Термопластичные смолы

Термопластичные смолы являются высокомолекулярные соединения с линейной структурой макромолекул, размягчаются при нагревании и снова отвердевают при охлаждении, сохраняя при этом свои основные свойства, то есть являются термопластичными веществами.

Термопластичные смолы представлены в этой статье в виде  полимеров, например, такие как полиэтилен,полипропилен, полиизобутилен,полистирол и другие.

◊ Полипропилен

Полиэтилен ( -СН₂-СН₂ -)n-полимер с макромолекуламилинейного строения. В качестве исходного сырья для его изготовления применяют газ этилен СН₂=СН₂, получаемый из попутных нефтяных газов, а также путем пиролиза и крекинга нефти. По внешнему виду полиэтилен -твердый , слегка просвечивающийся белого цвета материал, жирный на ощупь,легко режущийся ножом.

Благодаря химической стойкости,механической прочности, морозостойкости,низкой газопроницаемости и водопоглощаемости, а также малой объемной массе полиэтилен широко применяют в технике и строительстве. При обычной температуре полиэтилен представляет собой высокоупругий материал.

При температуре выше 60⁰С он становитсяэластичным, а при 110-115 ⁰С приобретает пластичность.Относительное удлинение при разрыве , характеризующее упругость материала, достигает в интервале температур от -20 до +50 ⁰С 600 %.Предел прочности при разрыве зависит от температуры(рис-1).

Рисунок-1. Зависимость предела прочности при разрыве полиэтилена от температуры.

Зависимость предела прочности при разрыве полиэтилена от температуры.

Полиэтилен стоек к щелочам и кислотам(кроме азотной),водостоек и обладает высокими электроизоляционными свойствами. При обычной температуре он нерастворим в неорганических растворителях, но набухает в бензине и бензоле.полиэтилен обладает невысокой теплостойкостью,малой твердостью , на воздухе со временем стареет. Физико-механические свойства полиэтилена приведены в таблицу-1.

Таблица-1.Физико-механические свойства термопластичных смол

Физико-механические свойства термопластичных смол

При нагревании до 120⁰С он размягчается и становится мягким,как воск,поэтому из него легко изготовлять изделия прессованием,литьем под давлением,экструзией. В результате охлаждения после изготовления полиэтиленовые изделия дают усадку до 2-3%, что снижает возможность получения изделий с точными размерами.

При вытягивании в нагретом состоянии в процессе экструзии у полиэтилена наблюдается ориентация мол, что дает увеличение прочности при разрыве.Полиэтиленовые трубы весьма стойки к агрессивной среде, хорошо поглощают шумы, возникающие при движении в них жидкости. Вследствие высокой морозостойкости полиэтиленовая труба при замерзании в ней воды не разрывается, как металлическая, а лишь незначительно деформируется.

Предел прочности при растяжении полиэтиленовых труб равен 12 МПа при удлинении их на 200-350%. Из полиэтилена изготавливают пленку путем непрерывного выдавливания его через кольцевую щель головки экструзионной машины с последующим раздуванием полученной горячей цилиндрической трубы сжатым воздухом. Пленка применяется как электроизоляционный материал в электротехнике, как упаковочный материал в пищевой , а также химической и строительной промышленности.

Покрытие полиэтиленовой пленкой свежеуложенного цементобетона улучшает его механические свойства.Полиэтилен ВД в зависимости от относительного удлинения при разрыве выпускают четырех марок:ПЭ-150; ПЭ-300; ПЭ-450 и ПЭ-500.

Полипропилен

Полипропилен (–СН₃СН-СН₂–)n получают полимеризацией газа пропана СН₃-СН=СН₂, выделяемого из продуктов крекинга нефти или из других нефтепродуктов. В таблице-1 приведены основные показатели физико-механических свойств полипроаилена. По водо- и химической стойкости полипропилен не уступает полиэтилену.

По термостойкости и пределу прочности при растяжении превосходит его. К недостаткам полипропилена относятся малая твердость,горючесть,хрупкость при низких температурах ( изделия из него могут эксплуатироваться при температуре не ниже -15°С). Полипропилен применяется для изготовления труб, пленок и других изделий.

◊Полиизобутилен

Полиизобутилен [-СН₂– C(СН₃)₂]n представляет собой продукт полимеризации газа изобутилена СН₂=С(СН₃)₂, получаемого при крекинге нефти, а также дегидратацией изобутиленового спирта. Полиизобутилен-каучукоподобный материал (высокомолекулярный) или вязкая жидкость (низкомолекулярный) белого или светлого цвета.

Плотность его 910-930 кг/м³.Он водостойкий , устойчив к действию минеральных кислот ,щелочей и других агрессивных сред.Полиизобутилен значительно превосходит полиэтилен по эластичности, но обладает повышенной ползучестью.Полиизобутилен может применяться в смеси с различными наполнителями.Он идет на изготовление липких лент,линолеумных клеев, гидроизоляционных материалов.

