Термопластичные пластмассы.

Основу термопластичных пластмасс составляют полимеры с линейной и разветвленной структурой. Помимо основы они иногда содержат пластификаторы. Термопласты способны работать при температурах не выше 60-70º С, поскольку выше этих температур их физико-механические свойства резко снижаются. Некоторые теплостойкие пластмассы способны работать при температурах 150-200º С, а термостойкие полимеры с жесткими цепями и циклической структурой устойчивы до 400-600º С. Предел прочности термопластов изменяется в пределах 10-100 МПа. Длительное статическое нагружение термопластов вызывает появление вынуждено-пластической деформации и снижает их прочность.

Полиэтилен – полимер этилена с преобладающим строением повторяющегося составного звена .

Удачное сочетание в полиолефинах механической прочности, химической стойкости, хороших диэлектрических показателей, низкой газо- и влагопроницаемости, легкости переработки в изделия всеми известными способами, низкой стоимости и доступности сырья позволили полиолефинам занять первое место в мире по валовому выпуску пластмасс.

Техническое применение нашел полиэтилен двух видов: полиэтилен высокого давления (ПЭВД), получаемый полимеризацией этилена при давлении при давлении 1000-3500 кгс/см², и полиэтилен низкого давления (ПЭНД), получаемый при давлении ниже 40 гкс/см².

Полиэтилен применяют для изоляции защитных оболочек кабелей проводов, деталей высокочастотных установок и для изготовления коррозионностойких деталей – труб, прокладок, шлангов.

Полиэтилен подвержен старению. Для защиты от старения в полиэтилен вводят сажу 2-3 %, замедляющую процесс старения в 30 раз.

Полистирол – имеет структурную формулу

Полистирол - аморфный, твердый, жесткий, прозрачный полимер, имеющий преимущественно линейное строение. Полистирол получают полимеризацией стирола (Реакцией полимеризации называют процесс соединения большого числа однородных молекул низкомолекулярного вещества с образованием макромолекул нового вещества без выделения каких либо побочных продуктов реакции.).

Полистиролу присущи высокие диэлектрические свойства, удовлетворительная механическая прочность, невысокая рабочая температура (до 100º С), химическая стойкость в щелочах, минеральных и органических кислотах, бензине и керосине. При температуре выше 200º С разлагается, образуя стирол. Полистирол применяют для производства слабонагруженных деталей и высокочастотных изоляторов.

Фторопласт – 4 (политетрафторэтилен).

Фторопласт – 4 имеет аморфно-кристаллическую структуру. Температурный порог длительной эксплуатации фторопласта-4 ограничивается 250º С. Он относительно мягок, поскольку аморфная фаза находится в высокоэластическом состоянии. Фторопласт-4 отличается чрезвычайно высокой стойкостью к действию агрессивных сред: соляной, серной, плавиковой, азотной кислот, царской водки, пероксида водорода, щелочей.

Фторопласт-4 не горит и не смачивается водой и многими жидкостями.

Политетрафторэтилен не охрупчивается до -269º С. Он сохраняет гибкость при температуре ниже -80º С и имеет низкий коэффициент трения (0,04).

Фторопласт-4 применяется для изготовления мембран, труб, вентилей, насосов, уплотнительных прокладок, манжет, антифрикционных покрытий на металлах, а также электрорадиотехнических деталей.

Термореактивные пластмассы.

Термореактивные пластмассы производят на основе термореактивных смол: фенолформальдегидных, аминоальгидных, эпоксидных, полиимидных, кремнийорганических, ненасыщенных полиэфиров. Пластмассы на основе этих смол отличаются повышенной прочностью, не склонны к ползучести и способны работать при повышенных температурах. Смолы в пластмассах являются связкой и должны обладать высокой клеящей способностью, теплостойкостью, химической стойкостью в агрессивных средах, электроизоляционными свойствами, доступной технологией переработки, малой усадкой при затвердевании.

Фенолформальдегидная (бакелитовая) смола - продукт поликонденсации фенола Н₅С₆ – ОН с формальдегидом Н₂СО.

Эпоксидные смолы содержат в молекулах эпоксидную группу:

Н₂С - СН -

О

В чистом виде эпоксидные смолы – вязкие жидкости, способные длительное время сохранять свои свойства без изменений. Они растворяются во многих органических растворителях (ацетон, толуол и др.) и нерастворимы в воде, бензине. В присутствии отвердителей ( амины, их производные, ангидриды карбоновых смол и др.) эпоксидные смолы быстро затвердевают, приобретая сетчато-пространственное строение. Отверждение смолы полимеризационный процесс, без выделения воды или низкомолекулярных веществ, и развивается равномерно в весьма толстом слое.

Кремнийорганические смолы (силиконы) содержат в составе элементарного звена макромолекулы атомов углерода и кремния. По строению макромолекулы могут быть линейными, разветвленными и пространственными.

Кремнийорганические полимеры широко используются в качестве связующих в производстве стеклотекстолитов, а также в производстве термостойких резин (каучук СКТ), лакокрасочных покрытий, клеев, герметиков

Глифталевые смолы (алкидные) получают поликонденсацией трехатомного спирта – глицерина НО - СН₂ - СНОН – СН₂ – ОН и фталиевого ангидрида

СО

Н₄С₆ О

СО

Глифталевые смолы имеют повышенную теплостойкость до 150º С. Они отличаются от бакелитовых смол повышенной эластичностью, стойкостью к старению при повышенных температурах и адгезией. Глифталевые смолы растворяются в ацетоне и спирте, стойки к действию воды и кислых сред и обнаруживают хорошие диэлектрические свойства. На основе глифталевых смол получают клеи и лаки.

Газонаполненные пластмассы.

Газонаполненные пластмассы представляют собой гетерогенные системы, состоящие из твердой или упругоэластичной фазы – связующего, газообразной фазы – наполнителя.

В зависимости от макроструктуры газонаполненные пластмассы делятся на пенопласты и поропласты. В пенопластах полимерная основа образует систему замкнутых изолированных ячеек, заполненных газом. В поропластах полимерная основа образует систему ячеек с частично разрушенными перегородками, сообщающихся между собой. Поропласты (губчатые материалы) эластичны. Получают поропласты, вводя в состав композиций вещества, способные выкипать при нагревании или вымываться водой, что и приводит к образованию пор. Поропласты выпускают в виде блоков с пленкой на поверхности. Они отличаются высокой способностью поглощать звуки (70-80 %)на технических частотах.

Пенопласты – жесткие материалы, имеют малую объемную массу от 20 до 300 кг/м³. замкнутая ячеистая структура придает им хорошую плавучесть и высокие теплоизоляционные свойства.