Технологии

Производители бытовых устройств раньше других приняли пластмассовые материалы, и они проложили дорогу к быстрому увеличению числа новых и традиционных пластмассовых бытовых приборов. В наши дни пластики могут технически и экономически заменить традиционные материалы, которые ранее использовались для производства бытовых приборов, т. е. металлы, дерево, стекло и т. д. Возникновению новых применений способствуют: малая масса, эстетические свойства, универсальность применения, свобода проектирования и рентабельность полимеров.

Что представляют собой бытовые приборы
В техническом отношении рынок бытовых приборов очень неоднороден, и включает целый ряд устройств с различными функциями, формами и свойствами. В таблице 1 предложен один из способов классификации, но возможны и многие другие.

Таблица 1. Примеры функциональности и свойств бытовых приборов.

Многие приборы являются товарами массового потребления и продаются миллионами штук. Цены очень различаются: от нескольких десятков евро до нескольких тысяч евро. Таблица 2 позволяет понять, какое важное место занимают некоторые основные устройства.

Таблица 2. Примеры некоторых экономических параметров, касающихся бытовых приборов.

Почему следует использовать полимеры?
Для того чтобы исключить использование традиционных материалов и помочь сектору бытовых приборов удовлетворить свои многочисленные потребности, необходимо использовать все свойства полимеров. Полимеры могут удовлетворять всем требованиям рынка:
- экономическая конкуренция;
- сокращение затрат;
- сокращение границ;
- сокращение времени на цикл разработки для моделей массового производства;
- ужесточение законодательства о загрязнении, утилизации для переработки и затратах энергии.
Пластмассы и композиты обладают несравнимым набором свойств для того, чтобы соответствовать этим требованиям:
1) Технические свойства: пластмасса дает исключительный баланс массы, эксплуатационных характеристик, простоты обработки, эстетических свойств и затрат:
- свобода конструирования обеспечивает более высокий уровень интеграции функций;
- низкая плотность и интересное соотношение эксплуатационных характеристик и массы облегчает разгрузку и погрузку;
- устойчивость к раскалыванию: при раскалывании платмасс не образуется острых осколков, как от разбитого стекла;
- амортизирующие свойства (снижение уровня шума);
- износостойкость и влагостойкость;
- простота эксплуатации;
- возможность окрашивания всей массы, а также декорирования в процессе производства;
- хорошая термоизоляция.
2) Экономические свойства: пластмассы это экономичный ответ на запросы массового производства, и они привлекательны:
- простотой обработки;
- сокращением или исключением операций по окончательной отделке;
- более высокой производительностью благодаря интеграции функций;
- возможностью соединения с помощью простых технологий, таких как приклеивание...
3) Эстетические свойства: пластмассы позволяют:
- иметь значительно большую свободу при конструировании, чем при использовании стали и других традиционных материалов;
- иметь приятную окончательную отделку;
- иметь возможность декорирования.
4) Экологические свойства: использование пластмасс открывает дорогу к:
- энергосбережению на протяжении всего срока эксплуатации за счет высоких теплоизолирующих свойств и герметизирующих свойств эластомеров и термопластичных эластомеров ТПЭ;
- уменьшению массы;
- защитным свойствам;
- простоте очистки и мытья, которая делает пластмассы материалами, не наносящими ущерба экологии.
Таблица 3 поясняет некоторые из этих пунктов.

Таблица 3. Примеры свойств от беспримесных термопластов до однонаправленных композитов.

Какие полимеры?
Практически все полимеры, в большей или меньшей степени, используются при изготовлении бытовых приборов:
- твердые и вспененные пластмассы, термопласты, термоотверждающиеся пластмассы и композиты;
- сшитые каучуки;
- термопластичные эластомеры.
На рисунке 1 показан удельный вес в обороте рынка товарных и конструкционных пластмасс, используемых в достаточных количествах для того, чтобы быть определяемыми в экономической статистике:
- стирольные полимеры, включая акрилонитрил-бутадиен-стирол АБС, играют важную роль, на их долю приходится примерно 50% общего потребления;
- полипропилен занимает второе место и его присутствие быстро расширяется;
- четыре конструкционные пластмассы, занимающие примерно 10% рынка, используются в специальных технических применениях, оправдывая свою затратность.

Рисунок 1. Удельный вес в обороте рынка основных пластмасс, используемых для производства бытовых приборов (ПП – полипропилен, АБС – акрилонитрил-бутадиен-стирол, ПА – полиамиды, ПК – поликарбонат, ПБТФ – полибутилентерефталат, ПОМ – полиоксиметилен).

В таблицах 4 и 5 представлены примеры применений пластмасс и ТПЭ, но этот перечень на претендует на то, чтобы быть исчерпывающим. Некоторые специальные пластмассы используются для реализации очень специальных функций, такие как полиамиды, полиэфир-эфиркетон и т. д.

Таблица 4. Примеры применения термопластичных и термоотверждающихся материалов.

Таблица 5. Примеры применений термопластичных эластомеров.

К совершенно очевидно несхожим между собой бытовым приборам применяется несколько общих требований, а для их производства используется большая часть одних и тех же полимеров.
Львиную долю видимых деталей изготавливают из стиролов благодаря их окраске, блеску, возможностям получения прозрачных материалов. Тем не менее, им составляют серьезную конкуренцию полипропилены для наиболее дешевых применений и поликарбонаты для высококлассных товаров.
Компромисс был найден с помощью создания сплавов стиролов и поликарбонатов для того, чтобы оптимизировать лучшие свойства и тех и других, и свести к минимуму их недостатки.
Стиролы эффективно конкурируют с помощью диверсификации сополимеров и сплавов, которая делает возможной оптимизацию свойств. Тем не менее, полипропилен и его производные также развиваются и продолжают представлять собой угрозу.
Кроме того, полипропилены используются вместо металлов при производстве стиральных машин, а ТПЭ вместо каучуков в качестве герметизирующих и смягчающих материалов.
Конструкционные и специальные полимеры используются в небольших количествах для выполнения технических функций, оправдывая свою высокую стоимость.

http://www.omnexus.com