ХЛОРИРОВАННЫЕ ПОЛИМЕРЫ

ПРОМЫШЛЕННЫЕ МАРКИ ХЛОРСУЛЬФИРОВАННОГО ПОЛИЭТИЛЕНА И ХЛОРПОЛИЭТИЛЕНА[5]

Отечественные марки ХСПЭ. В СССР на основе ПЭ низкой плотности разработаны 6 типов ХОПЭ (А, Б, П, Л, С, Ж), а на основе ПЭ высокой плотности — ХСПЭ-40. Молекулярная масса исходных лолиэтиленов 20—30 тыс. ХОПЭ выпускают в виде гра­нул длиной 0,3—0,5 ом от белого до светло-коричневого цвета, содержание хлора 26—37%, серы 1,3—2,2%. Они легко смешива­ются с другими ингредиентами при температуре валков 40 °С. Смесь не прилипает к валкам, образуя однородную шкурку [1].

ХСПЭ марок А и Б предназначен для применения в резиновой, кабельной, шинной и других отраслях промышленности; Д'СПЭ-П пригоден для прочих потребителей, не предъявляющих высоких требований к физико-механическим свойствам; ХСЛЭ-Л лучше всего использовать для изготовления 'бытовых изделий целевого назначения; для промышленности полимерных строительных ма­териалов разработан ХСПЭ-С, а для изготовления лакокрасочных материалов, используемых для железобетона и строительных кон­струкций, рекомендуется ХСПЭ-Ж; ХСПЭ-40 имеет лучшие тех­нологические и механические свойства, огне-, масло - и >бензостой - кость, наилучшую химическую стойкость и предназначен для ка­бельной, резинотехнической, текстильной и автомобильной отрас­лей промышленности. ХСПЭ не взрывоопасен, не воспламеняется и не токсичен. Для определения свойств ХСПЭ применяют стандарт­ную рецептуру:

ХСПЭ.... Канифоль. . . Магнезия жжеіная

Загрузка канифоли (производится через 3 мин (после начала смешения, жженой магнезии—через 6 мин, каптакса — через 8 мин, ДФГ —через Ю шин. Затем смесь пропускают через тонкий (0,6—0,8 мм) зазор валков в течение 1—2 мин. Смесь выпускают в виде листа толщиной 2,0 мм. Общая (продолжительность смеше­ния— 15 мин. Свойства отечественных (марок ХОПЭ приведены в табл. 3.1.

Зарубежные марки ХСПЭ. В настоящее время промышлен­ность США (фирма «Дюпон») выпускает в типов ХОПЭ марки «Хайпалон», существенно различающихся по свойствам в виде гранул белого или желтоватого цвета, без запаха, с высокой ста­бильностью при хранении.

Все типы хайпалона отличаются хорошей озоно - и погодостой - костью (табл. 3.2).

В США хайпалон 20 и хайпалон 30 получают из разветвлен­ного ПЭ низкой (плотности, хайпалон 40, 45 и 48 — из менее раз­ветвленного ПЭ высокой плотности.

Хайпалон 20 обладает хорошей растворимостью и наиболее широко используется для нанесения эластичных подложек и по­крытий (из растворов), так каїк имеет хорошие низкотемператур­ные свойства; для /получения различных резиновых изделий и в комбинации с другими полимерами (он легко смешивается вслед­ствие сравнительно невысокой вязкости). Хайпалон 20 имеет не­высокую прочность в ненаполяенныж смесях, поэтому для его уси­ления требуются активные наполнители.

Хайпалон 20 можно применять в комбинации с другими типа­ми хайпалона (например, тогда, когда желательны небольшая вязкость и удовлетворительная клейкость). Хайпалон 20, хотя и показывает лучшую эластичность при низких температурах, но по масло- и огнестойкости уступает хайпалону 40.

Хайпалон 20 более стоек в окислительных средах, чем хайпа­лон 30 [1].

