1.2. Полимерные покрытия с повышенной теплостойкостью

К промышленным полимерам с повышенной теплостойкостью относятся прежде всего простые полиэфиры – полифениленоксид и полисульфон, ароматический ПА – фенилон, полиимиды (ПИ), а также термостойкие акриловые покрытия. Для этих конструкционных термопластов характерно существенно повышенное значение такой важной характеристики, как теплостойкость по Мартенсу, которая составляет 180-220 °С (табл. 1.1) [25].

Полифениленоксид (ПФО) – простой полиэфир 2,6-диметилфенола, выпускается в виде порошка или гранул. Это жесткоцепной термопласт, ММ=25 тыс., температура плавления 267 °С. ПФО обладает хорошими физико-механическими, электроизоляционными, триботехническими свойствами, масло- и бензостойкостью, самозатухает. Перерабатывается литьем под давлением и каландрованием [25, 26].

Таблица 1.1 – Основные свойства полимеров с повышенной теплостойкостью

Свойства	Полифенленоксид (ПФО)	Полисульфон (ПСФ)	Фенол С
Плотность, кг/м3	1060	1250	1350
Теплостойкость по Мартенсу, °С	190	180	220
Разрушающее напряжение, МПа, при:
растяжении	70	70	100-140
изгибе	110	115	120-240
сжатии	105	105	210-230
Относительное удлинение при разрыве, %	20 – 100	50 – 100	До 10
Ударная вязкость, кДж/м2	50 – 100	100 – 110	30 – 60
Твердость по Бринеллю, МПа	170	160	200
Диэлектрическая проницаемость при 106 Гц	2,5 – 2,7	3,2	3,8 – 4,2
Тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц	9 10-4	5 10-3	8 10-3
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом м	1015 – 1016	2∙1016	8∙1013

Полисульфон (ПСФ) – простой эфир пропана и дифенилсульфона, выпускается в виде гранул. Представляет собой жесткий, аморфный, прозрачный термопласт, ММ = 30 – 60 тыс. ПСФ плавится при температуре около 300 °С, разлагается при 420 °С. Свойства изделий сохраняются в широком интервале температур. Самозатухает, устойчив к УФ-излучению. Полисульфон стоек к автоклавной стерилизации, нетоксичен, химически-, бензо-, и влагостоек [25, 27].

Фенилон С – ароматический ПА, выпускается в виде порошка с насыпной плотностью около 200 кг/м, который таблетируется. Допускаемая температура эксплуатации  200 – 220°С. Является идеальным материалом триботехнического назначения. Перерабатывается прямым и трансферным прессованием при температуре больше 340 – 360 °С, влагонабухание до 10 – 12% [25, 28].

Ароматические полиимиды ПИ получают на основе диангидридов ароматических кислот и ароматических диаминов. В зависимости от строения исходных веществ ПИ могут быть как неплавкими, так и размягчающимися при высоких температурах. Длительная термическая устойчивость ПИ при температуре 350 °С обеспечивается наличием в их структуре ароматических и имидных групп. Производные ПИ, а именно полиамидоимиды и полиимидоэфиры характеризуются лучшей перерабатываемостью. Из сложных полиэфиров наиболее часто в практике используют полиэтилентерефталат ПЭТФ, полибутилентерефталат ПБТФ и поликарбонат ПК [25].

ПЭТФ (лавсан, полиэстер) получают из диметилтерефталата и этиленгликоля; выпускается в виде прямоугольных гранул в стабилизированном качестве; ММ = 15 – 40 тыс., имеет узкое ММР, представляет собой жесткоцепной полимер с малой скоростью кристаллизации. При быстром охлаждении ПЭТФ аморфен и прозрачен, при медленном – кристалличен (до 50%). Температура плавления ПЭТФ – 265 °С, температура размягчения 150 °С, плотность 1380 – 1400 кг/м3. Широко используется в производстве тары для различных напитков [25, 29].

ПБТФ – термопластичный полиэфир, получаемый поликонденсацией диметилового эфира терефталевой кислоты и 1,4-бутандиола. Он выпускается в виде гранул, окрашенным и неокрашенным. Марочный ассортимент включает материалы на основе ПБТФ, наполненные стекловолокном (до 30%), стеклосферами (до 40%) и минеральными наполнителями [25].

Характеризуется высокой твердостью и жесткостью, высокой размерной стабильностью, низким коэффициентом трения и высокой износостойкостью, хорошей теплостойкостью (эксплуатационная температура до 140°С) [25].

ПБТФ применяется при изготовлении ответственных деталей в автомобилестроении, электротехнике и в бытовых приборах, а также в машиностроении для изготовления шестерен, подшипников и втулок. Перерабатывается методами литья под давлением и экструзии, перед переработкой требует тщательной подсушки.

ПК (дифлон) – полимер на основе бисфенола-А. Выпускается в виде гранул и порошков, ММ = 28 – 200 тыс. Представляет собой твердый термопластичный аморфный и прозрачный полимер с температурой плавления 220 – 230°С, температурой размягчения 135°С, устойчив к действию воды, а также растворов солей, разбавленных кислот и спиртов. На основе ПК (ПК-1, ПК-2) производятся также дифлон и антифрикционные позиции, обозначаемые аббревиатурой ДАК. Так, композиция с Ф-4 обозначают ДАК-8, с Ф-4 и нитридом бора – ДАК-12-3 Б [25].

Акриловая термостойкая эмаль – основной состав: акриловая дисперсия, высококачественный диоксид титана. Не меняет свойств при нагревании до +100 . Наилучшее применение эмали – окраска бытовых радиаторов отопления

Общим для ПЭТФ, ПБТФ и ПК являются высокие термодеформационные свойства, прочность и химическая стойкость, благодаря чему они допущены к контакту с пищевыми продуктами, производству медицинских и биотехнологических изделий многоразового пользования [25].