9. Пэнп и пэвп.

Полиэтилен (ПЭ) получают полимеризацией мономера этилена. Общая структурная формула полиэтилена (–СН2 – СН2–)n.

Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) получают при высоком (до 350 МПа) давлении, поэтому по устаревшей отечественной номенклатуре он называется полиэтиленом высокого давления (ПЭВД). Плотность 910-935 кг/м3; ММ=30-500 тыс. Выпускается, как правило, стабилизированным в виде гранул. Главная особенность молекулярной структуры – разветвленность строения. Поэтому имеет рыхлую аморфно-кристаллическую структуру.

Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) получают с использованием катализаторов Циглера-Натта при сравнительно низком давлении (0,3-4,0 МПа), а также газофазным методом при среднем давлении, что является основанием для обозначения этого продукта также вносящими путаницу отечественными аббревиатурами ПЭНД и ПЭСД. Температура плавления 125-132°С; ММ=(70-350) тыс.; плотность 945-975 кг/м3. Выпускается стабилизированным в виде гранул или зернистого порошка.

Структурная особенность ПЭВП состоит в линейности его молекулярной организации. Поэтому содержание кристаллической фазы в ПЭВП достигает 80%.

10. Поливинилхлорид (ПВХ) получают полимеризацией газообразного хлорсодержащего этилена. Общая структурная формула полиэтилена (–СНCl – СН2–)n.

Поливинилхлорид содержит до 60% атомов хлора, что придает ему негорючесть. Плотность ПВХ превышает в 1,5 раза плотность полиэтилена. Для облегчения переработки полимера в изделия в него вводят пластификаторы. Поливинилхлорид, смешанный с пластификатором, называют пластикат ПВХ. Высокая пластичность пластиката ПВХ позволяет формовать из него детали интерьера автомобиля, получать искусственную кожу, использовать в производстве линолеума.

Пластикат ПВХ имеет хорошую морозостойкость и обладает высокой стойкостью к воздействию кислот, щелочей, спирта, бензина, смазочных масел и воды. Поэтому его широко применяют для изготовления труб, используемых в водоснабжении и канализации, а также технологических трубопроводов. Основным недостатком пластиката ПВХ является резкое снижение его прочности при температуре свыше 60 °С и необратимая деформация при длительном воздействии нагрузки.

11. Полистирол (ПС) получают путем полимеризации стирола.

Полистирол – твердое прозрачное вещество с плотностью, близкой к плотности воды. Хорошо растворяется во многих органических растворителях, но химически стоек в среде большинства кислот и щелочей. Безвреден, поэтому он широко применяется в строительстве в качестве внутренней облицовки жилых помещений. Массовое применение получил пенополистирол для теплоизоляции зданий и сооружений. Однако изделия из него работоспособны при нагреве только до 60 °С. При нагреве до более высоких температур, например при пожаре, происходит выделение ядовитых продуктов его термического разложения.

Основной недостаток полистирола является его хрупкость. Для устранения хрупкости стирол совмещают с другими полимерами. Продукты сополимеризации полистирола с другими полимерами – АБС сополимеры (АБС – аббревиатура акрилонитрил-бутадиеновый каучук-стирол). АБС сополимеры ударостойки, стойки к воздействию бензина и смазочных масел, допускают эксплуатацию при температуре свыше 80 °С. Они также обладают высокой пластичностью и хорошо перерабатываются в изделия методами обработки давлением. Широко используются в конструкции автомобиля для изготовления приборных панелей и облицовки салона. Недостаток АБС сополимеров – высокая стоимость.

12. Полиметилметакрилат ПММА (органическое стекло) – продукт полимеризации эфиров метакриловой кислоты. Наибольшее применение получило органическое стекло на основе полиметилметакрилата.

Это прозрачный бесцветный полимер, устойчивый к воздействию света и атмосферной среды. Органическое стекло пропускает свыше 70% ультрафиолетовых лучей, в то время как обычное силикатное стекло – менее 1%.

При температуре свыше 90 °С органическое стекло становится пластичным и легко поддается обработке методами обработки давлением, что позволяет использовать его для изготовления крупногабаритных прозрачных деталей, например, в авиационной промышленности.

Детали из органического стекла легко склеиваются клеем, состоящим из его раствора в органическом растворителе, например, в дихлорэтане. Детали из органического стекла могут быть сварены одна с другой путем приложения давления на соединяемые поверхности, предварительно нагретые до 150 °С. Эти свойства органического стекла открывают дополнительные возможности для изготовления из него крупногабаритных изделий и конструкций любой сложной формы.

13. Фенолформальдегидные полимеры (ФФП) получают поликонденсацией фенола и формальдегида. В зависимости от технологических параметров процесса поликонденсации могут быть получены как термопластичные (новолачные), так и термореактивные (резольные) разновидности фенолформальдегидных полимеров.

В зависимости от вида наполнителей, ассортимент которых чрезвычайно разнообразен, фенопласты могут быть порошкообразными (пресс-порошки), волокнистыми (волокнит, асбоволокно, фаолит) или слоистыми (гетинакс, текстолит, стеклотекстолит, асботекстолит, органотекстолит и др.).

Композиционные материалы на фенолформальдегидном связующем называют фенопластами. К недостаткам фенолформальдегидных полимеров следует отнести их хрупкость и недостаточную химическую стойкость в окислительных и щелочных средах.

