Термоеластопласти, фторкаучук, полисульфон - реферат, сторінка 3

Екструзію жорстких сумішей з фторкаучуков здійснюють на двухчервячних екструдерах; м'яких, що містять пластифікатори, -на однечерв'ячні при наступних температурах (в ° С): мундштук-80-90, головка-60-80, циліндр і черв'як 20-40. гладкий Каландрований лист можна отримувати на звичайних каландрі при температурі середнього валка 50-60 ° С і максимальній температурі середнього 90 ° С. Усадка сумішей при цих технологічних операціях складає 10-30%. Формові вироби виготовляють пресуванням, а також литтям під тиском.

Фторкаучуки вулканизуются при нагріванні сумішей, що містять вулканізуют агенти, або під дією випромінювань високої енергії. Ступінь радіаційної вулканізації фторкаучуков тим вище, чим більше змісту в молекулі груп - CH 2 -. Найбільш поширена вулканізація фторкаучуков поліфункціональними амінами. Часто використовують похідні цих вулканізуючих агентів виділяють амін тільки при температурах вулканізації, тому що самі аміни викликають подвулканізаціі.

Зазвичай вважають, що зшивання макромолекул пов'язане з приєднанням аміну по подвійних зв'язках, що утворюється в результаті відщеплення HF. При вулканізації сополимера винилиденфторида з тріфторхлоретіленом поліфункціональними третинними амінами можливе утворення біс-четвертинних амонієвих солей.

Суміші містять перекису бензоїлу ідікуміла, а також біфункціональні з'єднання, більше схильні до подвулканізаціі, ніж суміші з амінами. Тому перекису застосовують зазвичай разом з сповільнювачами подвулканізаціі. Прискорювачі перекисной вулканізації фторкаучуков - низькомолекулярні ненасичені сполуки. При вулканізації перекисом бензоїлу застосовують зазвичай N. N -метілен-біс акриламід, перекисом дікуміла-діаллілтерефталат або біс-діалліламід терефталевої кислоти. При використанні дитіол в поєднанні з третинними амінами отримують суміші, не схильні до подвулканізаціі. При вулканізації фторкаучуков поліфункціональними амінами, перекису або дитіол до складу вулканізуючих систем вводять оксиди металів.

Фторкаучуки вулканізуют в дві стадії: 1) формування в пресі (зазвичай 30-50 хвилин при 150 ° С); 2) термостатирование в повітряному середовищі при 200-260 ° С протягом 6-48 годин в залежності від складу суміші і товщини виробу. Оптимальна температура термостатування досягається поступово (швидкість нагрівання 30 ° С / год). В результаті цієї операції поліпшуються механічні властивості гум (зменшується залишкова деформація стиску) завдяки видаленню з них вологи, HF та ін. Продуктів, які можуть викликати розпад вулканізаційної сітки. Усадка гум при вулканізації перекису і похідними амінів становить відповідно 5-8 і 1-3%.

Механічні властивості гум з фторкаучуков істотно залежать від складу суміші і методу вулканізації. Наприклад гуми отримані радіаційної вулканізацією, перевершують перекисні по теплостійкості і стійкості до дії розчинників. Вони характеризуються також меншою залишкової деформацією стиснення. Так, цей показник для перекисних і радіаційних вулканизатов сополимера винилиденфторида з тріфторхлоретіленом після їх стиснення на 20% при 150 ° С протягом 72 годин становить відповідно 100 і 60%. Схильність гум з фторкаучуков до накопичення великих залишкових деформацій при стисненні обмежує терміни їх служби в якості ущільнювачів, особливо експлуатованих при високих температурах.

Гуми з фторкаучуків відрізняються хорошим опором абразивному зносу. За теплостійкості вони практично рівноцінні резинам з кремнійорганічних каучуків. За міцності властивостями при підвищених температурах гуми з фторкаучуків поступаються гум на основі кремнійорганічних каучуків.

Гуми з фторкаучуків стійки до дії озону, сонячного світла і ін. Атмосферних чинників, а також мікроорганізмів. Вони перевершують гуми з усіх ін. Синтетичних каучуків по стійкості до масел, палив, розчинників, гідравлічних рідин, концентр. кислотам, перекису водню і до інших сильним окіслітелям.в сильних неорганічних кіслотахнаіболее стійкі перекисні і радіаційні вулканізат, в середовищі палив і олив - гуми, вулканізовану амінами.

