Текст
СПРАВОЧНИК
ПО ПЛАСТИЧЕСКИМ
МАССАМ
ТОМ ПЕРВЫЙ
Под редакцией
В. М. КАТАЕВА, В. А, ПОПОВА,
Б. И. САЖИНА
ИЗДАНИЕ ВТОРОЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ
И ДОПОЛНЕННОЕ
МОСКВА
ИЗДАТЕЛЬСТВО „ХИМИЯ"
1975
6П7.55
1
УДК 678.5/.6(083)
С 74
С 74 Справочник по пластическим массам. Изд. 2-е, пер. и доп*
В двух томах Т. 1. Под ред. В. М, Катаева, В. А. Попова,
Б. И. Сажина. М., «Химия», 1975.
448 сч 67 рис., список литературы 105 ссылок.
Первый том двухтомного справочника (предыдущее взда-
нне вышло в 1967 г.) содержит важнейшие сведения о пла-
стических массах, выпускаемых промышленностью Советского
Союза (по состоянию на вторую половину 1973 г.). В нем
даны показатели физико-механических, теплофизических, элек-
трических н химических свойств важнейших полнмеризацион-
иых полимеров, рассмотрены технические требования к выра-
батываемым на их основе пластмассам, области их примене-
ния и способы переработки в изделия. В каждом разделе
приведены сведения о технике безопасности при переработке
данных полимеров и пластических масс на и-х основе. Опи-
саны наиболее распространенные пластификаторы, стабилиза-
торы и клеи дли полимеров.
Справочник предназначен для инженерно-технических ра-
ботников предприятий, производящих и перерабатывающих
пластические массы, а также для работников проектных и
научно-исследовательских организаций тех отраслей народ-
ного хозяйства, в которых используются пластмассы и изде-
лия из них.
31410-181
050(01)-75
81-74
6П7.55
© Издательство «Химия», 1975
ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ
Со времеви выхода первого издания справочника прошло более семи лет.
За истекшие годы в промышленности пластических масс и синтетических смол
были достигнуты большие успехи. Появились новые пластические массы, про-
мышленностью освоено производство новых термостойких полимеров, улучшены
физико-механические, теплофизические, электрические и химические свойства
старых полимерных материалов, расширены области их применения. Все это
нашло отражение во втором издании книги, в связи с чем главы справочника
переработаны н дополнены в соответствии с современным уровнем развития тех-
нологии полимерных материалов.
Уточнены и обновлены показатели важнейших физико-химических свойств
полимеров и пластических масс на их орнове, выпускаемых в Советском Союзе.
Дополнительно к этим показателям приведены показатели свойств, предусмо-
тренные новыми действующими ГОСТ и ТУ (по состоянию на первую половину
1974 г.). Даны краткие сведения о способах получения полимеров, методах их
переработки, областях применения. Во все главы введены небольшие разделы
о технике безопасности при переработке полимеров и пластмасс на их основе.
При подготовке второго издания справочника пришлось вновь столкнуться
с некоторыми трудностями, связанными с тем, что основные физико-химические
свойства полимеров определялись на образцах, полученных в различных усло-
виях. Этим объясняется плохая сопоставимость данных о физико-химических
свойствах, взятых нз разных источников. Кроме того, вследствие различия
в методах изготовления образцов и методах испытаний затруднено сравнение
образцов отечественных н зарубежных материалов. Поскольку свойства различ-
ных пластических масс в значительной мере определяются условиями их пере-
работки в изделии, отсюда понятен и тот разнобой в сведениях об их характе-
ристиках, встречающихся в литературе. При практическом использовании при-
веденных в справочнике данных все эти соображения необходимо учитывать.
В первом томе приводятся сведения о наиболее важных пластических
массах на основе полимеризациоиных полимеров, а также о вспомогательных
веществах, имеющих огромное значение для сохранения работоспособности поли-
меров и для регулирования их физико-механических свойств (пластификаторы,
стабилизаторы, антистатики). Хотя клеи ие являются пластмассами, составители
справочника сочли целесообразным оставить эту главу во втором издании, по-
скольку содержащиеся в ией сведения весьма полезвы для потребителей пласт-
масс. В первый том вошли следующие разделы:
1. Полиолефины
2. Поливинилхлорид
3. Полистирол
4. Фторопласты
5. Полиметакрилаты
6. Поливинилацетат, поливиниловый
спирт, поливинилацетали
7. Полиформальдегид
8. Пентапласт
9. Синтетические клеи
10. Пластификаторы
11. Старение и стабилизация пласт-
масс
12. Антистатики
3
Во втором томе справочника приведены важнейшие данные о физико-хими-
ческих свойствах, способах переработки и областях применения пластических
масс на основе поликондеисационных полимеров, новых термостойких полиме-
* ров, высокопрочных материалов, армированных стеклянным волокном (стекло-
пластики), а также связующих для их изготовления. Отдельная глава в справоч-
нике посвящена токсикологический и санитарно-химической характеристике
пластмасс. Во второй том вошли следующие разделы:
1. Фенопласты
2. Аминопласты
3. Ненасыщенные полиэфиры
4. Полиэтилентерефталат
5. Поликарбонаты
6. Полиарилаты
7. Эпоксидные полимеры
8. Полиамиды
9. Полиимиды
10. Феиилои и другие ароматические
полиамиды
11. Кремнийорганические полимеры
12. Фурановые полимеры
13. Газонаполненные пластмассы
14. Эфиры целлюлозы
15. Стеклопластики
16. Токсикологическая и санитарно-
химическая характеристика пласт-
масс
17. Предметный указатель и указа-
тель марок к I и II томам
Несмотря на ряд недостатков предлагаемого справочника, можно надеяться,
что содержащиеся в нем сведении будут полезны потребителям пластмасс при
выборе материалов для разных областей применения и условий эксплуатации
изделий. Все критические замечания по содержанию нового издания справоч-
ника будут внимательно рассмотрены.
ПОЛИОЛЕФИНЫ
Полиолефины — высокомолекулярные углеводороды алифатического ряда,
получаемые полимеризацией соответствующих олефинов.
Наиболее известными представителями этого класса соединений являются
полиэтилен, полипропилен и их многочисленные сополимеры.
Удачное сочетание в полиолефинах механической прочности, химической
стойкости, хороших диэлектрических показателей, низкой газо- и влагопроницае-
мости, а также легкость переработки в изделия всеми известными способами,
низкая стоимость и доступность сырья позволили полиолефинам занять первое
место в мире по валовому выпуску пластмасс.
ПОЛИЭТИЛЕН
Полиэтилен представляет собой высокомолекулярный продукт полимериза-
ции этилена. Макромолекулы полиэтилена имеют линейное строение с неболь-
шим числом боковых ответвлений. Молекулярный вес его в зависимости от
метода и режима полимеризации колеблется от десятков тысяч до нескольких
миллионов.
Полиэтилен — кристаллический полимер: при температуре около 20 °C сте-
пень кристалличности полимера достигает 50—90% (в зависимости от метода
получения).
В настоящее время известно несколько промышленных методов получения
полиэтилена.
1. Полимеризация этилена при высоком давлении (1000—3500 кгс/см2). Про-
цесс протекает при 200—300 °C в расплаве в присутствии инициаторов (кисло-
рода, органических перекисей) по радикальному механизму. Получаемый по
этому методу полиэтилен имеет средиевесовой молекулярный вес 80 000—500000
и степень кристалличности 50—60%. Такой полиэтилен называют полиэтиленом
высокого давления (ПЭВД) или полиэтиленом низкой плотности (ПЭНП).
2. Полимеризация этилена при низком давлении (ниже 40 кгс/см2) с исполь-
зованием металлоорганических катализаторов. Полимеризация протекает, как
правило, при температуре ~80 °C в суспензии по ионио-координациониому ме-
ханизму. Образуются менее разветвленные и более длинные макромолекулы.
Средиевесовой молекулярный вес полимеров находится в пределах 80 000—
3 000 000, а степень кристалличности 75—85%. Такой полиэтилен называется поли-
этиленом низкого давления (ПЭНД) или полиэтиленом высокой плотности
(ПЭВП).
3. Полимеризация этилена при давлении 30—40 кгс/см2 и температуре 150 °C
в растворе с использованием в качестве катализаторов окислов металлов пере-
менной валентности. Полимер обладает наиболее упорядоченной структурой.
Молекулярный вес 300 000—400 000, степень кристалличности 80—90%. Получае-
мый полиэтилен называют полиэтиленом среднего давлении (ПЭСД)*.
* Следует иметь в аиду, что названия «полиэтилен низкого давления»,
«среднего давления», «высокой плотности» и т. д. имеют чисто историческое
значение. Так, полиэтилен, получаемый по второму и третьему методу, имеет
одинаковую плотность и молекулярный вес. Давление в процессе полимеризации
5
. Все три метода обеспечивают получение технически ценных продуктов * **
Однако необходимо отметить, что получаемые этими методами полимеры раз-
личаются в некоторой степени по свойствам и, как следствие, по режимам пере-
работки в изделия и качеству изделий. Это объясняется особенностями строения
полимерной цепи, которые, в свою очередь, зависят от условий и механизма
процесса полимеризации.
Ниже приведены показатели, характеризующие строение полимерной цепи
различных полиэтиленов:
пэвд пэнд пэсд
Число групп СНЭ на 1000 атомов углеро-
да
общее.......................... . .
койцевых..........................
Этильные ответвления..................
Общее количество двойных связей на
1000 атомов углерода................ •
в том числе, %
R—СН—СН2 (вннильные)..............
R\
С=СН2 (винилиденовые) . . . .
R'Z
R—СН=СН— R' (транс-виииленовые)
Степень кристалличности, %............
Плотность, г/см3......................
21,6 5,0 1,5
. 4,5 2,0 1,5
14,4 1,0 1
0,4—0,6 0,4-0,7 1,1-1,5
17 43 87
71 32 7
12 25 6
50—65 75-85 80~т90
0,91-0,93 0,95-0,96 0,96-0,97
Наиболее разветвленными являются макромолекулы ПЭВД, в котором и а
1000 атомов углерода приходится, наибольшее количество групп СНз. Макро-
молекулы ПЭНД по степени разветвленности занимают промежуточное- положе-
ние между ПЭНД и ПЭСД. Ббльшим количеством боковых ответвлений объяс-
няется более низкая Kj/исталличность и соответственно более низкая плотность
ПЭВД по сравнению с ПЭНД и ПЭСД.
