Термопластичные полимеры

Термопласты способны работать при температурах не выше 60—70°С поскольку выше этих температур их физико-механические свойства резко снижаются. Некоторые теплостойкие пластмассы способны работать при 150—200 °С, а термостойкие полимеры с жесткими цепями устойчивы до 400—600 °С.

Предел прочности термопластов изменяется в пределах 10—100МПа, модуль упругости — (1,8—3,5)-10³ МПа. Длительное статическое нагружение термопластов вызывает появление вынужденно-эластической деформации и снижает их прочность.

Полиэтилен это полимер этилена.

Его получают полимеризацией бесцветного газа этилена при низком и высоком давлении. Полиэтилен низкого давления (ПЭНД) имеет высокую плотность и кристалличность до 74—95%. ПЭВД отличается пониженной плотностью и содержит в структуре до 55—65% кристаллической составляющей.

Полиэтилен способен длительное время работать при 60—100 °С. Морозостойкость достигает -70 "С и ниже. Химически стоек и нерастворим в растворителях при 20 °С.

Полиэтилен применяют для изоляции защитных оболочек кабелей проводов, деталей высокочастотных установок и для изготовления коррозионностойких деталей — труб, прокладок, шлангов. Его выпускают в виде пленки, листов, труб, блоков.

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

Полистирол относится к группе синтетических полимеров класса термопластов, получаемый в промышленности полимеризацией стирола.

Полистирол - твердое и бесцветное стеклоподобное вещество, которое пропускает до 90% лучей видимого спектра, имеющий преимущественно линейное строение, его плотность 1,05г/м^3.

Полимер обладает слабой полярностью, имея высокие диэлектрические свойства, они мало зависимы от частоты тока и температур. Он не растворяется в спиртах, очень устойчив к кислотам, щелочам и воде. Полимер легко формируется и окрашивается, легко обрабатывается механическими способами, хорошо склеивается, он обладает высокой влагостойкостью и морозостойкостью, низким водопоглощением.

Полистирол применяют для производства слабонагруженных деталей и высокочастотных изоляторов.

Недостатками свойств полистирола являются его хрупкость при пониженных температурах, склонность к постепенному образованию поверхностных трещин.

Фторопласт-4 (политетрафторэтилен) имеет аморфно-кристаллическую структуру. Скорость кристаллизации зависит от температуры в очень малой степени до 250 °С и не влияет на его механические свойства. Температурный порог длительной эксплуатации фторопласта-4 ограничивается 250°С. Он относительно мягок. Применяют для изготовления труб, клапанов, насосов, шлангов, а также используют в качестве низкочастотного диэлектрика.

Фторопласт-4 отличается чрезвычайно высокой стойкостью к действию агрессивных сред: соляной, серной, плавиковой, азотной кислот, царской водки, пероксида водорода, щелочей. Он разрушается под действием расплавов щелочных металлов, а также фтора и фтористого хлора при повышенных температурах. Фторопласт-4 не горит и не смачивается водой и многими жидкостями.

Политетрафторэтилен не охрупчивается до -269 °С. Он сохраняет гибкость при температуре ниже -80°С. Фторопласт-4 имеет низкий коэффициент трения (0,04), не зависящий от температуры плавления (327 °С) кристаллической составляющей.

Недостатками фторопласта-4 следует считать его токсичность вследст­вие выделения фтора при высоких температурах, хладотекучесть и трудность переработки из-за отсутствия пластичности.

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

Полиметилметакрилат (органическое стекло) – аморфный, бесцветный, прозрачный термопласт. При нагреве до 80 °С начинает размягчаться, а при 105—150 °С становится пластичным. Основным критерием, определяющим его пригодность, является прочность. Повышение механических свойств органических стекол осуществляют путем двухосного растяжения при нагреве до температуры, превышающей температуру размягчения. Механические свойства органических сте­кол зависят от температуры .

Стекла с ориентированными макромолекулами менее чувствительны к концентраторам напряжений, более стойки против «серебрения». «Серебро» органических стекол — результат появления на поверхности и внутри материала мелких трещин, образующих полости с полным внутренним отражением. Дефект является результатом действия внутренних напряжений, возни­кающих в связи с низкой теплопроводностью и высоким температурным коэффициентом линейного расширения.

Проблема повышения ударной вязкости и термостойкости органических стекол помимо их вытяжки в пластическом состоянии (ориентированные стекла) решается применением многослойных стекол (триплексов), полученных склеиванием двух листов из органического стекла с помощью бутварной опенки.

Органические стекла не подвержены действию разбавленных кислот, щелочей, углеродных топлив и смазок, растворяются в органических кислотах (уксусной, муравьиной), хлорированных углеводородах.

Органическое стекло выпускается промышленностью в виде листов толщиной 0,8—24 мм. Его используют в автомобилестроении и других отраслях техники. Из оргстекла изготавливают оптические линзы, детали светотехнических устройств.

Поливинилхлорид (ПВХ) — стоек во многих средах: воде, щелочах, разбавленных кислотах, бензине. Размягчается при температуре, близкой к 70 °С. Поливинилхлорид используют в виде винипласта и пластиката. Винипласт содержит стабилизаторы (карбонаты металлов) и представляет собой непрозрачное твердое вещество. Хорошо поддается механической обработке, легко сваривает различными клеями.

Материал применяют для облицовки ванн и в качестве защитного покрытия металлических емкостей. Склонен к хладотекучести, чувствителен к надрезам, отличается хрупкостью при низких температурах и низкой теплостойкостью. Выпускается промышленностью в виде лент, трубок. Его часто используют в качестве уплотнителя воздушных гидравлических систем, изолятора проводов и защитных оболочек аккумуляторных баков.

Полипропилен – синтетический термопластичный неполярный полимер, принадлежащий к классу полиолефинов. Продукт полимеризации пропилена. Твердое вещество белого цвета.

Полипропилен получают в промышленности путем полимеризации пропилена при помощи катализаторов.

Полипропилен обладает высокой стойкостью к кислотам, щелочам, растворам солей и другим неорганическим агрессивным средам

Одним из свойств полипропилена является высокая износостойкость. Это обуславливает широкое применение полипропилена в машиностроении, автомобилестроении и строительстве. Из полипропилена производят делали различного оборудования (холодильников, пылесосов, вентиляторов), в автомобилестроении из полипропилена делают амортизаторы, блоки предохранителей, детали окон, сидений, бамперы и детали кузова автомобилей и т.д.

Применение полимеров