Фторкаучуки - каучуки спеціального призначення, що застосовуються у виробництві виробів і деталей, в яких повинні поєднуватися висока стійкість до дії агресивних середовищ і теплостійкість. Фторкаучуки широко використовують для виготовлення різноманітних ущільнювачів і мембран, які тривалий час експлуатуються при температурах 200 ° С і вище в контакті з маслами, паливом, мастилами, розчинниками, кислотами і окислювачами. З фторкаучуков виготовляють рукава, шланги та трубки для гарячих агресивних рідин і газів. Важлива сфера застосування фторкаучуков - антикорозійний захист апаратури і деталей, що знаходяться в контакті з агресивними середовищами. Фторкаучуки застосовують при отриманні прогумованих тканин, використовуваних для виготовлення прокладок, діафрагм, вогнезахисної одягу і ін. На основі фторкаучуков отримують губчасті гуми, які характеризуються високою химстойкостью, хорошою електричної стійкістю і широким температурним інтервалом експлуатації, а також матеріали для ізоляції проводів і кабелів, що експлуатуються при високих температурах, і герметизуючі склади.

Поряд з твердими Фторкаучуки широко застосовують їх латекси, непрімер для виготовлення тонких плівкових матеріалів, просочення тканин, в тому числі азбестових.

Основні напрямки робіт в області синтезу і дослідження властивостей фторкаучуков і гум на їх основі - розширення температурного інтервалу експлуатації, зменшення залишкової деформації стиснення, розробка нових принципів вулканізації і методів переробки каучуков.для вирішення цих проблем необхідна розробка нових фторкаучуков з функціональними групами, що сприяють прискоренню вулканізації і отримання гум, які тривалий час здатні працювати при високих температурах в напруженому стані, а також пошук нових інгредієнтів ре Зіновій сумішей.

Полісульфони отримують поліконденсацією по реакції Фріделя - Крафтса моносульфонілхлорідов або дісульфонілхлорідов з вуглеводнями:

Реакцію проводять в розплаві при 230-320 ° С, а також в розчині сірковуглецю, нітробензолу або хлорованого дифеніл при 45, 120-140 і 160 ° С відповідно. Найбільш ефективні каталізатори - FeCl 3. SbCl 5. InCl 3. в присутності каталітичних кількостей (до 4%) цих речовин реакція протікає кількісно.

Мономери, що містять електроноакцепторні мостіковие групи, наприклад - SO 2 - або - CO -, не утворюють полімерів високої молекулярної маси. При поліконденсації моносульфонілхлорідов приєднання протікає виключно в пара-положення. Поліконденсація дісульфонілхлорідов з ароматичними вуглеводнями, що не містять електроноакцепторних груп, дає суміш 80:20 пара- і орто-заміщених структур. Зниження здатності ароматичного кільця після приєднання групи - SO 2 - до подальшого заміщення призводить до утворення практично лінійних структур, однак зі збільшенням молярної маси полімеру можливо сульфонірованіе і основний ланцюга, причому вдруге заміщаються переважно орто-заміщені фенільні кільця.

Побічні реакції: поликонденсация ароматичних цмклов під дією кислот Льюїса і окислювача з утворенням поліфеніленових блоків.

Остання реакція зводиться до мінімуму при розведенні сульфонілхлоріда розчинником, а також в присутності міді або деяких її солей і каталізується слідами Al або Fe.

Поліефірсульфона отримують поліконденсацією лужних солей дифенолу з ароматичними дігалогенідах, в яких атоми галогену активовані електроноакцепторні групою - SO 2 -.

Процес проводять в апротонних біполярних розчинниках при 130-140 ° С у відсутності каталізатора. Реакція протікає швидко і практично не супроводжується побічними процесами. Реакційна здатність фенолятов зростає зі збільшенням основності фенолів. Фторпохідні дігалогеніди активніше хлорпроізводних, а цезієві і калієві солі дифенолу активніше натрієвих. Наявність домішок води і ін. Нуклеофілів призводить до зменшення молярної маси. Застосування міді, її окислів або солей як каталізатора прискорює реакцію; використання цих сполук необхідно при поліконденсації сильнокислому фенолів. При наявності слідів лугу відбуваються гідроліз галогенида і розщеплення полімерного ланцюга по кисневого містка.