14. Эпоксидные полимеры (ЭП) получают поликонденсацией фенола и продукта химического взаимодействия глицерина с пропиленом. ЭП относятся к низкомолекулярным полимерам, которые под действием веществ, химически с ними взаимодействующих (отвердителей) способны переходить из термопластического в термореактивное состояние, превращаясь в неплавкие нерастворимые продукты. ЭП содержат, как правило, по концам своих олигомерных макромолекул две или более эпоксидных группы.

В зависимости от ММ эпоксидные смолы при Т=20°С могут быть жидкими, вязкими или твердыми. ЭП могут модифицироваться другими олигомерами, а также эластомерами и полимерами, отверждаться как при нагревании, так и на холоду.

В неотвержденном состоянии самостоятельных потребительских свойств ЭП не имеют. Без наполнителей используются главным образом в качестве клеев. В отвержденном состоянии сочетают высокие прочностные характеристики с высокой химической стойкостью при высокой теплостойкости: в зависимости от вида отвердителя они работоспособны до 150 °С.

К конструкционному недостатку эпоксидных смол следует отнести их хрупкость, что успешно преодолевается путем модифицирования эпоксидных смол другими полимерами.

15. Полиэфиры (ПЭ) (в основной цепи их макромолекул содержатся регулярно повторяющиеся сложноэфирные группы – СО – О –) получают путем поликонденсации спиртов и кислот. В зависимости от исходного сырья и технологических параметров процесса могут быть получены как термопластичные, так и термореактивные разновидности полиэфирных смол. Наиболее широко используемый вид полимеров на основе полиэфирных смол – лавсан (полиэтилентерефталат). Его применяют для производства синтетических волокон, гибких пленок, высокопрочной электроизоляции проводов и др. В отвержденном состоянии полиэфиры обладают высокой водостойкостью, хорошо противостоят воздействию масел, кислот и многих органических растворителей. Полиэфиры являются хорошими диэлектриками.

Рабочая температура эксплуатации полиэфиров не превышает 100 °С. Поэтому стеклопластики на полиэфирном связующем используются преимущественно в строительстве в качестве несиловых конструкций и для изготовления деталей электротехнического назначения. Технология отверждения полиэфирных смол достаточно сложна. Для их отверждения необходим ускоритель процесса и другие добавки.

16. Полиуретаны (ПУ) получают путем поликонденсации изоцианатов с многоатомными спиртами и с простыми или сложными полиэфирами.

ПУ отличаются большим разнообразием свойств. В зависимости от вида исходного сырья и технологических параметров процесса поликонденсации могут быть получены термопластичные и термореактивные разновидности полиуретанов. Свойства полиуретанов могут быть изменены от эластичных до жестких, они могут быть изготовлены мягкими и твердыми.

Общими свойствами для всех разновидностей полиуретанов являются стойкость к вибрации, хорошая демпфирующая способность, бензо- и маслостойкость, низкое водопоглощение. Полиуретаны могут эксплуатироваться в широком диапазоне температур –60...+150 °С.

Широкое применение получили пенополиуретаны. Жидкий пенополиуретануретан может быть закачан в любые полости, где после затвердевания он обеспечивает хороший уровень тепло- и шумоизоляции. Его можно напылить на поверхности любой формы слоем практически любой толщины. Другим крупным потребителем пенополиуретанов является строительная индустрия, где их используют для герметизации и теплоизоляции стыков строительных конструкций.

17. Полиамиды (ПА) получают в процессе поликонденсации капролактама, который, в свою очередь, получают из фенола.

Наибольшую известность и широкое применение получили полиамиды под названием капрон и нейлон. Из них производят высокопрочные синтетические волокна, которые широко применяются для изготовления тканых изделий промышленного и бытового назначения. Полиамидные волокна используют в производстве шинного корда, буксирных канатов, рыболовецкой снасти и изделий широкого потребления.

Полиамиды имеют высокую прочность, хорошо противостоят ударным и вибрационным нагрузкам, имеют хорошие антифрикционные и диэлектрические свойства, химически стойки в щелочной среде, стойки к воздействию масел, бензина, спиртов, могут работать в тропических условиях. Отмеченные свойства полиамидов используются в изделиях из них, таких как шестерни, приводные ремни, детали ткацких станков, масло- и бензопроводы, роторы насосов и турбобуров, детали узлов трения, детали электротехнического и медицинского назначения и др.

Эксплуатационные свойства полиамидов резко улучшаются при их использовании в составе композиционных материалов в качестве матрицы. К недостаткам полиамидов следует отнести их подверженность старению.

18. Полифторэтилен является продуктом полимеризации фторсодержащего полиэтилена. Иногда его называют фторопласт или тефлон. Фторопласт представляет собой мягкий, скользкий на ощупь полупрозрачный полимер сероватого цвета, обладающий необычно высокой для органического полимера теплостойкостью. Изделия из него выдерживают нагрев до 250 °С. Фторопласт обладает исключительно высокой химической стойкостью, на него не действуют любые кислоты и щелочи, он абсолютно негорюч, не смачивается и не поглощает воду и другие жидкости, является одним из лучших диэлектриков, что используется в электротехнической и электронной промышленности. Фторопласт имеет низкий коэффициент трения, что служит основанием для машиностроительного применения фторопласта в конструкции узлов трения скольжения.

Наибольшее применение получил фторопласт-4 на основе политет-рафторэтилена (ПТФЭ), в макромолекуле которого атомы фтора замещают ненасыщенные связи углеродной цепочки: