22. Полиамиды. Фторопласты.

Полиамиды (ПА), гетероцепные полимеры, содержащие амидные группировки [—СО—NH—]_n в основной цепи макромолекулы, образующие прочные водородные мостики между макромолекулами.

Большинство ПА — кристаллические вещества со степенью кристалличности до 40—60%, температурой плавления более 260°С. ПА характеризуются высокой механической прочностью (~80 МПа), твердостью, эластичностью (до 100%), износостойкостью, теплостойкостью (180°С), химической стойкостью, растворяются только в сильнополярных растворителях (например, в концентрированной серной кислоте). Имеют некоторую гигроскопичность (до 12%), стареют под действием света и изменений температуры. Как изолятор могут применяться при низких частотах. Благодаря сочетанию свойств ПА широко используют главным образом для производства синтетических волокон, пленок, а также в качестве конструкционного материала для изготовления деталей машин (зубчатых колес, втулок подшипников скольжения и др.).

Наиболее распространен капрон, например, марки ПА-6 (поликапроамид, полиамид-6), [—NH (CH₂)₅CO—]_n линейный полимер с молекулярной массой до 35 000, плотность 1,14 г/см³, степень кристалличности ~60%, T_пл 225°С. Характеризуется высокой износостойкостью и механической прочностью, (при изгибе ~90 МПа), ударная вязкость 150—170 кДж/м². Известен под названиями капрон, капролон, нейлон -6.

Из полимеров полиамидного ряда наибольшей прочностью и жесткостью обладают арамиды (кевлар, СВМ), из которых получают волокна прочностью на растяжение до 5500 МПа и модулем упругости до 140 ГПа.

Фторопласты (Ф), представляют собой карбоцепные фторпроизводных этилена и их сополимеры. Наибольшее значение имеют политетрафторэтилен, и политрифторхлорэтилен— кристаллические полимеры, отличающиеся высокой химической стойкостью, термо- и морозостойкостью, низким коэффициентом трения.

 

 

23. Полиэтилентерефталат.

Полиэтилентерефталат (ПЭТ, лавсан) (рис.41),  гетероцепной полярный полимер, получаемый из мономера CH2-CH2-O-CO-(C6H6)-CO.

 

 

Рис. 41. Звено макромолекулы полиэтилентерефталата

Плотность 1,33 г/см3, прочность при растяжении до 180МПа, Tст=69°С, Tпл=264°С. Молекулярная масса около 30 000. Имеет достаточно жесткие полярные макромолекулы с бензольным кольцом, поэтому, несмотря на аморфное строение, обладает высокой жесткостью, прочностью и ударной вязкостью. Оптически прозрачен. Хороший диэлектрик при низких частотах.

ПЭТ перерабатывается в волокна и пленки. Из пленок, в частности, изготавливают ленты для магнитной записи. Очень тонкие пленки идут на межслойную изоляцию трансформаторов, конденсаторов, работающих при температурах до 150°С. Стоек к действию кислот и щелочей, но склонен к гидролизу.

 

 

24. Полиуретаны. Полиметилметакрилат.

Полиуретаны (ПУ) (рис.42), гетероцепные полимеры, содержащие в основной цепи гибкие макромолекулы уретановой группировки —NH—CO—O—

 

Рис. 42. Звено макромолекулы полиуретана

Свойства ПУ изменяются в очень широких пределах (в зависимости от природы и длины участков цепи (R') между уретановыми группировками, от структуры — линейная или сетчатая, молекулярной массы, степени кристалличности и др.). ПУ могут быть вязкими жидкостями (клеи) или твердыми (аморфными или кристаллическими) продуктами - от высокоэластичных мягких резин до жестких пластиков. ПУ устойчивы к действию кислот, минеральных и органических масел, бензина, окислителей. Линейные ПУ растворимы в некоторых полярных растворителях (например, в ацетоне).

ПУ используют в виде каучуков, полиуретановых лаков, клеев, латексов для приготовления герметиков и др.

Полиметилметакрилат (ПМ) (стекло органическое) - материал, получаемый полимеризацией метилметакрилата [—CH₂—C(COOCH₃)(CH₃)—]_n . Плотность 1,18 г/см³

В силу асимметрии и полярности молекул ПМ имеет аморфную карбоцепную структуру, обладает высокой жесткостью, малой подвижностью макромолекул и сильным взаимодействием между ними. Это определяет высокие физико-механические свойства ПМ - Tст~110°С, Tт~ 220°С, Tхр~-60°С, прочность около 70МПа,E~2,7ГПа. ПМ применяют как конструкционный материал для изготовления деталей приборов и инструментов, линз и призм в оптике, а также для получения полимерных световодов. Как электроизоляционный материал применяется при малых частотах.

(Органическое стекло является также техническим названием оптически прозрачных твердых материалов на основе аморфных или мелкокристаллических полимеров, например, полистирола и поликарбоната.)