Оборудование заводов по переработке пластмасс

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПЕРЕРАБОТКИ ТЕРМОРЕАКТИВНЫХ ПОЛИМЕРОВ

Термореактивными полимерами (реактопластами) называют материалы, в которых фиксация формы при изготовлении изде­лий является результатом химической реакции образования трехмерного полимера («сшивания»), обычно называемой отверждением. При этом материал необратимо утрачивает спо­собность переходить в вязкотекучее состояние и растворяться в растворителях.

Неспособность отвержденных реактопластов переходить в вязкотекучее состояние заставляет проводить синтез термореак­тивных полимеров в несколько стадий. Первую стадию заканчи­вают получением олигомеров (смол) с молекулярной массой 100—1000. Вторая стадия—это, по существу, приготовление композиций, основанное на том, что низковязкие олигомеры лег­ко совмещаются с наполнителем, причем даже при 80—85%-ном наполнении композиции неотвержденного реактопласта облада­ют высокой текучестью, позволяющей перерабатывать их тради­ционными методами (литьем под давлением, экструзией, кон­тактным формованием, прессованием и др.)

Олигомерные композиции, в которых в качестве наполните­ля используют какое-либо мелкодисперсное вещество (мел? тальк, древесную муку, слюду, каолин, технический углерод, графит и т. д.), называют премиксами. Реактопласты, наполнен­ные непрерывными волокнами, бумагой, тканью и т. д., называ­ют препрегами. Наконец, третья стадия — это получение собст­венно полимера с трехмерной сетчатой структурой. Как прави­ло, эта стадия совмещается с формованием изделия и обычно называется отверждением.

Олигомеры в реактопластах могут отверждаться самопроиз­вольно (с тем большей скоростью, чем выше температура) или с помощью полифункционального низкомолекулярного вещест­ва— отвердителя. Отверждение может осуществляться по меха­низму поликонденсации (фенолоальдегидные, эпоксидные, кар - бамидные, кремнийорганические смолы) и полимеризации (по - лиалкиленгликольмалеинаты, олигоэфиракрилаты, форполимеры диаллилфталата).

Реактопласты изготавливают, применяя в качестве связующе­го фенолоформальдегидные смолы (модифицированные для большей эластичности поливинилбутирилем, бутадиен-нитриль - ным каучуком, полиамидами) или эпоксидные смолы (модифи­цированные феноло - или анилиноформальдегидными смолами или отверждающимися олигоэфирами); наполнитель может быть любым.

Моделирование процессов переработки термореактивных по­лимеров имеет два основных аспекта: а) анализ неизотермиче­ского течения, сопровождающегося химическими реакциями отверждения на стадиях пластикации и формования изделия; б) анализ процессов полимеризации, сопровождающихся выде­лением тепла в условиях теплообмена с окружающей средой.

Основной характеристикой процесса переработки реакто - пластов является степень сшивания, рассчитываемая на основа­нии кинетических уравнений статистической теории гелеобразо - вания. Особенно подробно эти вопросы рассмотрены примени­тельно к литью реактопластов в работах 3. Тадмора и Э. Л. Ка­ланчева (см. список литературы в конце книги).