Что такое полимерная глина?

Полимерная глина это «недоделанная» пластмасса, а именно – недоделанный поливинилхлорид (ПВХ). Из него же делают линолеум, пластиковые окна, электроизоляцию, детские игрушки и много других полезных вещей. Это одна из самых распространенных в мире пластмасс.

ПВХ-композиции, применяемые для различных изделий, имеют и разный состав. Как правило, все они содержат собственно ПВХ, пластификатор (вещество, облегчающее плавление ПВХ), наполнитель, красящие пигменты и различные добавки, облегчающие производство или придающие готовым изделиям разные полезные свойства (свето- и термостойкость, морозостойкость и т.д).


Чем полимерная глина отличается от обычной пластмассы?

Пластмассовую игрушку на заводе делают от начала до конца: готовят исходную массу, придают ей форму игрушки, нагревают для затвердевания.   А полимерную глину на заводе только смешивают.   А уж лепить из нее, запекать – дело личное, творческое, а отнюдь не заводское. И когда Вы лепите и запекаете свой шедевр, вы завершаете процесс изготовления ПВХ-изделия, начатый нами на заводе «Артефакт».

В отличие от массы, применяемой на заводах для изготовления игрушек, оконных рам и всего прочего, полимерная глина должна быть удобной для лепки. А еще она должна хорошо храниться, оставаясь пригодной для лепки в течение как минимум нескольких лет. Состав полимерной глины подобран нами так, чтобы при хранении она не твердела, при лепке – не крошилась и не пачкалась, а после запекания – не ломалась.

Немаловажным отличием является и нетоксичность используемых в составе полимерной глины компонентов. Все входящие в ее состав вещества разрешены к применению в детских товарах, а сама полимерная глина регулярно проверяется на соответствие установленным гигиеническим требованиям.  


Как хранить полимерную глину?

Главное при хранении полимерной глины – не допускать ее нагревания. Из физики известно, что термодинамические процессы продолжаются при любой температуре, кроме абсолютного нуля ( 0 К, или минус 273,15ОС). Твердение полимерной глины это тоже термодинамический процесс, и он подчиняется общему закону. Это значит, что полимерная глина твердеет постоянно, и тем быстрее, чем выше температура.

Если при 20ОС для превращения в пластмассу ей потребуется несколько лет, то уже при 50 хватит и 10 дней, а при 120 градусах достаточно нескольких минут. Поэтому, если хотите сохранить полимерную глину подольше – держите ее в прохладном месте, подальше от солнца и отопительных приборов. Можно даже в холодильнике, если очень хочется. Замораживание не вредит полимерной глине. Разумеется, перед работой ее надо выдержать при комнатной температуре до возвращения в рабочее состояние.

Второе правило – не заворачивайте полимерную глину в бумагу и другие впитывающие жидкость вещества. При этом часть пластификатора, содержащегося в полимерной глине, впитается в материал упаковки, и глина потеряет пластичность.

Нежелательно также хранить полимерную глину в открытой упаковке. Конечно, пластификаторы малолетучи, но и они все же испаряются. Да и от осевшей пыли трудновато будет избавиться.

Лучше всего оставить ее в заводской упаковке или завернуть в полиэтиленовую пленку.


Как размягчить полимерную глину или сделать ее тверже?

Прочитав, как хранить полимерную глину, Вы уже поняли, что ее постепенное твердение процесс естественный и неизбежный, хоть и медленный. Что же делать, если для выполнения поделки нужен более мягкий материал? Полимерную глину можно размягчить, добавляя в нее специальный размягчитель, а при его отсутствии можно использовать (хоть и с меньшим успехом) любое масло. Масла (растительные и машинные) растворяются в пластификаторе, входящем в состав полимерной глины, тем самым как бы увеличивая количество пластификатора. Не увлекайтесь! Помните, что исходный состав сбалансирован, и любые добавки (в том числе и специального размягчителя) заметно снижают прочность полимерной глины. Имеется и побочный эффект – глина с избытком размягчителей будет после запекания более гибкой, а с маслами – менее прочной.

Теперь понятно, как можно сделать полимерную глину жестче? Правильно – удалить часть пластификатора. Это совсем просто – положите раскатанную тонким слоем глину на чистую неплотную бумагу, и туго скатайте - как ковер. Через некоторое время бумага пропитается пластификатором, а поверхностные слои глины станут чуть жестче. Разверните «ковер», бумагу удалите, перемешайте глину, чтобы сделать ее однородной и, при необходимости, повторяйте процедуру до получения нужной жесткости.

Второй способ – подержите некоторое время материал в тепле, при 40…50 градусах. Куски материала при этом не должны быть крупными, а температура не должна быть высокой, иначе наружная часть затвердеет слишком сильно, а внутренняя не успеет прогреться.

