28. Номенклатура конструкционных полимеров.

29. Неорганические полимеры.

Неорганические полимеры — полимеры, не содержащие в повторяющемся звене связей C-C, но способные содержать органический радикал как боковые заместители.

Гомоцепные полимеры

Способностью к образованию гомоцепных неорганических полимеров обладают только углерод (аллотропная модификация карбин) и халькогены (пластическая модификация серы).

Гетероцепные полимеры

К образованию гетероцепных неорганических полимеров общей формулой [-X-Y-]n способны многие пары элементов, например кремний и кислород (силикон), ртуть и сера (киноварь).

30. Технология переработки полимеров.

ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПЕРЕРАБОТКА, комплекс технол. операций и приемов, с помощью к-рых из полимерных материалов изготовляют (формуют) изделия с заданными формой, размерами и св-вами.

Осн. параметры процессов переработки-т-ра, давление и время. Нагревание полимерных материалов приводит к увеличению податливости материала при формовании путем перевода его в вязкотекучее или эластическое состояние, к ускорению диффузионных и релаксац. процессов, а для реактопластов - к послед. отверждению материала. Давление обеспечивает уплотнение материала и создание изделий требуемой конфигурации, оказывает сопротивление внутр. силам, возникающим в материале при формовании вследствие температурных градиентов и градиентов фазовых переходов, способствует выделению летучих продуктов. Временные параметры процесса переработки выбираются с учетом протекающих в материале физ. и хим. процессов. Оптим. параметры рассчитывают или выбирают по результатам анализа технол. св-в полуфабрикатов и изделий, физ. модели формования с учетом накопленного статистич. опыта.

Переработка термопластов основана на их способности при нагр. выше т-ры стеклования переходить в эластическое, а выше т-ры текучести и т-ры плавления-в вязкотекучее состояние и затвердевать при охлаждении ниже т-ры стеклования и т-ры плавления. При переработке реактопластов и резиновых смесей происходит хим. взаимод. между молекулами (соотв. отверждение и вулканизация)с образованием нового, высокомол. материала, находящегося в термостабильном состоянии и практически не обладающего р-римостью и плавкостью (см. Сетчатые полимеры, а также Пластические массы). В нек-рых случаях (гл. обр. при переработке резиновых смесей) для облегчения смешения с ингредиентами и дальнейшего формования изделий проводят предварит. пластикацию полимеров.

31. Натуральные и синтетические каучуки.

Каучу́ки — натуральные или синтетические эластомеры, характеризующиеся эластичностью, водонепроницаемостью и электроизоляционными свойствами, из которых путём вулканизации получают резины и эбониты.

Природный каучук Высокомолекулярный углеводород (C5H8)n, цис-полимер изопрена; содержится в млечном соке (латексе) гевеи, кок-сагыза (многолетнего травянистого растения рода Одуванчик) и других растений. Растворим в углеводородах и их производных (бензине, бензоле, хлороформе, сероуглероде и т. д.). В воде, спирте, ацетоне натуральный каучук практически не набухает и не растворяется. Уже при комнатной температуре натуральный каучук присоединяет кислород, происходит окислительная деструкция (старение каучука), при этом уменьшается его прочность и эластичность. При температуре выше 200 °C натуральный каучук разлагается с образованием низкомолекулярных углеводородов. При взаимодействии натурального каучука с серой, хлористой серой, органическими пероксидами (вулканизация) происходит соединение через атомы серы длинных макромолекулярных связей с образованием сетчатых структур. Это придает каучуку высокую эластичность в широком интервале температур. Натуральный каучук перерабатывают в резину. В сыром виде применяют не более 1 % добываемого натурального каучука (резиновый клей). Каучук открыт де ла Кондамином в Кито (Эквадор) в 1751 г. Более 60 % натурального каучука используют для изготовления автомобильных шин. В промышленных масштабах натуральный каучук производится в Индонезии, Малайзии, Вьетнаме и Таиланде. Первым синтетическим каучуком, имевшим промышленное значение, был полибутадиеновый (дивиниловый) каучук, производившийся синтезом по методу С. В. Лебедева (анионная полимеризация жидкого бутадиена в присутствии натрия), однако из-за невысоких механических качеств нашёл ограниченное применение.Синтез каучуков стал значительно дешевле с изобретением катализаторов Циглера — Натта.

