8.4. Химостойкие и уплотнительные пластмассы

Типичными представителями пластмасс этой группы являются поливинилхлорид, винипласт и фторопласты.

Поливинилхлорид (ПВХ) является продуктом полимеризации хлорвинила и представляет собой этилен, в молекуле которого один атом водорода замещен атомом хлора. Структурная формула ПВХ – (С₂Н₃Сl)n. Он стоек к действию воды, щелочей, разбавленных кислот, масел, бензина и спирта. В сыром виде ПВХ является белым порошком, который размягчается примерно при 70 °С.

Для улучшения эластичности и морозостойкости к ПВХ часто добавляют пластификаторы, представляющие собой трудноиспаряющиеся органические жидкости, обычно сильно полярные и ухудшающие электроизоляционные свойства материала. Физико-механические свойства ПВХ следующие: ρ = 1,2... 1,6 г/см³; σ_в = 100...200 МПа; δ = 100...280 %; теплостойкость Т_м = 65...70 °С.

ПВХ широко используют для изоляции проводов, защитных оболочек кабелей, аккумуляторных баков, уплотнительных прокладок для воздушных и гидравлических систем, в конструкциях летательных аппаратов.

Упаковочная поливинилхлоридная пленка марки В-118 обладает высокой стойкостью к действию эксплуатационных сред и нефтепродуктов. Она хорошо сваривается, склеивается и находит применение в качестве упаковочного материала в виде герметичных чехлов при консервации и транспортировке авиационных двигателей, приборов, агрегатов и других изделий.

Винипласт представляет собой переплавленный ПВХ, стабилизированный карбонатами некоторых металлов. Это непрозрачное твердое вещество, нерастворимое в нефтепродуктах и устойчивое к действию кислот, щелочей и окислителей. Свойства винипласта: ρ = 1,4 г/см³; σ_в = 40...60 МПа; δ = 10...25 %; КС = 120 кДж/м², теплостойкость Т_м = 65 °С.

Недостатками винипласта являются склонность к хладотекучести, чувствительность к надрезам, хрупкость при низких температурах и низкая теплостойкость.

Винипласт применяют для изготовления химостойких кранов, трубопроводов, для футеровки гальванических ванн и т. п.

Политетрафторэтилен (ФТ-4) является важнейшим материалом в классе фторопластов. Получают его путем полимеризации тетрафторэтилена F₂C = CF₂. Благодаря симметричному строению молекул ФТ-4 неполярен. Этот материал выпускают под названием фторлон-4, или фторопласт-4, где цифра 4 указывает на число атомов фтора в молекуле мономера (за рубежом он известен под названием тефлон).

После полимеризации ФТ-4 представляет собой порошок или гранулы белого цвета с плотностью 2,1...2,3 г/см³.

ФТ-4 обладает высокой теплостойкостью до 250 °С, что объясняется высокой энергией связи С – F. По химостойкости он превосходит золото и платину, на него не действуют соляная, серная, азотная и фтороводородная кислоты, щелочи. Некоторое действие на него оказывают лишь расплавленные щелочные металлы, фтор и фторид хлора при повышенных температурах.

ФТ-4 негорюч, практически негигроскопичен и не смачивается водой и другими жидкостями, однако склонен к хладотекучести. По электроизоляционным свойствам он принадлежит к лучшим из известных диэлектриков. Морозостойкость ФТ-4 характеризуется сохранением гибкости при температурах ниже –80 °С, а для тонких пленок даже ниже –100 °С. При температурах выше 400 °С ФТ-4 разлагается с выделением газообразного фтора. Кроме того, ФТ-4 обладает низкой радиационной стойкостью и короностойкостью.

Применяют ФТ-4 для изготовления контейнеров аккумуляторов, емкостей для хранения сильных окислителей, уплотнений, прокладок, труб, кранов и других изделий.