книги из ГПНТБ / Миндлин С.С. Технология производства полимеров и пластических масс на их основе учеб. пособие

загружают дозированные количества пластификаторов из весового мерника 8. Смешение компонентов, пластикацию и гомогенизацию проводят в червячном прессе, оснащенном щелевой головкой. Бесконечную ленту, выдавленную червячным прессом, подают транспортером в зазор между валками каландра 9. Калиброванная пленка охлаждается и сматывается в рулоны на наматывающем устройстве 10.

По одному из способов получения пленок на тканевой основе (винилит) их получают на установке аналогичной описанной. Для этого ткань вводят в последний зазор между валками каландра, при этом горячая масса вдавливается в ткань с одной стороны и обра­ зует блестящую пленку, прочно соединенную с основой.

Покрытия для полов (линолеум) можно получать на установке аналогичной описанной для получения пленок,, дополненной агре­ гатом для спрессовывания полотен пластиката. Этот агрегат состоит из обогреваемых вращающихся валков большого диаметра. На установке для каландрования получают полотно толщиной ~ 1 мм, затем два-три полотна спрессовывают между собой на специальном аппарате.

Пасты

Пастами называют смеси тонкодисперсного поливинилхло­ рида и добавок к нему (стабилизаторы, пигменты и др.) с пластифи­ каторами или смесью пластификаторов. Пасты только с пластифика­ торами называются пластизолями; пасты, содержащие и органиче­ ские разбавители, называются органозолями. При нагревании пластизолей и органозолей поливинилхлорид желатинируется в пла­ стификаторах и образуется монолитная масса пластифицированного поливинилхлорида. Пасты обладают достаточной подвижностью, это позволяет наносить их на поверхности разных материалов (ткань, бумага) слоем нужной толщины и после прогрева получать материал, представляющий собой основу, покрытую поливинилхлоридной плен­ кой. Из-за взрыво- и пожароопасное™ разбавителей применение органозолей ограничено.

Для получения низковязких паст с хорошей текучестью при­ меняют пластификаторы с низкой вязкостью и небольшой совмести­ мостью с поливинилхлоридом, например диоктилфталат, дибутилфталат. Содержание пластификаторов в пасте во многих рецептурах составляет 60—70%. В качестве стабилизаторов обычно применяют свинцовые, бариево-кадмиевые и оловоорганические соединения в количестве 1—3 вес. % . Для удешевления изделий в пасту вводят наполнители (их нельзя применять при получении прозрачных изделий). Для окрашивания изделий применяют пигменты и кра­ сители.

Пасты изготавливают в смесителях барабанного или лопастного типа при температуре не выше 35 °С. Пасты содержат воздух, кото­ рый должен быть удален перед применением; это достигается выдерж­ кой в обычных условиях или вакуумированием.

При нагревании паст вязкость сначала снижается, а затем резко возрастает, и пластизоль перестает течь. Этот процесс происходит для большинства паст при температурах ниже 80 °С, он получил название отверждения. При дальнейшем нагревании пластизоля образуется гель, предельная прочность материала достигается при нагревании геля до 160—170 °С.

Поливинилхлоридные пасты применяют для производства искус­ ственных кож (одежной, обувной, обивочной и др.), полых изделий (игрушки, мячи) и пенопластов.

Полые изделия (игрушки, мячи) получают во вращающихся фор­ мах. Внутрь формы заливают отвешенное количество пасты и при­ водят форму во вращение в разных плоскостях (не менее двух). При вращении формы паста равномерно распределяется по внутрен­ нему оформляющему контуру формы. Кроме вращательного движе­ ния форма совершает непрерывное поступательное движение в горизонтальной плоскости. Через заданный промежуток времени после заполнения пастой формы вдвигаются в туннельную печь. В печи слой пасты прогревается, желатинируется и образует моно­

С увеличением содержания пластификаторов растет относительное удлинение при разрыве (с 200 до 350%), падает предел прочности при растяжении (с 250 до 125 кгфм2) и возрастает морозостойкость (понижается температура хрупкости). Самой высокой морозостой­ костью обладают пластикаты, содержащие в качестве пластификато­

тканевой основе), пленки (упаковочные, медицинские и для плащей), уплотнительные материалы, профильные изделия (поручни, напра­ вляющие для стекол, устанавливаемые в мебельных изделиях и др.), трубки (медицинские и др.), игрушки.

