20. Поливинилхлорид. Полистирол.

Поливинилхлорид (ПВХ), [—CH₂—CHCl—]_n карбоцепной линейный термопластичный полярный полимер, молекулярная масса до 160 000, степень кристалличности 10—35%, плотность 1,35—1,43 г/см³. ПВХ достаточно прочен, несмотря на малую степень кристаллизации, так как имеет полярный заместитель Cl, обеспечивающий увеличение межмолекулярной связи. Обладает хорошими диэлектрическими свойствами, но при низких частотах. Он ограниченно растворим в хлорированных углеводородах; устойчив к действию кислот, щелочей, растворов солей, жидких углеводородов, стоек к окислению. ПВХ обладает невысокой теплостойкостью, при нагревании выше 100°C разлагается с выделением HCl. Разложение ускоряется под действием радиоактивного и УФ излучения.

Как жесткий пластик (винипласт) ПВХ получают без пластификаторов, поэтому имеет низкую хладостойкость Tст~80°С при максимальной рабочей температуре ~75°С.

Мягкие полимеры из ПВХ (пластикат), обладающие большей морозостойкостью (до -60°C) и способные к высокоэластичной деформации при нормальных условиях, получают путем введения пластификаторов (до 40%), ослабляющих межмолекулярное взаимодействие.

ПВХ в целях приборостроения используется для изготовления низкочастотной изоляции электротехнических изделий, трубопроводов и т.п.

Полистирол (ПС), [—CH₂—CH(C₆H₅)—]_n (рис.40) линейный, карбоцепной, аморфный полимер стирола, молекулярная масса до 500 000, плотность 1,06 г/см³ ,Tст~ 85°С. В связи с присутствием в боковых группах заместителя (C₆H₅) в виде бензольного кольца уменьшается подвижность макромолекул и усиливается их взаимодействие, что мешает кристаллизации ПС, но обеспечивает его прозрачность, относительно высокую твердость и жесткость.

 

 

Рис. 40 Структурная формула полистирола (справа в упрощенном виде)

Однако для ПС характерна сравнительно низкая рабочая температура (до 70°C) и значительная хрупкость.

ПС используют в качестве высокочастотного диэлектрика, слабо нагруженных корпусов и деталей приборов с антистатическими свойствами. Лучшими эксплуатационными свойствами обладают различные сополимеры стирола. Так повышения прочности (с 2 до 50 МПа) и ударной вязкости добиваются получением привитых сополимеров стирола с 5—10% бутадиенового каучука (ударопрочный полистирол), а также тройных сополимеров акрилонитрила, бутадиена и стирола (АБС-пластик). Заменой акрилонитрила на метилметакрилат синтезируют прозрачные тройные сополимеры.

Из ударопрочного полистирола и АБС-пластика изготавливают корпуса приборов, обладающие повышенным сопротивлением ударам.

 

 

21. Полиформальдегид. Поликарбонаты.

Полиформальдегид (полиоксиметилен, полиацеталь (ПФ), [—CH₂—O—]_n, гетероцепной линейный, кристаллический полимер, молекулярная масса до 120 000, плотность 1,43 г/см³, Tпл ~170°С, степень кристалличности до 85%. ПФ один из наиболее жестких конструкционных термопластов. Характеризуется высокой механической прочностью, усталостной выносливостью, износостойкостью, влагостойкостью, размерной стабильностью, малой ползучестью, однако низкой светостойкостью. Обладает хорошими антифрикционными свойствами. Используется в нагруженном состоянии в интервале температур от –40 до 120°С. Устойчив к действию практически всех нейтральных растворителей и щелочей, но разлагается (выше 100°С) минеральными кислотами.

ПФ используют главным образом как пластик, заменяющий цветные сплавы и реактопласты при изготовлении ответственных деталей.

Поликарбонаты (ПК), [—OC₆H₄C(CH₃)₂C₆H₄OCO—]_n гетероцепные полимеры полиэфиров угольной кислоты. ПК — термопластичные линейные полимеры с молекулярной массой до 70 000, характеризуются высокой ударной вязкостью (250—500 КДж/м²), высокой прочностью (при статическом изгибе 77—120 МПа),хорошими диэлектрическими свойствами. ПК имеют большую степень кристалличности, но размер кристаллов настолько мал, что материал сохраняет оптическую прозрачность. Крупные жесткие звенья с бензольными кольцами, уменьшающими подвижность макромолекул обеспечивают высокие механические свойства ПК, морозостойкость до -100°С, устойчивость к действию кислот, растворов солей, окислителей, но подвержены растворимости в большинстве органических растворителей.

ПК применяют для изготовления пленок, волокон и разнообразных изделий в первую очередь  для электротехники, нашли широкое применение при изготовлении дисков для оптической записи и оптических деталей.