチックを開発した。プラスチックの種類、性質、写真とは

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日本の企業が、鋼鉄のような強度を持ちながら軽量なプラスチックを開発した。プラスチックの種類、性質、写真とは

世界中のエンジニアは現在、輸送手段の燃料効率を高める方法を模索しています。これは多くの方法で達成できます違う方法より効率的なエンジンの開発も含まれます。ただし、これらのエンジンが移動する必要がある重量も重要な役割を果たします。車が軽いほど、移動に必要な燃料が少なくなります。そこで積水化学工業は総力を結集し、鉄と同等の強度を持ちながら、さらに軽量化した新たな樹脂を開発しました。

この樹脂は 3 層で構成されています。ポリオレフィン発泡体が熱可塑性シートの間に封入されており、その構造にグラフェン状炭素成分が組み込まれています。これらを総合すると、熱処理が容易でありながら、その特有の特性を維持できる、信じられないほど強くて硬いプラスチックが得られます。

積水化学によれば、このプラスチックは厚さ10ミリメートルまでのシートに打ち抜くことができ、現在2つの形態で入手可能だという。そのうちの 1 つは剛性が向上しており、重量は 3500 g/m2 です。 2 つ目は剛性が低いため重量が軽減され、重量はわずか 2200 g/m2 です。比較のために、同様の硬度の鋼板の重さは 10100 g/m2 です。

軽量、熱可塑性、そして強大な強度の組み合わせにより、新しいプラスチック理想的な素材積水化学は、自動車、電車、船舶、さらには飛行機の生産にも携わっており、積水化学はこれらの市場に注力するつもりです。同社は建設現場で新しいプラスチックをテストする計画もある。そしてもちろん、プラスチックにはもう一つの特徴があることを忘れてはなりません。大きな利点鋼よりも前 - 腐食の影響をまったく受けず、慎重な保護処理を必要としません。これにより、生産量と重量だけでなく、メンテナンスの面でも大幅な節約が可能になります。

新素材の最初の工業用サンプルは今夏に入手可能になる予定です。もしプラスチックが報道通りに本当に優れていることが判明すれば、一度にいくつかの業界に革命を起こす可能性がある。

当社は、シート、ロッド、プレート、ブッシング、パイプの形の半完成エンジニアリングプラスチックの供給に加え、工業用タンク機器、耐薬品性エアダクト、ガルバニックバス、スイミングプール、水泳設備の製造にも従事しています。プール、ケージ、ライニング用さまざまな種類タスク。

さらに、CNC、成形、射出成形を使用して、あらゆる複雑なプラスチック製品をピースおよび量産の両方で製造します。

この記事は、訪問者に当社の機能を紹介し、当社の機能、サービスについて説明することを目的としており、また、お客様のタスクに必要な資料の選択にも役立ちます。

では、ポリマーとは何で、どのような場合に使用されるのでしょうか。

何らかの作業にプラスチックを選択する必要がある場合は、最も重要なパフォーマンス特性を決定する必要があります。

温度 - 一定動作、最小値と最大値
プラスチックに影響を与える環境
機械的な影響
環境要件

動作条件の要件を特定したら、もう 1 つの重要なパラメータを決定できます。価格プラスチックに！使用条件はプラスチックの種類だけでなく選択にも影響するため、材料の価格は数十倍、場合によっては数百倍も異なる場合があります。厚さ。シート、ロッド、プレートのコストはキログラムあたりの重量に基づいて測定されるため、厚さは購入する必要がある材料の量に影響します。

上限に応じて 動作温度 プラスチックはいくつかのグループに分類できます。

工業用（標準）プラスチック - 100°Cまで
エンジニアリング（構造）プラスチック - 100°C ～ 130°C
プラスチック上級、高温 - 130°C ～ 300°C

材料の動作温度が高いほど、より完璧になります分子構造材料が多く、分子間の結合が強いほどコストは高くなりますが、同時に消費量は減少します。たとえば、ポリ塩化ビニル (PVC) の消費量は、単価が PVC より 2 桁高いポリエーテルエーテルケトン (PEEK) の消費量より 3 ～ 4 桁多くなります。

職場環境が選択に影響を与える 耐薬品性材料。で化学製品の製造タンクまたはコンテナで適切に保管する必要があるコンポーネントが使用されます。技術的プロセス、適切に廃棄してください。

