Материал: А27878 Андреев АК Материалы для низкотемпературной техники

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

Таблица 5.18

Механические свойства винипластов

Показатели

 

 

 

 

 

Температура, °С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

–196

– 75

– 20

0

20

 

40

60

75

100

130

150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Временное со-

110

120

90

70

50

 

40

30

20

4

2

1

 

 

противление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при растяже-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нии, МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Относительное

0

0

0

8

20

 

30

60

200

350

80

50

 

 

удлинение при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

растяжении, %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Длительная

25

20

 

10

4

15

 

 

прочность при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

растяжении,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Винипласт применяют в качестве конструкционного материала в химической промышленности для изготовления ванн, емкостей, трубопроводов, запорной арматуры, футеровки (табл. 5.19).

Таблица 5.19

Основные области применения поливинилхлорида

Суспензионный поливинилхлорид

Латексный поливинилхлорид

 

 

Кабельный материал, свето- и термо-

Прочные пластикаты и мягкие плен-

стойкий изоляционный материал,

ки, изоляция, искусственная кожа,

пленки, искусственная кожа, меди-

фольга, щетина, техническая паста

цинский пластикат, свето- и термо-

для уплотнения, жесткая пленка,

стойкий шланговый материал, плен-

микропористые сепараторы, произ-

ки, галантерейные изделия, лаковый

водство винипласта, труб, стерж-

перхлорвинил, производство винипла-

ней, твердых формовочных деталей,

ста; кордоленты, искусственные по-

пенопластов, формопластов, лаков

дошвы, линолеум, производство низ-

 

комолекулярного перхлорвинила

 

 

 

211

Изделия из винипласта используются в системах коммунального водоснабжения, канализации, в строительстве в качестве отделочных материалов, кровельных листов, оконных рам; в качестве материала для тары и бытовых товаров – сосудов, контейнеров, флаконов.

Еще одна область применения поливинилхлорида – защитные покрытия. Некоторые физико-механические показатели и эксплуатационные характеристики покрытий из винипласта приведены в табл. 5.20.

Таблица 5.20

Основные свойства покрытий из винипластов

Показатели

Материал покрытия

 

 

1*

2*

 

Плотность, г/см3

1,38

1,20–1,30

Временное сопротивле-

45–60

10

ние при растяжении ζ

 

 

раст, МПа

 

 

Твердость, НВ

1,5–1,6

Морозостойкость, °С

–10 (– 50)**

–15

Теплостойкость

65

по Мартенсу, °С

 

 

Свариваемость

Горячими газами

Горячими газами

 

с помощью прутков, ТВЧ

с помощью прутков, ТВЧ

Вид материала, исполь-

Ленты, пластины,

Листы

зуемого для покрытия

листы

 

Способ крепления по-

С помощью эпоксидных

С помощью эпоксидных

крытия к металлу

и других клеев

и других клеев

Максимальная темпера-

60

40

тура эксплуатации,°С

 

 

Защищаемые объекты

Химическая аппаратура,

Химическая

 

трубопроводы

аппаратура

Водопоглощение

0,4–0,6

0,3–0,4

за 24 ч, %

 

 

__________

*1 – поливинилхлорид непластифицированный (винипласт), 2 – поливинилхлорид пластифицированный (пластикат листовой, прокладочный).

** Для ударопрочного винипласта.

212

Эластичные массы на основе поливинилхлорида (пласти-

каты). Пластикат – техническое название термопластичных смесей пластифицированного и подвергнутого термомеханической пластикации поливинилхлорида. В состав пластиката, кроме ПВХ и пластификатора, входят стабилизаторы (термостабилизаторы и антиоксиданты), наполнители, смазки и пигменты. Размер частиц порошкообразных стабилизаторов, наполнителей, пигментов и смазок не должен превышать 2–10 мкм. В производстве пластикатов используют ПВХ, полученный суспензионной полимеризацией или полимеризацией в массе, со среднечисловой молекулярной массой 90–115 тыс. Пластификаторы вводят в композицию в количестве от 30 до 90 % от массы поливинилхлорида.

При выборе пластификатора следует учитывать его физические свойства, совместимость с полимером, стойкость к внешним воздействиям, токсичность, огнестойкость и т. д. В качестве пластификаторов применяют вещества, хорошо или ограниченно совместимые с поливинилхлоридом. К ним относятся диалкилфталаты и трикрезилфосфат. Ограниченно совместимыми пластификаторами являются диоктилсебацинат, адипинаты, триоктилфосфат, полипропиленадипинат и поли-пропиленсебацинат.

Для получения пластиката с высоким электрическим сопротивлением и морозостойкостью до –40 °С применяют фталаты, а с морозостойкостью до –60 °С – смеси ограниченно совместимых низкомолекулярных пластификаторов с хорошо совместимыми пластификаторами. Весьма эффективный способ повышения морозостойкости пластификатора – введение в композицию бутадиеннитрильного каучука.

