фонов, деталей машин, механизмов, сантехнического оборудования, труб, арматуры и другого оборудования.
Из МСП-пластиков изготавливают прозрачные и замутненные мелкие и крупногабаритные изделия сложной формы (детали аппаратуры магнитной записи, канцелярские товары, детали холодильников, изделия медицинского назначения и др.). Сополимеры стирола широко используются во всех отраслях промышленности.
Сополимеры САН применяют для изготовления изделий культурно-бытового назначения, оптических деталей черного цвета, технических изделий, в том числе с повышенными диэлектрическими свойствами, а также в деталях автомобилей, корпусов и отдельных деталях радиоприемников, магнитофонов, телефонных аппаратов, фотоаппаратов и др.
Благодаря высокой прозрачности из сополимера МС изготавливают детали светотехнического назначения, автомобилей, а также галантерейные товары и канцелярские принадлежности. Сополимер МСН применяется для изготовления крупногабаритных и тонкостенных изделий в автомобильной и радиотехнической промышленности, в приборостроении и др.
|
|
|
Таблица 5.14 |
Основные свойства материалов на основе сополимеров стирола |
|||
|
|
|
|
Показатели |
САН |
МС |
МСН |
|
|
|
|
Плотность, г/см3 |
1,000–1,040 |
1,120–1,140 |
1,100–1,150 |
Временное сопротивление, МПа: |
|
|
|
при растяжении |
50–60 |
– |
– |
при изгибе |
100–110 |
100–110 |
100–120 |
Относительное удлинение |
1–2 |
1–3 |
1–3 |
при растяжении, % |
|
|
|
Ударная вязкость, кДж/м2: |
|
|
|
без надреза |
– |
20 |
25 |
с надрезом |
1,9 |
– |
– |
Теплостойкость по Вика, °С |
100–105 |
105 |
102–106 |
Температура начала тепловой |
75–80 |
75–78 |
75–78 |
деформации под нагрузкой |
|
|
|
1,25 МПа, °С |
|
|
|
Усадка при литье, % |
0,4–0,8 |
0,4–0,6 |
0,4–0,6 |
Удельное объемное электриче- |
1012 |
1011 |
1011 |
ское сопротивление, Ом см |
|
|
|
206
В табл. 5.15 приведены значения удельной теплоемкости ряда полимеров на основе полистирола, выпускаемых зарубежными фирмами.
Таблица 5.15
Значения удельной теплоемкости полимерных соединений на основе полистирола
Т, К |
BWBuna |
Р60 Buna |
Т, К |
BWBuna |
Р60 Buna |
|
|
|
|
|
|
120 |
0,515 |
0,405 |
200 |
0,825 |
0,765 |
130 |
0,550 |
0,440 |
220 |
0,915 |
0,870 |
140 |
0,585 |
0,475 |
240 |
1,010 |
0,960 |
150 |
0,625 |
0,520 |
260 |
1,105 |
1,050 |
160 |
0,660 |
0,560 |
273 |
1,170 |
1,100 |
170 |
0,700 |
0,610 |
280 |
1,205 |
1,130 |
180 |
0,740 |
0,660 |
300 |
1,300 |
1,215 |
190 |
0,780 |
0,715 |
|
|
|
Аналогом зарубежных материалов BW Buna и Р60 Buna является полистирол аморфный.
5.2.3. Полимерные материалы на основе поливинилхлорида
Поливинилхлорид (ПВХ) – высокомолекулярный продукт полимеризации винилхлорида, представляющий собой термопластичный полимер преимущественно линейного строения. Это твердый продукт белого цвета, имеющий температуру стеклования 70–80 °С, температуру вязкого течения 150–200 °С. Степень полимеризации промышленного поливинилхлорида составляет 100–2500, степень кристалличности такого полимера достигает 10 %. В особых лабораторных условиях удается получить полимер со степенью кристалличности до 35 %. Свойства порошкообразного поливинилхлорида приведены в табл. 5.16.
Поливинилхлорид нерастворим в мономере (винилхлориде), в воде, спирте, бензине и многих других растворителях. Его растворимость уменьшается с увеличением степени полимеризации и зависит от метода получения.
Свойства поливинилхлорида можно модифицировать смешением его с другими полимерами или сополимерами. Так, ударная прочность повышается при смешении поливинилхлорида
207
с хлорированным полиэтиленом, хлорированным или сульфохлорированным бутилкаучуком и сополимерами стирола.
Рационально использование смеси различных стабилизаторов, эффективность которых в первую очередь зависит от их дисперсности (чем больше активная поверхность, тем сильнее стабилизирующее действие), от тщательности распределения в массе полимера и присутствия в композиции других компонентов.