Хайпалон 30 предназначен для нанесения неэластичных твер­дых подложек с применением органических растворителей. Его низкотемпературные свойства хуже, а вязкость раствора ниже, чем у других типов хайпалона. Пленки из хайпалона 30 более твер­дые, блестящие и легче очищаются от загрязнений, чем покрытия из хайпалона 20. Вследствие .повышенного содержания хлора по­крытия из хайпалона 30, как и из хайпалона 48, имеют большую стойкость к воде и маслам, нам из хайпалона других типов. Из хайпалона 30 можно получать огнестойкие резины с твердостью по Шору 40—95 ед. Хайпалон 30 применяется для изготовления рукояток инструментов электротехнических и других - изделий, а в сочетании с другими (марками ,ХОПЭ—для покрытий полов, дере­ва, камня, бетона [1].

Хайпалон 40 вследствие разнообразия свойств и широты при­менения считается каучуком общего назначения и имеет хорошие технологические свойства. В этом полимере ингредиенты легко

Таблица 3.1. Свойства ХСПЭ отечественных марок [1]

ХСПЭ

Показатели

Содержание, % хлора серы

Влаги, не более

Летучих соединений,

Не более

Золы

Железа

Эпоксидных групп Растворимость в СС14,

%, не менее Кислотность в пересче­те на НС1, %, не бо­лее

Температура начала раз­ложения, °С, не менее

26—30 1,3—1,9 0,3

0,7

Факультативно 0,02 j 0,03 факультативно ~ " 98,0

98,0 0,01

155

26-31 1,3—2,2 0,3

0,8

Не нормировано 0,04

Не HOI

^мироваї- 0,02

Не нормировано 26—31 1,3—1,9 0,3

0,7

Факультативно 0,01 факультативно 98,0

0,01

155

26—34 1,3—2,2 0,5

6,0

Не нормировано 0,03

О

98,0 0,02

140

Ж

Диспергируются и смеси имеют меньшую липкость к івалкам. Он выпускается трех типов, различающихся вязкостью: 40 (мягкий),

40S и 4085. Марка 40 используется для получения смесей с хоро­шими технологическими свойствами. Из более вязкого хайпалона 4085 получают резины с высоким относительным удлинением, по­ниженной твердостью и повышенной теплостойкостью. -По сравне­нию со смесями на основе других марок ХСПЭ смеси из хайпало­на 40 лучше шприцуются.

Вулканизаты хайпалона 40 характеризуются повышенными (в сравнении с вулканизатами хайпалона 20) физико-химически­ми свойствами при нормальных и повышенных температурах, боль­шей стойкостью к истиранию и меньшей остаточной деформацией при сжатии как в саженаполненных смесях, так и в смесях с ми­неральными наполнителями. По маслостойкости резины іне усту­пают неопренам.

Поскольку хайпалон 40 обладает наибольшей івязкостью, его не рекомендуют использовать для лаков. Чаще всего его используют для изготовления прессованных, шприцованных и каландрованных изделий, покрытий для конвейерных лент, изоляции проводов и кабелей, светлых и окрашенных изделий, химстойких покры­тий [її].

Хайпалон 45 — новый тип ХСПЭ, более термопластичен и име­ет меньшую вязкость, чем хайпалон 40. Смеси на его основе обла­дают низкой вязкостью, а вулканизаты большей твердостью, более высокой прочностью, лучшими низкотемпературными свой­ствами, чем у хайпалона 40 и 48. Хайпалон 45 отличается хороши­ми технологическими свойствами. В ряде случаев применяется в невулканизованном виде с содержанием наполнителей до 1000 масс. ч. (как кровельный материал, для защиты строитель­ных конструкций, обкладки дна прудов и водоемов). Хайпалон 45 менее стоек к маслам, чем хайпалон 30, 40 или 48 [1]4

Хайпалон 48 и 48S — новейшие типы ХОПЭ, промежуточные по термопластичиости между марками 40 и 45. Они превосходят все другие типы ХСПЭ по химстойкости, маслостойкости и стойкости к растворителям. При использовании в невулканизованном виде хайпалон 4;8 и 48S применяются для тех же целей, что и хайпалон марок 45 или 30, но превосходят их по масло - и огнестойкости. Используются при изготовлении сосудов для жидкостей, покрытий химической аппаратуры и валов бумагоделательных машин [1].

