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