Вопросы для самопроверки

1. Опишите особенности механических свойств полимерных материалов различных классов.

2. Опишите особенности теплофизических свойств полимерных материалов различных классов.

3. Опишите особенности диэлектрических свойств полимерных материалов различных классов.

4. Дайте определения основных диэлектрических характеристик.

5. Дайте классификацию диэлектриков по диэлектрической проницаемости.

6. Дайте классификацию диэлектриков по диэлектрическим потерям.

Глава 7. Пластические массы

Пластические массы представляют собой многокомпонентные материалы на основе термопластичных или термореактивных полимеров и модифицирующих добавок в виде стабилизаторов, наполнителей, пластификаторов, отвердителей, красителей, смазывающих веществ и др., обеспечивающих получение изделий с заданными технологическими и эксплуатационными свойствами.

Многие пластические массы имеют высокие механические и электроизоляционные свойства, небольшую плотность, химическую стойкость, технологичность и применяются в качестве конструкционных, электроизоляционных, оптических и других функциональных материалов. Выпускаемый промышленностью марочный ассортимент пластических масс разнообразен и непрерывно расширяется.

7.1. Основные виды модифицирующих добавок

Модификация полимерных материалов представляет собой комплекс методов направленного регулирования их структуры и свойств путем введения в композиции различных целевых добавок.

Наполнители в виде дисперсных частиц вводят с целью улучшения многих показателей пластических масс: увеличения механической прочности, твердости, придания специальных свойств, а также экономии сравнительно дорогого органического сырья и удешевления готового продукта. Для получения дисперсно-наполненных композиционных материалов используют мел, сажу, каолин, аэросил, тальк, кварц, древесную муку и многие другие вещества органического или минерального происхождения, содержание которых в композициях может изменяться в широких пределах. При производстве пластических масс наиболее широкое применение находят минеральные наполнители, составляющие примерно 80 % мирового рынка. Это обусловлено их низкой стоимостью, большими запасами природного сырья, высокой удельной поверхностью частиц и т.п. Дисперсные наполнители представляют собой порошкообразные продукты с частицами правильной или относительно правильной сферической, пластинчатой, кубической и игольчатой формы. Размер частиц дисперсных наполнителей обычно находится в пределах от 1 до 500 мкм. Свойства наполненных пластмасс зависят от геометрических, химических и других свойств наполнителей, содержания и равномерности их распределения в полимерной матрице, степени взаимодействия компонентов, природы, фазового и физического состояния полимера, технологических и др. факторов.

Одним из перспективных направлений получения пластических масс и других видов полимерных материалов с новыми уникальными свойствами является использование в их составе наполнителей в виде нанопорошков, нановолокон и нанотрубок с размерами частиц от 1 до 100 нм.

Пластификаторы вводят в полимерные композиции с целью повышения их пластичности и эластичности в условиях переработки и эксплуатации. Пластификаторы должны хорошо совмещаться с полимером, в противном случае их пластифицирующее действие со временем снижается. В качестве пластификаторов используются жирные кислоты и их соли, сложные эфиры, а также многие синтетические полимеры.

Отвердители представляют собой реакционноспособные соединения, которые вводятся в состав термореактивных композиций для формирования пространственно - сетчатой структуры реактопластов. Отверждение композиций происходит в результате химического взаимодействия полимерных связующих с отвердителями при обычной или повышенной температуре. Некоторые связующие способны отверждаться только при нагревании без введения отвердителей, например фенолоформальдегидные смолы резольного типа.

Стабилизаторы вводят для повышения стойкости полимеров к воздействию света, температуры, кислорода воздуха и т.д. при хранении, переработке и эксплуатации изделий. В качестве стабилизаторов используются соли различных металлов (олова, бария, кальция) и кислот (стеариновой, муравьиной).

Красители вводят в композиции для придания полимерным материалам определенной цветовой гаммы. Эти добавки должны обладать устойчивостью к действию света и других атмосферных факторов, термической и химической стойкостью.

Смазочные вещества вводят в композиции для снижения температуры переработки, обеспечения стабильного протекания процессов формования материалов и предотвращения их прилипания к поверхностям перерабатывающего оборудования.

Антипирены вводят в композиции для снижения их горючести, затруднения воспламенения и замедления распространения пламени.