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 60-70 °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 и циклической струк­турой устойчивы до 400-600 °С.

Предел прочности термопластов составляет 10-100 МПа, мо­дуль упругости — (1,8-5-3,5) 10³ МПа. Длительное статическое нагружение термопластов вызывает появление вынужденно-элас­тической деформации и снижает их прочность. С увеличением скорости деформирования вынужденно-эластическая деформация отсутствует, и появляются жесткость и хрупкое разрушение.

Наличие в структуре полимеров кристаллической составляю­щей делает их более прочными и жесткими.

Полиэтилен получают полимеризацией бесцветного газа эти­лена при низком и высоком давлении.

Полиэтилен высокого давления (ПЭВД) (ГОСТ 16337-77). Это продукт полимеризации этилена, получаемый при высоком давлении в трубчатых реакторах и реакторах с перемешивающим устройством с применением инициаторов радикального типа. Вы­пускается в виде гранул размером 2-5 мм. Это один из самых дешевых полимеров, обладающий высокими физико-механически­ми и технологическими свойствами. Он поддается всем видам пе­реработки, свойственным термопластам, относительно прочен, пла­стичен, является хорошим диэлектриком. Стоек к щелочам и кис­лотам (серной, соляной и плавиковой), но разрушается в азотной кислоте, хлоре и фторе.

Макромолекулы полиэтилена низкого давления имеют более раз­ветвленное строение. В результате ПЭНД отличается пониженной плотностью. С увеличением плотности и кристалличности поли этилена возрастают его прочность и теплостойкость. 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 коррозионно-стойких 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 старение в 30 раз.

Отходы производства полиэтилена и отработанные изделия из него используют для повторной переработки.

Сополимеры стирола (ГОСТ 12271-76). Это трехкомпонентные сополимеры с акрилатами, предназначенные для изготовления изде­лий технического и бытового назначения методом литья под давле­нием. Выпускают в виде гранул размерами 3 × 5 мм, окрашенными и неокрашенными.

Стандарт регламентирует марки сополимеров стирола:

МСН, МСН-Л — продукты сополимеризации стирола с метил-метакрилатом и нитрилом акриловой кислоты. Предназначены для изготовления изделий автомобильной, радиотехнической и при­боростроительной промышленности.

Сополимер стирола марки МСН-Л имеет высокие показатели текучести расплава, что дает возможность изготовлять крупнога­баритные и тонкостенные изделия.

Свойства сополимеров стирола, а также красители для них нор­мируются стандартом.

Полистирол общего назначения (ГОСТ 20282-86). Это про­дукт полимеризации стирола в массе или в суспензии, или в эмуль­сии. Предназначен для изготовления изделий различными мето­дами термоформирования.

Полистиролу присущи высокие диэлектрические свойства, удов­летворительная механическая прочность, невысокая рабочая тем­пература (до 100 °С), химическая стойкость в щелочах, минераль­ных и органических кислотах, маслах. Он набухает в 65 %-ной азотной, ледяной уксусной кислотах, бензине и керосине. При тем­пературах выше 200 °С разлагается, образуя стирол.

Полистирол применяют для производства слабонагруженных деталей и высокочастотных изоляторов.

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

Фторопласт-4 (политетрафторэтилен) (ГОСТ 24222-80). Неполярен, 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, так как 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. 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 становится хруп­ким до -269 °С. 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 покрытий на металлах, а также электрорадио­технических деталей.