また、上記の動作基準に応じて、容量性機器の作成には、PP (ポリプロピレン)、PE (ポリエチレン)、PVC (ポリ塩化ビニルまたはビニルプラスチック)、PVDF (ポリフッ化ビニリデン) などの熱可塑性プラスチックが使用されます。これらのポリマーにはそれぞれ独自の利点と用途の可能性があり、金属やステンレス鋼で作られた容量性装置を完全に置き換える機能も備えており、最新のガルバニック機器や耐薬品性のエアダクトシステムの製造においては、まさにかけがえのないものとなっています。交換金属容器プラスチックへの変換により、機器の保存寿命を延ばし、コストと重量を削減できます。ほとんどの場合、これが唯一の解決策です。

影響について話す環境プラスチックの場合、次のような重要なパラメータについて言及しないわけにはいきません。 放射線耐性。原子力発電所、X線装置、医療機器、人工衛星、軍事装備とテクノロジー特別な目的- この機器や他の多くの機器には、X 線やガンマ線に対する耐性のあるプラスチックが必要です。ここでは、PVDF（PVDF、ポリフッ化ビニリデン）、PEEK（ポリエーテルエーテルケトン）、PEI（ポリエーテルイミド）、PAI（トーロン、ポリアミドイミド）、PI（ポリイミド）などの材料が広く使用されています。

機械的影響いくつかの特徴から構成されます。

強さ静電圧にとって重要です。つまり、一定の引張荷重下での使用 (容量性機器など)。引張強度と引裂強度が高いプラスチックは、引張強度や引裂強度が低い傾向があります。弾性およびその逆。これにより、プラスチックを「強い」（硬い）プラスチックに分類することができます。これらのプラスチックは、高い機械的負荷には耐えることができますが、変形が生じるとすぐに壊れます。弾性（柔軟性）はそれほど強くありませんが、変形中に強度特性を維持できます。

耐衝撃性動的荷重に対する材料の耐性を特徴付けます。

硬度と耐摩耗性これは、穿刺、切断などに対する材料の耐性、摩耗に対する耐性を意味し、特に技術機器のライニングにとって重要です。

PA（ポリアミド）、POM（ポリオキシメチレン）、PET（ポリエチレンテレフタレート）など、数十トンの荷重にも耐えられる耐久性のある硬質プラスチックが選択される場合もあります。

他の場合には、ポリエチレン（PE）やポリプロピレン（PP）など、柔軟性があり、同時に耐衝撃性もあります。

市場で最も人気のあるプラスチックの特性をいくつか見てみましょう。

耐熱性、上で述べたように、材料の動作温度によって異なります。最も耐熱性の高いプラスチックは、高度な技術を使用しているため、最も高価です。このカテゴリで最も一般的なプラスチックは、ポリエーテルエーテルケトン (PEEK)、ポリテトラフルオロエチレン (PTFE、PTFE)、フッ素樹脂 (f4)、ポリフッ化ビニリデン (PVDF、PVDF) です。

耐凍害性プラスチックの場合、それは脆性温度によって特徴付けられます。脆性温度とは、一定の荷重がかかった条件下で材料または製品の破壊が発生する温度です。プラスチックの場合、それはマイナスゾーンにあり、それぞれに独自の値があり、最低動作温度を下回ります。例えばポリエチレンの場合低圧高密度 PE 300 は -50°C 未満です。高分子量ポリエチレンPE 500～-100℃。超高分子量ポリエチレン PE 1000、-250 ℃ 未満。同時に、ポリプロピレンホモポリマー PP-H では、0 ℃ 未満の温度ですでに脆弱性が現れます。

シートプラスチックを選択する場合、次の疑問が生じます。厚さ葉。
市場で最も人気のあるプラスチックは、次の厚さで入手できます。

28.03.2018

素人と技術者の観点から見たプラスチックの強度の概念は大きく異なります。家庭用の耐久性とは、「壊れるか壊れないか」という原則に基づいたシンプルな理解を意味します。生産、建設、設計における同じ特性には多くの側面があり、それを研究すると、すべての材料には、その目的と特定の目的に使用する能力を決定できる多くの特性があることがわかります。

