Полімерні материали

Хімічна будова складової ланки характеризує хімічну  будову макромолекули. В залежності від цього полімери поділяються  на:

• органічні — головний ланцюг містить атоми C, O, N, S. У бокові групи можуть входити Н, галогени, які безпосередньо з'єднані з вуглецем або атоми інших елементів безпосередньо не з'єднані з вуглецем головного ланцюга.
• неорганічні — складаються з неорганічних атомів і не містять органічних бокових радикалів.
• елементоорганічні — їхні макромолекули поряд з атомами вуглецю містять неорганічні фрагменти. За складом головних ланцюгів їх поділяють:
• з'єднання з неорганічними ланцюгами, обрамлені боковими органічними групами;
• з'єднання, в головному ланцюгу яких знаходяться атоми вуглецю, а бокові групи містять будь-які інші атоми за виключенням азоту, сірки, кисню і галогенів, з'єднаних безпосередньо з атомами вуглецю;
• з'єднання з органонеорганічними ланцюгами.
2. Молекулярна маса

За будовою, тобто, формою макромолекули полімерів  поділяються на: лінійні, розгалужені, стрічкові (драбинкові) і просторові (трьохмірні).

Якщо кожну  елементарну ланку позначити  через А, то макромолекула лінійної будови матиме вигляд: ... − A − A − A − ....

У цьому випадку  кожна елементарна ланка пов'язана  лише з двома сусідніми і утворюють  нерозгалужений ланцюг. Лінійні макромолекули  можуть мати зиґзаґоподібну форму або бути закрученими у спіраль. На фізико-механічні властивості лінійного полімеру впливає щільність упаковки макромолекул в одиниці обсягу. При щільнішій упаковці сильніша взаємодія макромолекул сприяє збільшенню міцності та зменшенню розчинності полімеру. Лінійні полімери використовують переважно для виготовлення плівок та волокон (поліетилен, поліаміди).

Розгалужені відрізняються  від лінійних тим, що їхні макромолекули  мають бокові відгалуження.

Драбинкові полімери складаються з двох ланцюгів поєднаних хімічними зв'язками. Ці полімери мають жорсткіший головний ланцюг — підвищену теплостійкість, більшу жорсткість, нерозчинні в органічних розчинниках (кремнійорганічні полімери).

Просторові або  сітчасті полімери утворюються при  з'єднанні («зшиванні») макромолекул між  собою в поперечному напрямку міцними хімічними зв'язками безпосередньо  або через хімічні елементи чи радикали.

За структурою молекулярних ланцюгів в залежності від густоти сітки розрізняють: рідкосітчасті (сітчасті) полімери, які  мають пружність (м'які гуми); густосітчасті (просторові) полімери — характерні властивості твердість, підвищена теплостійкість, нерозчинність іноді крихкість (смоли). Просторові полімери лежать в основі створення конструкційних неметалевих матеріалів. До сітчастих відносяться пластинчасті, які мають площинну двомірну будову (наприклад, графіт).

5. Застосування

Полімерні матеріали  мають комплекс характеристик, які  при умілому їхньому використанні забезпечують ефективні експлуатаційні властивості виробів та рентабельність їхнього виробництва. До основних переваг полімерів відносять:

• висока технологічність, завдяки якій з виробничого циклу можна вилучити трудомісткі та коштовні операції механічної обробки виробів;
• мінімальна енергомісткість обумовлена тим, що температура переробки цих матеріалів складає, як правило, 150 — 250 °C, що значно ниже ніж у металів та кераміки;
• можливість отримання за один цикл формування відразу декілька виробів, у тому числі складної конфігурації, а при виробництві погонажних виробів вести процес на великих швидкостях;
• практично всі процеси переробки автоматизовані.

У наслідок перелічених  особливостей полімери отримали виключно широке розповсюдження та ефективно  використовуються практично в усіх галузях світового господарства.

Основними виробниками  полімерів є США, Японія, Німеччина, Корея, Китай.

