Слепнева - FIZIKOKhIMIYa_POLIMEROV_1

ществу придают также добавки, содержащие атомы бора, азота,

кремния, фосфора, хлора и др.

У

Т

Вопросы к теме 13 «Деструкция полимеров»

Н

13.1. Чем различаются цепная деструкция и деструкция по закону

случая? Напишите уравнение деструкции полиметилметакрилата.

Б

13.2. Напишите уравнение деполимеризации поли-α-метилсти-

и

струкцию полимера в процессе эксплуатации? Перечислите их и

дайте краткую характеристику каждому з них.

13.4. Для какого полимера

деструкц

йя заключается в отщеплении

его деполимеризации:

т

а) полиметилметакрилата;

б) поли-α-метилс

ла;

ир

о

в) полипроп лена;

з

г) поливинилхлор да?

Одной из разновидностей пластичных материалов являются пе-

нопласты – гетерогенные полимерные материалы, содержащие дис-

персную или частично непрерывную газообразную фазу в полимер-

У

ной матрице. По природе полимерной фазы пенопласты делятся на

термопластичные (пенотермопласты) и термореактивные (пеноре-

Т

актопласты). Практически из любых термопластов можно получать

пенопласты, однако промышленное значение в настоящее время

Н

имеют главным образом пенопласты на основе полистирола, поли-

винилхлорида и полиолефинов.

Б

Каучуки и резины. Каучуки и резины относятся к эластомерам.

Натуральный каучук – классический пример эластомеров. Совре-

менные синтетические эластомеры – это полибутадиены, сополиме-

ры стирола с бутадиеном, акрилонитрила с бутадиеном (нитриль-

каучуки

ный каучук), полиизопрен, полихлорпрен (неопрен), сополимер эти-

лена с пропиленом, сополимер

зопрена с изобутиленом (бутило-

р

вый каучук), полифторуглерод, пол уретанйи силиконовые каучуки.

В упаковочной промышленности

применяются для герме-

зуются для гермет зац

упаковок масел, топлива и др.

тизации тары. Для герметизации упаковки простых химических ве-

Волокна. Главнойчертой волокон является то, что их длина во

ществ применяется соп лимер п лиэтилена, полипропилена и дие-

на. Бутадиен-нитрильный каучук, фторкаучуки и силиконы исполь-

з

много раз превосход т

х диаметр. Главное свойство волокна – его

о

высокая пр чн стьина разрыв. Это связано с тем, что волокна обычно

содержат чень маленькие кристаллы, или «кристаллиты», которые

ориентир ваны вд ль волокна таким образом, что длинноцепочечные

молекулы

риродного полимера располагаются параллельно оси во-

локна. Такое расположение цепей наиболее эффективно противодей-

Р

крайней мере в 100 раз превышает их диаметр.

У

Волокнами повседневного спроса называют волокна, используе-

мые для изготовления нижней и верхней одежды. Они должны обла-

Т

дать достаточной прочностью, мягкостью, хорошей растяжимостью,

негорючестью, поглощать влагу и хорошо окрашиваться. Волокна,

Н

используемые для производства ковров, занавесей, чехлов для кре-

сел, драпировок и т. д., должны быть жесткими, прочными, долго-

Б

вечными, износостойкими. С точки зрения безопасности они должны

плохо воспламеняться, не распространять пламя и при горении выде-

лять минимальное количество тепла, дыма и токсических газов. Ог-

нестойкие свойства волокну придает добавление небольших коли-

пламени

честв веществ, содержащих такие атомы, как В, N, Si, P, Cl, Br или

Sb. Введение в волокна модифиц рующ х добавок уменьшает их го-

р

й, но не приводит к умень-

рючесть, снижает распространен е

шению выделения токсических газов

дыма при горении. Волокна,

изготовленные на основе а матических полиамидов, полиимидов,

т

полибензимидазолов и п ли ксидиазолов обладают слабой горюче-

стью. Однако при горении э их в л кон наблюдается выделение ток-

и

сических газов, посколькуов их молекулах содержатся атомы азота.

з

Этого недостатка л шены ароматические полиэфиры.

Жидкие смолы – ол гомеры, находящиеся в жидком агрегатном

сительно

состоянии, шир ко используют в строительстве в качестве клеев,

клеевых мастик, герметиков, уплотнителей в жидкой форме.

К отн

новым клеям можно отнести водостойкие поли-

уретановые

клеи, обладающие превосходной адгезией1 к любым ма-

т риалам и имеющие очень широкий температурный интервал экс-

Р

лета или детская игрушка.

У

Большинство полимерных изделий получают либо формованием,

либо отливкой жидких форполимеров1 в форме с последующим от-

Т

верждением. Волокна получают прядением. Какой бы метод пере-

работки полимера ни был выбран, необходимо учитывать измене-

Н

ние состояния полимера от температуры. Изделия из полимерных

материалов могут обладать свойствами термопластичной или тер-

Б

мореактивной пластмассы. В случае формования термопластичного

изделия перед освобождением из пресс-формы его следует охла-

ждать ниже температуры размягчения полимера, иначе изделие по-

теряет форму. Для изделия, которое в процессе изготовления при-

и

обретает свойства реактопласта, необходимости в охлаждении нет,

поскольку после однократного совместного воздействия температу-

пр

обретеннуюй

ры и давления изделие сохраняет

форму даже при

высокой температуре. Часто использующ еся технологические про-

цессы при переработке п лиме в – это прямое прессование, литье

под давлением, экструзия, каланд и ование.

Прямое прессование исп льзуется для производства изделий,

не подвергающихся в

переработке. Форма, состоящая из

оричной

верхней и нижней час , имеет между ними свободное простран-

т

ство, конфигурац я которого определяет конечную форму изделия.

