Технологія переробки полімерних та композиційних матеріалів

Поліамід (ПА, Nylon)[12] — гетероланцюговий полімер, складові ланки якого з'єднано амідним зв'язком[1], продукт поліконденсації амінокислот або дикрбонових кислот і діамінів. Найбільшого поширення набули аліфатичні ПА (найлони). Поліаміди — інженерні пластики, що мають високуміцність і ударну в'язкість у широкому діапазоні температур, морозостійкість -60 °С, антифрикційні властивості, добре зварюються і склеюються. Недолік: велике водопоглинання, яке приводить до зміни розмірів у залежності від вологості середовища оточення. ПА застосовують для виготовлення корпусних деталей, що працюють у вузлах тертя, під навантаженням.

Реактопласти

Термореактивні пластмаси (реактопласти) — полімерні матеріали, які при нагріванні, розм'якшуються, але при певній температурі і під дією затвердівачів[13], каталізаторів чи ініціаторів хімічних реакцій зазнають полімеризації, внаслідок якої переходять у твердий стан і повторна переробка таких пластмас неможлива. Теплостійкість їх вища і досягає 200...370 °С.

Термореактивні полімери порівняно рідко використовуються у чистому вигляді. Зазвичай, у них вводять наповнювачі (дисперсні, волокнисті суцільні), розчинники, згущувачі, стабілізатори, барвники, змазки, завдяки чому отримують складні багатокомпонентні системи — реактопласти. Полімерну основу реактопласта (термореактивний полімер) називають «смола» або «сполучник»[13].

На початковій стадії отримання матеріалів та виробів термореактивний сполучник, має малу в'язкість, що полегшує процес формування виробів. Різниця у хімічній структурі сполучників, широкий спектр затвердівачів, ініціаторів затверднення, модифікаторів, наповнювачів дозволяють отримувати конструкційні матеріали з великим діапазоном механічних, електротехнічних, триботехнічних та інших експлуатаційних характеристик.

У залежності від типу сполучника реактопласти поділяються на:

- фенопласти, що базуються на фенолоальдегідних смолах;

- амінопласти, що утворюються на основі аміносмол;

- поліефірні, отримані на основі поліефірних смол і скловолоконних наповнювачів;

- епоксидні — мономерні, олігомерні або поліефірні сполуки, у склад молекул яких входить не менше двох епоксидних або гліцидилових груп;

- кремнійорганічні, що отримані на основі кремнійорганічних олігомерів, що містять гідроксильні і ефірні групи.

- поліуретанові, що отримуються на основі поліуретанових полімерів, котрі містять в основному ланцюгу макромолекул уретанові групи.

- алкидні, котрі базуються на алкидних смолах (гліфталевій, пентафталевій, етриіталевій).

Еластомери

Високоеластичні пластмаси (еластомери) — матеріал, який може розширюватися і стискатися суттєво змінюючи свою форму, в результаті прикладання зусиль і здатний під дією внутрішніх пружних сил повертатись до попередньої форми. Еластомери майже повністю замінили гумові еластомери із сировини природного походження, а також знайшли цілу низку нових застосувань, недоступних для звичайної гуми.

Еластомери застосовуються у промисловості переробки пластмас найчастіше як високомолекулярні пластифікатори для зниження крихкості склоподібних або кристалічних полімерів. Обмеження на застосування еластомерів у складі композитів на основі пластмас робить низький опір їх тепловому старінню і термоокислювальній деструкції, а також, неможливість їх виробництва у гранульованому вигляді. Основні види еластомерів:

- ізопренові каучуки (синтетичний аналог натурального каучуку) — полімери ізопрену, отримані полімеризацією у розчині під дією комплексних каталізаторів типу Циглера-Натта або під дією літійорганічного каталізатора. Переробляється методами, прийнятими для гумової промисловості і застосовується самостійно і в сумішах з іншими каучуками для виробництва автошин та інших гумовотехнічних виробів;

- бутадієновий каучук — полімер бутадієну. Методи отримання, аналогічні до ізопренових каучуків. Застосовується як каучук загального призначення а також, як високомолекулярний пластифікатор, що підвищує морозостікість пластмас. Використовується як компонент удароміцного полістиролу;

- бутадієн-стирольні каучуки — статистичні співполімери бутадієну і стиролу або α-метилстиролу. Використовуються як недорогі каучуки загального призначення та як пластифікатори полістирольних пластиків;

- бутадієн-нітрильні каучуки — статистичні співполімери бутадієну з нітрилом акрилової кислоти. Використовуються як каучуки спеціального призначення для виготовлення маслобензостійких гум, стійких до стирання і старіння, а також, як пластифікатори ПВХ;

- бутилкаучук — статистичний співполімер ізобутилену. Є добрим діелектриком, має низьку газопроникність і задовільні технологічні властивості. Використовується для виготовлення теплостійких газонепроникних виробів, а також як стійкий до погодних умов ізолятор кабелів і як високомолекулярний пластифікатор поліетилену і поліпропілену;

- етиленпропіленовий каучук — співполімер, що складається з коротких блоків етилену і пропілену. Характеризується стійкістю до окислення, атмосферостійкістю, теплостійкістю і стійкістю до агресивних середовищ (спиртів, кетонів, лугів, кислот і т.п.). Застосовується як основа гум, що експлуатуються у важких умовах і при температурах до 150 °C; як пластифікатор при виробництві удароміцного (морозостійкого) поліпропілену; як кабельна ізоляція.

- кремнійорганічні каучуки — еластомери, у яких основний ланцюг є неорганічним. Отримують аніонною полімеризацією відповідних циклоорганосилоксанів. Відрізняються хімічною стійкістю, нетоксичністю при горінні, фізіологічною інертністю. Гуми на основі кремнійорганічних каучуків стійкі у широкому діапазоні температур (-90...+300 °C), мають хороші діелектричні властивості. Використовується для виготовлення виробів, що працюють в умовах великого перепаду температур, для теплоізоляції космічних апаратів, виробів медичного призначення, деталей ущільнень холодильної техніки;

- уретанові каучуки — співполімери, що отримуються при взаємодії диізоціантів з простими або складними ефірами. Вони стійкі до ультрафіолетового проміння та γ-випрмінювання, є маслобензостійкими та атмосферостійкими а також характеризуються високим опором до стирання. Нестійкі до впливу водяної пари і гарячої води, при температурі понад 100 °C можлива хімічна деструкція. Використовуються для виготовлення виробів, стійких до стирання, пружних подушок вібраційної техніки та у взуттєвій промисловості;

- термоеластопласти (ТЕП) — термопластичні еластомери, що проявляють властивості м'яких гум (еластомерів) в умовах експлуатації, тоді як при високих температурах в умовах переробки вони здатні текти як розплави термопластів.