Ассортимент полимеров этилена может быть значительно расширен получе-
нием сополимеров его с другими мономерами, а также путем получения компо-
' знций при компаундировании полиэтилена одного типа с полиэтиленом другого
типа, полипропиленом, полиизобутилеиом, каучуками и т. п.
На основе полиэтилена и других полиолефинов могут быть получены много-
численные модификации — привитые сополимеры с активными группами, улуч-
шающими адгезию полиолефинов к металлам, окрашиваемость, снижающими его
* горючесть и т. д.
Полиэтилен высокого давления (низкой плотности)
Получение
ПЭВД получают при давлениях от 1000 до 3500 кгс/см2 и температурах
до 300 °C. Полимеризация протекает по радикальному механизму в реакторах
при так называемом низком давлении и среднем давлении в ряде случаев одно
и то же,
В настоящее время можно изменять плотность полиэтилена в процессе
полимеризации при получении его как при высоком, так и при низком давлении.
Поэтому классификация полиэтилена только по плотности, принятая в большин-
стве зарубежных стран, а не по методу получения, условна. Следовательно*
правильнее одновременно с плотностью указывать и метод получения поли-
этилена.
*• Существуют и другие способы полимеризации этилена, например под
влиянием радиоактивного излучения. Но поскольку эти способы не получил»
промышленного применения, они в настоящем^ справочнике не рассматриваются*
6
автоклавного типа (идеального смешения) или трубчатого типа (идеального вы*
теснения). В качестве инициатора процесса применяют кислород или органиче-
ские перекиси, распадающиеся при повышенных температурах.
Технологическая схема состоит из следующих операций. Этилен, очищенный
от вредных примесей, сжимается «бустерным* компрессором до 6—8 кгс/см2,
смешивается с частью возвратного газа и поступает в многоступенчатый ком-
прессор первого каскада, в котором компремируется до 250—300 кгс/см2. После
охлаждения н выделения из него смазки, захваченной из компрессора, он посту-
пает в компрессор второго каскада. При давлениях до 1500—1800 кгс/см2
используются одноступенчатые машины, при более высоких давлениях — много-
ступенчатые.
Сжатый таким образом этилен подается в одну или несколько точек реак-
тора. По пути в этнлеи вводится инициирующее вещество — кислород или пере-
киси. В реакторе протекает процесс полимеризации, сопровождающийся выделе-
нием большого количества тепла («900 ккал/кг). Это тепло выводится из-зоны
полимеризации нагретыми продуктами реакции — газом и полимером, а в труб-
чатых реакторах, имеющих относительно большую поверхность, и за счет охлаж-
дения стенок циркулирующей водой. Степень превращения газа колеблется
от 10 до 20%.
Продукты реакции пропускаются через два отделителя, в которых происхо-
дит отделение иепрореагировавшего газа от полимера. Давление при этом сни-
жается до 6—8 кгс/см2 Газ после соответствующей очистки возвращается
в компрессорное отделение, а расплав полимера поступает на первичную грану-
ляцию и затем, в случае необходимости, на дальнейшую обработку (введение
стабилизаторов, красителей, наполнителей и других добавок). Готовые гранулы
упаковывают в мешки или загружают в контейнеры и цистерны.
Аналогично получают и сополимер этилена с винилацетатом. Различие
заключается только в том, что давление при сополимеризации поддерживается
несколько выше, чем при полимеризации этилена (>2500 кгс/см2). Винилаце-
тат вводят в рецикловый газ. Получаемый сополимер может содержать от 5
до 50% винилацетата.
Свойства
•
Свойства полиэтилена определяются в основном строением полимерной
цепи. Макромолекулы полиэтилена представляют собой длинные метиленовые
цепочки, в которых содержится некоторое количество групп СПз, находящихся
на концах основной полимерной цепи, и боковых ответвлений. Промышленные
образцы имеют 15—25 групп СНз на 1000 атомов углерода. Основное их коли-
чество приходится иа короткие боковые ответвления. Эти ответвления пред-
ставляют собой этильные и бутильные группы. Наряду с короткими ответвле-
ниями в макромолекуле полиэтилена содержится некоторое количество длинных
боковых ответвлений.
Полиэтилен имеет небольшое количество двойных связей (см. стр. 6)*
группы >С«=О или —ОН. Кислород попадает в полимер из кислородосодержа-
щих инициаторов или из этилена, в котором он присутствует в виде примесей.
Наличие боковых коротких ответвлений в макромолекулах полиэтилена
нарушает упорядоченное расположение молекул и приводит к образованию
наряду с кристаллическими участками и аморфных областей. Степень кристал-
личности ПЭВД находится в пределах 50—65%.
Свойства полиэтилена в твердом состоянии (плотность, модуль упругости
при изгибе, поверхностная твердость) определяются степенью кристалличности.
Зависимость плотности ПЭВД от степени кристалличности для неориентирован-
ных образцов показана на рис. 1. Степень кристалличности полимера с повыше-
нием температуры уменьшается, и при температуре плавления (108—НО °C)
ПЭВД становится аморфным. Изменение плотности полиэтилена в зависимо-
сти от температуры показано иа рис. 2*
Разрушающее напряжение при растяжении, относительное удлинение пря
.разрыве, температура хрупкости, стойкость к растрескиванию, ударная вязкость,
7
реологические свойства определяются в основном .молекулярным весом полиэти-
лена и молекулярно-весовым распределением. Полиэтилен промышленных марок
охватывает область молекулярных весов от 80 000 до 500 000. На практике
вместо молекулярного веса определяют показатель текучести расплава *.
Рис. 1. Зависимость плотности
ПЭВД от степени кристаллич-
ности.
Рис. 2. Зависимость плотности ПЭВД
от температуры.
Исчерпывающих данных о ширине МВР полиэтилена в настоящее время
нет. Это объясняется тем, что правильному представлению о разделении поли-
этилена по молекулярным весам мешает длинноцепиая разветвленность. Рабо-
тами последних лет показано, что ПЭВД имеет довольно широкое МВР. Инте-
гральная кривая распределения по
Рис. 3. Интегральная кривая рас-
пределения молекулярного веса
ПЭВД.
характеристической вязкости для образцов
с показателем текучести расплава 2,0 г/10 мин
приведены на рис. 3. Характер и ширина
МВР влияют на некоторые свойства поли-
этилена, в том числе на стойкость к рас-
трескиванию, ударную вязкость и особенна
на реологические свойства.
ПЭВД выпускается в чистом виде (ба-
зовые марки) и в виде композиций со ста-
билизаторами, красителями и другими
добавками. Выпускается в виде гранул с
насыпной плотностью 0,50—0,55 г/см3. Гра-
нулы полиэтилена могут быть натураль-
ного белого цвета и окрашенными в раз-
личные цвета. Рецептура стабилизатора
подбирается в зависимости от условий, экс-
плуатации полиэтилена. ПрименякУг термо-
стабилизаторы и светостабнлизаторы для
предотвращения старения полиэтилена под влиянием атмосферных условий, воз-
действий повышенных температур при переработке и в процессе эксплуатации.
Крашение полиэтилена производитси теплостойкими н светостойкими орга-
ническими и минеральными красителями, хорошо совмещающимися с полимером.
К числу таких органических красителей и пигментов относятся: пигмент
алый Н, тиоиндиго красно-коричневый Ж, пигмент желтый Ж, кубовый ярко-
фиолетовый К, пигмент синий антрахиноновый, пигмент голубой фталоцианино-
* Масса полиэтилена, вытекающая в течение 10 мин при 190 °C через
^таидартный. капилляр диаметром 2,095 мм и длиной 8 мм под нагрузкой
8
вый и др. Из минеральных пигментов применяются: крон свинцово-желтый, кад-
мий лимонный, кадмий желтый средний, двуокись титана и др.
ПЭВД выпускается по ГОСТ 16337—70 нескольких марок. Марки ПЭВД
различаются по показателю текучести расплава и плотности. Название базовый
марок состоит из слова «полиэтилен» и восьми цифр. Первая цифра — условно
обозначает способ полимеризации. Цифра «1» указывает на то, что процесс
полимеризации этилена протекает при высоком давлении в трубчатых реакторах
и реакторах с перемешивающим устройством автоклавного типа в присутствии
инициаторов радикального типа. Две следующие цифры обозначают порядковый
номер базовой марки. Все марки полиэтилена, получаемого в автоклавном реак-
торе, имеют порядковый номер до 50, а в трубчатом — после 50. Четвертая
цифра указывает на степень гомогенизации: 0—усередненный холодным смеше-
нием, 1—гомогенизированный в расплаве. Пятая цифра соответствует группе
плотности (в г/см3) марки полиэтилена:
1 . .................. 0,900-0,909 3 .................. 0,920-0,929
2..................... 0,910-0,919 4 .................. 0,930—0,939
Последние три цифры, написанные через дефис, указывают десятикратное зна-
чение показателя текучести расплава. Например, полиэтилен 11802-070 — поли-
этилен высокого давления с порядковым номером базовой марки 18, усередиен-
ный холодным смешением, плотностью от 0,910 до 0,919 г/см3 и показателем
текучести расплава 7 г/10 мии.
Обозначение композиций складывается из слова «полиэтилен» и пяти цифр,
Первые три цифры повторяют первые три цифры обозначения базовых марок.
Последние две цифры, написанные через дефис, указывают порядковый номер
рецептуры добавок. Например, полиэтилен 118-03 — композиция полиэтилена
высокого давления иа основе базовой марки 11802-070 с добавками в соответ-
ствии с рецептурой 03. При выпуске окрашенного полиэтилена словом указы-
вается цвет композиции и трехзначным числом — рецептура красителя.
Марки ПЭВД
В зависимости от свойств и назначения полиэтилен выпускается различных
базовых марок.