И третий способ - интенсивно мять   кусочек материала. При этом частички   полимерной глины трутся между собой, а это заметно ускоряет растворение ПВХ.

Более жесткая полимерная глина менее пластична, хуже лепится, но зато поделка лучше держит форму до запекания. Более жесткая полимерная глина также лучше подходит для изготовления мелких деталей.


Почему и как она твердеет, и можно ли ее снова сделать мягкой?

Вопреки распространенному мнению, никаких химических реакций при нормальной обработке (как и при производстве, кстати) полимерной глины не происходит.   Происходят чисто физические процессы – растворение, плавление, застывание.

Дело в том, что до запекания полимерная глина представляет собой взвесь частично растворенных в пластификаторе пористых зерен ПВХ (пасту) с добавкой инертного наполнителя. Благодаря отсутствию жестких связей между частицами массы ее можно легко деформировать (лепить). Когда полимерную глину запекают,   под действием высокой температуры ПВХ начинает плавиться. Присутствие пластификатора резко снижает температуру плавления зерен ПВХ. В результате отдельные зерна начинают сплавляться между собой уже при 100ОС, обволакивая частицы наполнителя, и образуя сплошное тело, в горячем виде еще непрочное, и даже сохраняющее некоторую гибкость.

Когда же после запекания изделие остывает, расплавившийся ПВХ твердеет, подобно тому, как твердеет расплавившееся стекло. Затвердевший в таких условиях ПВХ фактически становится так называемым твердым раствором полимера в пластификаторе. Из-за того, что в раствор перешли бывшие ранее твердыми частицы, запеченная полимерная глина значительно тверже, чем незапеченная, а главное – в ней не осталось свободного пластификатора, ранее выполнявшего роль смазки и облегчавшего лепку.

Большая часть пластификатора, входящего в состав полимерной глины, связывается   поливинилхлоридом, однако некоторая доля испаряется, что и является причиной появления при запекании специфического запаха.

Теперь, чтобы вернуть полимерную глину в исходное состояние, придется отделить пластификатор от полимера, да еще и разделить сплавившиеся между собой зерна, вернуть им исходную пористую структуру, и вновь смешать с пластификатором. Сами понимаете, сделать это ничуть не легче, чем превратить хорошо прожаренную котлету обратно в кусок мяса.


Почему при запекании меняется цвет?

В состав полимерной глины, как правило, входят красящие вещества – пигменты или красители. Они равномерно распределены в массе, и окрашивают ее в выбранный цвет. Но цвет определяется не только пигментом, на него влияет и структура материала.

Вспомните, лед прозрачен, а снег – совсем наоборот, а ведь и то, и другое – просто твердая вода. Все дело в структуре – лед чаще всего однороден, а снег состоит из снежинок, каждая грань которых по-своему отражает и преломляет свет.

Так и полимерная глина, пока ее не нагрели, состоит из мельчайших, рассеивающих свет зерен, которые частично отражают падающий на них белый свет. После запекания глина становится сплошной, отражающие свет грани исчезают, и падающий свет отражается только частицами пигмента, причем отражаются только лучи определенного цвета. Именно поэтому при запекании   цвета полимерной глины чаще всего становятся темнее, глубже, более насыщенными.

Это вовсе не дефект и не признак низкого качества материала, как иногда думают. а проявление законов рассеяния света и механизма цветовосприятия человеческого глаза.

Конечно, при нарушении температурного режима запекания цвета тоже меняются, а сама полимерная глина при этом необратимо портится, но это уже совсем другая история.


Почему полимерная глина желтеет при запекании?

Если полимерную глину запекать при рекомендованной температуре (120…130ОС), она не желтеет и, тем более, не чернеет. Если при запекании полимерная глина приобрела желтоватый или коричневатый оттенок, значит Вы значительно превысили допустимую температуру обжига.

Благодаря специальным добавкам полимерная глина «Артефакт» легко выдерживает температуру 135ОС, а кратковременно и до 140 ОС. Все же мы не рекомендуем Вам злоупотреблять этим.   Дело в том, что, несмотря на отсутствие видимых признаков, при перегреве поливинилхлорида начинается его разложение с выделением паров соляной кислоты (НCl). Именно они и вызывают пожелтение материала.

Дальнейший нагрев до температуры 150…170 ОС приведет к тому, что поливинилхлорид начнет разлагаться, а продукты его разложения – гореть. Как и любые продукты горения, здоровья они Вам не прибавят.

Пожалуйста, тщательно следите за соблюдением температурного режима и проветривайте помещение!


Чем отличаются прозрачные и классические цвета?