残念ながら、客観的な理由から、最も耐久性のあるポリマーを示すことは不可能です。これは、身体的および強さの特性が広範囲の特性に従って分類され、その全体が強さの概念を定義するという事実によって説明されます。それはプラスチック自体の特性、その構造、変化に対する反応によって異なります。外部条件。たとえば、次のようなものを作成することは「堅牢」であると考えられます。コンクリートモノリス、ただし、曲げや破損に対する耐性は非常に弱いです。専門家ではない人にとって、同様の矛盾は、ポリマーやそれをベースにした材料、プラスチックの特性にも見られます。

プラスチックの強度、硬さ、弾性の特徴

強さの概念（に対する反応の性質）体操) いくつかの基準に従って材料をテストした結果を含めるのが通例です。サンプルに加えられた力に応じて、ポリマーの特性と特定のプロファイル荷重に耐える能力を知ることができます。

圧縮強度 - 圧縮時のサンプルの物理的構造と形状の保存。

引張強度は、サンプルが引張力に抵抗する能力を特徴づけます。

変形強度 - 変形に耐えて元に戻る能力を示す基準。初期位置;

塑性限界 - 材料が元の形状に戻らずに「流れ」、伸びる最小の力。

衝撃強度 - 構造を破壊することなく衝撃エネルギーを吸収する能力。

硬度は可塑性の逆数であり、力がかかった状態での形状保持の限界です。

生産、加工、稼働中に製品がどのような種類の負荷に耐えるかに応じて、特定の特性を持つ材料が選択されます。したがって、最も耐久性のあるポリマーについて話すのは無意味です。 ? - これは複雑な答えが必要な質問であり、一連の特性を考慮する必要があります。

各種プラスチックの強度

評価の実践例強度特性さまざまなプラスチックとプラスチックの特性が、深い専門的考察といかに複雑に交差するかを示しています。

変形強度

ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートは、さまざまな応力に対して機械的に強い材料として特徴付けられますが、変形負荷によりすぐに破壊されます。大きな衝撃が加わると強度は低くなりますが、硬質プラスチックを破壊するには大きな変形力が必要になります。したがって、プラスチックの硬さはその強度を示しますが、限界があります。衝撃強度そして変形すると脆くなる。専門家以外の人はこれについて混乱しやすいです。

柔軟性と可塑性

ポリエチレンとポリプロピレンはプラスチック材料のグループに属します - 変形にわずかに抵抗しますが、同時に長い間そのような負荷で壊れないでください。この能力は初期弾性率によって特徴付けられます。変形力に対する初期抵抗は非常に大きくなりますが、特定の限界を超えると変形が始まります。柔軟なプラスチックは、耐久性は劣りますが、耐衝撃性が高いという特徴があります。衝撃や荷重に対して外部からのエネルギーをよく吸収し、長期間変形しても「壊れない」。だからこそ必要なところに使われるのです高い柔軟性材質により、形状を維持しながら大きな力に耐えることができます。

強力なプラスチック繊維

ケブラー、ナイロン、カーボンファイバーなどの素材は、硬質プラスチックに匹敵する高い強度を持ち、衝撃荷重に対する耐性は限られており、長期間変形に耐えることができます。その主な利点は、破壊力に長期間耐えられることです。引張荷重がかかりやすい箇所に繊維が使用されるのはこのためです。この例としては、鋼鉄を引き裂くような力がかかっても壊れないケブラーが挙げられます。

耐久性のある素材は幅広い用途に使用できます。最も硬い金属だけでなく、最も硬くて耐久性のある木材、最も耐久性のある人工的に作られた材料もあります。

最も耐久性のある素材はどこに使用されていますか?

耐久性の高い素材は生活のさまざまな分野で使用されています。そこで、アイルランドとアメリカの化学者は、耐久性のある繊維を製造する技術を開発しました。この材料の糸の直径は 50 マイクロメートルです。これは、ポリマーを使用して結合された数千万のナノチューブから作成されます。

この導電性繊維の引張強度は、オーブウィーブグモの巣の引張強度の 3 倍です。得られた材料は、超軽量の防弾チョッキやスポーツ用品の製造に使用されます。もう一つの耐久性のある素材の名前は ONNEX で、米国国防総省の命令によって作成されました。防弾チョッキの製造に使用されるだけでなく、新しい素材飛行制御システム、センサー、エンジンにも使用できます。

科学者によって開発された技術があり、エアロゲルの変形を通じて強く、硬く、透明で軽量な材料が得られます。それらに基づいて、軽量の防弾チョッキ、戦車用の装甲、耐久性のある建築材料を製造することが可能です。