В большинстве случаев, например для изоляции проводов и кабелей, обо-
лочек кабелей, изготовления труб, сельскохозяйственной пленки и технических
изделий, примеииются композиции иа основе указанных марок:
Области применения
Способ
переработки
Марки
Изоляция проводов и кабелей, обо- Экструзия
лочка кабелей
10203-003
10702-020
15303-003
17802-015
10003-002
10103-002
10403-003
10303-003
11203-022
Технические изделия
Трубы и арматура к ним
трубы напорные
трубы безнапорные
фитинги
Пленка и пленочные изделия
специального назначения
^Прессование
Экструзия
>
Литье
Экструзии
10003-002
10103-002
10203-003
10203-003
10603-007
10702-020
10603-007
17603-006
10903-020
17902-017
10303-003
10403-003
15303-003
17603-006
15602-008
15303-003
Области применения
Способ
переработки
общего назначения (технические Экструзия
изделия, пленка для сельского
хозяйства и др.) '
для изготовления мешков под >
удобрения и других целей в
'сельском хозяйстве
для упаковки пищевых продуктов »
Формованные изделия
с хорошими эластическими свой- Литье
ствами
с глянцевой поверхностью >
общего назначения »
открытого типа, контактирующие »
с пищевыми продуктами
Формованные изделия
общего назначения
Выдувание
сосуды и бутыли для дезинфйци- э
рующих моющих средств с боль-
шим сопротивлением растрески-
ванию
сосуды и бутылки для химических ж
реактивов
открыт ого типа, контактирующие
с пищевыми продуктами
Заливочные компаунды (для заполне-
ния деталей электрооборудования)
Заливка
Покрытие бумаги, ткани и др. Экструзия
'Покрытия для упаковки пищевых »
продуктов
Продолжение
Марки
16902-020
10802-020
11003-020
11303-040
11502-070
11602-070
10203-003
17602-006
10802-020
10903-020
15802-020
10902-020
15902-020
17902-020
17702-010
10603-007
15802-020
17702-010
12002-200
18202-055
11903-080
12103-200
10702-020
10802-020
11102-020
18002-030
10702-020
10802-020
11102-020
17702-010
17902-017
10702-020
10903-020
11003-020
15902-020
10203-003
10603-007
11303-040
10103-002
10563-004
10702-020
10802-020
11102-020
11203-020
10203-003
10603-007
10702-020
10802-020
12402-700
12502-200
18202-055
11502-070
11802-070
11502-070
16802-070
12203-200
12303-200
и303-040
11402-070
11502-070
11303-040
11502-070
18102-035
11303-040
11402-070
11502-070
17802-015
11502-070
15303-003
11303-040
11402-070
11502-070
11702-070
15802-020
11102-020
11302-040
11502-070
16802-070
18302-120
16802-070
.18302-120
Выбор рецептуры композиции должен производиться в соответствии с реко-
мендациями ГОСТ 16337—70.
10
Физико-механические свойства ПЭВД
Основные показатели физико-мехаиических свойств ПЭВД при 20 °C приве
дены ниже:
Плотность, г/см3.................................0,918—0,930
Разрушающее напряжение, кгс/см2..................... 100—170
при растяжении
» статическом изгибе.................. 120—170
» срезе...................................... 140—170
Относительное удлинение при разрыве, %........... 500—600
Модуль упругости при изгиба, кгс/см2 ....... 1200—2600
Предел текучести при растяжении, кгс/см2..........- 90—160
Относительное удлинение в начале течения, % . . . 15—20
Твердость по Бринеллю, кгс/мм2 ................. 1,4—2,5
С увеличением скорости растяжения образца разрушающее напряжение при
растяжении и относительное удлинение при разрыве уменьшаются, а предел
Рис. 4. Зависимость разрушаю-
щего наприжении при растиже-
нии ПЭВД от температуры.
^\300
й <и у
1И|
J
- - —
Рис. 5. Зависимость относительного
удлинения при разрыве ПЭВД от
температуры.
§ -80 -60 -Ц) -20 0 20 W 60 80 100
Температура °C
текучести при растяжении возрастает. С повышением температуры разрушающее
напряжение полиэтилена при растижении, сжатии, изгибе и срезе понижается,
а относительное удлинение при разрыве возрастает до определенного предела,
после которого также начинает снижаться (рис. 4 и 5). * 1
Изменение разрушающего напряжения при сжатии, статическом изгибе и
срезе в зависимости от температуры характеризуется следующими данными *:
Температура, °C
Разрушающее напряжение, кгс/см2............
при сжатии.............................
при статическом изгибе ................
при срезе .............................
20' 40 60 80
126 77 40 —
118 88 60 -
169 131 92 53
* Определения проводили при скорости деформации 500 мм/мии и толщине
образца 2 мм.
И
Ниже приводятся данные о
ПЭВД от температуры:
зависимости модуля упругости при изгибе
Температура, °C .
Модуль упруго-
сти при изгибе,
кгс/см2 . . . .
—120
—»80 —60 " "40 —20
0 20 50
28 100 26 700 23 200 19 200 13 600 7400 3050 2200 970
Необходимо отметить, что свойства изделий из полиэтилена будут суще-
ственно зависеть1 от режимов их изготовления (скорости и равномерности охла-
ждения) и условий эксплуатации (температуры, давлении, продолжительност»
воздействии нагрузки и т. п.).
Теплофизические свойства ПЭВД
Основные показатели теплофизических свойств ПЭВД приведены ниже;
Температура плавления, °C.................... 105—108
Удельная теплоемкость, кал/(г • °C) ♦ . • 0,45—0,60
Теплостойкость по Вика, °C............. 80—90
Термический коэффициент расширения в
интервале от 0 до 100 °C, 1/°С
линейного............................ 2,2-10" —5,5* 10"*
объемного ............................ 6* 10“ — 16 • 10"
Температура хрупкости, °C............... От —80 до —120
Ниже приводятся температурные зависимости термических коэффициентов
расширения ПЭВД:
Интервал Термический коэффициент
^'Температур, расширения, 1/°С
°C
линейного
0,00015
0.00014
0,00018
0,00018
0,00029
0,00030
0,00033
0,00034
От —50 до 0
0-10
10—20
20—30
30-40
40-50
50—60
60-70
объемного
0,00046
0,00043
0,00054
0,00055
0,00088
0,00089
0,00101
0,00102
Интервал
температур,
70—80
80-90
90-100
0-50
50—100
0-100
20-100
Термический коэффициент
расширения, 1/°С
линейного объемного
0,00046
0,00051
0,00088
0,00022
0,00052
0,00038
0,00043
0,00138
0,00152
0,00264
0,00067
0,00156
0,00114
0,00129
В процессе изготовления изделий из полиэтилена Наблюдается уменьшение
размеров — усадка. /
Значения термической усадки изделий из полиэтилена при охлаждении их
от 115 до 20 °C приведены ниже:
Температура, °C.......................... 115 110 100 90 80 70
Усадка» %
линейная................................ 5,10 4,40 3,20 2,41 1,90 1,44
объемная........................... 15,30 13,20 9,87 7,23 5,70 4,32
Температура, °C..................... 60 50 40 30 20
УСЗДКЗ, %
линейная.......................... 1,10 0,77 0,47 0,18 0
объемная....................... 3,30 2,31 1,43 0,55 0
Кроме термической усадки существует усадка изделий, связанная с нали-
чием внутренних напряжений. Средняя величина такой усадкн колеблется от 1
до 3%. —1
12
Электрические свойства ПЭВД
Основные показатели электрических свойств ПЭВД приведены ниже:
Удельное объемное электрическое сопротивле-
ние, Ом» см
Диэлектрическаи проницаемость
при 106 Гц...............................
> 5* 10е Гц . . ........................
Тангенс угла диэлектрических потерь
при 10б Гц...............................2
» 5- 108 Гц.............................4
Электрическая прочность, кВ/мм
при толщине образца 1 мм.................
» толщине образца 2 мм..................
1017
2,2—2,3
2,3 .
10-4 — 3-10“4
10“4
45—60
28-36
Очень ценным свойством ПЭВД -является сравнительно небольшое измене-
ние диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости в широком диапа-
зоне частот и температур.
Изменение тангенса угла диэлектрических потерь от частоты при 20 °C
характеризуетси следующими данными:
Частота, Гц.......................... 102 103 10< 105 10е 107 109 101®
tgd‘104 ............................. 4 3,7 2,5 2,5 3,1 3,7 5,0 3,7
Исследование температурной зависимости tg б ПЭВД при частоте 50 кГц
показывает существование трех максимумов: при —100 °C, ~0°С н при 80 °C.
Зависимость tg б от температуры при 10® Гц показана на рис. 6.
Рнс, 6. Зависимость тангенса угла
диэлектрических потерь ПЭВД от
температуры при 10е Гц.
Диэлектрическая проницаемость практически постоянна при различных ча-
стотах. С повышением температуры диэлектрическая проницаемость немного
уменьшается в связи с изменением плотности материала.
Электрические свойства ПЭВД, выпускаемого по ГОСТ 16337—70, должны
соответствовать следующим требованиям:
Базовые
марки
Диэлектрическая проница-
емость при 10е Гц, не
более...................... 2,3
Тангенс угла диэлектри-
ческих потерь при 106 Гц,
не более................... 3 • 10"4
Электрическая прочность
при 50 Гц (толщина об-
разца 1 мм), кВ/мм, не
менее....................... 40
с термо-
стабилиэа-
торами
2,3
Композиции
с термо-
стабилиза-
торами
и сажей
2,4
3.10“*-5-10**4 6-Ю-4
окрашенные
и стабилизи-
рованные
6 • 10-4
40 40 40
Химические свойства ПЭВД
ПЭВД обладает высокой химической стойкостью к различным средам. Он
очень стоек к действию кислот, щелочей н водных растворов различных веществ,
на него не действует даже концентрированная соляная и плавиковая кислоты.
13
ио не стоек по отношению к окислителям. Азотная кислота даже при довольно
низкой концентрации окисляет полиэтилен. При повышении температуры до
50 °C наблюдается разрушение полиэтилена в концентрированной кислоте уже
на вторые сутки. Жидкий и газообразный хлор, фтор разрушают полиэтилен,
а бром и иод поглощаются н диффундируют сквозь полимер.