Изопреновые каучуки — синтетические каучуки, получаемые полимеризацией изопрена в присутствии катализаторов — металлического лития, перекисных соединений. В отличие от других синтетических каучуков изопреновые каучуки, подобно натуральному каучуку, обладают высокой клейкостью и незначительно уступают ему в эластичности.

В настоящее время большая часть производимых каучуков является бутадиен-стирольными или бутадиен-стирол-акрилонитрильными сополимерами.Каучуки с гетероатомами в качестве заместителей или имеющими их в своём составе часто характеризуются высокой стойкостью к действию растворителей, топлив и масел, устойчивостью к действию солнечного света, но обладают худшими механическими свойствами. Наиболее массовым в производстве и применении каучуками с гетерозаместителями являются хлоропреновые каучуки (неопрен) — полимеры 2-хлорбутадиена.

32. Вулканизация — технологический процесс взаимодействия каучуков с вулканизующим агентом, при котором происходит сшивание молекул каучука в единую пространственную сетку. При этом повышаются прочностные характеристики каучука, его твёрдость и эластичность, снижаются пластические свойства, степень набухания и растворимость в органических растворителях. Вулканизующими агентами могут являться: сера, пероксиды, оксиды металлов, соединения аминного типа и др. Для повышения скорости вулканизации используют различные ускорители.

Открытие процесса вулканизации приписывают Чарльзу Гудьиру, запатентовавшему его в 1844 году. Процесс назван в честь Вулкана, древнеримского бога огня.

В процессе вулканизации каучук становится резиной.

Вулканизации подвергается обычно смесь каучука с различными компонентами, обеспечивающими необходимые эксплуатационные свойства резин: наполнителями (технический углерод, мел, каолин, полидисперсная кремнекислота и т. д.), пластификаторами (нефтяные и талловые масла, дибутилфталат и т. д.), противостарителями (бисфенолы, диамины и т. д.), ускорителями вулканизации (ксантогенатами, тиазолами, сульфенамидами и т. д.), активаторами вулканизации (оксидом цинка, оксидом магния и т. д.), замедлителями подвулканизации (фталевый ангидрид, N-нитрозодифениламин и т. д.).

33. Свойства резин.

Температурный диапазон

общий диапазон работоспособности резин составляет от -110° до 350° С, однако конкретные марки резин обладают более узким диапазоном температуры эксплуатации.

термическая стойкость характеризует способность резины сопротивляться термическому (тепловому) старению — т. е. сохранять эксплуатационные свойства, изменения которых обусловлено необратимыми процессами в резине при повышенных температурах. Термостойкость определяет максимальную температуру и продолжительность эксплуатации резины. Т.с. также зависит от среды и условий эксплуатации. Т.с. связана с процессами окисления и разрушением молекулярной структуры каучука. Т.с. имеет смысл только применительно к определенной физической характеристике резины: прочности, релаксации напряжения и т. п. и к среде эксплуатации. В отличие от термической стойкости — температуростойкость связана с обратимыми изменениями в структуре резины при повышенных температрах. для резины твердость определяется по Шору, А (от 0 до 100) и заключается в измерении сопротивления резины погружению в нее индентора (тонкого подпружиненного стержня). Губки (оценочно, т. к. для них применяется характеристика плотности) имеют твердость по Шору, А менее 30, мягкие резины имеют твердость по Шору, А менее 50, средней твердости 50–75, твердые 76–86, очень твердые более 88, абсолютно твердое тело имеет твердость 100 ед. по Шору А.

Газопроницаемость свойство резинотехничекого изделия, работающего на границе двух сред пропускать через свою поверхность определенное количество газа (пара). Характеризуется количеством газа в 1 см³, проходящего через мембрану толщиной 1 см и площадью 1 см², при разности давления 1атм. Г. связана с процессами растворения газа (пара) в резине на одной стороне уплотняемой среды и последующего испарения с другой стороны. Зависит от марки каучука, температуры и состава уплотняемой среды.

Износостойкость свойство резины противостоять разрушению и отделению внешнего слоя при наличии поверхностного трения (в т. ч. в комплексе с другими воздействиями окружающей среды). Различают износостойкость к механическому, коррозионно-механическому воздействию, к абразивному, эрозионному, гидро- и газоабразивному воздействию, Отдельно стоит стойкость к усталостному износу при многократных деформациях. И. — важная характеристика для резиновых изделий, служащих в качестве уплотнений подвижных соединений, конвейерных лент, трубопроводов, виброизоляторов и т. п.