Близько 90 % усього виробництва полімерних матеріалів приходиться на декілька різновидів великотоннажних полімерів. Випуск поліолефінів, поліетилену низької та високої щільності (ПЕНЩ та ПЕВЩ) та поліпропілену (ПП), складає від 35 до 45 % загальної кількості об'єму виробництва, від 11 до 20 % — частка полівінілхлориду (ПВХ), 9- 13 % припадає на полістирольні полімери, від 2 до 7 % — на поліаміди. До 4 % характеризується частка епоксидних смол, ненасичених поліефірів, поліетилентерефталата (ПЕТФ), полікарбонату (ПК), поліацеталей.

У гірничій справі і  дотичних галузях полімерні реаґенти застосовують при флокуляції, збагаченні корисних копалин, заводненні родовищ нафти, підготовці бурових розчинів, спеціальних тверднучих речовин в'яжучих матеріалів тощо.

6. Сировинна база виробництва полімерів

На початку  розвитку галузі основною сировиною були продукти переробки вугілля (продукти коксування і газифікації кам'яного вугілля). Сучасне виробництво полімерів базується на вуглеводнях — продуктах переробки нафти, попутного і природного газу. Доля цього виду сировини складає близько 90 %, доля продуктів переробки вугілля — 9-10 %, а доля рослинної сировини — лише 1 %. Вартість сировини в собівартості виробництва полімерів складає 70-80 %.

Основною сировиною  для виробництва полімерів є мономери — вуглеводневі гази різних джерел (природні та попутні нафтові гази, гази нафтопереробки). Вони є продуктами основного органічного синтезу і відносяться до різних гомологічних рядів:

• парафінів — метана, етана, пропана, бутана і пентанів; вуглеводні цієї групи зустрічаються у природному і попутному нафтовому газі, а також утворюються при термічних і каталітичних процесах переробки нафти, вугілля та інших горючих копалин;
• олефінів — етилена, пропілена, бутилена — утворюються при термічних і каталітичних процесах переробки нафти, а також при піролізі і гідруванні вуглеводневих газів групи парафінів;
• діолефінів; головними представниками цього ряду, які мають велике практичне значення, є бутадієн і ізопрен. Вони найбільш економічно утворюються при дегідруванні вуглеводнів групи А і Б;
• ацетилена — одержують крекінгом або піролізом вуглеводнів парафінового ряду.

Мономери використовують для синтезу проміжних продуктів (напівпродуктів), наприклад фенолу, аніліну, метанолу, етилового спирту, бутадієну, стиролу, вінілацетилену, формальдегіду та ін. Далі відповідною переробкою напівпродуктів з них одержують складніші органічні речовини — синтетичні смоли, пластмаси, каучуки та ін.

Основний органічний синтез базується на обмеженому числі  вихідних з'єднань — продуктів переробки нафти і газу. Це в першу чергу етилен, пропілен, бутилен. Приблизно половина етилену, що виготовляється, використовується на одержання поліетилену; з решти виробляють етиленоксид, стирол, вінілхлорид, вінілацетат — мономери великотоннажних полімерів. З пропілена одержують поліпропілен (20 %), пропіленоксид (15 %), акрілонітріл (20 %), ізопропілбензол, спирти, в тому числі фенол (40 %), епіхлоргідрін, метакрілати.

Ароматичні вуглеводні до 50-х років одержували з коксохімічної  сировини. Зараз такі продукти, як бензол, толуол, ксилол, одержують з нафтової сировини шляхом крекінгу, дегідрогенізації нафтенових вуглеводнів або циклізацією парафінових вуглеводнів. Далі з них одержують цілий ряд мономерів, наприклад, з бензолафенол, малеіновийангідрид, і стирол, із ксилола шляхом окислення терефталеву кислоту, із нафталіна-фталевийангідриді т. д. 
 