Полиэтилен при 20 °C ие растворяется в органических растворителях. Од-
нако некоторые растворители вызывают его набухание. При 80 °C и выше он
растворяется во многих органических растворителях, особенно в алифатических
и ароматических углеводородах и их галогеипронзводных. Степень набухания
и растворимость зависит от природы растворителя, продолжительности его воз-
действия, температуры и толщины изделия. При практическом использовании
изделий из ПЭВД следует учитывать конкретные условия их эксплуатации.
Некоторые данные о химической стойкости ПЭВД -при 20 °C приведены
в таблице.
Химическая стойкость ПЭВД
Обозначения: С—стойкий; О—относительно стойкий; Н —нестойкий.
Среда
Продолжи-
тельность
воздействии,
сутки
Изменение
массы,
%
Оценка
стойкости
Азотиая кислота
10%-ная . ...................... . . .
50%-иая .........................
95%-ная..........................
Серная кислота
25%-ная .............................
50%-иая..................... . . .
80%-ная..................... . . .
98%-ная .........................
Соляная кислота, 36%-ная.............
Фосфорная кислота, 98%-ная ......
Муравьиная кислота...................
Лимонная кислота.....................
Молочная кислота.....................
Уксусная кислота, 91%-йая .......
Натр едкий
40%-ный..............................
30%-ный..........................
Трансформаторное масло ............:
Формалин технический, 40%-иый........
Хлороформ технический................
Четыреххлористый углерод.............
Ацетон...............................
S
Этиловый спирт ......................
Бензни...........’...................
Бензол ..............................
Вода дистиллированная........... . . .
10
90
.90
10
30
90
90
90
90
90
90
90
90
30
10
30
90
10
30
10
30
10
10
30
10
30
10
30
10
30
30
90
—0,02
+0,3
+б,9
+0,05
+0,10
+0,1
+0,1
+0,1
~0,1
~ 0,1
+0,08
+0,09
+0,07
+0,59
-0,01
—0,03
-0,06
+ 1,88
+2,94
+0,14
+0,21
+21,4
+36,2
+30,1
+0,79
+0,88
+0,01
-0,03
12,3
+0,04
+0,06
С
н
н
С
С
С
С
о
С
С
С
С
с
о
с
с
с
о
о
с
с
н
н
н
о
о
с
с
н
н
с
с
14
Увеличение массы образцов ПЭВД плотностью 0,92 г/см3 после выдержки
в воде в течение от 1 месяца до 1 года составляет 0,04—0,15% соответственно.
При дальнейшей выдержке образцов в воде (до трех лет) при 20 °C его масса
не увеличивается. При повышении температуры поглощение воды полиэтиленом
немного увеличивается й составляет примерно 0,35% после выдержки образцов
в течение трех лет.
Полиэтилен хараитернзуется низкой газо- и паропроницаемостью. По мере
увеличения плотности (кристалличности) полиэтилена проницаемость умень-
шается.
Физико-механические свойства ПЭВД различных марок
Марка
Показа-
тель те-
кучести
расплава,
г/10 мни
Плот-
ность,
г/см3
Разру-
шающее
напряже-
ние* при
растяже-
нии,
кгс/см3,
не менее
Относи-
тельное
удлинение
при раз-
рыве, М,
не менее
Предел
текучести
при рас-
тяжении,
кгс/см3,
не' менее
Стойкость
к растрес-
киванию,
ч, не
менее
Темпера-
тура
хрупко-
сти,
°C,
ие выше
10003-002
10003-002
10203-003
10303-003
15303-003
10403-003
10503-004
17602-006
10603-007
15602-008
17702-010
17802-015
17902-017
10702-020
10802-020
15802-020
10903-020
I5902-020
11003-020
11102-020
11203-022
18002-030
18102-035
11303-040
18202-055
11402-070
11502-070
11602-070
11702-070
11802-070
16802-070
11903-080
18302-120
12002-200
12103-200
12203-200
12303-200
0.16-0,24
0,16—0,24
0,24—0,36
0,24—0,36
0,21 —0,39
0,21—0,39
0,32—0,48
0,39—0,64
0,56—0,84
0,6—1,0
0,8-1,2
1,05-1,95
1,4-2,04
1,7-2,3
1,7-2,3
1,2—2,8
1,8—2,2
1,8—2,2
1,7—2,3
1,7—2,3
1,8-2,5
2.1—3,9
2,1—4,9
3,2-4,6
4,7—7,2
6,0-8,0
6,0-8,0
6,0-8,0
6,0—8,0
6,0—8,0
4,9—9,1
6,8-9,2
9,0—15,0
17-23
17-23
17—23
17-23
0,922
0,929
0,923
0,9230
0,9250
0,923
0,929
0,919
0,9235
0,919
0,919
0,919 4
0,919
0,9185
0,9185
0,919
0,923
0.918
0,9212
0,9185
0,921
0,918
0,9185
0,9242
0,918
0,918
0,918
0,918
0,9185
0,918
0,918
0,926
0,917
0,917
0,921
0,9237
0,9237
150
150
150
150
140
150
140
140
145
125
125
120
125
125
125
115
130
125
125
125
125
110
100
НО
100
100
100
100
100
100
90
95
70
90
120
120
120
600
600
600
600
600
550
600
550
600
600
600
600
550
550
600
600
600
600
550
500
600
550
500
550
500
500
500
500
500
500
350
400
300
100
100
100
115
120
115
120
100
115
120
100
ПО
100
100
95
100
95
95
95
ПО
100
105
95
100
95
90
120
95
95
95
95
95
100
90
120
120
120
500
500
500
500
500
500
39
10
5
10
4
2,5
2,0
2,5
2,0
2,0
1,5
2,0
1,5
2,0
1,5
1,5
1,5
1,0
0,6
0,6
0,6
0,4
0,4
0,6
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,1
0,1
-120
-120
-120
-120
-120
— 120
— 112
— ПО
-105
—100
— 100
— 100
-85
-85
—85
-85
—85
—85
-85 ,
-85
—85
-80
—80
—80
-75
-70
—70
-70
—70
—70
-70
—70
—50
-45 г
—45
-45
-45
15
Данные о проницаемости ПЭВД для различных газов приведены ниже:
Газопроницаемость
ПЭВД плотностью
0,920 г/см3,
смЗ/(645 см2.24 ч)
Азот . ............ . 180
Двуокись углерода . . 2 900
Кислород.................... 550
Окнсь этилена ..... 29300
Двуокись серы .... 6 200
Паропроницаемость . . 1,4 г/(645 см2 • 24 ч)
Готовые изделия из ПЭВД, испытывающие механическое нагружение, под
влиянием окружающей среды могут растрескиваться, несмотря на то, что сам
материал стоек к действию как механической нагрузки, так и окружающей
среды отдельно взятых. Это явление называется растрескиванием под напряже-
нием. В изделиях механическая нагрузка может создаваться внутренним давле-
нием в трубах, емкостях, при укладке ящиков и т. п., а также внутренними
напряжениями, возникающими в готовых изделиях вследствие отклонения от
оптимальных режимов их изготовления. Таким образом, долговечность изделий из
полиэтилена зависит как от свойств исходного полиэтилена, так и качества полу-
ченного из него изделия, а также от условий эксплуатации.
Растрескивание полиэтилена может происходить на воздухе в присутствии
СО, СО2, паров влаги, однако этот процесс происходит медленно. Ускорение
Процесса растрескивания наблюдается в присутствии различных активных сред.
Это главным образом низковязкие полярные жидкости, в которых сочетаются
низкое поверхностное натяжение и способность адсорбироваться на поверх-
ности полимера. Обычно стойкость к растрескиванию определяют в водном
растворе поверхностно-активного вещества (в 20%-ном растворе ОП-7 прн 50°C).
Стойкость к растрескиванию под напряжением в поверхностно-активных средах
повышается с увеличением молекулярного веса полиэтилена. Оиа зависит, кроме
того, от режима изготовления изделии и условий его эксплуатации. Данные
о физико-механических свойствах ПЭВД приведены в таблице.
Полиэтилен низкого давления (высокой плотности)
Получение
•Ми
ПЭНД получают при давлении до 3 кгс/см2* и температуре до 80°C. Поли-
меризации протекает по ионно-координационному механизму. Процесс прово-
дят в среде разбавителей. Катализатором процесса служит продукт взаимо-
действия соединения металла переменной валентности, например титана, и ме-
таллоорганического соединения, например алкила илн галогеналкнла металлов
I—III групп. Наибольшее распространение в производстве полиэтилена при низ-
ком давлении получила система А1(С2Н&)2С1 + TiCU.
Технологическая схема состоит из следующих операций. В очищенном от
влаги, непредельных, ароматических и других примесей разбавителе (бензин*
гексан или др.) приготавливают растворы алюминийгалогеналкила и четырех-
хлористого титана. Растворы дозируют в комплексообразователь, откуда ком-
плекс подают в реактор. Туда же подают этилен, очищенный от влаги, кисло-
рода и других примесей. Полимеризацию проводят при 70—80 °C и концентрации
катализатора в разбавителе ниже 1 г/л.
Для получения полимера заданного молекулярного веса (и соответственно
показателя текучести расплава) должны соблюдаться мольное соотношение ком*
и
* В некоторых случаях для повышения скорости процесса давление увели-
чивают до 12 кгс/см2 и более.
16
понентов каталитической системы, температура и продолжительность реакции
комплексообразования, а также поддерживаться определенная концентрация
водорода, создаваемая в реакционном объеме.
Теплосъем реакции может осуществлятьси различными способами. Одним
нз наиболее эффективных методов теплосъема является испарение растворители
при циркуляции парогазовой смеси этилен — разбавитель через скруббер, в ко-
тором смесь, контактируя с холодным разбавителем, охлаждается н очищается
от частиц полимера, вынесенных из реактора, Разбавитель из скруббере цирку-
лирует через холодильник. Охлажденный этилен из скруббера через брызгоот-
делитель поступает в полимеризатор. Суспензия полимера в разбавителе из
реактора непрерывно поступает в емкость, в которой она контактирует со
спиртом.