ノボシビルスクの科学者たちは、新しい原理のプラズマリアクターを発明しました。そのおかげで、超強力なナノチューブレンを生成することができます。人工材料。この物質は20年前に発見されました。弾力のある粘稠度の塊です。それは肉眼では見ることができない神経叢で構成されています。これらの神経叢の壁の厚さは原子 1 個分です。

「ロシア人形」原理に従って原子が互いに入れ子になっているように見えるという事実により、ナノチューブレンは既知の材料の中で最も耐久性のある材料となっています。この材料をコンクリート、金属、プラスチックに添加すると、強度と導電性が大幅に向上します。ナノチューブレンは自動車や飛行機の耐久性を高めるのに役立ちます。新しい素材が広く生産されるようになれば、道路、住宅、設備は非常に耐久性のあるものになる可能性があります。それらを破壊するのは非常に困難です。ナノチューブレンはコストが非常に高いため、まだ広く生産されていません。しかし、ノボシビルスクの科学者たちは、この材料のコストを大幅に削減することに成功しました。現在、ナノチューブレンはキログラム単位ではなくトン単位で生産できるようになりました。

最も硬い金属

既知の金属の中でクロムが最も硬いですが、その硬さはその純度に大きく依存します。その特性は耐食性、耐熱性、耐火性です。クロムは白っぽい青色の金属です。ブリネル硬度は70〜90kgf/cm2です。最も硬い金属の融点は摂氏 1917 度、密度は 7200 kg/m3 です。この金属は地殻中に 0.02% 含まれており、これは重要な量です。通常、クロム鉄鉱石の形で見つかります。クロムはケイ酸塩岩から採掘されます。

この金属は工業においてクロム鋼、ニクロムなどの製錬に使用されます。防錆などに使用されます装飾コーティング。地球に落下する隕石にはクロムが豊富に含まれています。

最も耐久性のある木

鋳鉄よりも強く、鉄の強度に匹敵する木材があります。それは「シュミットバーチ」について。アイアンバーチとも呼ばれます。人間にはそれ以上のことは分からない耐久性のある木材これより。極東滞在中にロシアの植物学者シュミットによって発見されました。

木材は鋳鉄に比べて1.5倍の強度があり、曲げ強度は鉄とほぼ同等です。これらの特性により、アイアンバーチは腐食や腐敗の影響を受けにくいため、金属の代わりになることがあります。アイアンバーチで作られた船の船体は塗装する必要さえなく、腐食によって破壊されることはなく、また酸を恐れることもありません。

シュミットバーチは銃弾では貫通できず、斧で切り倒すこともできません。私たちの地球上のすべての白樺の中で、アイアンバーチは最も長命であり、400年も生きます。生息地はケドロバヤパッド自然保護区です。これはレッドブックに記載されている希少な保護種です。それほどの希少性がなければ、この木の超強力な木材はどこでも使用できるでしょう。

しかし、世界で最も高い木であるセコイアは、それほど耐久性のある材料ではありません。

宇宙最強の素材

私たちの宇宙で最も耐久性があり、同時に最も軽い素材はグラフェンです。これは炭素板で、厚さは原子 1 個分しかありませんが、ダイヤモンドよりも強く、電気伝導率はコンピューターチップのシリコンの 100 倍です。

グラフェンは間もなく科学研究所から出ていくことになる。今日、世界中の科学者全員がそれについて話していますユニークな特性。したがって、数グラムの材料でサッカー場全体を覆うのに十分です。グラフェンは非常に柔軟性があり、折りたたんだり、曲げたり、丸めたりすることができます。

考えられる使用分野: ソーラーパネル, 携帯電話, タッチスクリーン、超高速コンピューターチップ。
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プラスチック、またはプラスチックは、高分子化合物、つまりポリマーをベースとした有機材料です。プラスチックの方が耐久性があり、高品質の素材プラスチックではなく、間違っています。これらの概念の違いは名前のみです。プラスチックの種類、種類、分類、ラベル表示、使用分野は膨大です。

