Полиолефины.

Полимеры на основе непредельных алифатических углеводородов (пропилена, этилена, изобутилена) известны сравнительно давно. Однако широкому использованию в автомобильной отрасли мешают такие моменты, как низкий модуль упругости, ползучесть и др. Однако последние разработки ряда фирм позволили получить материалы, лишенные указанных недостатков.

До недавнего времени органические перекисные соеди­нения были практически единственным классом сшиваю­щих агентов, широко применяемым в промышленности для пространственного структурирования полиолефинов.

Обладая рядом достоинств, перекисное сшивание по­лиолефинов имеет следующий существенный недостаток: на действующем технологическом оборудовании интервал между температурой переработки композиций и темпера­турой их сшивания составляет 30—40 °С, поэтому возмож­но преждевременное структурирование полимера.

Рядом зарубежных фирм: «Сумитомо бакелайт», «Дау Корнинг» (Dow Corning) и др. освоен промышленный вы­пуск сшивающихся композиций на основе полиэтилена (молдэкс, моносил, сиопласт), в которых сшивающими агентами являются органосилановые соединения [3.8].

Способ получения химически сшитого полиэтилена, разработанный фирмой «Дау Корнинг», отличается высо­кой производительностью и сравнительно низкими капи­тальными вложениями. По своим свойствам получаемый материал аналогичен полиэтилену, сшитому известными способами (радиацией или органическими перекисями). Он обладает повышенной нагревостойкостью, стойкостью к растрескиванию под действием атмосферных условий, высокой влагостойкостью, прочностью при длительной эксплуатации, а также не плавится. По новой технологии можно выпускать из сшитого полиэтилена трубы, пленки,, листовой пеноматериал и изделия, изготавливаемые литьем под давлением или выдуванием. Торговая марка материала сиоплас (Sioplas).

Сшивание проводится на обычном оборудовании (лить­евых машинах, экструдерах и т. п.), когда полимер нахо­дится в твердом состоянии, что исключает изменение прочности и размеров готовых изделий. Сшиваемый мате­риал состоит из двух компонентов — силилированного со­полимера этилена и сухой смеси, содержащей катализа­тор процесса сшивания. Эти компоненты могут -длитель­ное время храниться раздельно; сшивание осуществляется при их смешении (соотношение компонентов 95:5) под действием влаги. Молекула конечного сополимера пред­ставляет собой цепь полиэтилена с боковыми алкоксиси-лильными группами; процесс сшивания идет по связям Si—О—Si, а не С—С применения других методов.

Переработка сшиваемого полиэтилена не представляет
затруднений и осуществляется обычным способом. Гото­вые изделия больших размеров рекомендуется обрабатывать острым паром низкого давления (около 1000 гПа) в течение приблизительно 24 ч, сшивать материалы мел­ких деталей и тонких пленок можно путем их погружения в воду (холодную или горячую). Плотность сшивания за­висит от толщины стенок изделий, температуры и дли­тельности выдержки во влажной среде. При этом повыша­ется также стойкость полиэтилена к воздействию УФ-из-лучения. По сравнению с процессами, в которых для сшивания полиэтилена используются перекиси, производи­тельность нового процесса выше в 4 раза. Другим его достоинством является одностадийность. Ассоциацией по биологическим исследованиям в британской промышлен­ности сшитый таким способом полиэтилен допущен для применения в контакте с питьевой водой.

Физико-механические свойства некоторых марок поли­этилена, сшитого органосиланами, представлены в табл. 3.4 в сравнении с несшитым полиэтиленом.

Таблица 3.4.

Показатели полиэтилена, сшитого органосиланами

Несмотря на то что сшитые полиолефины обладают улучшенными свойствами, области их применения пока довольно ограничены. Из наиболее крупных областей при­менения можно назвать: термоусаживающиеся пленки, свойства и области применения которых известны за рубе­жом и в нашей стране, сшитые пенопласты и производство электрических проводов и кабелей высокого напряжения. Значительно меньше освоено применение сшитых полиме­ров для производства фасонных изделий. К таким изде­лиям относятся, например, термоусаживающиеся изделия из радиационно-сшитого полиэтилена и литьевые детали из химически сшитого полиэтилена.

Термоусаживающиеся изделия могут найти широкое применение в электротехнической и радиоэлектронной промышленности. Сущность их применения основана на «эффекте памяти формы». Если отформованную деталь из сшитого полиолефина нагреть выше температуры плавле­ния несшитого (линейного) полимера, растянуть и в рас­тянутом состоянии охладить, то приданная форма будет «заморожена» благодаря образованию кристаллических зон. Таким образом в ориентированных деталях можно «заморозить» преимущественно радиальные напряжения. В таком состоянии термоусаживающиеся изделия постав­ляются потребителю. При монтаже потребитель надевает ориентированную деталь на необходимый предмет и под­вергает его кратковременному нагреву. Кристаллизован­ные зоны при нагреве исчезают, замороженные радиаль­ные напряжения снимаются, и деталь приходит в исход­ное отформованное состояние.

Если термоусаживающаяся деталь в процессе возврата в свое исходное состояние встречает сопротивление со стороны изолируемого предмета, она, сжимаясь, плотно его обжимает. Термоусаживающиеся изделия с радиальной усадкой, равной практически 95 %, и с аксиальной усадкой не бо­лее 5 % обеспечивают герметичное и прочное соединение колпачка или переходника с выбранным сердечником [3.9], например кабелем. В дальнейшей перспективе области применения композиций на основе сшивающихся полиолефинов значительно расши­рятся.