Компоненты катализатора, превращаясь в алкоголяты, переходят в раствор
и вместе с разбавителем поступают на центрифугу. Отжатый полимер промы-
вают спиртом или смесью разбавителя со спиртом. После каждой промывки
полимер отжимают на центрифуге. Отмытый до остаточной зольности 0,015—
0,040% полимер направляют на сушку до содержания летучих в полимере не
более 0,1 %.
Высушенный полимер поступает на гомогенизацию, смешение с добавками,
грануляцию и упаковку. Нейтрализованный растворитель регенерируется и воз-
вращается в производственный цикл.
Существует ряд других схем, отличающихся применяемым катализатором,
системой теплосъема, способом удаления катализатора и т. п. Во всех случаях
получается продукт, близкий по свойствам и качеству.
Свойства
*
Свойства ПЭНД, так же как и свойства ПЭВД, зависят от строения поли-
мерной цепи. Макромолекулы полиэтилена представляют собой длинные мети-
леновые цепочки со значительно меньшим количеством боковых ответвлений,
чем в ПЭВД.
Промышленные образцы полиэтилена НД содержат четыре-пять групп СНз
на 1000 атомов углерода, при этом все они приходятся иа короткие боковые
ответвления и коицевые-группы. Макромолекулы полиэтилена имеют небольшое
количество двойных связей — 0,4—0,7 на 1000 атомов углерода.
Более упорядоченная структура макромолекул ПЭНД обусловливает и бо-
лее высокие плотность (0,95—0,96 г/см3), степень кристалличности (75—85%),
механическую прочность, модуль упругости при изгибе и теплостойкость. При
повышении температуры степень кристалличности уменьшается, и при 130 °C и
выше ПЭВД становится аморфным. Соответственно изменяется удельный объем.
Зависимость удельного объема от температуры показана на рис. 7. Для срав-
нения приведена аналогичная кривая и для ПЭВД.
Средневесовой молекулярный вес ПЭНД. может достигать 3 000 000. Наибо-
лее широко применяется полиэтилен с молекулярным весом 80 000—800 000.
С ростом молекулярного веса увеличивается разрушающее напряжение прн
растяжении, относительное удлинение при разрыве, стойкость к растрескиванию,
ударная вязкость н понижается температура хрупкости.
ПЭНД имеет сравнительно широкое молекулярно-весовое распределение.
Отношение средневесового молекулярного веса к среднечисловому, определяю-
щее полидисперсность полимера, колеблется в зависимости от типа катализатора
и условий ведения процессса в пределах 2—25. Интегральные кривые распре-
деления по молекулярному весу для промышленных образцов с показателем
текучести расплава 0,7—1,6 г/10 мни приведены на рис. 13 (см. стр. 24).
Уменьшение полидисперсности для образцов с близким молекулярным весом
от 15 до 2 приводит, с одной стороны, к резкому возрастанию разрушающего
напряжения, относительного удлинения при разрыве и ударной вязкости, с дру-
гой стороны — к снижению стойкости к растрескиванию под напряжением.
Характер и ширина МВР существенно влияют на реологические характери-
стики полимера.
17
ПЭНД выпускается в чистом виде (базовые марки) и в виде композиций со
стабилизаторами, красителями и другими добавками. Выпускается в виде бе-
лого порошка или гранул с насыпной плотностью 0,50—0,55 г/см8. Гранулы
полиэтилена могут быть натурального белого цвета и окрашенными в различные
цвета.
Рецептуры стабилизатора определиются режимами переработки и усло-
виями эксплуатации полиэтилена. Дли стабилизации и окрашивания ПЭНД
используются те же стабилизаторы и красители, что и для ПЭВД (см. стр. 8).
Однако стабилизацию бесцветными стабилизаторами рекомендуется проводить
при зольности полимера ие выше 0,03%. Такое
ограничение связано с возможностью появле-
ния окраски изделий из полиэтилена вследствие
образовании продуктов взаимодействия остат-
ков катализатора с бесцветными стабилиза-
торами.
ПЭНД выпускаетси по ГОСТ 16338—70
нескольких марок. Марки ПЭНД различаются
по показателю текучести расплава и плотно-
сти. Название базовых марок состоит из слова
«полиэтилен» и восьми цифр. Первая цифра —
обозначает способ полимеризации. Цифра «2»
указывает на то, что процесс полимеризации
этилена протекает при низком давлении в
присутствии металлоорганических катализато-
ров. Две следующие цифры обозначают поряд-
ковый номер базовой марки. Четвертая цифра
указывает на степень гомогенизации (0 — по-
лиэтилен усередненный холодным смешением).
Пятая цифра определиет группу плотности
марки полиэтилена: 4 — 0,930—0,939 г/см3;
5 — 0,940—0,949 г/см3; 6 — 0,950—0,959 г/см3.
Последние три цифры, написанные через де-
фис, указывают десятикратное значение
Например, полиэтилен 20606-012 — полиэтилен
номером базовой марки 06, усередненный хо-
лодным смешением, плотностью от 0,950 до 0,959 г/см3 и показателем текучести
расплава 1,2 г/10 мин.
Обозначение композиций складывается из слова «полиэтилен» и пяти цифр.
Первые три цифры повторяют первые три цифры обозначения базовых марок.
Последние две цифры, написанные через дефис, указывают порядковый номер
рецептуры добавки. Например, полиэтилен 206-01—композиция полиэтилена низ-
кого давления на основе базовой марки 20606-012 с добавками в соответствии
с рецептурой 01. При выпуске окрашенного полиэтилена (базовых марок или .
композиций) словом указывается цвет композиции и трехзначным числом —
рецептура красителя.
Марки ПЭНД
В зависимости от свойств и назначения выпускаются различные базовые
марки полиэтилена.
Практически ПЭНД производится в виде
основе указанных базовых марок:
Области применения
композиций,
Способ
переработки
изготовленных на
Листы, плиты, фитингн и другие прессо- Прессование
ванные изделия
Трубы Экструзия
Изоляция проводов н кабелей, оболочки »
кабелей
Марки
20106-001
20206-002
20306-005
20406-007
20606-012
20706-016
20806-024
18
Продолжение
Области применения
Пленки
Способ
переработки
Экструзия
Изделия
различного профиля
Изделия различного профиля повышен-
ной прочности
Тара и другие изделия, применяемые
в пищевой промышленности
Тонкостенные экструзионные изделия
Фитинги
Изделия различного назначения
Выдувные изделия
П окрытне различных изделий методом
напыления
Нанесение на бумагу н другие материа-
лы
»
Прессование, эк-
струзия, литье
Экструзия
Литье
»
Выдувание
Напыление
Экструзия
Марки
20806-024
20906-040
20606-012
20706-016
20806-024
20306-005
20406-007
20506-007
20906-040
20906-040
20606-012
20906-040
21006-075
20706-016
20806-024
20606-012
20706-016
20806-024
21006-075
При выборе рецептуры композиции следует руководствоваться рекоменда-
циями, указанными в ГОСТ 16338—70.
Физико-механнческне свойства ПЭНД
Основные показатели физико-механических свойств ПЭНД при 20 °C при-
ведены ниже:
Плотность, г/см3........♦ • . . ................. 0,949—0,955
Разрушающее напряжение, кгс/см2
при растяжении...................................... 220—300
> изгибе.................................... 200—350
Относительное удлинение при разрыве, %........... 300—800
Модуль упругости при изгибе, кгс/см2 ........... 6500—7500
Предел текучести при растяжеинн, кгс/см2 ..... 220—270
Относительное удлинение в начале течения, % ... 10—12
Ударная вязкость с надрезом, кгс • см/см2........ 2,0—12,0
Твёрдость по Бринеллю, кгс/мм2..........*........ 4,5—5,8
ПЭНД более жесткий полимер, чем ПЭВД. Его модуль упругости при из-
гибе при 20 °C в 3 раза больше модуля упругости ПЭВД, а при 50 °C —
в 1,5 раза.
Данные о зависимости модуля упругости при цзгибе ПЭНД от температуры
приведены ниже:
Температура, °C................. —120
Модуль упругости при изгибе,
кгс/см2...................... 31 800
Температура, °C............... 20
Модуль упругости при изгибе,
кгс/см2 ...................... 16800
— 100
10
10 100
-80
24 300
20
5 700
Изменение разрушающего напряжения при растижении
удлинения при'разрыве показано на рис. 8 и 9.
—60 —40
23 100 21 080
50 70
1 660 1 040
и относительного
19
Механические свойства полиэтилена при растяжении обусловливаются ре*
лаксациоиными процессами и поэтому зависят от скорости и времени воздей-
ствия. Механические свойства определял^ иа пластинах толщиной 1 мм при
скорости растижения 100 мм/мин.
Ударная вязкость полиэтилена характеризуется "работой, затраченной иа
разрушение образца. Это — наиболее простой метод испытания материала на
прочность при высоких скоростях деформирования. Ударная вязкость зависит
~80 О М 80 ' 120
Темперигпура) ° 8
Рис. 8. Зависимость разрушающего
напряжения при растяжении от
температуры:
/—ПЭВД; 2—ПЭНД (мол. вес
5—ПЭНД (мол. вес 350 000).
30
Рис. 9. Зависимость относитель-
ного удлинения при разрыве
от температуры:
/—ПЭВД; 2—ПЭНД (мол. вес. 30 000);
3—ПЭНД (мол. вес 350 000).
от молекулярного веса и МБР. При увеличении показателя текучести расплава
от 5 до 15 г/10 мнн удариаи вязкость, равная 2,0—2,5 кгс-см/см2, изменяется
мало. Однако при дальнейшем уменьшении этого показателя до 0,1 г/10 мнн и
сужении МБР (полидисперсность 3—4) ударная вязкость возрастает до
120 кгс-см/см2.
Теплофизические свойства ПЭНД
ПЭНД обладает
более высокой теплостойкостью, чем
сравниваются графики зависимости деформации образцов
лярного веса ПЭНД и ПЭВД.
Показатели основных теплофизическнх свойств ПЭНД
ПЭВД. На рис. 10
различного молеку-
приведены ниже:
Температура плавления, °C.............. 120—125
Удельна и теплоемкость при 25 °C,
кал/(г*°С)............................. 0.45—0,50
Термический коэффициент расширении в
интервале от 0 до 100 °C, 1/°С
линейного. . . <.................... 2,1 - 10"4 — 5,5 • 10“4
объемного......................... 6,7 • 10“4 — 16-10 4
Температура хрупкости. °C................ От —100 до —150
Рабочая температура эксплуатации изделий из ПЭНД ниже температуры
плавления полимера и зависит от давления, продолжительности нагружения^
среды н т. д.
