Материал: А27878 Андреев АК Материалы для низкотемпературной техники

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Ударопрочный полистирол обладает высокой ударной вязкостью и способен выдерживать значительные ударные нагрузки без разрушения. По ударной прочности его подразделяют на три группы: высокой, средней и низкой ударопрочности (см. табл. 5.11).

Электрические свойства ударопрочного полистирола такие же, как и у полистирола общего назначения. Ударопрочный полистирол растворим в ароматических и хлорированных углеводородах. Он устойчив к действию растворов солей, минеральные и растительные масла оказывают на него слабое действие. При действии бензина, керосина, кетонов, высших спиртов, этилового спирта, эфирных масел его физико-механические свойства ухудшаются. Особенно вредно действие окислителей и ультрафиолетового излучения. Основными недостатками ударопрочного полистирола являются низкие термо- и светоустойчивость, что обусловлено наличием каучуковой фазы.

 

 

Таблица 5.10

Основные свойства полистирола

 

 

 

 

 

Полистирол

 

общего

ударо-

Показатели

назначения

прочный

 

 

 

 

Плотность, г/см3

1,050–1,070

1,050–1,080

Временное сопротивление, МПа:

 

 

при растяжении

Не ниже 39

35–45

при изгибе

Не ниже 70

Относительное удлинение при растяжении, %

2–3

15–40

Модуль упругости, МПа

2000–2500

Ударная вязкость, кДж/м2:

 

 

без надреза

35–70

с надрезом

7–15

Удельная ударная вязкость, Дж/см2

Не ниже 100

Теплостойкость по Вика, °С

Не ниже 100

65–74

Температура, °С:

 

 

плавления

Не ниже 175

стеклования

80–82

Теплопроводность, Вт/(м · оС)

0,09–0,14

Удельная теплоемкость, кДж/(кг · оС)

1,26–1,34

Деформационная теплоемкость

78–80

при нагрузке 1,85 МПа, °С

 

 

Тангенс угла диэлектрических потерь

Не более 0,05

Не более 0,05

201

Удельное объемное электрическое

Не менее 1013

Не менее 1013

сопротивление, Ом см

 

 

Водопоглощение за 24 ч, %

0,01–0,07

Полистирол общего назначения

легко перерабатывается

в изделия обычными методами, применяемыми для термопластов. Основными методами переработки являются литье под давлением и экструзия. Изделия из полистирола склеивают (при помощи растворителей) и сваривают. Полистирол окрашивается неорганическими пигментами, растворимыми органическими красителями, а также их концентратами.

Ударопрочный полистирол также перерабатывается в изделия обычными для термопластов методами, в первую очередь экструзией в интервале температур от 130 до 190 °С и литьем под давлением в интервале температур от 190 до 230 °С. Экструзией получают листы пленки, трубы, профильные и полые изделия. Такие изделия легко склеиваются и свариваются.

 

 

 

Таблица 5.11

Классификация полистирола по ударопрочности

 

 

 

 

Ударная вязкость образцов с надрезом

Ударопрочность

(не менее),

Дж/м2

 

по Шарпи

 

по Изоду

Высокая

9000

 

70

 

 

 

 

Средняя

6000

 

 

 

 

 

Низкая

3000

 

34

 

 

 

 

Ударопрочный полистирол подвергается механической обработке (обточке, распиловке и т. п.). Поверхность материала лакируется и металлизируется.

Полистирол общего назначения широко применяют как литьевой и декоративный материал, главным образом для изготовления предметов народного потребления (посуды, игрушек, осветительной аппаратуры, упаковки для пищевой и медицинской промышленности, авторучек, панелей приборов, кассет и др.).

Полистирольную пленку и нити используют в электротехнике для изоляции и изготовления конденсаторов, а пленку, кроме того, для упаковки. Полистирол применяют в производстве строи-

202

тельных материалов для изготовления изделий, работающих под небольшими механическими нагрузками (панелей, облицовочных плиток, дверных ручек и др.). Блочный полистирол имеет самое высокое содержание остаточного мономера, поэтому применение его в пищевой промышленности ограничено.

Для производства изделий, контактирующих с пищевыми продуктами, используется главным образом суспензионный полистирол.

Ударопрочный полистирол применяют для изготовления различных технических изделий и товаров народного потребления, к которым предъявляются требования повышенной ударной прочности. К ним относятся крупногабаритные изделия: двери и внутренние части домашних холодильников, радиоприемников, телефонных аппаратов, магнитофонов, контейнеров, ящиков, коробок и тары, контактирующей с пищевыми продуктами.

