Пластмассы и полимеризация

Напротив, в случае неодинаковой полярности полимера и наполнителя, когда полимер «не смачивает» порошкообразный наполнитель, наблюдается понижение прочностных характеристик полимера. Впрочем, эффект «смачивания» может быть усилен применением поверхностно-активных веществ. В том случае, когда полимер «смачивает» наполнитель, хорошо распределен в нем или заранее ориентирован (слоистые пластики), прочность композиции по мере увеличения количества вводимого наполнителя повышается до определенного максимального предела, после чего она начинает уменьшаться. Это явление обусловлено происходящей ориентацией полярных групп полимера на границе раздела фаз в системе «полимер — наполнитель». Согласно такому представлению максимум прочности будет достигнут, когда слой «клея» будет бимолекулярным и его макромолекулы будут полностью ориентированы своими полярными частями к наполнителю (максимум наполнения). Усиливающееся действие наполнителя тем больше, чем меньше силы когезии в полимере, препятствующие тонкому распределению наполнителя. Однако технически трудно равномерно распределить огромный объем наполнителя в малом объеме связующего, поэтому степень наполнения практически ниже идеальной. Увеличение количества наполнителя выше максимального ведет к потере прочности композиции, так как появляется много частиц наполнителя, вовсе «не смоченных» полимером. Приведенное объяснение усиливающего действия наполнителя особенно наглядно приложимо к слоистым пластикам, где упорядоченный, ориентированный наполнитель диспергирует смолу в систему тонких ориентированных пленок.

Физико-механические свойства смол

Физико-механические свойства отдельных кремнийорганических смол практически не меняются в интервале температур от —100 до +300°С, а иногда даже и до +500°С. Имеются основания предполагать, что в будущем могут быть получены значительно более температуростойкие полимеры. Все смолы способны гореть, но одни загораются легко, другие трудно. К легковозгораемым смолам относятся полиэтилен и полистирол; к трудновозгораемым — фторопласты, мочевиноформальдегидные и многие кремнийорганические смолы. Термореактивные связующие (фенолоформальдегидные, мочевинофор-мальдегидные, кремнийорганические, эпоксидные и др.) более стабильны при повышенных температурах, чем термопластичные (полихлорвиниловые, полиэтиленовые, полистирольные, полиамидные, производные целлюлозы и др.). Однако термопластичные связующие удобнее применять при некоторых методах формования изделий. Кроме того, эти связующие, часто отличающиеся хорошей растворимостью в некоторых органических растворителях, удобно использовать для изготовления лакокрасочных материалов. Водопоглощение смол (за 24 часа) колеблется от 0 (полиэтилен, полифторомонохлорэтилен) до 0,2—0,6%. Водопоглощение производных целлюлозы обычно больше, например у ацетилцеллюлозы может достигать 2— 6,5%.

Высокополимеры

Химическим синтезом могут быть созданы разнообразные высокополимеры с различными показателями свойств. Однако весьма приблизительно можно привести некоторые средние показатели общих свойств, характерные для синтетических смол и производных целлюлозы. Удельный вес смол и производных целлюлозы колеблется от 0,92 г/см (у полиэтилена, самой легкой из известных искусственных смол) до 2,3 г/см3 (у политетрафторэтилена). У большинства наиболее часто применяемых смол удельный вес 1,3—1,5 г/см , т. е. они в 5—6 раз легче стали. Предел прочности смол при растяжении обычно колеблется от 10 - 15 до 80 - 90 МПа, предел прочности при изгибе от 10 до 120—140 МПа, а предел прочности при сжатии - от 20 до 150 - 200 МПа, что во много раз превышает, например, прочность обычных бетонов. Таким образом, полимерные связующие отличаются высокой «весовой» прочностью, т. е. значительной прочностью при сравнительно малом удельном весе. Теплостойкость многих смол находится в пределах от 70 до 120°С, у некоторых же может быть значительно выше. С повышением температуры прочность синтетических смол понижается. При длительном действии нагрузок, даже сравнительно небольших, у многих смол обнаруживается повышенная текучесть. Но современная наука стремится создавать температуростойкие полимеры, т. е. такие вещества, физико-механические свойства которых остаются стабильными в достаточно широком интервале изменений температуры.

Синтетический каучук в строительстве

В строительстве синтетические каучуки применяют при получении специальных красочных составов, а также вводят в цементные бетоны для уменьшения хрупкости, повышения водонепроницаемости и улучшения некоторых других свойств. Кроме того, в строительстве синтетические каучуки применяют преимущественно при изготовлении материалов для полов. При этом получаются эластичные, заглушающие шум при ходьбе и долговечные половые покрытия. При дальнейшем расширении производства синтетических каучуков не исключена возможность использования их в отдельных случаях для устройства резиновых покрытий тротуаров. Как было указано, к числу связующих, применяемых для изготовления пластмасс, относятся, наряду с синтетическими смолами и синтетическими каучуками, также некоторые производные целлюлозы.

Продукт полимеризации

Продукт полимеризации — мелкозернистая стойкая суспензия, из которой для выделения полистирола необходимо удалить эмульгатор. Для этого в реакционную смесь вводят кислоты. Выделение (коагуляцию) полимера производят в специальных аппаратах из нержавеющей стали или эмалированного чугуна. Смесь суспензии и кислоты продувают паром и перемешивают. После отстаивания масса разделяется на два слоя - нижний содержит полимер, верхний представляет собой водный раствор эмульгатора, щелочей и инициатора. Этот раствор удаляют, затем промывают полимер водой и подают его на центрифугу. После центрифугирования полистирол высушивают и измельчают в шаровых мельницах или дезинтеграторах. Эмульсионный метод получения полистирола имеет значительные преимущества по сравнению с блочным. Во-первых, процесс полимеризации идет быстрее, во-вторых, полимер не содержит мономера, и, в-третьих, он получается в виде тонкого порошка. В соответствии с методом производства различают блочный и эмульсионный полистирол. Блочный полистирол, получаемый методом непрерывной полимеризации, отличается большей чистотой, поэтому его диэлектрические свойства выше. Он имеет молекулярный вес от 50000 до 300000, в то время как эмульсионный полистирол от 70000 до 200000.

<< Первая < Предыдущая 1 2 3 Следующая > Последняя >>

Страница 3 из 3