20
Электрические свойства ПЭНД
Показатели электрических свойств ПЭНД отвечают требованиям, предъ-
являемым к высокочастотным диэлектрикам.
Рис. 10. Зависимость дефор-
мации полиэтилена от темпе-
ратуры:
/ — ПЭВД J): 2—ПЭНДФЖО;
3 — ПЭНД ([nJ “2.5); 4—ПЭНД ([ П1 >
> 2.5).
Рис. 11. Зависимость тангенса угла
диэлектрических потерь (/,2) и ди-
электрической проницаемости (5) от
1g частоты при 20 °C:
1. 3 —ПЭНД; 2—ПЭВД.
Рис. 12. Зависимость тангенса угла
диэлектрических потерь от темпера-
туры при 3* 109 Гц:
/-ПЭНД; 2-ПЭВД. -
Основные показатели электрических свойств ПЭНД приведены ииже:-
Удельное объемное электрическое сопротивление,
Ом-см . .................................... , Ю17
Диэлектрическая проницаемость прн 10е Гц. . . . 2,1—2,4
Тангенс угла диэлектрических потерь прн 10е Гц . 2» 10*“4—5*1
Электрическая прочность, кВ/мм
при толщине образца 1 мм................... 45—60
» толщине образца 2 мм.................... 28—35
Тангенс угла диэлектрических потерь мало изменяется в широком диапазоне
частот (рис. 11). При зольности полиэтилена ие выше 0,05% тангенс угла
Диэлектрических потерь в диапазоне частот 103—1010 Гц колеблется от 2-10"*
2 1
до 4,5-10“\ Зависимость tg б от температуры при частоте 3-10е Гц показана иа
рис. 12, Остатки катализатора в ПЭНД ухудшают tg 6.
Диэлектрическая проницаемость ПЭНД с увеличением частоты практически
не изменяется. Лишь при 10®—1010 Гц диэлектрическая проницаемость умень-
шается иа 4—5% по сравнению со значениями, полученными при более низких
частотах.
Электрические свойства ПЭНД, выпускаемого по ГОСТ 16338—70, отвечают
-следующим требованиям:
Композиции
Базовые окрашенные с термостаби-
марки и стабилизиро- лиэаторами
ванные и сажей
Диэлектрическая про-
ницаемость при 10е Г ц.
не ‘более............... 2,3
Таягенс угла диэлек-
трических потерь при
10е Гц, не более ... 2 • 10 4
Электрическая проч-
ность (толщина об-
разца 1 мм), кВ/мм,
не менее................. 40
2.4
5. 10-4
2,4
7-10
40
40
Химические свойства ПЭНД
*
ПЭНД обладает высокой химической стойкостью к различным средам. Он
стоек к действию кислот, щелочей и иодиых растворов различных веществ. На
/Него ие действует даже концентрированная соляная и плавиковая кислоты. Од-
нако он ие стоек по отношению к окислителям. ПЭНД, имеющий более высокую
степень кристалличности, обладает большей стойкостью к органическим раство-
рителям, чем ПЭВД. ПЭНД при комнатной температуре не растворяется в ор-
ганических растворителях.
Некоторые растворители вызывают более или менее сильное набухание
ПЭНД. При 115 °C и выше он растворяется во многих органических раствори-
телях, особенно в алифатических и ароматических углеводородах и их галоген-
производных. Степень набухания и растворимость зависят от природы раство-
рителя, продолжительности его воздействия, температуры и толщины изделия.
При использовании изделий из полиэтилена следует учитывать конкретные
условия их эксплуатации. Химическая стойкость увеличивается по мере повы-
шения степени кристалличности я уменьшения показателя* текучести расплава
полиэтилена. Некоторые данные о- химической стойкости ПЭНД приведены
в таблице.
ПЭНД обладает низким водопоглощеннем. Увеличение массы образцов, на-
ходящихся в воде от 1 месяца до 2 лет при/20 °C, составляет 0,005—0,06%,
а при 70 °C — 0,04—0,3%. Механические свойства после пребывания полиэтилена
в воде при 20 °C в течение года практически не изменяются.
ПЭНД характеризуется низкой газо: и паропроницаемостью. Проницаемость
гзавнсит от структуры химического агента, прежде всего от размера его моле-
кул и сродства к полиэтилену. Чем меньше сродство агента к полиэтилену, тем
ниже проницаемость. С увеличением плотности полиэтилена проницаемость сни-
жается, с повышением температуры — увеличивается.
Ниже приведены данные о проницаемости ПЭНД для различных газов;
Газопроницаемость
ПЭНД плотностью
0,960 г/см3,
мм/(см?*с*см рт. ст.)
Водород............... 19,9 • ЮЗ!®
Двуокись углерода . . 21,4*10 J
Кислород................... 6,9-10“°
Гелий................. 15.3-ИГ1®
42
Химическая стойкость ПЭНД
*
Обозна чени я: С—стойкий; О—относительно стойкий; Н—нестойкий
Среда
Температура,
°C
Продолжи-
тельность
воздействия,
сутки
Изменение
массы,
%
Оценка
стойкости.
Ацетон ...................
Бензин БР-1 ........... . .
Бензол ...................
Ксилол.........:..........
ч
Бутиловый спирт ..........
Метиловый спирт ..........
Этиловый спирт, 96%-иый . .
40%-ный...............
Аммиак, газообразный . . . .
жидкий................ .
Серная кислота, 30%-ная , .
Соляная кислота, 36%-пая . .
Фосфорная кислота.........
Азотная кислота, 50- н 95%-ные
10%-ная...................
Уксусная кислота ......
Фтористоводородная кислота
Формалин технический,
40%-ный...................
Хлороформ технический . . .
Четыреххлористый углерод
20—25
20-25
20-25
20-25
20-25
20-25
20-25
20-25
20-25
20-25
60
25
60
25
25
20
60
20
60
20—25
20-25
20-25
20-25
60
20—25
60
20-25
20-25
20-25
60
60
20-25
20-25
Глицерин .................
Диэтиленгликоль...........
Морская вода..............
Фенол, 90%-ный............
20-25
20-25
20-25
20-25
Ю
30
10
30
42
10
30
10
30
30
30
30
30
10
30
10
30
30
30
30
30
10
30
10
30
30
30
30
30
42
10
30
30
30
10
30
10
30
10
30
30
30
42
60
+0,64
+0,84
+3,03
+3,08
+ 1,84
+2,20
+ 2,72
+2,80
+0,23
+ 0,26
-0,008
-0,017
—0,009
—0,027
+0,048
+0,061
+0,55
+0,59
+0,014
+0,020
+3,74
+4,09
+7,65
+7,3 .
С
С
о
о
о
о
о
о
о
с
с
с
с
с
с
с
с
С-
с
с
С-
с
с
с
с
н
н
о
о
о
с
н
с
с
о
н
н
с
с
с
с
ПЭНД под напряжением значительно более стоек к действию спиртов, мыл„
вирных кнслот и т. п., чем ПЭВД. При этом стойкость материала к растрески-
ванию _ повышается с увеличением молекулярного веса полимера и понижением
температуры испытания. Долговечность изделий ПЭНД, так же как и ПЭВД.
(см. стр. 7), зависит от свойств исходного полиэтилена, режимов изготовления
изделия и от условий его эксплуатации,
23
Показатели физико-механических свойств ПЭНД различных марок приве-
дены в таблице.
Физико-механические свойства ПЭНД различных марок
Марки Показатель текучести расплава, г/10 мнн Плот- ность, г/см’ X Относи- тельное удлинение при разрыве. %, не менее Предел текучести прн растяжении, кгс/см2, не менее Стойкость к растрес- киванию, ч, не менее •Темпе- ратура хрупкости, °C, не выше
20106-001 До 0,1 0,951 700 240 500 — 150
20206-002 0,1-0,3 0,951 700 240 500 —150
20306-005 0,3-0,6 0,951 700 240 200 — 140
20406-007 0,5—0,9 0,952 700 240 100 — 130
20506-007 0,5—0,9 0,952 600 240 100 — 130
20606-012 0,9-1,5 0,952 600 240 50 — 130
20706-016 1,2-2,0 0,952 600 250 24 -125
20806-024 1,8-3,0 0,952 500 250 24 —120
20906-040 3,0-5,0 0,952 450 260 — 115
21006-075 5,0-10,0 0,952 300 260 — 100
СОПОЛИМЕР ЭТИЛЕНА С ПРОПИЛЕНОМ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ
(МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ПОЛИЭТИЛЕН)
Сополимер этилена с пропиленом (СЭП) —высокомолекулярное соедине*
яие, получаемое совместной полимеризацией этилена с'пропиленом. Свойства
сополимера существенно зависят от количества пропилена, вошедшего в его
Рис. 13. Интегральные кривые молекулярно-весового распределения СЭП (/, 2)
и ПЭНД (5, 4) с различными показателями текучести расплава:
1 — 0,48 г/10 мнн; 2—0,15; 3—1,6; 4—0,7 г/10 мин.
состав. По мере увеличения содержания пропилена в сополимере наблюдается
уменьшение степени кристалличности, увеличение гйбкости и эластичности. При
содержании пропилена выше 20 мол.% сополимер из кристаллического твердого
продукта превращается в аморфный мягкий. Ниже приводятся данные о крн*
сталлическом сополимере, содержащем менее 12 мол. % пропилена.
СЭП низкого давления получают по той же технологической схеме, что
н ПЭНД.
24
Средневесовой молекулярный вес СЭП низкого давления 80 000—500 000.
Молекулярно-весовое распределение СЭП близко к молекулярно-весовому рас-
пределению ПЭНД (рис. 13).
Физико-механические свойства СЭП низкого давления
Механические свойства СЭП зависят от молекулярного веса и степени кри-
сталличности. Степень кристалличности СЭП
держания пропилена равна 58—75%. На
рис. 14 показан график зависимости меж-
ду степенью кристалличности и плот-
ностью для сополимеров с различным
содержанием пропилена.
