Свойства и области применения полиолефиновых и полигалогенолефиновых термопластов

Полиолефиновые термопласты (полиэтилен и полипропилен) уступают по объему производства только поливиниловым и отличаются от других известных термопластов малой плотностью (легче воды), и большой устойчивостью к действию кислот и щелочей. От них отличаются по этим свойствам близкие к ним по структуре полигалогенолефиновые производные.

Полиэтилен высокого давления является продуктом радикальной полимеризации этилена, имеет наименьшую прочность и твердость, но самые высокие электрические свойства, обладает высокой гибкостью и ударной вязкостью. Существуют сорта гранулированного полиэтилена для определенных способов его переработки (выдувание пленок, прессование), и разных областей применения (трубы, бутылки, электроизоляционные материалы). Перерабатываемость его обычно оценивают показателем текучести расплава. Для ручной заделки швов применяется полиэтилен с небольшой вязкостью и высоким показателем текучести расплава, близкий к полиэтиленовым воскам, а для покрытий шприцеванием – более вязкий. Поскольку дисперсные наполнители снижают прочность полиэтилена, его поставляют, как правило, без добавок. При наполнении коротким (до 3 мм) стекловолокном (до 20 мас.ч.) повышается прочность полиэтилена при растяжении в 2, 5 раза, и он становится ударопрочным.

Полиэтилен высокой плотности – продукт полимеризации этилена на катализаторах Циглера-Натта, перерабатывают аналогично, но при более высокой температуре. При выдувании пленок главным затруднением является высокая скорость кристаллизации, что делает пленки хрупкими и мало прозрачными. Поэтому предпочтение отдают получению методом шлицевания с охлаждением водой или холодными стальными вальцами, что ограничивает кристаллизацию. Полиэтилен высокой плотности не пригоден для изготовления бутылей шприцеванием, но подходит для производства жестких и прочных сосудов большой вместимости и труб при малом увеличении толщины стенок. Бумага с полиэтиленовым покрытием широко применяется для упаковки в виде многослойных и обычных мешков.

Полипропилен - продукт полимеризации пропилена на катализаторах Циглера-Натта с регулярным строением макромолекул изотактической структуры и степенью кристалличности около 60%, характеризуется высокой температурой размягчения и самой низкой плотностью из всех известных пластмасс. Он превосходит полиэтилены по прочности и твердости, аналогичен им по термостойкости и устойчивости к агрессивным воздействиям. Литьём под давлением получают разнообразные предметы домашнего обихода, сосуды и другие промышленные изделия. Благодаря высокой твердости и прочности служит дешевым заменителем металлов, дерева или стекла (книжные шкафы, вакуумные сосуды, детали насосов, трубы), а также полиэтилена и полистирола (бокалы для питья и канистры). Волокна и нити из его расплава не тонут в воде и не адсорбируют влагу, поэтому сохраняют свой вес в мокром состоянии.

Политетрафторэтилен (ПТФЭ)– линейный на 90% кристаллический полимер белого цвета с прочностью при растяжении 14-35 МПа и относительным удлинением 250-500%, отличающийся от полиэтилена значительно более высокой плотностью (2150-2240 кг/м ³) и температурой плавления (327 ^о С). Из известных полимеров он наиболее химически стоек, не горит и не растворяется ни в одном растворителе, устойчив к действию любых кислот, щелочей, окислителей и других агрессивных сред, устойчив к деструкции до 415 ^о С, из-за высокой вязкости расплава перерабатывается методами порошковой металлургии. ПТФЭ применяют для электроизоляции трансформаторов и различных устройств, работающих в коррозионных средах при высоких и низких температурах, как биологически инертный материал для изготовления протезов органов человека, в подшипниках, способных работать без смазки и практически в любых агрессивных средах. В машиностроении особенно перспективно применение износостойких композиций ПТФЭ с бронзой, графитом, коксом и стекловолокном.

Политрифторхлорэтилен ([-CF ₂ -CFCl-] _n) легко кристаллизующийся термопласт белого цвета плотностью более 2090 кг/м ³ и прочностью при растяжении 35-40 МПа, содержит изотактические и синдиотактические структуры, конформация макромолекул - спираль с 17 звеньями на одном витке. Полимер негорюч, химически инертен, имеет низкую влаго- и газопроницаемость, устойчив при нагревании на воздухе до 250 ^о С, работоспособен в интервале температур от 195 ^о С ниже нуля до 130-190 ^о С. Из порошка и гранул полимера изготовляют пленки, ленты, трубки, армированные шланги, стержни, контргайки, бутылки, лабораторную посуду, шприцы и смотровые стекла. Важная область применения полимера – прокладки для фланцев, уплотнительные кольца, втулки и мембраны, способные работать в агрессивных средах, при высоких давлениях и любых температурах. Полимер применяют также для изоляции и обмотки проводов и трансформаторов, работающих в условиях тропиков или в агрессивных средах, а также в электротехнических изделиях.