Зарубежные марки ХПЭ. В отличие от ХСПЭ, производство ко­торого за рубежом сосредоточено в ОША и монополизировано фирмой «Дюпон», ХПЭ изготавливается в различных странах и не­сколькими фирмами. В США выпускается ХПЭ торговых марок «Плаекон» и «Тайрин», в Англии — «Галофлекс», в Японии «Элас - лен», в ФРГ изготавливается гомогенная смесь ХПЭ и ПВХ тор­говой марки «Хосталит Ц» ,[2].

ХПЭ типа плаекон выпускаются фирмой «Allied Chemical Со», Промышленное значение имеют марки СРЕ-500 и СРЕ-.102 с со-

Держанием хлора соответственно 40 и 45% (масс.). Оба типа представляют собой полностью аморфные насыщенные полимеры, получаемые хлорированием линейного ПЭ низкой плотности с очень высокой молекулярной массой. Плаекон СРЕ-500 выпускает­ся в виде губчатой крошки, СРЕ-102 в виде порошка.

Плаекон СРЕ-500 — синтетический эластомер и может вулка­низоваться аминами, перекисями и другими соединениями. Благо­даря высокой молекулярной массе в СРЕ-500 можно вводить до 80—'120 масс. % стандартных наполнителей и 70—90 масс. % ма­сел. Вулканизаты СРЕ-500 обладают высокой теплостойкостью, озоностойкостью (на уровне этиленпропиленового каучука и ХСПЭ), химической стойкостью, маслостойкостыо. Они легко окрашиваются и негорючи. Отличные физико-механические свой­ства при высоком наполнении и высокая диэлектрическая проч­ность делают ХПЭ эффективным материалом для изоляции кабе­лей.

Другие области применения — производство рукавов и транс­портеров, химически стойких обкладок для емкостей. Как каучук СРЕ-500 по свойствам превосходит хлоропреновые каучуки и бли­зок к ХСПЭ [3].

Основное применение СРЕ-102 — изготовление электроизоля­ционных материалов. Для этой цели полимер применяется само­стоятельно или в смеси с другими полимерами, чаще всего с ПЭ. Успешному применению в электроизоляционных смесях способст­вует отличная абразивостойкость, озоно-, тепло - и маслостой - кость, химическая стойкость и негорючесть. Морозостойкость и эластичность у СРЕ-102 аналогична резинам. СРЕ-102 легко экст - рудируется гари 110—'120 °С с образованием гладкой и однородной поверхности. Вальцеваться может как на горячих, так и на холод­ных вальцах. Вулканизат смеси СРЕ-102 и ПЭ является лучшим электроизоляционным материалом, применяющимся для изоляции кабелей самого различного назначения [3].

ХПЭ типа тайрин, выпускаемые фирмой «Dow Chemical Co.», получают при суспензионном хлорировании ПЭ высокой плотно­сти. Свойства различных марок тайрина изменяются от мягкого эластичного, легко вулканизуемого каучука до жесткого термо­пласта. Содержание хлора 25—48%, 'остаточная кристалличность 2—25%. Тайрин — это белый кротко - или порошкообразный про­дукт с размером частиц 20—50 меш, содержащий неорганические добавки для предотвращения комкования. Тайрин хорошо совме­щается с другими полимерами и широко используется для моди­фикации ПВХ, ПЭ низкой и высокой плотности, полиметилметак - рилата, АБС-пластиков, нитрильного каучука и т. д. Как и другие типы ХПЭ, тайрин легко перерабатывается на обычном оборудо­вании экструзией, каландрованием, вакуумным формованием, вы­дуванием, литьем иод давлением и др. 'В тайрин можно вводить наполнители (технический углерод, диоксид титана и т. д.), одна­ко их количество не должно быть значительным. 'В композиции

Также вводят антиоксиданты (бензофенон, бензотиазол и т. д.), стабилизаторы (ібар. иаво-кадмиевьіе, оловоорганичеокие и др.).

