Термопластичні полімери - студопедія

По відношенню до нагрівання полімери поділяються на термопластичні і термореактивні. Термопластичні полімери при нагріванні переходять з твердого агрегатного стану в в'язкотекучий, а при охолодженні знову тверднуть. Це властивість термопластичні полімери зберігають при багаторазових нагревах. До термопластичних полімерів відносяться полиолефини, поліаміди, полівінілхлорид, фторопласти, поліуретани.

Термопласти мають невисоку температуру переходу в в'язкотекучий стан, добре переробляються литтям під тиском, екструзією і пресуванням. Застосовуються термопласти як ізолятори, хімічно стійких конструкційних матеріалів, прозорих оптичних стекол, плівок, волокон, а також в якості сполучних для отримання композиційних матеріалів, лаків, клеїв і ін.

Поліетилен. молекула якого складається з багаторазово повторюваного ланки [-CH2 -CH2 -] n. являє собою продукт полімеризації етилену. Це щодо твердий і пружний матеріал, без запаху, білий в товстому шарі і прозорий в тонкому (див. Зразок 1.1). Для отримання забарвлених полімерів застосовують органічні барвники. Розрізняють поліетилен низького (ПЕНД), високого (ПЕВТ) і середнього (ПЕСД) тиску. Чим вище тиск, при якому отримують поліетилен, тим вище його щільність, ступінь кристалічності, міцність, твердість і теплостійкість матеріалу. Поліетилен легко переробляється різними методами, стійкий до ударних і вібраційних навантажень, агресивних середовищ і впливу радіації, має високу морозостійкість (до -70 ° С). Однак у присутності сильних окислювачів матеріали на основі поліетилену руйнуються. Поліетилен також схильний до старіння при впливі на нього світла. Для придушення незворотних процесів старіння поліетилену в нього (як і в інші термопласти) вводять спеціальні добавки - стабілізатори: антиоксиданти, антіозонати, світлостабілізатори, антипірени (для зниження горючості), антистатики і пластифікатори. Поліетилен застосовують для виготовлення труб, литих і пресованих несилових деталей, плівок, ізоляції проводів і кабелів, а також в якості захисних покриттів металів від корозії.

Поліпропілен - похідна етилену, жорсткий нетоксичний матеріал з більш високими фізико-механічними властивостями. У порівнянні з поліетиленом більш теплостоек, зберігає форму до 150 о С, однак морозостійкість нижче, до - 15 о С.

Застосовується для виготовлення труб, деталей автомобілів, мотоциклів, холодильників, корпусів насосів, ємностей, плівок (див. Зразок 1.2).

Полівінілхлорид - аморфний полімер білого або світло-жовтого кольору, має високі діелектричні властивості, атмосферної і хімічну стійкість, стійкий до мастил та бензину, негорючий. Непластифікований полівінілхлорид називається вініпластом (див. Зразок 1.3). Вініпласт має високу механічну міцність і володіє хорошими електроізоляційними властивостями, легко формується, добре піддається механічній обробці, склеюється і зварюється, крихкий при негативних температурах (робочий діапазон температур від - 10 до + 70 ° С). При нагріванні розкладається з утворенням особливо отруйних речовин і при пожежі становить значну небезпеку. Вініпласт добре приклеюється до металу, деревини, бетону. З вініпласту виготовляють різні вироби - крани, клапани, засувки, деталі насосів, вентиляторів, облицювальну плитку, труби та ін. При введенні в полівінілхлорид пластифікаторів виходить пластикат, який має високу морозостійкість. Пластикат застосовується для виготовлення ізоляції проводів, ізоляційної стрічки, а також для виготовлення труб і різних покриттів.

