Термопластичные матрицы: полиолефины, поливинилхлорид, полистирольные пластики

Полиолефины, высокомолекулярные соединения общей формулы

образующиеся при полимеризации или сополимеризации ненасыщенных углеводородов — олефинов (R, R'=H, CH3, C2H5 и т.п.). Из П. наиболее широко известны полиэтилен (R=R'=H) и полипропилен (R=H, R'=CH3).П. характеризуются высокой степенью кристалличности, обусловливающей достаточную механическую прочность, высокими диэлектрическими показателями, устойчивостью к действию агрессивных веществ (кроме сильных окислителей, например HNO3). Однако П. обладают низкой адгезией к металлическим и др. поверхностям. Для повышения адгезии в макромолекулы П. (сополимеризацией или обработкой полимера) вводят полярные группы (, —СООН и др.). Это даёт возможность существенно расширить области применения П.По масштабу промышленного производства и широте областей применения (плёнки и волокна, электроизоляционные покрытия, литьевые изделия и др.) П. не имеют себе равных среди термопластичных материалов. Из производимых промышленностью П. наряду с полиэтиленом и полипропиленом большое значение имеют также их сополимеры — этилен-пропиленовые каучуки. Это обусловлено как ценными техническими свойствами указанных П., так и наличием для их производства дешёвого и доступного нефтехимического сырья — этилена и пропилена. В 1973 мировое производство полиэтилена составило около 10 млн. т, полипропилена — около 2,4 млн. т. Промышленное значение имеют полиизобутилен (R=R'=CH3), а также сополимеры изобутилена (см., например, Бутилкаучук).В небольших масштабах в промышленности (США, ФРГ) получают полибутен-1, характеризующийся отсутствием ползучести; его применяют для изготовления труб. Производятся также П., обладающие повышенной теплостойкостью, например в Великобритании и США — поли-4-метилпентен-1 (теплостойкость по Вика 180 °С); в СССР разработан метод получения поливинилциклогексана (теплостойкость по Вика 225 °С). П. такого типа перспективны для ряда областей применения в медицинской, радиоэлектронной и др. отраслях промышленности.

Поливинилхлорид, преимущественно линейный термопластичный полимер винилхлорида, формула [—CH2—CHCl—] n. Пластик белого цвета,обладает хорошими диэлектрическими свойствами. Он ограниченно растворим в кетонах, сложных эфирах, хлорированных углеводородах; устойчив к действию влаги, кислот, щелочей, растворов солей, промышленных газов (например, NO2, Cl2, Cl3, HF), бензина, керосина, жиров, спиртов; совмещается со многими пластификаторами (например, фталатами, фосфатами, себацинатами); стоек к окислению и практически негорюч.П. обладает невысокой теплостойкостью (по Мартенсу, 50—80 °С); при нагревании выше 100 °C заметно разлагается с выделением HCl, вследствие чего может приобретать окраску (от желтоватой до чёрной); разложение ускоряется в присутствии O2, HCl, некоторых солей, под действием УФ-, b- или g-облучения, сильных механических воздействий. Для повышения теплостойкости и улучшения растворимости П. подвергают хлорированию.В промышленности П. получают свободнорадикальной полимеризацией мономера в массе, эмульсии или суспензии. Способ полимеризации определяет основные свойства П. и области его применения.П. — один из наиболее распространённых пластиков; из него получают свыше 3000 видов материалов и изделий, используемых для разнообразных целей в электротехнической, лёгкой, пищевой промышленности, тяжёлом машиностроении, судостроении, сельском хозяйстве, медицине, в производстве стройматериалов.

Полистирол. Линейный полимер Стирола, [—CH2—CH (C6H5)—] n; прозрачное стеклообразное вещество, температура стеклования 93 °С. П. — дешёвый крупнотоннажный термопласт; характеризуется высокой твёрдостью, хорошими диэлектрическими свойствами, влагостойкостью, легко окрашивается и формуется, химически стоек, растворяется в ароматически и хлорированных алифатических углеводородах, физиологически безвреден. Однако для П. характерны сравнительно низкая теплостойкость (например, по Вика Полистирол 100 °C) и значительная хрупкость. Лучшими эксплуатационными свойствами обладают различные сополимеры стирола. Так, повышения теплостойкости и прочности при растяжении (на Полистирол 60%) достигают сополимеризацией стирола с акрилонитрилом или α-метилстиролом, повышения прочности и ударной вязкости— получением привитых сополимеров стирола с 5—10% каучука, например бутадиенового (ударопрочный полистирол), а также тройных сополимеров акрилонитрила, бутадиена и стирола.Заменой акрилонитрила на метилметакрилат синтезируют прозрачные тройные сополимеры.В промышленности П. и сополимеры стирола получают радикальной полимеризацией в массе и водных эмульсиях; перерабатывают литьём под давлением, экструзией, прессованием, вакуум-формованием. П. используют для изготовления предметов бытовой техники и домашнего обихода, упаковки, игрушек, фурнитуры, плёнки, для получения пенополистирола.Из ударопрочного полистирола и АБС-пластика изготавливают, кроме того, корпуса радио- и телеаппаратуры, детали автомобилей, холодильников, мебель, трубы и др. Применяют также смеси П. с каучуками и др. пластмассами.