Полиамиды

Полиамиды представляют собой гетероцепные полимеры, содержащие в основной цепи повторяющиеся амидные группы -CO-NH-. Они относятся к группе конструкционных термопластов, способных длительное время работать при воздействии значительных нагрузок.

Полиамиды получают двумя методами — полимеризацией циклических лактамов (капролактама, энантолактама, лауриллактама и др.) и поликонденсацией диаминов с дикарбоновыми кислотами (или их солями).

Ассортимент выпускаемых полиамидов включает значительное количество марок, наполненных порошкообразными и волокнистыми наполнителями.

Наиболее распространенные методы переработки алифатических полиамидов — литье под давлением, экструзия, центробежное формование.

Полиимиды

Полиимиды, полимеры, содержащие в основной или боковой цепи молекулы циклическую имидную группу:

Практическое значение получили ароматические линейные П. с имидными циклами в основной цепи благодаря ценным физико-химическим свойствам, не изменяющимся длительное время в широком интервале температур (от—270 до +300 °С).

П. — твёрдые термостойкие, негорючие вещества, преимущественно аморфной структуры; молекулярная масса  = 50—150 тыс.; плотность 1,35—1,48 г/см³ (20 °С). Большинство из них не растворяется в органических растворителях, инертно к действию масел, почти не изменяется при действии разбавленных кислот, однако гидролизуется под влиянием щелочей и перегретого пара. П. устойчивы к действию озона, g-лучей, быстрых электронов и нейтронов, весьма теплостойки. Так, наиболее промышленно ценные полипиромеллитимиды

не размягчаются вплоть до начала термического разложения (500—520°С) и выдерживают при 300 °С напряжение 50 Мн/м², или 500 кгс/см², прочность при растяжении при 20 °С 180 Мн/м², или 1800 кгс/см²; температура длительной эксплуатации 250—300 °С.

П. получают главным образом поликонденсацией тетракарбоновых кислот и их производных (в основном диангидридов — чаще всего пиромеллитовой кислоты и 3,3’, 4,4'-бензофенонтетракарбоновой кислоты) и диаминов (например, 4,4'-диаминодифенилоксида и м-фенилендиамина) в одну или две стадии. Обычно сначала получают высокомолекулярные растворимые полиамидокислоты, из них формуют изделия (плёнки, волокна), которые и подвергают термической обработке; П. перерабатывают также прессованием (см. Пластические массы). Из П. изготовляют монолитные изделия, электроизоляционные плёнки, проволочную и кабельную изоляцию, связующие для армированных пластиков, клеи, пластмассы, пенопласты, волокна; применяются в авиации и космической технике.

Из П. в СССР производят: лак ПАК-1, плёнку ПМ, пресс-материал ДФО, стеклопластик СТП-1, клей СП-1, волокно аримид; в США — плёнку каптон Н, веспел, М-33 и др.

Полимеры целлюлозы

Целлюлоза представляет собой биополимер, состоящий из длинных нитей глюкозы с уникальными структурными свойствами. Эти нити соединены между собой множеством водородных связей, что придает целлюлозе большую механическую прочность, при сохранении эластичности. Это главный строительный материал растительного мира, образующий клеточные стенки деревьев и других высших растений. Она обладает высокой механической прочностью, а также является биоразложимой.

Промышленным методом целлюлозу получают методом варки щепы на целлюлозных заводах. Используется такая целлюлоза для производства бумаги, пластмасс, кино и фотоплёнок, лаков, бездымного пороха. Среди традиционных полмеров целлюлозы выделяются простые и сложные эфиры Ц. (нитроцеллюлоза, ацетилцеллюлоза). В настоящее время практические исследования направлены на создание целлюлозного нановолокна, массы, состоящей из волокон или кристаллов менее 100 нм диаметром. Такой материал станет основой легких и очень прочных конструкций. Учеными разработаны различные композитные вещества с уникальными свойствами, основой которых является нановолокно целлюлозы. Они не уступают прочностью стали, а во вспененном состоянии являются прекрасным изоляционным материалом.

Швейцарские ученые изолировали волокна из древесной массы. Эти волокна имеют несколько микронов в длину и всего несколько нм в диаметре и тесно переплетены друг с другом. Они обладают очень большой площадью поверхности, на которой протекают химические реакции с водой, органическими и неорганическими веществами. Таким образом, целлюлозное нановолокно является очень перспективным материалом.

Изолированное из древесной массы нановолокно находится в состоянии водной суспензии. При ее высыхании волокна слипаются в комки и теряют свои ценные механические свойства. Таким образом, основной целью швейцарцев стал поиск способа их высушивания без слипания. Цель была достигнута – разработанный метод позволяет получать то, что можно назвать целлюлозным порошком в промышленных объемах. Если растворить такой порошок в воде, получившаяся субстанция будет иметь те же свойства, что и исходная целлюлозная масса. Для того, чтобы оценить полезность этой инновации, достаточно вспомнить, что современные целлюлозные суспензии состоят на 90% из воды, а весь этот объем и вес необходимо перевозить, не говоря уже о том, что в ней может заводиться грибок или бактерии.

Натуральный каучук (НК) выделяют из млечного сока каучуконосных растений (в основном гевеи бразильской), произрастающих на плантациях в тропическом поясе.

Млечный сок - латекс - представляет собой 40%-ную водную дисперсию каучука.

Латексы используют для получения каучука или для изготовления тонкостенных резиновых изделий, пропитки тканей и других целей.

Промышленные каучуки получают в основном двумя способами:

• коагуляцией латекса, когда большинство растворимых составных частей латекса попадает в отходы, с последующей промывкой и сушкой полученного каучука;

- испарением воды из латекса, когда все составные части латекса остаются в каучуке.

Важнейшими типами натурального каучука, поступающего на отечественные заводы, являются рифленый смокед-шитс (Ribbed Smoked Sheets - RRS-1, RRS-2) и светлый креп (Pale Crepe Rubber - PCR), получаемые коагуляций латекса.

Углеводород НК представляет собой полиизопрен, в котором около 98% звеньев имеют структуру 1,4-цис и 2% - структуру 3,4.

Поскольку НК кристаллизуется и в условиях растяжения, резины на его основе обладают:

• высокой прочностью даже в отсутствие наполнителей;

• хорошей эластичностью и морозостойкостью;

• высокими динамическими свойствами;

• износостойкостью;

• недостаточно стойки к старению и воздействию агрессивных сред.

НК используют как самостоятельно, так и в комбинации с другими каучуками для производства автомобильных шин и разнообразных резиновых технических изделий.

Важной областью применения НК является производство резиновых изделий бытового, спортивного, санитарно-гигиенического и медицинского назначения.