Когда выемка

части формы полностью заполняется поли-

нижней

мерным к мпаунд м,

материал внутри нее сдавливается. Примене-

з

ние гидравлическ го пресса с нагреваемыми пластинами позволяет

достигать давления 70 кг/см2 и температуры 200 С. При этих усло-

о

виях м жду функциональными группами форполимера образуются

«сшивкип» и происходит формирование трехмерной пространствен-

ной структуры термореактивного полимера. Для освобождения ко-

е

нечного изделия из пресс-формы охлаждения не требуется.

Р

мера впрыскивается под давлением в относительно холодную пресс-

форму, где он охлаждается проточной холодной водой и затверде-

вает в виде конечного продукта (рис. 14.1). После извлечения гото-

вого изделия цикл может быть повторен.

У

Т

Н

Б

й

иал

цилиндр

Рис. 14.1. Схема л тья под давлением:

о

1 – компаундированный пластический мате

; 2 – загрузочная воронка; 3 – поршень;

4 – электрический нагревательный элемент; 5 – стационарная часть формы; 6 – по-

от

движная часть формы; 7 – осн вн й

; 8 – торпеда; 9 – размягченный пластиче-

ский

и

матер ал; 10 – пресс-форма; 11 – готовое изделие

Экструзия. Экструдер ( лат. extrudo – выталкиваю) – машина

з

для размягчения (пласт кации) материалов и придания им формы

о

путём продавливания через профилирующий инструмент (так назы-

ваемую экстру и нную головку), сечение которого соответствует

п

конфигурации изделия. Метод экструзии применяется для перера-

е

ботки термо ластичных полимеров (рис. 14.2).

Р

У

Т

Н

Рис. 14.2. Схематическое изображение простейшей экструзионной машины:

Б

1 – загрузочная воронка; 2 – шнек; 3 – основной цилиндр; 4 – нагревательные элементы;

5 – выходное отверстие головки экструдера, а – зона загрузки; б – зона сжатия;

в – зона гомогенизации

й

В экструдере порошок или гранулы компаудированного пласти-

цилиндр

ческого материала загружают в

с электрическим обогревом

ся, или сматывается в ка ушки. Профиль изделия определяется

з

формой выходного отверстия головки экструдера. Методом экстру-

о

зии производят

, трубы, листы, стержни, шланги и т. д. Про-

У

Т

Н

Б

й

и

р

Рис. 14.3. Схема аппа ата для каландрирования:

1 – полимерный компаунд; 2 – каланд и овочные валки: горячие (3) и холодный (4);

5 – каландрированный лист; 6 – нап авляющие валки; 7 – сматывающее устройство

т

Вопросы к

еме 14 «П лимерные материалы

свойствами

з

переработкао полимеров»

14.1. Какими

должен обладать материал, чтобы его

о

можно было отнести к пластикам? Охарактеризуйте пенопласты, при-

ведите их классификацию, подтвердите ваш ответ примерами.

14.2. Охарактеризуйте эластомеры и волокна. Приведите примеры.

е

14.3. Присутствие каких атомов в молекуле синтетических воло-

кон вызывает выделение токсических газов при горении (выберите

Р

Л И Т Е Р А Т У Р А

1.

Тагер, А.А. Физикохимия полимеров / А.А. Тагер. – М.: Хи-

мия, 1978, 544 с.

2.

Кулезнев, В.Н. Химия и физика полимеров / В.Н. Кулезнев,

В.А. Шершнев. – М.: Высшая школа, 1988.

3.

Говарикер, В.Р. Полимеры / В.Р. Говарикер, Н.В. Висванат-

хан, Дж. Шридхар. – М.: Наука, 1990. – 396 с.

4.

Артеменко, А.И. Органическая химия / А.И. Артеменко. –

М.: Высшая школа, 1987.

У

5.

Трилор, Л. Введение в науку о полимерах / Л.

рилор. – М.:

Мир, 1973.

Т

6.

Лосев, И.П. Практикум по химии высокополимерных соеди-

нений / И.П. Лосев, О.Я. Федотова. – М.: Госхимиздат, 1962.

Н

7.

Каргин, В.А., Краткие очерки по физикохимии полимеров /

В.А. Каргин, Г.Л. Слонимский. – М.: Химия, 1967.Б

8.

Киреев, В.В. Высокомолекулярные соединения / В.В. Киреев. –

М.: Высшая школа, 1992. – 512 с.

й

9.

Шур, А.М. Высокомолекуля ные соединения / А.М. Шур. –

М.: Высшая школа, 1981.

и

10. Стрепихеев, А.А. Осн вы химии высокомолекулярных соеди-

р

нений / А.А. Стрепихеев, В.А. Деревицкая. – М.: Химия, 1976.

11. Гуль, В.Е. Струк ура и механические свойства полимеров /

о

В.Е. Гуль, В.Н. Кулезнёв. – М.: Высшая школа, 1979.

т

12. Хаханина, Т.И. Органическая химия / Т.И. Хаханина, Н.Г. Оси-

пенкова, А.А. Гурская. –

М.: Высшее образование:

Юрайт-издат,

2009.

и

з

13. Аналитический портал химической промышленности [Элек-

тронный ресурс]. Режим доступа: http://newchemistry.ru/. – Дата до-

о

сту а: 25.01.2010.

14.п[Эл ктронный ресурс]. Режим доступа:

http://mypersonalsciencenerd.com/wp-

е

content/uploads/2009/10/Cellulose_strand.jpg/. – Дата доступа: 26.06.2010.

Р