   7. ПОЛІМЕРНІ МАТЕРІАЛИ, ПЛАСТМАСИ ТА ВИРОБИ З НИХ; КАУЧУК, ГУМА ТА ВИРОБИ З НИХ

1. В УКТЗЕД  термін "пластмаси" означає  матеріали товарних позицій 3901 — 3914, що здатні при полімеризації  або на будь-якій наступній  стадії набувати заданої форми  під впливом зовнішньої дії  (як правило, температури і  тиску, а за необхідності і  з використанням розчинника або  пластифікатора) та зберігати її  після усунення зовнішньої дії,  такої як пресування, лиття, екструзія,  каландрування або іншої.  
В УКТЗЕД термін "пластмаси" означає також вулканізоване волокно, однак не застосовується до матеріалів, які розглядають як текстильні в розділі XI.  
2. До цієї групи не включаються:  
(a) воски товарної позиції 2712 або 3404;  
(b) окремі органічні сполуки визначеного хімічного складу (група 29);  
(c) гепарин або його солі (товарна позиція 3001);  
(d) розчини (крім колодію), які складаються з будь-яких продуктів товарних позицій 3901 — 3913 у летких органічних розчинниках, за умови, що частка розчинника становить більше 50 мас.% розчину (товарна позиція 3208); фольга для тиснення товарної позиції 3212;  
(e) органічні поверхнево-активні речовини та препарати товарної позиції 3402;  
(f) природні переплавлені смоли або складні ефіри цих смол (товарна позиція 3806);  
(g) діагностичні або лабораторні реагенти на підкладці з пластмаси (товарна позиція 3822);  
(h) синтетичний каучук групи 40 або вироби з нього;  
(ij) шорно-сідлові вироби або упряж (товарна позиція 4201), або валізи, кейси, сумки та інші вироби товарної позиції 4202;  
(k) плетені, кошикові вироби, матеріали для плетіння групи 46;  
(l) настінні покриття товарної позиції 4814;  
(m) товари розділу XI (текстильні матеріали та вироби з них);  
(n) вироби розділу XII (наприклад, взуття, головні убори, парасольки від сонця і дощу, палиці, ціпки, пуги, батоги та їх частини); 
(o) біжутерія (імітації ювелірних виробів) товарної позиції 7117;  
(p) товари розділу XVI (машини та механічне або електричне обладнання);  
(q) частини літальних апаратів або транспортних засобів розділу XVII;  
(r) вироби групи 90 (наприклад, оптичні елементи, оправи для окулярів, креслярські інструменти); 
(s) вироби групи 91 (наприклад, годинники, корпуси годинників усіх видів);  
(t) вироби групи 92 (наприклад, музичні інструменти та їх частини);  
(u) вироби групи 94 (наприклад, меблі, лампи та освітлювальні прилади, світлові вивіски, збірні будівельні конструкції);  
(v) вироби групи 95 (наприклад, іграшки, ігри, спортивний інвентар);  
(w) вироби групи 96 (наприклад, щітки, ґудзики, застібки-"блискавки", гребінці, мундштуки, чубуки до люльок, частини для термосів, авторучки, цангові олівці).  
3. До товарних позицій 3901 — 3911 включаються лише товари, отримані в результаті хімічного синтезу:  
(a) рідкі синтетичні поліолефіни, менше 60 об.% яких методом дистиляції при низькому тиску переганяється при температурі 300 °С, після приведення температури до тиску 1013 мбар (товарні  
позиції 3901 і 3902);  
(b) смоли з низьким ступенем полімеризації кумарон-інденового типу товарної позиції 3911;  
(c) інші синтетичні полімери, що містять у середньому щонайменше 5 мономерних ланок;  
(d) силікони (товарна позиція 3910);  
(e) резоли (товарна позиція 3909) та інші преполімери (форполімери).  
4. Термін "співполімери" (сополімери) означає усі полімери, в яких частка жодної мономерної ланки не становить 95 мас.% або більше загального вмісту полімеру.  
Якщо у контексті не обумовлено інше, у цій групі співполімери (включаючи співполіконденсати, продукти адитивної співполімеризації, блокспівполімери і прищеплені співполімери) та суміші полімерів повинні включатися до тієї ж самої товарної позиції, що і полімери співмономерної (сомономерної) ланки, яка переважає  