Из пластифицированного поливинилхлорида выпускают газо­ наполненные материалы, применяющиеся для изготовления преиму­ щественно амортизационных и труднозатопляемых изделий.

Производство фторлона-4 было организовано в СССР в 1949 г. Политетрафторэтилен выпускают в виде рыхлого волокнистого порошка и водной суспензии, из которой может быть осажден мелко­ дисперсный порошок, состоящий из шарообразных частиц размером

0,1—0,3 мк.

Суспензионную полимеризацию тетрафторэтилена осуществляют в автоклаве с мешалкой и рубашкой при 70—80 °С и давлении 40— 100 am, в атмосфере азота. В течение 1 ч при 80 °С конверсия моно­ мера составляет — 8 6 % . После окончания полимеризации автоклав охлаждают, газообразный мономер отгоняют азотом и содержимое автоклава выгружают в центрифугу. Полимер отжимают, промывают и сушат при 150 °С. Процесс можно проводить и при более низких температуре и давлении. Волокнистый политетрафторэтилен выпу­

чают полимеризацией тетрафторэтилена в водной среде в присутствии эмульгаторов, например солей перфторкарбоновых кислот, и ини­

проводят на специальных центрифугах, в которые после осаждения полимера загружают воду и поверхностно-активные вещества. Для получения - порошка из водной дисперсии проводят коагуляцию электролитами и органическими растворителями или подвергают

четыреххлористого углерода. Эти полимеры используют в качестве смазочных масел.

ни от частоты, ни от температуры. Тангенс угла диэлектрических

стойкости превосходит платину. Он разрушается только при дей­ ствии расплавленных щелочных металлов, фтора, трехфтористого хлора при повышенных температурах; при действии низкомолеку­

(экструзией) и др. Изделия из фторлона-4 получают спеканием; для этого из рыхлого порошка прессуют на холоду плотные таблетки заданной формы и затем их спекают в печах при 360—380 °С. Закалка изделий производится быстрым погружением в воду. Незакаленные изделия получают при медленном охлаждении после спекания до 250—300 °С, затем охлаждение продолжают при комнатной темпе­ ратуре или в воде.

Пленки разных толщин получают строганием цилиндрических заготовок. Тонкие пленки можно получить из дисперсии поливом на бесконечные ленты, после сушки пленки подвергают спеканию.

Трубы из фторлона-4 изготавливают разными методами: формо­ ванием порошка в отрезках металлических труб с последующим спеканием в печах; выдавливанием червячными или вертикальными поршневыми прессами через формующие устройства; из пленок методом намотки на вращающийся дорн с последующим спеканием

пример бензина «галоша», эти смеси называют смазанными пастами. Из смазанных паст довольно легко формуются разные изделия (трубы и др.) со сравнительно небольшой толщиной стенок. Формуют изде­ лия из смазанных паст на прессах, поршневых или червячных спе­ циальной конструкции. Выдавленную заготовку сушат, а затем спекают в печи. Этим методом можно получать изделия неограни­ ченной длины.

Фторлон-4, сочетающий отличную химическую стойкость и хоро­ шие диэлектрические свойства со способностью работать при высоких температурах, является незаменимым в качестве диэлектрика и уплотнительного материала для приборов и машин, используемых в авиации, ракетостроении, радиолокационных и телевизионных устройствах и химической промышленности.

В качестве диэлектрика фторлон-4 используется для изоляции специальных кабелей, некоторых типов конденсаторов, трансформа­ торов, миниатюрных двигателей и некоторых других приборов и устройств.

Вмашиностроении фторлон-4 рекомендуется применять для

так как она может загрязнять рабочую среду установки, в) машины должны работать при температурах, при которых нельзя применять смазки, г) машины должны работать при высоких нагрузках и низ­ ких скоростях, когда обычные смазки вытесняются, д) должна быть обеспечена бесшумность работы, е) детали должны обладать свойствами диэлектрика.

