Фторопласты

Фторопласты являются фторсодержащими полимерами, на основе которых разработана широкая гамма пластмасс, обладающих рядом весьма полезных свойств. К ним относятся: высокие тепло- и термостойкость, негорючесть, химическая и коррозионная стойкость. Они, как правило, сохраняют высокие электроизоляционные характеристики в интервале температур от –200 до +260 °С. Фторопласты имеют самый низкий среди пластмасс коэффициент сухого трения. Благодаря уникальному комплексу свойств фторопласты применяются в химической промышленности, аэрокосмической, авиационной и автомобильной технике, а также в медицине, в пищевом и текстильном оборудовании.

Из фторсодержащих полимеров наибольшее техническое значение имеет политетрафторэтилен (ПТФЭ), политрифторхлорэтилен (ПТФХЭ), поливинилиден-фторид (ПВДФ) и сополимер тетрафторэтилена с этиленом (Фторопласт-40).

ПТФЭ (торговая марка Ф-4) получают в суспензии или в эмульсии. Химическое строение ПТФЭ: [-СF₂-СF₂-]_n ММ = 100–500 тыс. Полимер выпускается в виде порошка различной дисперсности. Температура плавления Ф-4 превышает температуру деструкции, что существенно затрудняет его переработку. Он перерабатывается холодным прессованием с последующим спеканием при температуре около 340 °С.

ПТФХЭ (Ф-3) получают в суспензии или эмульсии. Его химическое строение [-CF₂-CFC1-]_n, ММ = 50–200 тыс. При температуре более 300°С начинает разлагаться.

Все фторопласты перерабатываются прессованием, экструзией или литьем под давлением.

Полистиролы

Полистирольные пластики представляют собой многочисленную группу термопластичных материалов, химический состав полимерной части которых содержит мономер стирол или продукты его сополимеризации. Широко используются ПС, ударопрочный полистирол (УПС) и АБС-сополимеры.

ПС и материалы на его основе относятся к конструкционным полимерным материалам. Они характеризуются достаточно высокой прочностью, жесткостью, высокой размерной стабильностью, отличными декоративными свойствами.

Производство этого материала в государствах СНГ в 2004 г. составило около 200 тыс. т. Полистирольные пластики используются практически во всех отраслях промышленности, а благодаря высоким диэлектрическим характеристикам – в электротехнике и радиотехнике.

П С и УПС получают полимеризацией стирола в массе (ПСМ), в эмульсии (ПСЭ) и реже – в суспензии (С). Средняя ММ = 80–100 тыс. в зависимости от способа получения. Формула ПС:

n

ПС – аморфный полимер, характеризующийся высокой прозрачностью (светопропускание до 90 %). Он обладает рядом более высоких по сравнению с ПЭНП и ПЭВП прочностных свойств, но хрупок; стоек к щелочам и ряду кислот, к маслам, легко окрашивается красителями, не теряя прозрачности; имеет высокие диэлектрические свойства. ПС не токсичен, допущен к контакту с пищевыми продуктами и к использованию в медико-биологической технике.

Поливинилхлорид

ПВХ получают блочной в массе (ПВХ-М), суспензионной (ПВХ-С) и эмульсионной (ПВХ-Е) полимеризацией. Его химическая формула: [-СН₂-СНС1-]_n.

Это аморфный термопласт с ММ = 40–150 тыс. ПВХ резко полидисперсен. Температура плавления ПВХ составляет 165–170°С, однако при нагревании свыше 135°С в нем начинаются процессы деструкции, сопровождающиеся отщеплением атомарного хлора с последующим образованием хлористого водорода, вызывающим интенсивную деструкцию макроцепей.

Разложение полимера сопровождается изменением его цвета от «слоновой кости» до вишнево-коричневого. Для предотвращения этого явления в ПВХ вводят комплекс стабилизаторов, из которых наиболее известны соединения свинца (оксиды, фосфиды, карбонаты), соли жирных кислот, меламин, производные мочевины. В то же время большое содержание хлора делает ПВХ самозатухающим.

ПВХ выпускается в виде порошков, гранул и пластизолей.

В зависимости от степени пластификации ПВХ производится в виде винипласта и пластиката.

Винипласт – жесткий, практически непластифицированный ПВХ, содержащий стабилизаторы и смазывающие добавки. При правильном подборе комплексов стабилизаторов температура деструкции поднимается до 180–220°С, что допускает его переработку из расплава. Винипласт обладает высокими физическими свойствами. Это конструкционный материал, широко применяемый в машиностроении и в строительстве (трубы, фитинги, профили и др.). Винипласт имеет хорошую светостойкость, сваривается и склеивается. Не токсичность ПВХ до 80 °С позволяет применять его в пищевой и медицинской промышленности.

Пластикат представляет собой ПВХ, содержащий до 50 % пластификатора (фталаты, себацинаты, трикрезилфосфат и пр.), что существенно облегчает его переработку в изделия и расширяет диапазон практического использования (пленки, шланги, искусственная кожа, линолеум, клеенки и т. д.). Пластикаты морозостойки.

В марке ПВХ цифрами показывается значение константы Фикентчера, которая характеризует его ММ, группу насыпной плотности и, если это необходимо, остаток на сите № 0063. Буквы после цифры указывают на рекомендуемую область применения (М – в мягкие изделия, Ж – в жесткие, С – средневязкие пасты). Например, ПВХ-6358 Ж означает: значение константы Фикентчера – 63, группа насыпной плотности 5 (0,45-0,60 г/см³) остаток на сите 8 %, рекомендуется для производства жестких изделий.