6.5.3. Поливинилхлорид.
Поливинилхлорид преимущественно линейный термопластичный полимер винилхлорида СН2=СНС1. Формула полимера [-СН2-СНС1-] n (рис. 6.3.).
Н Н Н Н Н
Н Н Н Н Н
С
С С С С
С С С С С CH2 CH
Н Н Н Н Н
Сl Сl Сl Сl Сl Cl n
Рис. 6.3. Структурная формула фрагмента макромолекулы поливинилхлорида.
Поливинилхлорид представляет собой пластик белого цвета, молекулярная масса 6000 – 160 000 y.e., степень кристалличности 10 – 35 %, плотность 1,35–1,43г/см3 (20ОС); физиологически безвреден. Поливинилхлорид достаточно прочен. Имеет пределы прочности при растяжении 40-60Мн/м2 (400 – 600 кгс/см2), при изгибе 80-120Мн/м2 (800 – 1200кгс/см2). Обладает хорошими диэлектрическими свойствами. Поливинилхлорид ограниченно растворим в кетонах, сложных эфирах, хлорированных углеводородах; устойчив к действию влаги, кислот, щелочей, растворов солей, промышленных газов (например, NO2, CI2, CI3, HF), бензина, керосина, жиров, спиртов; совмещается со многими пластификаторами (например, фталатами, фосфатами, себацинатами); стоек к окислению и практически негорюч. Поливинилхлорид обладает невысокой теплостойкостью (по Мартенсу, 50 – 80оС); при нагревании выше 1000С заметно разлагается с выделением HCl, вследствие чего может приобретать окраску от желтоватой до чёрной. Разложение ускоряется в присутствии О2, HCI, некоторых солей, под действием УФ -, или γ - облучения, сильных механических воздействий. Для повышения теплостойкости и улучшения растворимости поливинилхлорид подвергают хлорированию. Твёрдый поливинилхлорид трудно воспламеняется и не поддерживает процесс горения.
В промышленности поливинилхлорид получают свободно радикальной полимеризацией мономера в массе, эмульсии или суспензии. Способ полимеризации определяет основные свойства поливинилхлорида и области его применения. Поливинилхлорид, полученный в массе или суспензии, используется для производства жёстких, полумягких и мягких, пластифицированных пластических масс, перерабатываемых прессованием, литьём под давлением, экструзией. Поливинилхлорид, полученный в эмульсии, применяют в производстве искусственной кожи, пенопластов, пластизолей, органозолей.
Промышленное производство поливинилхлорида началось с 1931 года концерном BASF. В 1959 году изготовлены первые пластиковые окна из поливинилхлорида.
6.5.4. Полистирол.
Полистирол получают из стирола CH2 = CH – C6H5 (фенилэтилена). В результате полимеризации получают полимер, формула которого представлена на рис. 6.4.
Н Н Н Н Н
Н Н Н Н Н
С С С С С CH2 CH
С С С С С
Н Н Н Н Н C6H5 n
С6Н5 С6Н5 С6Н5 С6Н5 С6Н5
Рис. 6.4. Графическая формула фрагмента макромолекулы полистирола (слева) и звена макромолекулы (справа).
Полистирол, применяющийся в электротехнике, сохраняет прочность в диапазоне температур от – 60 до + 75оС. Благодаря введению различных добавок полистирол приобретает специальные свойства: прочность к ударам, повышенную теплостойкость, антистатические свойства, стойкость в атмосферных условиях. Из полистирола изготовляют детали машин, облицовочные плиты, пленку, предметы бытового потребления. К недостаткам полистирола следует отнести его хрупкость и низкую устойчивость к действию органических растворителей. Толуол, бензол, четыреххлористый углерод легко растворяют полистирол. В парах бензина, скипидара, спирта полистирол набухает.
Полистирол во вспенивающемся состоянии используется как теплозвукоизоляционный строительный материал. В радиоэлектронике он находит применение для герметизации изделий, когда надо обеспечить минимальные механические напряжения. При полимеризации полистирола в эмульсии получают эмульсионный полистирол. Эмульсионный полистирол - белый порошок, используемый как для изготовления готовых изделий, так и для получения пенопластов.
Из гранул полистирола созданы фононные кристаллы (рис. 6.5.) на основе которых создаются лазеры видимой и инфракрасной области спектра, компоненты электронной оптики.
|
Рис. 6.5. Фононный кристалл, образованный из сфер полистирола (нано дом). Размер чёрточки равен 10 микронам. |
