Технология производства химических волокон — 3-е изд. - Ряузов A.H.
Скачать (прямая ссылка):
Пластические деформации полимеров являются необратимым: так как они связаны с перемещением макромолекул или их агр гатов друг относительно друга.
п лрЛоомации полимеров одновременно проявляются все Аоомации и часто бывает трудно отличить высокоэласти-Чес^юЄДеФ°Рмаці;ю or пластической.
16 НЕКОТОРЫЕ КЛАССЫ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
1.6.1. Полиолефины
Исходным сырьем для получения полиолефинов служат газы, получающиеся при термическом крекинге нефти.
В СССР имеются большие запасы сырья для получения таких полиолефинов, как полиэтилен и полипропилен, производство и применение которых постоянно возрастает.
Полиэтилен (—CH2-CH2—)„ является простейшим карбо-цепным полимером. Наиболее распространены три способа получения полиэтилена: при высоком, низком и среднем давлении.
Полимеризация при высоком давлении. Этилен, очищенный от примесей, под давлением 120—150 МПа направляют в реактор. В сжатый этилен вводятся кислород или органические перекиси в качестве инициатора. В реакторе при высоких давлении и температуре происходит разрыв двойной связи в мономере и образуется полиэтилен.
Влияние давления на молекулярную массу полиэтилена можно проиллюстрировать следующими данными:
Давление, МПа....... 520 1 100 1 500 2 000
Молекулярная масса..... 2 000 3 000 15 000 20 000
Полимеризация при низком давлении. Очищенный этилен растворяют в бензине, вводят в этот раствор катали-затор (алкилы и галогеналкилы алюминия) и сокатализатор (хлориды титана). Полимер образуется при температуре 700C и давлении около 0,7 МПа.
Полимеризация при среднем давлении (3— 4 МПа) проводится при 120—1500C в растворе бензина с применением в качестве катализаторов оксидов металлов переменной валентности (например, оксида хрома, нанесенного на пористый носитель — алюмосиликат).
От способа получения зависят свойства полиэтилена: • <
Температура Плотност. плавления, 1 °1л,Г
OQ кг/ма
Полиэтилен высокого давления...... 110—125 920—950
ііолизтилен низкого давления...... 141 953—957
полиэтилен среднего давления...... 144 966
кислотШЭТИЛвН „имеет высокую химическую стойкость к действию вппг!,,'„Щел()чей' растворам солей; на холоду он не растворяется
Пр" ™ растворителях. постепечн°ЗДЄЙСТВИИ тепла> света, кислорода воздуха полиэтилен Щаются' ° <<стареет>>' и его физико-механические свойства ухуд-
22
23
Полипропилеи /—CH—CH2—\ получают полимеризациеі
пропилена в бензине при 700C и давлении от 1 до 4 МПа в присутствии катализатора.
В зависимости от способа синтеза может быть получен полипропилен различного строения: атактический, изотактический и синдиотактический. Молекулярная масса полипропилена обычно колеблется в пределах 30000—500000. Физико-механические свойства полипропилена зависят в основном от пространственного расположения боковых групп. Атактический полипропилен является аморфным мягким и липким веществом. Изотактический полипропилен является кристаллическим полимером, содержащим 95— 98% изотактической фракции и 2—5% атактической. Плотность такого полимера 900—920 кг/м3, температура плавления составляет 160—170 °С.
Полистирол /—CH2-CH—\ — карбоцепной полимер линей-
ного строения; получают радикальной полимеризацией стирола с перекисными инициаторами блочным, суспензионным и эмульсионным методами.
Полистирол растворяется в ароматических углеводородах, кетонах, эфирах и альдегидах, набухает в бензине, стоек к кислотам, щелочам.
1.6.2. Галогенсодержащие полимеры
Поливииилхлорид (—CH2—СHCl-)п является карбоцепным линейным аморфным полимером с молекулярной массой от 18 000 до 400000. Температура стеклования полимера 75—80 °С. Поливииилхлорид устойчив к действию влаги, кислот, щелочей, растворов солей, углеводородов нефти, но растворяется в некоторых органических растворителях (дихлорэтан, хлорбензол, нитробензол, тет-рагидрофуран, циклогексан).
Поливииилхлорид получают суспензионной или эмульсионной полимеризацией винилхлорида по радикальному механизму с использованием воды в качестве дисперсионной среды. Свойства пластифицированного поливинилхлорида (пластикат) при содержании 40% пластификатора значительно изменяются:
Непластифици-роваиный поливииилхлорид (винипласт)
Пластифицированный поливииилхлорид (пластикат)
Плотность, кг/м8.....
Прочность, МПа.....
Удлинение при разрыве, %
1380—1430 45-70
Ш-60
1240—1260 10-25 100-400
Перхлорвинил представляет собой продукт хлорирования поли* винилхлорида, растворенного в органическом растворителе (например, хлорбензоле или тетрахлорэтане) при 80—100 °С. Содержание хлора в хлорированном поливинилхлориде достигает 65 % •
Перхлорвинил обладает высокой стойкостью к кислотам и щелочам, но малостоек к теплу и свету. При 60 °С полимер начинает размягчаться, и прочность его понижается. Полимер хорошо растворим в ацетоне, диметилформамиде и других органических растворителях и используется главным образом для получения волокна хлорин и эмалей.