Політетрафторетилен - (фторопласт-4) є фторопроізводним продуктом етилену. У в'язкотекучий стан переходить при температурі 423 ° С, а при 420 ° С сильно окислюється, тому литтям під тиском і екструзією його не переробляється. Крім того, при цих температурах виділяється токсичний фтор. Фторопласт-4 пресують при температурі 380 ° С. Матеріал має високу термостійкість, стійкий до дії кислот, лугів, окислювачів, розчинників, негигроскопичен. Фторопласт-4 має дуже низький коефіцієнт тертя, зберігає пружні властивості до 269 ° С.

Фторопласт-4 застосовується для виготовлення ущільнюючих елементів, мембран, фурнітури, деталей антифрикційного призначення, а також, завдяки високим діелектричним властивостям, для виготовлення високочастотної апаратури, кабелів, конденсаторів та ін. З фторопласта-4 виготовляють дуже тонкі ізоляційні плівки товщиною до 0,005 мм ( див. зразок 1.4).

Політріфторхлоретілен - (фторопласт-3) - полімер стійкий до дії кислот, лугів, окислювачів, розчинників, діапазон робочих температур від -195 до +125 ° С. Переробляється литтям під тиском, екструзією і пресуванням. Застосовують для виготовлення труб, шлангів, фурнітури, захисних покриттів, низькочастотних діелектриків, плівок, а також для термо- і вологостійких покриттів (див. Зразок 1.5).

Малюнок 18.1 - Посуд з полістиролу, що імітує кришталь (страви, вазочки)

Малюнок 18.2 - Технічні вироби з полістиролу

Полістирол, отриманий емульсійних методом, використовується для виробництва пінопластів, що застосовуються в якості термоізоляційного матеріалу в будівництві, при виготовленні холодильників, а також для упаковки.

Полиметилметакрилат - (органічне скло) - прозорий полімер, стійкий до дії розбавлених кислот і лугів, бензо- і маслостоек, володіє оптичною прозорістю, морозостійкий (до -60 ° С), розчиняється в ефірах і кетонах, в органічних розчинниках, ароматичних і хлорованих вуглеводнях . При температурі +105. +150 ° С пластичний. Переробляється литтям під тиском, екструзією, пресуванням. Має невисоку твердість. Застосовується для виготовлення світлотехнічних виробів, оптичних лінз, радіодеталей (див. Зразок 1.8).

Поліаміди - (капрон, нейлон та ін.) - полімер, що володіє хорошими механічними властивостями, високу зносостійкість. Поліаміди набухають в маслі і бензині, не розчиняються в багатьох розчинниках, стійкі до ударних навантажень і вібрацій. Використовуються з наповнювачами, в якості яких застосовується скловолокно до 30% або графіт до 10%. Застосовуються для виготовлення зубчастих коліс (рисунок 18.3), зірочок ланцюгових передач, коліс відцентрових насосів, підшипників ковзання, а також нанесення захисних покриттів (див. Зразок 1.9).

Поліуретани - полімери, що володіють високою еластичністю, морозостійкістю (до -70 ° С), зносостійкість, стійкі до дії розбавлених органічних і мінеральних кислот і масел. Застосовуються для виготовлення труб, шлангів, ущільнювачів, приготування клеїв для склеювання металів, скла, кераміки (див. Зразок 1.10).

Поліетилентерефталат (лавсан) - полімер, що володіє високими властивостями міцності, стійкий до дії ультрафіолетових і рентгенівських випромінювань, негорючий, діапазон робочих температур від - 70 ° С до +255 ° С, легко металлизируются алюмінієм, цинком, оловом і іншими металами, в 10 разів міцніше поліетилену, гігроскопічний, добре зварюється ультразвуком і склеюється поліефірним лаком. Лавсан застосовується для тепло-

Малюнок 18.3 - Деталі антифрикційного призначення з поліамідів

стійкою ізоляції обмоток трансформаторів, електродвигунів, кабелів, деталей радіоапаратури, а також в якості корду в ремінних передачах, різних транспортерних стрічках, основи магнітофонних стрічок, як матеріал (ПЕТФ) пляшок для напоїв (див. зразки 1.12).