7.4.1. Карбоциклические полимеры и связующие.

Полифенилены даже с низкой молекулярной массой М_м нерастворимы вплоть до 550⁰С , температуре, близкой к началу температуры разложения. В них не определяется ни Т_с, ни Т_пл. – это свидетельствует о очень большой величине сегмента. В инертной атмосфере (N₂) потеря массы в 5% наступает при 620⁰С, а на воздухе – уже при 440⁰С. При более высокой температуре потеря массы происхоит более интенсивно. Механические свойства также сохраняются на высоком уровне. Так, при 650⁰С сохраняется 50% прочности, а 50% модуля упругости сохраняется до 800⁰С, при этом выход кокса составляет 80 – 85%.

Для использования полифенилена в качестве связующего композиционных материалов разработаны приёмы, позволяющие регулировать структуру сетки, разработаны системы, где реакция образования сетчатого полимера не сопровождается выделением низкомолекулярных продуктов.

Полифениленоксиды - термопластичные полимеры, по свойствам похожи на поликарбонат, но более теплостойки, их Т_с = 200 – 210⁰С. Полифениленоксиды перерабатывают литьём под давлением, но из-за высокой вязкости расплава формование проводят при Т ³ 290⁰С под давлением 56 – 140 МПа. Эти полимеры являются высокочастотными диэлектриками

Полисульфоны в большинстве являются аморфными, их Т_с определяется концентрацией фениленовых звеньев и групп SO₂. Полимеры устойчивы к термической и термоокислительной деструкции, к радиации, имеют низкую ползучесть. По этому показателю они превосходят все карбоциклические полимеры. Некоторые полисульфоны при 260⁰С даже за 1000 ч имеют потерю веса порядка 1%, при этом прочностные и деформационные свойства слабо зависят от температуры. Полимеры устойчивы к образованию трещин при высоких напряжениях.

Полифениленсульфиды (ПФС).

Линейный высококристаллический ПФС имеет Т_пл = 288⁰С, растворяется только в хлорированных ароматических углеводородах. Сетчатый ПФС имеет высокую стойкость к термической и термоокислительной деструкции – начало разложения проявляется при 410 – 430⁰С, а потеря 50% массы происходит при 580⁰С – это выше, чем у полибензимидазола, полибензоксазола, полиимида и др. Высокая термостойкость объясняется уплотнением сетки на стадиях термоокислительной деструкции – в сетке один узел приходится на 16 мономерных звеньев. Олигофениленсульфиды медленно отверждаются при 180⁰С, что позволяет осуществлять формование под давлением. Окончательное доотверждение проводят при 260 – 290⁰С.

Ароматические полиамиды являются кристаллизующимися полимерами – их Т_пл находятся в диапазоне 185 – 470⁰С. В этом классе практическое применение получили поли-м-фениленизофталамид (фенилон) и поли-п-фениленизофталамид (кевлар, тварон). Они устойчивы ко многим химическим реагентам, к ионизирующим излучениям. Расплавы этих полимеров имеют очень высокую вязкость (» 5 ´ 10³ Па^.с), что практически не допускает переработку литьём под давлением. Фасонные изделия – поршневые кольца, втулки, подшипники скольжения, уплотнители, муфты, скользящие контакты, части вентилей и т.п., изготовляют горячим прессованием. Очень большое значение в производстве композиционных материалов приобрели волокна из этих полимеров, формуемые из растворов. Они обладают очень высокими механическими свойствами: - прочность выше 4,2 ГПа, модуль упругости порядка 180 ГПа, а удельные значения, т.е., отнесённые к плотности, в 5 – 6 раз превосходят высокопрочные стали.