Полиизобутилен хорошо совмещается с битумом,повышая его эластичность при отрицательных температурах.

Поливинилхлорид

Поливинилхлорид [-С₆Н₅СН –СН₂–]n-полимер ненасыщенного углеводорода-стирола С₆Н₅СН=СН.Стирол представляет собой бесцветную жидкость, нерастворимую в воде , но хорошо растворяющуюся в органических растворителях.

Полистирол получают блочной полимеризацией и полимеризацией в эмульсии. Основные физико-химические свойства полистирола приведены в таблицу-1. Он обладает хорошей водо-и химической стойкостью, прозрачностью,легкостьюпереработки в изделия.Недостатки полистирола-невысокая теплостойкость,горючесть и тенденция к растрескиванию при эксплуатации.

Полистирол перерабатывают в изделие главным образом способом литья под давлением 20-80 МПа в интервале 170-200˚С.Как аморфный полимер при литье он имеет большую усадку( примерно 0,4-0,6). Полистирол используют для производства декоративных стекол,плафонов и других архитектурных изделий, работающих в воде или агрессивных жидкостях.

Из него изготавливают цветные облицовочные плитки для внутренних и внешних стен.На основе полистирола получают пенопласты, которые которые применяют в строительстве в тепло- и звукоизоляционных слоях.

◊Поливинилацетат

поливинилацетат (-СН₂–СНСООСН₂–)n-полимер винилацетата СН₂=СНОСОСН₃-сложного эфира уксусной кислоты и винилового спирта СН₂=СН=СН, представляет собой бесцветную,легкоподвижнуюжидкость плотностью 1191 кг/м³.

Поливинилацетат -аморфный,прозрачный ,стеклообразный продукт.его молекулярная масса колеблется от 5000 до 500 000. поливинилацетат заметно набухает в воде и легко поддается воздействию сильных кислот и щелочей, обладает высокой адгезией к стеклу, коже, камням, поэтому он широко применяется в производстве эластичных,светостойких бесцветных лаков и клеев.

Поливинилацетатную эмульсию применяют в качестве пленкообразующего вещества в красках как добавку к бетону для повышения износостойкости, сопротивления разрыву, а также для приготовления полимербетона.

Основные технические показатели поливинилацетатной эмульсии следующие: содержание мономера не более 2 %, сухого остатка не менее 50%, дибутилфталата в составе сухого остатка 4-16%, рН эмульсии 4-4,5.

Инден-кумароновые полимеры

Инден-кумароновые полимеры-смеси продуктов полимеризации индена и кумарона. Инден С₉Н₈ и кумарон С₈Н₆О-бесцветные маслянистые жидкости, содержащиеся в сыром бензоле, продуктах нефтепереработки и в некоторых других видах сырья.

Инден-кумароновые полимеры (смолы) представляют собой твердые продукты от светло-желтого до темно-коричневого цвета .Плотность их 1050-1150 кг/м³, температура размягчения 50-150˚С. Показатели механических свойств этих смол низкие: предел прочности при сжатии 2-2,5, при растяжении 0,8÷1 МПа, ударная вязкость 0,15-0,25 Дж/м².

Эти смолы при нагревании хорошо совмещаются с льняным, тунговым и талловым маслами, хорошо противостоят действию щелочей и разбавленных кислот.Пластифицированные инден-кумароновые смолы применяются как связующее в пластобетонах, в производстве лаков и красок.

◊ Полиамидные смолы

Полиамидные смолы-продукты поликонденсации аминокислот с диаминами. Аминокислоты -органические соединения, названия которых связаны с наличием в их составе аминогруппы NH₂.Они всегда содержат карбоксиловые группы СООН, поэтому одновременно обладают и основными , и кислотными функциями.

Линейные макромолекулы этих смол характеризуются чередованием групп [CH₂]n и [CH₂]m, которые связаны между собой амидными группировками НN-СО.

Физико-механические свойства полиамидных смол приведены в таблицу-1. Полиамидные смолы, нерастворимые в обычных растворителях, хорошо растворяются в некоторых кислотах.Они относительно стойки к действию щелочей.

Из полиамидных смол вырабатывают синтетические волокна-найлон и капрон.Найлон характеризуется очень высокой прочностью при растяжении -до 630 МПа, он эластичен и обладает достаточно высоким тепло и морозостойкостью.

В строительстве полиамидные смолы применяют для изготовления пленок , арматуры для стеклопластиков идр.В США для улучшения сцепления затвердевшего цементобетона со свежеуложенным применяют специальные клеи, полученных на основе эпоксидных и полиамидных смол.

*****
РЕКОМЕНДУЕМ выполнить перепост статьи в соцсетях!
*****

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Беларуская моваEnglishFrançaisDeutschКыргызчаLatviešu valodaLietuvių kalbaLëtzebuergeschRomânăРусскийУкраїнська
Optimized with PageSpeed Ninja