Антиоксиданты – фенолы, эпоксидированные растительные масла вводятся в отношении 0,02–0,5 % от массы пластификатора. Они повышают атмосферо- и светостойкость пластиката. Антиоксиданты предотвращают деструкцию поливинилхлорида и пластификатора. Количество наполнителей обычно не превышает 30 % от массы поливинилхлорида. В качестве наполнителей используют каолин, аэросил, диоксид титана, тальк, асбест.

Основные свойства поливинилхлоридного пластиката приведены в табл. 5.21 и 5.22.

213

Таблица 5.21

Свойства поливинилхлоридного пластиката различного назначения

 

Изоляция проводов

Оболочка кабелей

Элект-

 

 

 

 

 

 

ропро-

Прочие

Показатели

общего

высокотемпера-

общего

для

водя-

пласти-

назна-

назна-

арктиче-

щие

каты*

 

чения

турная

чения

ских

плас-

 

 

(до

 

 

 

 

условий

тика-

 

 

 

105 °С)

 

 

 

 

 

 

ты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Плотность,

1,27–

1,23–1,29

1,22–

1,15–1,17

2,90–

г/см3

1,30

1,29

4,10

Временное

 

 

 

 

 

 

сопротивле-

20–25

14–22

14–18

11–18

10–26

5–18

 

ние при рас-

 

 

 

 

 

 

тяжении,

 

 

 

 

 

 

МПа

 

 

 

 

 

 

(20 °С)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Относитель-

260–

 

 

 

70–

 

ное удлине-

250–380

220–350

120–440

60–300

360

250

 

ние при рас-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тяжении, %

 

 

 

 

 

 

(20 °С)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Удельное

 

 

 

 

 

 

объемно-

 

 

 

 

 

 

электриче-

 

 

 

 

 

 

ское

 

 

 

 

 

 

сопротивле-

1,10–

1,10–8,10

1–10

1–10

1–10

ние, ГОм м:

5,10

3,10–5,10

при 20 °С

1,10–

 

 

 

 

 

при 40 °С

7,10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Электриче-

 

 

 

 

 

 

ская

27–37

29–40

 

прочность,

 

 

 

 

 

 

кВ/мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Морозостой-

До –50

До –50

До –50

До –65

До –

До –50

кость, °С

45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Температура

220–

243–255

210–230

220–240

165–200

разложения,

250

 

 

 

 

 

214

 

°С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Водопогло-

 

0,05 –

0,1

 

 

0,3

 

 

0,6

 

 

 

1,5

 

щение за 24 ч

 

0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при 20 °С, %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оптимальная

 

165–

 

170–175

155–180

175–185

 

 

155–180

 

 

 

 

 

 

 

 

температура

 

175

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

расплава при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

переработке,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

°С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_____________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* Прокладки, трубки, профили, эластичные резервуары.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.22

 

 

 

Свойства* поливинилхлорида с пластификатором**

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Темпе-

 

 

 

 

Массовое содержание бутилбензинфталата-160

 

 

ратура

 

 

 

 

 

 

 

в поливинилхлориде, %

 

 

 

 

 

Т, К

 

 

19,1

 

 

 

 

 

16,7

 

 

 

 

 

23,0

 

 

 

-1

 

 

 

-1

 

 

 

 

 

 

-1

 

 

 

 

 

 

-1

 

 

 

 

 

 

 

К

 

 

 

-1

 

 

К

 

 

 

-1

 

 

К

 

 

 

·К

 

6

·

 

1

 

К·

 

6

·

1

 

К·

6

·

1

 

 

 

3

 

 

 

3

 

3

 

 

 

-1

 

 

,

-

 

ч·

 

-1

 

,

-

 

ч·

 

-1

 

,

-

 

ч·

 

 

 

 

·10

 

 

 

·10

 

 

 

·10

 

 

 

λ, Вт·м

 

С Джм·

 

-

 

λ, Вт·м

 

С Джм·

-

 

λ, Вт·м

С Джм·

-

 

 

 

 

,а м

 

 

,а м

 

,а м

 

 

 

 

 

v

 

2

 

 

 

v

 

2

 

 

 

v

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

250

1,32

 

1,21

 

41,1

 

1,30

 

1,18

43,5

 

1,31

 

1,09

42,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

260

1,35

 

1,22

 

40,6

 

1,41

 

1,29

41,9

 

1,38

 

1,20

41,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

273

1,38

 

1,25

 

40,0

 

1,56

 

1,44

40,0

 

1,48

 

1,34

40,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

280

1,40

 

1,27

 

39,6

 

1,64

 

1,52

38,9

 

1,53

 

1,42

39,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

290

1,42

 

1,32

 

39,1

 

1,76

 

1,64

37,4

 

1,61

 

1,52

38,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300

1,45

 

1,44

 

38,61

 

1,88

 

1,75

36,0

 

1,68

 

1,63

37,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_______________

* λ – теплопроводность; Сv – теплоемкость; а – температуропровод-

ность.

** Поливинилхлорид на основе смеси РС 40 с добавкой пластификатора бутилбензинфталата-160 (США).

Смазки обеспечивают переработку пластиката и улучшают внешний вид изделий. В качестве смазок применяют стеарин, стеа-

215