за масою порівняно з будь-якою іншою індивідуальною співмономерною ланкою. Уданій примітці співмономерні ланки, що утворюють полімери однієї товарної позиції, розглядаються разом як один співмономер.  
У разі коли не переважає жоден співмономерний ланцюг, співполімери або полімерні суміші, залежно від конкретного випадку, повинні зазначатися в останній за чергою в зростанні кодів тих рівнозначних товарних позицій, які розглядаються і до яких вони можуть бути включені.  
5. Хімічно модифіковані полімери, в яких тільки бокові ланцюги головної полімерної ланки змінено хімічним впливом, зазначаються в  
товарній позиції, що відповідає немодифікованому полімеру. Ця умова не стосується прищеплених співполімерів.  
6. У товарних позиціях 3901 — 3914 термін "первинні форми" означає тільки такі форми:  
(a) рідини і пасти, включаючи дисперсії (емульсії та суспензії) та розчини;  
(b) блоки неправильної форми, шматки (грудки), порошки (включаючи формувальні порошки), гранули, пластівці та подібні об’ємні форми.  
7. Товарна позиція 3915 не включає відходи, обрізки і скрап однорідного за складом термопластичного матеріалу, переробленого в первинні форми (товарні позиції 3901 — 3914).  
8. У товарній позиції 3917 терміни "труби, трубки, шланги" означають порожнисту продукцію незалежно від того, йдеться про напівфабрикати чи про готову продукцію, яку використовують, як правило, для транспортування, проведення або розподілу газів і рідин (наприклад, ребристі шланги для поливу, перфоровані труби). Ці терміни стосуються також трубкових оболонок сосисок, ковбас та інших плоских труб і трубок, за винятком продукції, що має інший поперечний переріз, ніж круглий, овальний, прямокутний (довжина якого не більш як у 1,5 раза перевищує ширину), або форму правильного багатокутника, яку слід розглядати не як труби, трубки або шланги, а як фасонні профілі.  
9. У товарній позиції 3918 термін "пластмасові покриття для стін або стелі" означає продукцію у рулонах із шириною не менш як 45 см, яку використовують як оздоблення для стін або стель і яка складається з пластмас, нерозривно з’єднаних з основою з будь-якого матеріалу, крім паперу; до того ж шар пластмаси (на лицьовій поверхні), як правило, оздоблений і має зернистий рельєф, рельєфний малюнок, забарвлену поверхню, друкований малюнок чи орнамент або декорований інакше.  
10. У товарних позиціях 3920 і 3921 терміни "плити, листи, плівки, стрічки і смужки" означають тільки плити, листи, плівки, стрічки і смужки (крім включених до групи 54) і блоки правильної геометричної форми, включаючи ті, що мають рельєф або поверхню, оброблену інакше, нерозрізані або розрізані на прямокутники (включаючи квадрати), але без подальшої обробки (навіть у разі коли в результаті обробки набувають вигляду готових до використання виробів).  
11. До товарної позиції 3925 включаються лише такі вироби,  
за умови, що вони не включені до попередніх товарних позицій підгрупи II цієї групи:  
(a) резервуари, баки (включаючи септик-баки), бочки та аналогічні ємності місткістю більш як 300 л;  
(b) конструкційні елементи, наприклад, для підлог, стін, перегородок, стель тощо;  
(c) ринви та фітинги до них;  
(d) двері, вікна та рами, наличники та пороги для дверей;  
(e) балкони, балюстради, перила та аналогічні огорожі;  
(f) віконниці, штори (включаючи венеціанські жалюзі) та аналогічні вироби, їх частини та доповнення;  
(g) великогабаритні конструкційні елементи полиць для складання і стаціонарного встановлення, наприклад, у магазинах, майстернях, складах; 
(h) декоративні архітектурні деталі, наприклад, канелюри, куполи, голуб’ятні;  
(ij) фітинги та кріпильні комплекти, призначені для стаціонарного встановлення у/або на дверях, вікнах, сходах, стінах або інших частинах будівель, наприклад, кнопки, ручки, гаки, скоби, гачки для рушників, плати для вимикачів та інші захисні плати.  
