Машиностроительные материалы: Краткий справочник - Раскатов В.М.
Скачать (прямая ссылка):
Полимеры с линейными и разветвленными макромолекулами являются более пластичными и термопластичными (термопласты), т. е. они способны многократно размягчаться и затвердевать при теплосменах в отличие от полимеров с сетчатыми макромолекулами (реактопласты), которые после отверждения под влиянием нагрева не размягчаются и поэтому не могут быть использованы повторно. Они нерастворимы в известных растворителях.
Полимеры могут находиться в трех состояниях: стеклообразном (твердом аморфном), высокоэластическом и вязкотекучем. Вследствие высокой относительной молекулярной массы они не способны переходить в газообразное состояние; при нагреве в газообразном виде выделяются лишь продукты термической деструкции полимеров. Особый вид представляют жидкие полимеры (см. с. 292, 445).
В основном полимеры являются органическими соединениями: 1) гомоцеп-ными, если они состоят из одинаковых атомов [в частности карбоцепными— если из углеродных атомов (полиэтилен, поливинилхлорид, полиметилметакрп-лат и др.)]; 2) гетероцепными, когда цепи состоят не менее чем из двух различных атомов. При наличии в цепях органических радикалов атомов кремния, алюминия, титана и т. д. полимеры называются элементооргаЕПческими. Их ха-
Полимеры и сополимеры
231
рактерными представителями являются кремнийорганические полимеры (по-ляорганосилоксаны, полиметаллоорганосилоксаны, полпорганоалкиленсиланы и др.), фторопласты и др.
К неорганическим полимерам относят многие минералы, силикатные стекла и др., которые, несмотря на структурную идентичность, не обладают ценным свойством неорганических и элементоорганических полимеров — эластичностью и поэтому в данном разделе не рассматриваются.
По способу производства, который определяет характерные конструкционные и технологические свойства, полимеры подразделяются на полимериза-ционные и конденсационные.
Полимеризация — процесс, происходящий в особых технологических условиях, обычно при повышенной температуре и в присутствии особых веществ — инициаторов, при которых молекулы (мономеры) исходного вещества соединяются между собой, образуя полимер, без изменения химического состава и выделения побочных продуктов. Для придания полимерам повышенных свойств берут два различных исходных мономера, например хлорвинил и винилацетат, В результате полимеризации (точнее, сополимеризации) образуется новое соединение — сополимер, обладающий повышенной адгезией и эластичностью по сравнению с полимерами, полученными из одного исходного мономера.
Поликонденсация — процесс, при котором в реакцию вступают молекулы нескольких исходных веществ и наряду с требуемым полимером образуются побочные продукты.
В результате полимеризации и поликонденсации повышаются свойства вновь образованных соединений: возрастают температура плавления, вязкость, твердость, упругость, гибкость и т. д., т. е. создается вещество, пригодное служить конструкционным материалом или полуфабрикатом для дальнейшей переработки.
В зависимости от химического состава и структуры мономерного звена, строения макромолекул и их укладки (надмолекулярная структура) полимеры по своим электрическим и физическим свойствам подразделяются на полярные и неполярные.
Неполярные полимеры являются высококачественными и высокочастотными диэлектриками, их свойства мало изменяются при понижении температуры, и они отличаются высокой морозостойкостью.
Полярные полимеры обладают повышенными жесткостью и теплостойкостью и пониженной морозостойкостью. Как диэлектрики пригодны лишь в ограниченной области частот.
Для повышения свойств полимеров в их состав вводят соответствующие легирующие добавки.
Стабилизаторы (антистарители) противодействуют старению полимерных материалов.
Пластификаторы (мягчители) повышают эластичность и (или) пластичность при переработке и (или) эксплуатации полимерных материалов.
Мягчители (смазки) снижают адгезию полимеров, главным образом для ускорения и повышения качества переработки.
Красители придают желаемый цвет полимерным материалам по всему объему.
Антипирены снижают горючесть полимерных материалов.
Отвердители (инициаторы) инициируют переход композиции в твердое состояние, в частности в процессах образования реактопластов.
Катализаторы ускоряют химические процессы, но не входят в состав окончательного продукта.
Антистатики препятствуют возникновению и накоплению статического электричества в полимерных изделиях.
Структурообразователн регулируют процессы образования надмолекулярных структур для получения желаемой структуры полимеров.
Порообразователи — дисперсные вещества, способные под влиянием нагрева или других факторов переходить в t-азообразное состояние и образовывать поры в полимерах.
232
Полимерные материалы
Антирады — ингибиторы радиационной деструкции (старение).
Антиозонанты — ингибиторы озонного старения.
Противоутомители повышают усталостную выносливость.
Светостабилизаторы — ингибиторы фотоокислительной деструкции.
Полимеры могут подвергаться дополнительной улучшающей термической, механической и другим обработкам.