Изменение цвета при запекании особенно характерно для полупрозрачных и прозрачных полимерных глин. В отличие от классических цветов, в составе прозрачных   используется специальный наполнитель, и удаляются микропузырьки воздуха, рассеивающие свет. Поэтому при запекании такие материалы могут изменить цвет совершенно неожиданным образом – например, нежно-розовая глина может превратиться в рубиновую, а бледно-зеленая стать темно-изумрудной.

Стоит заметить, что при работе с прозрачными и полупрозрачными цветами для сохранения прозрачности рекомендуется не допускать образования воздушных пузырьков при перемешивании и разминании глины.

Классические цвета, как правило, имеют непрозрачный наполнитель, или содержат значительное количество пигментов. Поэтому, несмотря на сплавление частиц ПВХ, в классических цветах прозрачность массы мало меняется – свет продолжает рассеиваться почти так же, как и до запекания, и цвета изменяются в значительно меньшей степени.

Прозрачные и классические цвета можно смешивать, но это ведет к насыщению материала рассеивающими свет частицами из классического цвета, и прозрачность будет в значительной степени утеряна.


Почему полимерная глина трескается при запекании и как с этим бороться?

Как правило, все полимерные материалы при твердении уменьшаются в размерах – это называется усадка. Вызывается она, чаще всего, изменением структуры полимерного материала при плавлении и других процессах. Уменьшить усадку можно, добавляя в материал наполнитель, не меняющий своей структуры при термообработке. При этом, к сожалению, могут ухудшаться некоторые параметры материала. Величины усадок различаются для полимерных глин разных производителей и разных коллекций одного производителя.

Другая причина появления трещин – наличие неоднородностей в обжигаемом изделии – пузырей воздуха,   инородных включений (каркаса, дополнительных красителей и наполнителей). Возможные причины – использование в одной поделке материалов разных коллекций и производителей и внутренние границы раздела, например при неполном смешивании двух кусочков материала.

Третья причина – неравномерное охлаждение. Если Вы немедленно после запекания резко охлаждаете массивную поделку, ее внешний слой твердеет и сжимается, а внутренние еще не остыли, и занимают большой объем. Так перезревший арбуз разрывает свою корку.

Четвертая причина – законы геометрии. Даже идеально однородный и равномерно нагревамый материал увеличивается в объеме   пропорционально третьей степени (кубу) радиуса, а вдоль поверхности – пропорционально второй (квадрату). По этой причине сосиски при варке лопаются всегда вдоль, а не поперек. А в нашем случае при нагреве (особенно быстром!) слегка запекшаяся и получившая усадку поверхность раскалывается под давлением внутренних нагревающихся слоев. Второй вариант этой же неприятности – из-за того, что объемная усадка больше поверхностной, в поверхности возникают множественные сжимающие напряжения, порождающие микротрещины, так называемую «чешую».

Все производители стараются уменьшить усадку, либо как-то ее компенсировать, например придавая материалу дополнительную эластичность. Тем не менее, полезно будет придерживаться некоторых простых принципов.

Не нагревайте и не охлаждайте резко свои изделия, делайте это постепенно, лучше всего вместе с духовым шкафом, в котором их запекаете. Не делайте массивных, особенно шарообразных изделий. При необходимости слепить, например, голову, используйте в качестве основы скатанный из алюминиевой фольги шарик.   Длинные и плоские изделия менее подвержены усадочному растрескиванию. При разминании и раскатывании пластики старайтесь избежать попадания воздуха между ее слоями.

Более эластичные типы полимерной глины меньше подвержены растрескиванию, а полимерные глины, содержащие больший процент наполнителя, например классические цвета «Артефакт», усаживаются меньше, чем прозрачные и полупрозрачные, содержащие больший процент поливинилхлорида.


Как правильно запекать?

Успех запекания в значительной степени определяется качеством используемой печи. Наилучшие результаты достигаются в современном электрическом или газовом духовом шкафу с принудительной конвекцией (встроенным вентилятором) при отключенном (или отсутствующем) гриле. В такой печи, благодаря постоянному перемешиванию воздуха, температура одинакова во всем объеме, и нет риска пережечь одну строну и недопечь другую. Особенно важно это для крупных изделий. Все современные духовые шкафы автоматически поддерживают заданную температуру и снабжены   электронным цифровым термометром.

Если приходится запекать поделки в не столь совершенных условиях, надо обязательно предварительно убедиться, что температура не превышена. Проще всего это сделать, положив в шкаф на 20…30 мин пластинку белой полимерной глины. Если после извлечения из печи и остывания она не пожелтела и стала при этом прочной – можно запекать поделки. Пожелтение свидетельствует о заметном, до 145…150ОС, превышении температуры. А уж коли   образец стал коричневым или даже черным, значит печь перегрета до 160…170 градусов. Уменьшите нагрев, остудите печь, и повторите проверку.   Если образец не пожелтел, но и прочности не набрал, значит печь слишком холодная.