Поліефірсульфона - тверді, в основному аморфні термопласти білого кольору. Температури склування поліефірсульфона до 250 ° С. в залежності від методу отримання молярна маса може змінюватися від 3 до 230 тис. поліефірсульфона нерозчинні в воді і простих органічних розчинниках; розчиняються в полярних ароматичних і хлорованих вуглеводнях і апротонних біполярних розчинниках; стійкі до дії лугів, сильних мінеральних кислот і розчинів мінеральних солей, розчинні в концентрованої сірчаної кислоти, яка сульфируют і розщеплює ланцюг полісульфони.

Полісульфони стабільні при нагріванні на повітрі до 400 ° С. швидке розкладання починається при 460-500 ° С як на повітрі так і в аргоні, і в вакуумі. При цьому перш за все виділяється SO 2 і утворюється поліфеніленовая ланцюг. При наявності в ланцюзі метильних груп можливо їх відщеплення або розрив по зв'язку С - С між алифатическим містком і фениленові циклом. Подальший розпад протікає по зв'язках С - О - С з утворенням поліфенолів складної будови полісульфони містять в ланцюзі містки - О - і - SO 2 -. більш термостабільні, ніж полісульфони містять лише містки - SO 2 -.

Фізичні та електричні властивості полісульфони дуже незначно змінюються в широкому інтервалі температур. Так, властивості поліефірсульфона застосовуваного в промисловості під назвою "полисульфон" (Ar = n. N '-діфенілендіметілметан, молярна маса 25-60 тис.), Не змінюються в інтервалі від -100 до 175 ° С, а також при тривалому нагріванні при 140 ° С на світлі.

У таблиці наведено деякі властивості випускаються в США самозатухающих поліефірсульфона марок "полисульфон", "Астрель 360" і "арілон". Полісульфон і арілон за механічними властивостями близькі полікарбонату, але значно менше схильні до повзучості. Полісульфон армований близько 30% короткорезанниє скловолокна, має модуль пружності при розтягуванні 7600 МН / м 2. відносне подовження 2%, щільність 1.4г / см 2.

ПЕРЕРОБКА ТА ЗАСТОСУВАННЯ:

Все поліефірсульфона можна переробляти пресуванням (200 ° С для полісульфону, 360 ° С для Астрель), литтям під тиском і екструзією. Волокна і плівки формують також з розчинів в хлороформі. Промислові марки поліефірсульфона випускають у вигляді прозорих, безбарвних або забарвлених гранул.

Полісульфон застосовують зазвичай без додавання модифікаторів і пластифікаторів для виготовлення конструкційних деталей, електротехнічних виробів, а також виробів для упаковки харчових продуктів, металізованих матриць для друкарських кліше, плит та труб, для приготування клеїв і лаків, сполучних в виробництва склопластиків. З арілона виготовляють корпусу електрохімічних батарей супутників, трубопроводи для харчової промисловості, сполучну арматуру конструкційних деталей, листи, труби, захисні шоломи.

Астрель 360 рекомендують для виготовлення електротехнічних виробів (котушки, вимикачі, перемикачі і т.д.), а його модифікацію Астрель 380 - для отримання плівок, волокон, клеїв, лаків і покриттів.

Полісульфон випускають в США з 1965 року (в 1967 році 5000 тонн, в 1970 близько 6500 тонн).

У цьому рефераті я показав основні властивості 3-х класів полімерів. З усього вищеописаного можна відповісти на питання: який полімер можна використовувати на виробництві для виготовлення того чи іншого виду продукції.

У фторкаучуків є одна важлива властивість, вони не підтримують горіння. Саме тому їх застосовують для виготовлення протипожежних костюмів, для цього використовується фторкаучук армований азбестовою тканиною. Вони мають гарну стійкість до агресивних середовищ, не проводять електричний струм, саме тому їх застосовують в якості ізоляторів.

Полісульфон, використовують для виготовлення упаковок харчових продуктів, при виробництві клеїв, лаків, труб, плит, а також сполучних елементів при виробництві склопластиків.

Енциклопедія полімерів, том 2, стор. 760-764

Енциклопедія полімерів, том 3, стор. 638-641, 799-805.

А.Ф. Миколаїв, Синтетичні полімери та пластичні маси на їх основі. Київ-Ленінград: Хімія, 1966.