15. Термопласты. Полипропилен. Поливинилхлорид. Полистирол. Политетрафторэтилен. Полиакрилаты
К основным промышленным термопластам относятся полиолефины (полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирол, теропласты, простые и сложные полиэфиры (полиформальдегид, полиэтилентерефталат, поликарбонат), полиамиды, и другие полимеры).
Полипропилен получается полимеризацией пропилена в присутствии комплексных металлоорганических катализаторов при низком и среднем давлении от 0,3 до 10 МПа. Полипропилен получают полимеризацией в органических растворителях, например в бензине, непрерывным методом при давлении 1-3 МПа, температуре 70-900С и в присутствии катализатора. Технологически непрерывный процесс производства полипропилена включает следующие основные стадии: приготовление катализатора, полимеризация пропилена, выделение, промывка и сушка полимера.
Поливинилхлорид (ПВХ) получается полимеризацией винилхлорида в эмульсии, суспензии, в массе (в блоке). Выпускается большое количество базовых марок поливинилхлорида:
ПВХ-С74 (74 — это константа Фикенера — характеризует определенные свойства, которые необходимы технологам; С — означает суспензионный способ получения);
ПВХ-С70Т (Т — означает термостабилизированный);
ПВХ-М (М — означает в массе);
ПВХ-Е-74П (Е — означает эмульсионный способ, П — означает применение для изготовления паст) ПВХ бывает как жестким, так и мягким материалом.
Жесткий — это винипласт и получают его путем пластикации ПВХ со стабилизаторами, смазывающими веществами и красителями. Винипласт (жесткий ПВХ) имеет более высокую прочность к статическим нагрузкам по сравнению с полиэтиленом, большую твердость. Это химически стойкий полимер, он хорошо склеивается, сваривается. формуется хуже чем полиэтилен. Он применяется в качестве конструкционного материала, например для изготовления ванн, емкостей, футеровки аппаратов, трубопроводов в химической промышленности. Также он используется в системах водоснабжения, мелиорации, канализации, как отделочный материал в строительстве, как упаковочный материал в пищевой промышленности и для бытовых товаров.
Мягкий материал (пластикат) получается на основе пластифицированного ПВХ. Он также может содержать стабилизаторы, смазывающие вещества, пигменты, наполнители. Пластикат легко формуется и сваривается, он обладает высокими электроизоляционными свойствами, стойкостью к истиранию, следовательно его широко используют в качестве изоляции, уплотняющих прокладок, мягкой тары, трубок, шлангов, пленок, профильных изделий. Винипласт и пластикаты выпускают в виде гранул, пленок, лент, труб, листов. Их марки различаются рецептурой и количеством вводимых добавок.
ВН — винипласт непрозрачный, полученный прессованием. ВНЭ — винипласт непрозрачный, полученный экструзией. ВП — винипласт прозрачный. ВД — вини пласт декоративный. Пластикаты обозначаются:ИО — изоляционный для оболочек.
И — изоляционный. ИТ — изоляционный термостойкий. О — для оболочек.
Полистирол получают полимеризацией стирола блочным, эмульсионным и суспензионным способами. Полистирол легко формуется, он оптически прозрачен, отличается химической стабильностью. По прочности к статическим нагрузкам он незначительно уступает винипласту, но он более хрупкий и горючий. В промышленности выпускаются более 20 марок полистирола различного назначения. Он применяется как конструкционный и декоративный материал для изготовления предметов народного потребления, полистирольной пленки и нити, применяется в электротехнике. Полистирольная упаковка широка используется в пищевой и медицинской промышленности.
Недостатки полистирола: небольшая механическая прочность, склонность к старению, сравнительно низкая теплостойкость.
Для устранения этих недостатков полистирол модифицируют каучуком и, в результате, получается ударопрочный полистирол. Его применяют для изготовления корпусов и деталей бытовых и промышленных холодильников, электроприборов и других емкостей.
Политетрафторэтилен (ПТФЭ). Он (фторопласт 4) обычно получается полимеризацией тетрафторэтилена в суспензии и эмульсии. ПТФЭ по химической стойкости превосходит стойкость всех других полимеров. Он не горит и биологически безвреден. ПТФЭ один из лучших диэлектриков, его электроизоляционные свойства сохраняются во всем интервале температур эксплуатации от -60 до +2600С, он имеет низкий коэффициент трения и все эти свойства обеспечивают его применение в радио- электротехнике в качестве изоляционного материала для проводов, кабелей, конденсаторов, трансформаторов и для различных устройств, которые работают в коррозионных средах при низких и высоких температурах.
В химической промышленности его применяют для изготовления труб, прокладок. Мембран, вентилей. Он используется в космической, авиационной, автомобильной технике. В машиностроение — для изготовления подшипников, которые работают без смазки. Также он используется в пищевой, текстильной, бумажной промышленности, медицине — выпускают фторопласт 4 и фторопласт 4Д (дисперсионный).
Полиакрилаты (ПАР) получают полимеризацией эфиров акриловой и метакриловой кислот, ее проводят в массе, суспензии или эмульсии и в растворе. Выбор способа полимеризации зависит от требований, которые предъявляются к полимеру и от того каким методом будут в дальнейшем перерабатывать. Наибольшее практическое значение имеет полиметилметоакрилат (органическое стекло).
ПАР отличается прозрачностью, прочностью, химической стойкостью и высоким сопротивлением к старению. Применяется для производства листовых и пленочных материалов. Широко используется в медицине (стоматологии, оптике). Кроме того широко применяется как конструкционный материал в приборостроении для изготовления изделий технического и бытового назначения, для остекления самолетов, производства светильников.
Органическое стекло легко подвергается обработке на механических станках, вакуум - и пневмоформованию, склейке и сварке. Органическое стекло выпускают различных марок. Оно бывает конструкционное, техническое, светотехническое и для остекления.
К недостаткам ПАР относятся невысокая термостойкость, невысокая поверхностная твердость, низкая текучесть. Чтобы устранить недостатки сополимеризуют с другими мономерами, тогда получает сополимер, который обладает высокой адгезией и применяется в медицине.