それは何ですか

プラスチック製品は私たちの生活の一部となっています。プラスチックベースの材料は、熱と圧力の影響下で材料が流体状態から固体状態に変化するプロセスであり、特に広く使用されています。プラスチックの開発は天然成分の使用から始まりました。その後、それらは化学的に修飾された材料に置き換えられました。現在、ポリエチレン、ポリ塩化ビニルなどのプラスチックの製造には、完全に合成された分子が使用されています。エポキシ樹脂。そして人気の秘密は、作りやすさ、実用性、そしてお手頃な価格。

主な特徴

プラスチックの種類と特性、およびその溶接性は主に、それが作られるポリマーに依存します。身体的および機械的特性プラスチックは、あらゆる種類の添加剤、添加剤、安定剤、顔料、有機および無機繊維の影響も受けます。たとえば、プラスチックを紫外線から保護するものもあります。

ほとんどの場合、素材は白または透明です。染料を加えることにより、プラスチックはあらゆる色を得ることができます。このようにして生産できるのですミラープラスチック。ほとんどのプラスチックは多成分の複合材料です。プラスチックは密度が低いです。酸やアルカリに強い。熱伝導率と電気伝導率が低い。ほとんどの種は加工が簡単です。これにより、熱成形と機械加工を組み合わせたシートプラスチックの使用だけでなく、原材料からのプレス製品の製造も可能になります。

プラスチックの使用分野

プラスチックの応用範囲は膨大です。造船、航空機の建造に始まり、農業、医療、日常生活に至るまで。プラスチックの種類はすごいですね。写真には製品のほんの一部のみが表示されています。

プラスチックは大型車両の部品の製造だけでなく、自動車部品の製造にも広く使用されています。室内装飾サロン。
発達農業埋め立てにおけるプラスチックの使用、農産物を保管するための包装材料の生産、フィルムシェルターや温室の建設などが含まれます。
たくさんの医療器具、特殊な器具、医薬品の包装はから作られています。
建設現場ではそれが金属プラスチックパイプそして接続部分。ガラスの代替品は、軽量または透明なプラスチックで作られた構造です。
日常生活では、あらゆる種類の容器、ボトル、バッグ、子供のおもちゃなどを使用します。

透明プラスチック

プラスチックの種類には、主にシート材料に使用される熱可塑性 PVC があります。建設現場で使われているのですが、屋外広告そして他の地域。バラエティシート素材透明なプラスチックです。光の透過率に応じて、材料は紫外線の一部を保持することも透過することもできます。これらは、透明および半透明のカラーシート材料であり得る。

透明プラスチックの種類としては、プレキシガラス、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエステルガラス、透明PVCシートなどが代表的です。まず第一に、耐衝撃性があります。ポリカーボネートの方が耐久性が高いです。ポリエステルガラスは最も弾性があると考えられています。プレキシガラスの光透過率はより高く、最も透明で曇りがなく、よく加工されています。透明なプラスチックはガラス窓、安全メガネ、警察の盾に使用されており、ペットボトル。透明なプラスチックにはさまざまな色合いがあります。

プラスチック製ファサード

ファサード用プラスチックの種類はシートとロールに分けられます。硬くて硬いシート素材はプラスチックです高圧。冷間または中圧ロールプラスチックは、シートプラスチックよりも品質が低く、安価です。ロール状のこの材料は家具のファサードの製造にも使用されます。

キッチン用のプラスチックの種類にはさまざまなベースがあります。合板ベースで作られているものもあり、MDF ベースよりも安価です。シートプラスチック熱的に安定しており、傷、欠け、衝撃を受けにくく、変形せず、色あせしません。素材はベースから剥がれず、湿気を恐れず、お手入れが簡単です。ファサード部品の欠点は、フライス加工なしで平らで滑らかな質感しか得られないことです。

仕上げ

プラスチックは今日でも人気があります建材。主に使用される他の種類オフィス装飾用のプラスチック。しかし、想像力と適切なデザインがあれば、そのような素材はアパートの装飾で見栄えがします。天井でも壁でも、あらゆる表面をプラスチックで覆うことができます。主な素材の種類天井面- これは大きく異なります。個々の要素補強リブを使用して相互に接続されています (パネルの片側には溝があり、もう一方の側にはほぞがあります)。軽量素材そして安全です。持ち運びに便利で、設置も簡単です。

プラスチックは湿気に強いため、バスルームやバルコニーの外装に使用されます。斜面の調整や天井の仕上げに使用されます。プラスチックを適切に選択すれば、優れた廊下が得られます。プラスチックパネルマットまたは光沢があり、木や石を模倣することができます。