Полярные термопластичные пластмассы

К полярным пластикам относятся фторопласт-3, органическое стекло, поливинилхлорид, полиамиды, полиуретаны, полиэтилентерефталат, поликарбонат, полиарилаты, пенопласт, полиформальдегид.

w Органическое стекло – это прозрачный аморфный термопласт на основе сложных эфиров акриловой и метакриловой кислот. Чаще всего применяется полиметилметакрилат (ПММА). Материал отличается высокой атмосферной стойкостью, оптически прозрачен (светопрозрачность 92%), пропускает 75 % ультрафиолетового излучения. При температуре 80 ⁰С органическое стекло начинает размягчаться. При температуре 105-150 ⁰С появляется пластичность, что позволяет формовать из него различные изделия.

Органическое стекло стойко к действию разбавленных кислот и щелочей, углеродных топлив и смазочных материалов. Недостатком материала является невысокая поверхностная твердость. Увеличение термостойкости и ударной вязкости органического стекла достигается ориентированием.

Органическое стекло используют в самолето- и автомобилестроении. Из него изготавливают светотехнические детали, оптические линзы и другие.

w Поливинилхлорид (–СН₂–СНСl–)_n является аморфным полимером, представляющий собой высокомолекулярный продукт полимеризации винилхлорида. Среднечисловая молекулярная масса поливинилхлорида (ПВХ) составляет 14000-85000. Пластмасса имеет хорошие электроизоляционные характеристики, стойки к химикатам, не поддерживают горение, атмосферостойкие.

Жесткий (непластифицированный) ПВХ называют винипластом. Достоинствами винипластов являются высокие механические свойства, химическая стойкость, технологичность переработки в изделия, обрабатываемость резанием. Мягкий ПВХ обладает высокой стойкостью к знакопеременным нагрузкам и вибрациям, эластичностью, химической стойкостью. Недостатком ПВХ является низкая теплостойкость

ПВХ нашел широкое применение в машиностроении, кабельной и химической промышленности, сельском хозяйстве, промышленности стройматериалов для изготовления пленок, листов, труб, искусственной кожи, линолеума, клеев. Винипласты применяют для изготовления деталей конструкционного назначения.

w Полиамиды – эта группа пластмасс с известным названием капрон (полиамид 6), анид (пилиамид 66), нейлон, капролон и др. Полиамиды – кристаллизующиеся полимеры, получаемые полимеризацией лактамов, аминокарбоновых кислот, дикарбоновых кислот, диаминов. В зависимости от состава компонентов, условий полимеризации возможно получение полиамидов с различными механическими, теплофизическими свойствами.

Главным достоинством полиамидов как конструкционных материалов является сочетание высокой прочности, износо-, тепло- и химической стойкости с технологичностью переработки в изделия. Они имеют низкий коэффициент трения (f < 0,05), продолжительное время могут работать на истирание; кроме того, полиамиды ударопрочны и способны поглощать вибрацию. Стойки к щелочам, бензину, спирту, устойчивы в тропических условиях. Устойчивость полиамидов к свету повышается при введении стабилизатора, а антифрикционные свойства – введением наполнителей (графит).

Используют полиамиды для изготовления нитей, корда, тканей, шестерен, втулок, подшипников, болтов, гаек и т.д. Их применяют в электротехнике, медицине, и, кроме того, как антифрикционные покрытия металлов.

В немодифицированном виде полиамиды подвержены окислению на воздухе, особенно при повышенных температурах, что приводит к резкому снижению их прочности. Полиамиды некоторых марок (П6, П66, капролон) сильно поглощают воду, что вызывает изменение размеров изготовленных из них изделий.

w Полиуретаны – полимеры, содержащие в основной цепи макромолекулы уретановые группировки (–NH–COO–). Им присуща высокая атмосферо- и морозостойкость (от –60 до –70⁰С). Верхний температурный предел составляет 120-170 ⁰С. В зависимости от исходных веществ, применяемых при получении полиуретанов, они могут обладать различными свойствами, быть твердыми и эластичными и даже термореактивными.

Свойства полиуретанов в основном близки к свойствам полиамидов. Из них вырабатывают пленочные материалы и волокна, имеющие малую гигроскопичность и химическую стойкость.

w Полиэтилентерефталат (лавсан) – сложный полиэфир, получаемый поликонденсацией терефталевой кислоты (или её диметилового эфира) с этиленгликолем, является кристаллическим полимером с молекулярной массой 20000-40000. Полиэтилентерефталат является диэлектриком и обладает сравнительно высокой химической стойкостью. Полиэтилентерефталат не растворяется в воде и органических растворителях; сравнительно устойчив к действию разбавленных растворов кислот, холодных растворов щелочей. Устойчив в условиях тропического климата.

Полиэтилентерефталат характеризуется высокой прочностью, устойчивостью к истиранию и многократным деформациям при растяжении и изгибе, низкой гигроскопичностью. Диапазон рабочих температур от –60 до 170 °C. Материал применяется для изготовления шестерен, кронштейнов, канатов, ремней, тканей, пленок, волокон и т.д.

w Поликарбонаты – полиэфиры угольной кислоты и диоксисоединений. Поликарбонаты – термопластичные линейные полимеры (молекулярная масса 35000-70000), характеризуются очень высокой ударной вязкостью, высокой прочностью, очень хорошими диэлектрическими свойствами. Они оптически прозрачны, морозостойки (устойчивы при температурах несколько ниже –100 °С), растворяются в большинстве органических растворителей, например метиленхлориде, хлороформе, устойчивы к действию кислот, растворов солей, окислителей.

Поликарбонаты применяют для изготовления пленок, волокон, оптических носителей информации, многооборотной тары и разнообразных изделий во многих отраслях промышленности, особенно в электротехнической.