Примітки до товарних підпозицій:  
1. До будь-якої товарної позиції цієї групи полімери (включаючи співполімери) і хімічно модифіковані полімери слід включати відповідно до таких положень:  
(a) якщо існує товарна підпозиція "інші" на тому самому рівні:  
(1) наявність префікса "полі" у назві специфічного полімеру у формулюванні товарної підпозиції (наприклад, поліетилен або поліамід-6,6) означає, що основна мономерна ланка або мономерні ланки зазначеного полімеру, взяті разом, повинні становити 95 мас.% або більше загального вмісту полімеру;  
(2) співполімери, наведені у товарних підпозиціях 3901 30, 3903 20, 3903 30 і 3904 30, слід класифікувати у цих товарних підпозиціях за умови, що співмономерні ланки зазначеного співполімеру становлять 95 мас.% або більше загального вмісту полімеру;  
(3) хімічно модифіковані полімери включаються до товарної підпозиції "інші" за умови, якщо ці хімічно модифіковані полімери не включені до іншої більш специфічної товарної підпозиції;  
(4) полімери, що не відповідають умовам, вищенаведеним у пунктах (1), (2) або (3), повинні включатися до тієї самої товарної підпозиції з числа тих, що залишилися, товарних підпозицій того самого рівня, яка включає полімери з мономерною ланкою, що домінує за масою серед будь-яких інших індивідуальних співмономерів. З цією метою мономерні ланки, з яких складаються полімери, зазначені в одній і тій самій підпозиції, повинні розглядатися разом. Порівнювати необхідно тільки ті співмономерні ланки, з яких складається полімер і які входять до підпозицій одного рівня;  
(b) у разі відсутності підпозиції "інші" на тому самому рівні:  
(1) полімери повинні включатися до підпозиції, яка включає полімери з мономерною ланкою, що домінує за масою серед будь-яких інших індивідуальних співмономерних ланок. З цією метою основні мономерні ланки, з яких складаються полімери, зазначені в одній і тій самій підпозиції, повинні розглядатися разом. Порівнюватися повинні тільки такі співмономерні ланки, з яких складаються полімери, що входять до підпозицій одного рівня;  
(2) хімічно модифіковані полімери повинні включатися до товарної підпозиції, яка відповідає немодифікованому полімеру.  
Полімерні суміші потрібно включати до тієї самої товарної підпозиції, що і полімери, отримані з тих самих мономерних ланок у тих самих пропорціях.  
2. У товарній підпозиції 3920 43 термін "пластифікатори" означає вторинні пластифікатори.  
Додаткова примітка:  
1. У разі коли тканини або полотна трикотажні, повсть чи фетр, або неткані матеріали, які присутні просто в цілях армування, рукавички, рукавиці або мітенки, просочені або вкриті пористою пластмасою, розглядаються у групі 39, навіть якщо вони:  
- виготовлені з тканин або полотен трикотажних (крім тих, що відносяться до товарної позиції 5903), повсті або фетру, або нетканих матеріалів, просочених або вкритих пористою пластмасою, або  
- виготовлені з непросочених або невкритих тканин або полотен трикотажних, повсті або фетру, або нетканих матеріалів, які потім було піддано просоченню або вкриванню пористою пластмасою.  
(Примітка 3(с) до групи 56 та примітка 2 (а) (5) до групи 59).  
Додаткова примітка України:  
До товарної підкатегорії 3926 90 99 20 включають пломби з пластмас, кожна з яких має номерне маркування та на яку може бути нанесене зображення чи текст. Такі пломби встановлюються, як правило, без застосування спеціальних пристроїв. До цієї товарної підкатегорії включають також пристрої контролю доступу, які мають спеціальну пломбувальну камеру для номерної одноразової пломби або номерне маркування та на які може бути нанесене зображення чи текст. Пломби та пристрої контролю доступу використовують для пломбування транспортних засобів, приміщень, мішків, дверних замків, лічильників, приладів, сейфів, дверей, ключів, шухляд тощо.