прн 20 °C в зависимости от со-
Рнс. 15. Зависимость модуля
упругости при растяжении
СЭП от степени кристаллич-
ности.
Рис, 14. Зависимость меэйду плот-
ностью и степенью кристалличности.
Показатели основных физико-механических свойств СЭП низкого давления
приведены ниже:
Плотность, г/см3..................................
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2 .
Относительное удлинение при разрыве, %.............
Предел текучести при растяжений, кгс/см2...........
Относительное удлинение в начале тёчения, % . . .
Модуль упругости прн изгибе, кгс/см2...............
0,930-0,945
220-300
600-900
150-200
20-35
-3300
По мере уменьшения содержания пропилена наблюдается увеличение раз-
рушающего напряжения при растяжении, предела текучести при растяжении,
модуля упругости прн изгибе и т. п. На рис. 15 показан график зависимости
между степенью кристалличности и модулем упругости для СЭП с различным
содержанием пропилена. Гибкость СЭП с уменьшением содержания пропилена
понижается.
Изменение разрушающего напряжения, предела текучести н относительного
удлинения СЭП в зависимости от температуры показано на рнс. 16 и 17. Эти
показатели Определялись иа образцах толщиной 1 мм при скорости движения
зажима 100 мм/мин. Кривые охватывают область материалов с характеристиче-
ской вязкостью от 2,5 до 4,2 и степенью кристалличности 65% при 20 °C.
Из приведенных данных следует, что СЭП при сравнительно небольшом
содержании пропилена выгодно отличается от ПЭВД более высокой механиче-
ской прочностью, а От ПЭНД — мягкостью и гибкостью при сохранении близких
показателей механической прочности.
25
SOO
-60 -М) -20 0 20 ЬО. 60 80 100
Температура, *Z7
Рис. 16. Зависимость разрушающего Напряжения при растяжении
<ар) и предела текучести при растяжении (ат) СЭП от темпера-
туры:
’ /. —[п!=«2,6; 2, 2'—М—33; 3, 3' — (Т|]=4,2.
Рис. 17. Зависимость относительного удлинения при разрыве СЭП
от температуры:
/ —[П]«=4,2; 2—[Щ«с3,3;
СЭП низкого давления выпускают по ТУ в виде композиций со стабилиза*-
торами, изготовленных на основе базовых марок. Выпускается в виде гранул.
Показатели физико-механических свойств СЭП приведены в таблице.
Физико-механические свойства СЭП низкого давления
__ - _________|ЪТ-Д__._ _ ___ _ ______
Композиции
Показатели
211-48
211-49
211-50
211-51
211-52
212-49
212-51
212-52
213-51
213-52
214-49
Плотность, г/см3...................
Показатель текучести расплава г/10 мин
Разрушающее напряжение при растя-
жении, кгс/см3, не менее...........
Относительное удлинение при разрыве,
%, не менее........................
Предел текучести при растяжении,
кгс/см2, не менее ..........
Стойкость к растрескиванию, ч, ие мейее
при 50 °C..........................
при 80 °C......................
0,937
0,3-0,6
• 260
700
155
500
50
0,937
0,5-1,0
260
700
155
500
50
0,943
0,1-0,4
280
700
180
500 •
0,943
2,0—4,0
240
700
180
Композиции 211-48—211-52 и 212-49, 212-51 и 212-52 рекомендуются для из-
готовления высокопрочных пленок и изоляции проводов и кабелей, а компози-
ции 213-51, 213-52 и 214-49 —для изготовления технических изделий.
Теплофизические свойства СЭП низкого давления
Показатели основных теплофизических свойств СЭП приведены ниже:
Температура плавления, tfC.............
Удельная теплоемкость при 20 °C,
кал/(г - °C)...........................
Коэффициент теплопроводности при 40 °C,
кал/(см • с • °C)......................
Температура хрупкости, °C..............
120-125
0,45—0,56
6,2 • 10“ * — 6,8 • 10“4
От —150 до —120
Таким образом, изделия из СЭП могут работать в более широком диапа-
зоне температур, чем из ПЭВД.
Электрические свойства СЭП низкого давления
По электрическим свойствам СЭП ие уступает полиэтилену. На рис. 18 и 1Э
показана зависимость диэлектрической проницаемости и tg б от температуры и
частоты. Показатели электрических свойств СЭП приведены ниже:
Удельное объемное электрическое сопротивление,
Ом* см.............................................
Диэлектрическая проницаемость при 10* Гц . . .
Тангенс угла диэлектрических потерь при 10* Гц1 . .
Электрическая прочность (толщина образца 2 мм),
кВ/мм.............................................
1017
2,2-2,3
2 • 10“4 - 4 • IO-*
30-36
27
6
Рис. 18. Зависимость диэлектрической проницаемости СЭП от
температуры (а) и частоты f (б).
Температура *С
Рис. 19. Зависимость тангенса угла диэлвктротесоа потерь
от температуры (а) и частоты f (б):.
/—400 Гц» ? —10’; 4—5 • ИН; 4—5 * W Гц.
Химические свойства СЭП низкого давления
По химической стойкости СЭП занимает промежуточное положение между
ПЭНД и ПЭВД. Однако в отличие от них СЭП имеет значительно ббльшую
стойкость к растрескиванию в агрессивных средах. После выдержки образцов
СЭП в напряженном состоянии ~2000 ч в 20% -ном растворе ОП-7 прн 50 °C
никаких признаков разрушения не наблюдается.
Полиэтилен низкого давления (высокой плотности),
полученный на гомогенных катализаторах
Такой полиэтилен можно получить по схеме действующих производств. Он
несколько отличается по структуре и свойствам от обычного ПЭНД. ПЭНД,
полученный на гомогенных катализаторах, имеет меньшее количество боковых
ответвлений и более узкое молекулярно-весовое распределение (нолидисперсность
3—4). При этом существенно увеличивается разрушающее напряжение и особенно
резко — ударная вязкость.
Ниже приведены показатели свойств этих марок ПЭНД при 20 °C:
Плотность, г/см3................................. 0,950—0,960
Температура плавления, °C.......................... 128—135
Показатель текучести расплава, г/10 мин.......... 0,1—22
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2 . 300—470
Относительное удлинение при разрыве, %........... 600—1300
Модуль упругости при изгибе, кгс/см2.......... 6800—7500
Предел текучести при растяжении, кгс/см2 .......... 240—340
Ударная вязкость с надрезом, кгс • см/см2............ 7—170
Стойкость к растрескиванию, ч.................... 20—100
Диэлектрическая проницаемость, ие более
при 10е Гц . ..................*.............. 2,4
. > 5.10® Гц.................................. 2,4
Тангенс угла диэлектрических потерь, ке более
прн 10® Гц.....................:..................(2—5)- Ю-<
> 5-10® Гц.................................... 5-10“4
Электрическая прочность (толщина образца 1 мм,
напряжение переменное), кВ/мм, не меиее.......... 40
Модификация свойств полиэтилена достигается сополимеризацией этилена
с небольшим количеством бутилена или пропилена. При этом несколько сни-
жается плотность материала — до 0,930—0,948 г/см3 (в зависимости от количе-
ства второго мономера), предел текучести до 140—250 кгс/см2 и модуль упру-
гости при изгнбе до 3000—6800 кгс/см2, ко зато резко возрастает стойкость
к растрескиванию (в некоторых случаях превышает 500 и даже 3000 ч). Удар-
ная вязкость также увеличивается.
ПЭНД, полученный на гомогенных катализаторах, выпускается по ТУ в виде
композиций с различными стабилизаторами. Базовые марки полиэтилена могут
выпускаться в виде порошка, а композиции иа основе базовых марок — в виде
гранул. Композиция рекомендуются для изготовления изделий методом экстру-
зни и литья различных профилей с повышенной прочностью, для литьевых
крупногабаритных изделий типа ящиков и прочей тары с повышенной ударной
ВЯЗКОСТЬЮ.
Для изготовления труб, изоляции проводов, кабелей и для оболочек кабелей
Рекомендуется полимер, модифицированный путем сополимеризации.
29
Высокомолекулярный полиэтилен низкого давления
*
Высокомолекулярный полиэтилен получают по схеме действующих произ-
водств. Молекулярный вес его колеблется от 2 000 000 до 3 500000.
Ниже приведены показатели свойств высокомолекулярного ПЭНД при 20 °C:
Плотность, г/см3 . . . .................... 0,936—0,940
Температура плавления/°C................... 133—137
Показатель текучести расплава, г/10 мин ... Не течет при
нагрузке 21 кгс
Разрушающее напряжение при растяжении,
кгс/см2 ................................... 400—420
Относительное удлинение при разрыйе, % . . . 400—470
Модуль упругости при изгибе, кгс/см2 ...... 5400—5800
Ударная вязкость с надрезом, кгс-cm/qm2 . . . 100—150
Предел текучести при растяжении, кгс/см2 . . . 200—230
Стойкость к растрескиванию, ч, ие менее . . ♦ 500
Высокомолекулярный полиэтилен марки 21504-000 выпускается по ТУ в виде
порошка. Предназначается ои в основном для изготовления методом прессова-
ния различных технических изделий, несущих большие ударные нагрузки и
стойких к истиранию (например, детали ткацких машин и детали бумагодела-
тельного оборудования).
Полиэтилен среднего давления
(высокой плотности)
*
Полиэтилен при среднем давлении ~40 кгс/см2 получается в присутствии
различных катализаторов и при разных режимах. С гомогенными катализато-
рами полимеризация проводится в суспензии. С гетерогенными катализаторами
(окиснохромовыми и продуктами взаимодействия металлоорганических соедине-
ний с соединениями переходных металлов, нанесенных на носитель) полимериза-
ция проводится в суспензии (при 60—80°C) и в растворе (при ~ 150—180°C).
При повышении давления и соответственно концентрации этилена в реакционном
объеме выход полимера на весовую единицу катализатора настолько повышается,
что специальных операций по очистке полиэтилена от остатков катализатора не
требуется и в том случае технологическая схема производства полиэтилена высо-
кой плотности сильно упрощается.