Вмашиностроении успешно внедряются наполненные фторлоны;

вкачестве наполнителей применяются графит, бронзовый порошок, дисульфид молибдена и др. Наполненные фторлоны обладают боль­ шей жесткостью и более высокой устойчивостью: к деформации под нагрузкой — на 25%, к износу — в 500 раз, к течению на холоду —

в2—3 раза.

Основные недостатки фторлона-4: высокая вязкость расплавов, затрудняющая переработку, недостаточные твердость и жесткость, ограничивающие его применение в качестве конструкционного мате­ риала, и хладотекучесть.

Недостатки фторлона-4 могут быть в известной степени преодо­ лены, в ряде случаев без существенного изменения его ценных свойств, путем модифицирования в процессе полимеризации или введения добавок в готовый полимер.

СОПОЛИМЕРЫ ТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА

Тетрафторэтилен сополимеризуется с рядом мономеров, в ча­ стности с галогензамещенными олефинами, например гексафторпропиленом.

прозрачны; покрытия из сополимера не имеют пор. Сополимер тетра­ фторэтилена и гексафторпропилена выпускается в значительных количествах.

Отечественная промышленность выпускает ряд марок, предста­ вляющих собой модификации фторлона-4 (Ф-40, Ф-42, Ф-4Н и др.). Все они характеризуются способностью плавиться, поэтому пере­ рабатываются обычными методами, применяющимися при пере­ работке термопластов. Фторлоны этих марокимеют низкий

молекулярный вес и соответственно низкую вязкость расплавов, обусловливающую их хорошую текучесть при переработке.

Плавкие полимеры имеют кристаллическую структуру, но она отличается от структуры фторлона-4 меньшей регулярностью.

Фторлон-40 практически нехладотекуч, не растворяется в изве­ стных органических растворителях, более прочен и тверд, чем фтор- лон-4. Выпускают ряд сортов фторлона-40: П, Ш, ЛД и др.

Фторлон-42 растворим в кетонах и сложных эфирах, обладает высокой стойкостью к концентрированным кислотам, щелочам и силь­ ным окислителям. Разные, марки фторлона-42 пригодны для получе­ ния: пленок и волокон, лаков и конструкционных изделий.

Фторлон-4Н отличается высокой морозостойкостью.

ПОЛИТРИФТОРХЛОРЭТИЛЕН (ФТОРЛОН-3)

Фторлон-3 — плавкий полимер, практически нехладотекуч и перерабатывается всеми известными для термопластов методами. Сравнительно с фторлоном-4 обладает меньшей тепло- и химической стойкостью и пониженными диэлектрическими свойствами, но го­ раздо легче перерабатывается в изделия.

Производство фторлона-3 было организовано в СССР в 1951 г.

Сырье

Мономер политрифторхлорэтилена трифторхлорэтилен (CF2 =CFC1) может быть синтезирован из хлорфторэтанов несколь­ кими способами. В промышленном масштабе его получают дехлори­ рованием 1,1,2-трихлор-1,2,2-трифторэтана суспензией цинка в эти­ ловом спирте: .

C F C l a - G F 2 C l + Z n у C F C l = C F 2 + Z n C l 2

Трифторхлорэтилен — при обычной температуре газообразное • вещество с температурой кипения —26,8 °С и температурой плавле­ ния - 1 5 7 , 5 °С.

Технология производства

Трифторхлорэтилен полимеризуется по радикальному механизму.

Для получения высокомолекулярных полимеров обычно поль­ зуются суспензионным методом. Полимеризацию трифторхлорэтилена проводят в присутствии инициаторов (неорганических перекисей или окислительно-восстановительных систем) в воде при соотношении мономер : вода от 1 : 1 до 1 : 2; в качестве стабилизатора (эмульга­ тора) используют галогенированные соли органических кислот. Процесс ведут в автоклаве с мешалкой и рубашкой при 20—80 °С, давлении 3,5—17 am и рН среды 2,5—3; для регулирования рН в реакционную среду вводят буферные соли. Полимеризацию ведут до конверсии 79—90% мономера в полимер. Незаполимеризовав-