 

 

 

 

Таблица 5.12

 

Значения теплоемкости полистирола

 

 

 

 

 

 

Темпера-

Теплоемкость

Теплоемкость удельная ср, Дж/(кг · К)

тура Т,

молярная Ср,

 

 

 

Полистирол

Полистирол

Полистирол

К

Дж/(моль · К)

общего

блочный

ударопрочный

 

(полистирол

 

назначения

 

 

 

атактический)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

64,0

619

160

68,37

655

170

72,4

698

957

1045

180

76,40

730

976

1052

190

80,2

770

1001

1061

200

84,2

805

1016

1084

210

88,4

844

1041

1110

220

92,8

885

1060

1136

230

97,1

957

1082

1158

240

101,5

970

1106

1182

250

105,6

1021

1128

1205

260

109,7

1050

1164

1228

270

114,2

1098

1203

1251

273

115,1

1112

1215

1257

280

118,7

1135

1236

1280

 

 

 

 

 

203

290

123,0

1176

1252

1302

300

127,2

1215

1266

1325

 

 

 

 

 

Акрилонитрилбутадиенстирольные пластики и материалы на основе сополимера стирола. Акрилонитрилбутадиен-

стирольные пластики (АБС-пластики) – группа конструкционных материалов, аналогичных по строению ударопрочному полистиролу. Получают их сополимеризацией стирола с акрилонитрилом (сополимер АБС) или метилметакрилатом (сополимеры МСП) в присутствии бутадиенового или бутадиенстирольного каучука. АБС-пластики содержат 5–25 % бутадиенового или бутадиенстирольного каучука, 15–30 % акрилонитрила и стирола.

Сополимеры стирола представляют собой двух-, трехкомпонентные сополимеры с акрилонитрилом (САН), метилметакрилатом (МС) и тройной – с метилметакрилатом и акрилонитрилом (МСН). Сополимеры САН – аморфные, прозрачные, твердые материалы, содержащие обычно 24 % акрилонитрила; выпускаются также сополимеры, содержащие 5–30 % акрилонитрила.

АБС-пластики различных марок отличаются друг от друга прочностью, текучестью расплава, деформационной способностью, теплостойкостью, ударной прочностью. Некоторые из них обладают повышенной стойкостью к старению, повышенной атмосферостойкостью, антистатическими свойствами, улучшенным блеском. МСП-пластики производятся прозрачными или замутненными. Коэффициент светопропропускания прозрачного неокрашенного МСП-пластика равен 75 %, окрашенного полупрозрачного – не ме-

нее 40 %.

204

АБС-пластики характеризуются значительно более высокими прочностью при растяжении, жесткостью и устойчивостью к действию динамических нагрузок, чем ударопрочный полистирол. По сравнению с ударопрочным полистиролом они имеют большую ударную прочность, термо- и химическую стойкость; обладают большей твердостью и прочностью при изгибе, чем полиэтилен и поливинилхлорид. Основные свойства пластиков приведены в табл. 5.13 и 5.14.

Акрилонитрилбутадиенстирольные пластики перерабатывают теми же способами, что и ударопрочный полистирол, однако температура и давление при переработке из-за более высокой вязкости расплава АБС-пластика должны быть повышены. Сополимеры стирола легко перерабатываются обычными методами, в первую очередь литьем под давлением.

Таблица 5.13

Основные свойства АБС- и МСП-пластиков

Показатели

АБС-

МСП-

пластики

пластики

 

Плотность, г/см3

1,020–1,040

1,050–1,100

Временное сопротивление, МПа:

 

 

при растяжении

40–50

60–70

при изгибе

50–80

90–100

 

 

 

Относительное удлинение при растяжении, %

15–30

15–25

 

 

 

Модуль упругости при изгибе, МПа

1500–3000

 

 

 

Теплостойкость по Вика, °С

104–115

100–110

 

 

 

Водопоглощение за 24 ч, не более, %

0,02

 

 

 

Акрилонитрилбутадиенстирольные пластики, особенно материалы на основе сополимеров стирола, перед переработкой рекомендуется подсушивать при температуре от 75 до 80 °С в течение 3–4 ч в слое толщиной не более 2–3 см. Наличие влаги в сополимере приводит к получению изделий с пониженной механической прочностью и дефектом поверхности (расслоение, трещины, раковины, пузыри). Данные пластики широко применяют для изготовления крупных деталей автомобилей – деталей корпусов и отделки, корпусов приборов теле- и радиоаппаратуры, теле-

205