Выпускаются .пять марок тайрина, свойства которых. приведе­ны в табл. 3.3. Все полимеры характеризуются отличной атмосфе­ро - я химической стойкостью, морозостойкостью, стойкостью к истиранию. По эластичности тайрин превосходит все другие мар­ки ХПЭ: минимальная — 450%, максимальная — 950%.

Из тайрина изготавливают эластичные пленки и профили, вул­канизованные изделия автомобильной техники. Основные области применения—авто-мобильная, мебельная и обойная промышленность, строительство (гидроизоляция) [4, 5]. Помимо тайрина фирма выпускает и эластомеры СМ.

Отделение «Mond» фирмы ICI (Англия) выпускает ХПЭ под торговой імаржой Галофлекс. Этот полимер получают, по-видимо­му, хлорированием ПЭ высокой плотности, так как по свойствам галофлекс очень близок к іПВХ. Галофлекс перерабатывается ме­тодами, обычными для переработки пластмасс: (прессованием, литьем, экструзией на одно - <и двухшнековых (машинах с соблюде­нием соответствующего режима переработки. Галофлекс может сшиваться различными соединениями, в результате чего получается материал, обладающий высокой теплостойкостью. В него можно вводить наполнители, однако введение очень боль­ших количеств наполнителей ухудшает эластичность при низких температурах, сопротивление продольному изгибу. По химической стойкости к щелочам, моющим средствам, минеральным маслам и алифатическим спиртам галофлекс близок к ПВХ. Он набуха­ет в толуоле и трихлорэтилене, но после удаления 'растворителя восстанавливает свои свойства.

У галофлвкса, как и у других ХПЭ хорошие диэлектрические свойства (однако они хуже, чем у лласкона). Диэлектрическая проницаемость заметно возрастает с температурой.

Выпускают две марки ігалофлекса с содержанием хлора до 40% (масс.) и более 40% (масс.). О наличии «ли отсутствии кри­сталличности данные не приводятся. Для стабилизации использу­ются бариево-кадмиевые стабилизаторы. Галофлекс применяют для изготовления облицовочных материалов, слоистых материалов, труб, пленок, пенопластов, электроизоляции и т. д. как само­стоятельно, так и в композициях с ПВХ, ПЭ, АБС-пластиками, по - ливинилацетатом и др. [6].

ХПЭ марки «Эласлен» разработан японской фирмой «Showa Denka» на основе ПЭ средней и высокой плотности. Выпускает­ся в виде порошка, гранул, крошки и т. д. IB зависимости от сте­пени кристалличности и молекулярной массы исходного ПЭ полу­чают полукристаллическую смолу или аморфные каучуки. Выпус­кается 5 марок эласлена с содержанием хлора 30—45%. Общими для всех марок эласлена является очень высокая атмосферо-, масло - и химическая стойкость, ударная вязкость, стойкость к из­гибу и истиранию, абразивному износу, старению. Эласлен не го­рит и придает самозатухающие свойства пластикам и каучукам[6] в смесях с которыми он используется. Обладает хорошей совме­стимостью с другими. пластиками и каучуками. В полимеры типа «эласлен» можно вводить большие количества наполнителей раз­личной природы и окрашивать в различные цвета. Эласлен не хла - дотекуч. Свойства различных марок эласлена приведены в табл. 3.3. Наиболее эффективным стабилизатором для эласлена является двухосновный сульфат свинца. Основное применение эласлена — добавка к пластикам, прежде всего к ПВХ, для повы­шения ударной вязкости [7, 8].

Выпускается также несколько марок ХПЭ с содержанием хло­ра более 60%, свойства которых рассматриваются в соответствую­щем разделе.