Рискованно пользоваться малогабаритными недорогими духовками – в них часто применяются открытые нагревательные элементы и примитивные регуляторы, допускающие значительные колебания температуры, особенно при начальном нагреве. Инфракрасное (тепловое) излучение открытого элемента подобно солнечным лучам – оно сильно греет обращенную к нему сторону предмета, а на обратную сторону не попадает. В результате одна сторона поделки нагреется намного сильнее другой, и может попросту сгореть, тогда как теневая сторона останется почти холодной. Особенно силен этот эффект в грилях, никогда не используйте гриль для запекания полимерной глины!

Полимерная глина, как и большинство неметаллических материалов, плохо проводит тепло. Поэтому запекание крупного изделия нужно вести при постепенном, медленном повышении температуры, чтобы внутренние слои успевали прогреваться. По достижении нужной температуры необходимо выдержать изделие тем дольше, чем оно массивнее, а затем так же   медленно охладить, лучше всего вместе с духовым шкафом.

При определении режима запекания надо исходить не из массы поделки, а из ее максимальной толщины – тонкие большие изделия прогреются быстро, а вот шарообразные, даже не слишком тяжелые, прогреть труднее.

Прочность запеченной полимерной глины сильно зависит от температуры запекания, постепенно повышаясь примерно до 140ОС. Необходимо помнить, что идеальных печей и термометров не бывает, существуют погрешности, и лучше до предела не нагревать, можно случайно превысить температуру и испортить поделку. С точки зрения безопасности для повышения прочности лучше увеличивать время запекания, а не температуру.

Не пользуйтесь для запекания полимерной глины микроволновой печью!


Почему тонкие пластинки гнутся, а толстые – ломаются?

Объясняется это тем, что когда мы изгибаем твердую пластинку, верхние ее слои стремятся растянуться, а нижние – наоборот, сжимаются.

В теле пластинки, особенно вблизи верхней и нижней поверхностей, возникают силы, сжимающие и растягивающие материал. Сопротивление материала этим силам создает механические напряжения.   До определенного предела материал эти напряжения выдерживает, а затем начинает разрушаться – образуются микротрещины. На пластинке из полимерной глины в этот момент появляется светлая линия – мы видим свет, рассеиваемый и отражаемый стенками трещин. Дальнейшее издевательство над   материалом приведет к увеличению размеров и числа трещин, а затем и его разрушению – пластинка сломается.

Чем пластинка тоньше, тем меньше механические напряжения, она легче гнется, ее можно согнуть на больший угол, не сломав, и она выдерживает больше перегибов. Поэтому лепестки и листья цветов из полимерной глины лучше делать потоньше, они будут меньше ломаться. Толстые пластинки согнуть намного труднее, но, согнувшись,   они сломаются раньше, так как механические напряжения в них растут быстрее.

А еще механические напряжения зависят от свойств материала – эластичные (как резина) материалы при изгибе совсем не ломаются, так как они легко сжимаются и растягиваются. С этой точки зрения для лепестков и других тонких элементов лучше подходит коллекция «Шифон». Тонкий листик из «Шифона» можно безнаказанно скрутить в трубочку, а тонкую колбаску вообще – завязать узлом.


Чего и сколько можно добавлять в полимерную глину?

Добавлять в полимерную глину можно самые различные жидкие и твердые вещества, но это практически всегда сопровождается ухудшением ее свойств. Однако грамотное и творческое введение в состав дополнительных, в том числе и совершенно чужеродных компонентов в разумных количествах позволяет иной раз достичь впечатляющих эффектов.

Незначительные добавки контрастных чернил на водной или спиртовой основе позволяет получить имитацию прожилок в камне. Добавки измельченной фольги создают игру света как в некоторых горных породах.

Добавки специального размягчителя или масла делают полимерную глину мягче и повышают эластичность запеченной, а добавка сухого наполнителя (талька, каолина, зубного порошка) делает ее жестче ( а также снижает прочность запеченной).

Добавки цветных порошковых наполнителей окрашивают в соответствующий цвет. Поверхностное втирание алюминиевой, медной, бронзовой и графитовой пудры позволяет имитировать практически любые металлы и сплавы.

А вот попытка превратить классическую полимерную глину в «металлик» путем добавки в массу металлических пигментов (пудр) бесперспективна. Для «металликов» нужна прозрачная основа, а в классических цветах слишком много непрозрачного наполнителя и пигментов.

Методы и художественные приемы использования различных добавок очень хорошо разработаны мастерами, работающими с полимерной глиной.