В качестве смазывающих веществ применяют алифатические карбоновые кислоты и их кальциевые, свинцовые и другие соли, низкомолекулярный полиэтилен, а также различные природные и синтетические воска и минеральные масла.
Для окрашивания изделий из винипластов используются пигменты и красители на основе фталоцианина, свинцовые белила, трехосновный сульфат свинца, двухосновный фосфид свинца, а также и двуокись титана.
208
Таблица 5.16
Физические свойства порошкообразного суспензионного поливинилхлорида
|
|
|
|
|
Зерна |
|
|
|
|
|
Показатели |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пористые |
монолитные |
неоднородные |
||||||||
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Плотность, г/см3 |
1,419 |
1,402 |
1,401 |
1,396 |
1,392 |
1,400 |
1,307 |
1,345 |
1,246 |
|
Содержание |
0 |
16 |
12 |
71 |
77 |
85 |
45 |
58 |
26 |
|
монолитных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зерен, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Насыпная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
масса, г/см3: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
до утряски |
0,48 |
0,55 |
0,55 |
0,75 |
0,57 |
0,62 |
0,57 |
0,46 |
0,49 |
|
после утряски |
0,62 |
0,68 |
0,67 |
0,88 |
0,73 |
0,81 |
0,77 |
0,74 |
0,67 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Суммарная |
56 |
52 |
52 |
37 |
48 |
42 |
43 |
50 |
46 |
|
пористость по- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рошка, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Средний диаметр |
125 |
170 |
70 |
110 |
75 |
27 |
55 |
29 |
46 |
|
зерен, мкм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сыпучесть, г/с |
33 |
33 |
29 |
24 |
30 |
37 |
43 |
50 |
44 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Наполнители и модификаторы вводят в композицию для удешевления изделий и улучшения их эксплуатационных свойств. В качестве наполнителей применяют карбонат кальция, асбест, молотый кварц, древесную муку, активные глины, газовую сажу.
Модификаторы, например хлорированный полиэтилен, некоторые виды каучука, карбонат кальция, обработанный воском, значительно улучшают прочность винипласта, но одновременно снижают его стойкость в агрессивных средах и атмосферном воздухе.
Пластификаторы применяют для повышения технологических свойств и улучшения обрабатываемости винипластов.
Основные свойства винипластов приведены в табл. 5.17 и 5.18. При применении винипластов следует учитывать, что их прочностные свойства при температуре выше 60 °С резко ухудшаются; при низких температурах повышается их хрупкость.
Изделия из винипласта получают каландрированием, прессованием, экструзией, литьем под давлением, пневмо- и вакуумным
209
формованием. Винипласт хорошо поддается механической обработке на обычных станках; легко сваривается с помощью сварочного прутка горячим воздухом при температуре 230–250 °С и хорошо склеивается различными клеями (в основном на основе поливинилхлорида и перхлорвиниловой смолы). Прочность сварных и клеевых соединений достигает 80–90 % прочности основного материала.
|
|
Таблица 5.17 |
Основные свойства винипластов |
||
|
|
|
Показатель |
|
Величина |
|
|
|
Плотность, г/см3 |
|
1,38–1,40 |
Временное сопротивление, МПа: |
|
|
при растяжении ζ раст |
|
45–70 |
при статическом изгибе ζ изг |
|
70–120 |
|
|
|
Временное сопротивление, МПа: |
|
|
при сжатии ζ сж |
|
60–90 |
при кручении ζ кр |
|
40–50 |
|
|
|
Относительное удлинение при растяжении, % |
|
10–50 |
|
|
|
Удельная ударная вязкость для пластин |
|
7–15 |
с надрезом, кДж/м2 |
|
|
Модуль упругости при растяжении, МПа |
|
2600–3000 |
|
|
|
Теплостойкость по Мартенсу, °С |
|
65–70 |
|
|
|
Температура размягчения по Вика, °С |
|
75–90 |
Температура хрупкости, °С |
|
75 |
|
|
|
Морозостойкость, °С |
|
Не более –10 |
|
|
|
Теплопроводность, Вт/(м · оС) |
|
0,15–0,16 |
Удельная теплоемкость, кДж/(кг · оС) |
|
1,13–1,26 |
Водопоглощение за 24 ч при 20 °С, % |
|
0,4–0,6 |
|
|
|
Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте: |
|
|
50 Гц |
|
0,04 |
1 МГц |
|
0,025 |
|
|
|
Удельное электрическое сопротивление, Ом |
см: |
|
объемное |
|
(1…10) (1012…1016) |
поверхностное |
|
1016 |
210