Ниже приведены показатели свойств ПЭСД при 20 °C, полученного на гомо-
генных катализаторах, иа окиснохромовых катализаторах и продуктах взаимо-
действия металлоорганических соединений с соединениями переходных металлов,
нанесенных на носитель:
гомогенный
катализатор
Плотность, г/см3 . . . 0,950—0,960
Температура плавления,
°C........................ 128-132
Показатель текучести
расплава, г/10 мин . . 0,3—25
Разрушающее напря-
жение при растяже-
нии, кгс/см2 ......... 150—470
Относительное удлине-
ние при разрыве, % 600—1 300
Модуль упругости при
изгибе, кгс/см2 . . . 6 800— 8 500
ПЭСД
окиснохромЪвый
катализатор
иа носителе
0,960-0,970
127-130
0,3-10
200—400
200-900
8000-10
ши
металлоорганический
катализатор
на носителе
0,955-0,976
125-132
0,3-15
200-310
500-1 000
7000-10 000
30
гомогенный
катализатор
Предел текучести при
растяжении, кгс/см2
Ударная вязкость с над-
резом, кгс* см/см2 . .
Стойкость к растрески-
ванию, ч ......
Температура хрупкости,
°C . ................
Днэлектрическаи прони-
цаемость при 10б Гц
Тангенс угла диэлект-
рических потерь при
10е Гц................
Электрическая проч-
ность (толщина об-
разца 1 мм), кВ/мм
* 240—340
4-150
2—100
От —80 до —-150
2,4
2. Ю«-4- 10“4
40—45
ПЭСД
окиснохромовый
катализатор
иа носителе
. 250,-300
7-50
5—60
От — 100 д о — 150
2,3
Продолжение
металлоорганический
катализатор
на носителе
280-360
5—100
5-100
От —90 до —150
2,3
2 • 10~4—4 • 10~4 2 • 10—4—4 • 10“4
40—45
40—45
Модификация свойств полиэтилена достигается сополимеризацией этилена
с небольшим количеством бутилена или пропилена. При этом несколько сни-
жается плотность, модуль упругости при изгибе, твердость (в зависимости от
содержания второго мономера) и возрастает ударная вязкость и особенно стой-
кость к растрескиванию. Так, для сополимеров плотностью 0,940 и 0,930 г/см8 и
показателем текучести рацплава до 0,6 г/10 мии стойкость к растрескиванию
достигает 700 и 3000 ч соответственно.
ВЫСШИЕ ПОЛИОЛЕФИНЫ
Поли-4-метилпентен-1
Поли-4-метилпентеи-1 получается в суспензии в органическом растворителе
путем полимеризации 4-метилпеитена при температуре до 80 °C и давлении до
3 кгс/см2 в присутствии металлоорганических катализаторов.
Поли-4-метилпентеи-1 является жестким прозрачным полимером с высокой
теплостойкостью.
Ниже приведены показатели свойств поли-4-метилпентен-1 при 20 °C?
Плотность, г/см3 ... ....................... 0,83
Температура плавления, °C................... 200—220
Показатели текучести расплава при 260 °C
и нагрузке 5 кгс, г/10 мин.................. 0,2—15
Относительное удлинение при разрыве, %,
не менее.................................... 5
Модуль упругости при изгибе, кгс/см2 ....... 15000
Предел текучести при растяжении, кгс/см2,
не менее . . . ................................ • 260
Ударная вязкость по Шарпи, кгс* см/см2 . . • 10—20
Теплостойкость по Вика, °C...................... 160—180
Диэлектрическая проницаемость прн 10б Гц.
не более............................ 2,2
Тангенс угла диэлектрических потерь при 10б Гц,
не более.................................... 2*10 4—3*10“4
Электрическая прочность (толщина образца
2 мм), кВ/мм, не менее.......................... 30
Водопоглощение за 30 сут., %..................... 0,04
Прозрачность, %................................... 85—90
Поли-4-метилпентеи-1 обладает высокой химической стойкостью к некото-
рым органическим жидкостям, маслам, водным растворам кислот и щелочей.
Поли-4-метилпентен-1, подобно другим полиолефинам, нестоек к окисляющим
средам.
Полй-4-метилпентен-1 выпускается по ТУ в виде композиций с различными
стабилизаторами. Обозначение базовых марок и композиций аналогично обозна-
чению, принятому для полиэтилена. Перед цифровым обозначением марки пи-
шется словами «поли-4-метилпеитеи-1» или сокращенно «ПМП». Марки ПМП/
методы его переработки и области применения приводятся в таблице:
Показатели
Поли-4-метилпентеи-1
202-01 203-01 204-04 205-02
901-02 202-02 203-02 204-02 205-03
*vi "Vfc 202-03 203-03 204-03 205-04
t 202-04 203-04
Внешний вид . . . .
Показатель текуче-
сти расплава,
г/10 мин...........
Метод переработки
Порошок
Гранулы
Области применения
0,2—1,0
Прессова-
ние
Для изго-
товлении
различных
изделий,
применя-
емых в
сверхвысо-
кочастотной
технике
1,0-5,0 5,0-15,0
Литье под давлением
Для изготовле-
ния спепиаль-
иого прозрач-
ного лабора-
торного обору-
дования, меди-
цинского обо-
рудования, вы-
держивающего
неоднократную
стерилизацию
паром и сухую
до 160°С (шпри-
цы, упаковка,
тара и т. п.)
Для изго-
товления
специаль-
ных элемен-
тов изоля-
ции кабеля
н медицин-
ского обо-
рудования
15,0-30,0
Экструзия
и литье под
давлением
Различные
изделия
техническо-
го назна-
чения,
плеики, обо-
лочки ка-
беля
ПОЛИПРОПИЛЕН
Полипропилен представляет собой высокомолекулярный продукт, получаемый
Стереоспецифической полимеризацией пропилена при низком давлении в присут-
ствии катализаторов Циглера — Натта.
Стереорегулярный полимер может иметь изотактическую структуру (в^
метильные группы расположены по одну сторону от условной плоскости) и^й
синдиотактическую (метильные группы чередуются в строгой последовательности
йо обё стороны от условной плоскости). Кроме того, в полипропилене содер-
жатся участки с атактической (полипропилен с беспорядочным расположением
боковых метильных групп) и стереоблочной структурой (изотактический и атак-
тический полипропилен).
Полимер, выпускаемый в промышленности, представляет собой смесь раз-
личных структур, соотношение которых зависит от условий проведения процесса.
Наиболее ценным материалом ивляется полимер с низким содержанием приме*
сей атактических и стереоблочиых структур.
> В зависимости от молекулярного веса и содержания изотактической части
свойства полипропилена могут изменяться в широких пределах. Наибольший
промышленный интерес представляет полипропилен с молекулярным весом
80 000—200 000 и содержанием изотактической части 80—95%.
32
Полипропилен выпускается в виде порошка белого Ивета или гранул с на*
сыпной плотностью 0,4—0,5 г/см’ Полипропилен выпускается стабилизирован*
ным, окрашенным и неокрашенным.
Физико-механические свойства полипропилена
Полипропилен более жесткий материал, чем полиэтилен. Его поведение
при растяжении еще в большей степени, чем полиэтилена, зависит от скорости
приложения нагрузки и от температуры. Чем ниже скорость растяжения поли-
пропилена, тем выше значение показателей механических свойств. При высоких
скоростих растяжения разрушающее напряжение при растяжении полипропи-
лена значительно ниже его предела текучести при растяжении.
Показатели основных физико-механических свойств полипропилена праве*
дены ниже:
Плотность, г/см3............................... 0,90—0,91
Разрушающее напряжение при растяжении, ^гс/см2 * • 250—400
Относительное удлинение при разрыве, %........... 200—800
Модуль упругости при изгибе, кгс/см2 .......... . 6700—11 9
Предел текучести при растяжении, кгс/см2 ......... 250—350
Относительное удлинение при пределе текучести, % 10—20
Ударная вязкость с надрезом, кгс* см/см2.......... 33—80
Твердость по Бринеллю, кгс/мм2.................... 6,0—6,5
Теплофизические свойства полипропилена
<
Полипропилен имеет более высокую температуру плавления, чем полиэтилен*
и соответственно более высокую температуру разложения. Чистый изотактиче-
ский полипропилен плавится при 176 °C. Максимальная температура эксплуата-
ции полипропилена 120—140 °C. Все изделия из полипропилена выдерживают
кипячение и могут подвергаться стерилизации паром без какого-либо изменения
их формы или механических свойств.
Превосходя полиэтилен по теплостойкости, полипропилен уступает ему по
морозостойкости. Его температура хрупкости (морозостойкость) колеблется от
—5 до —15 °C.
Показатели основных теплофизических свойств полипропилена приведены
ниже:
Температура плавления, °C.................. . 160—170
Теплостойкость по методу .НИИПП, °C ... . 160
Удельная теплоемкость (от 20 до 60 °C),
кал/(г»°С) ........................... . . 0,46
Термический коэффициент линейного расшнре-
иия (от О до 100 °C), 1/°С.................. 1,1.10-<
Температура хрупкости, °C................... От —5 до —15
Электрические свойства полипропилена
Показатели электрических свойств полипропилена приведены ниже:
Удельное объемное электрическое сопротивление,
Ом • см ..................................... 1О’в—10п
Диэлектрическая проницаемость при 106 Гц . . 2,2
Тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц 2 • 10~4—5 • 10“4
Электрическая прочность (толщина образца
1 мм), кВ/мм...................................... 28—40
2 Зак. 279 33
Химические свойства полипропилена
Полипропилен химически стойкий материал. Заметное воздействие оказы-
вают на него только сильные окислители — хлорсульфоновая кислота, дымящая
азотная кислота, галогены, олеум. Концентрированная 58%-ная серная кислота
и 30%-ная перекись водорода при комнатной температуре действуют незначи-
тельно. Продолжительный контакт с этими реагентами при 60 °C и выше при-
водит к деструкции полипропилена.
В органических растворителях полипропилен при комнатной, температуре
незначительно набухает. Выше 100 °C он растворяется в ароматических угле-
водородах, таких, как бензол, толуол. Данные о стойкости полипропилена к воз-
действию некоторых химических реагентов приведены в таблице.
Химическая стойкость полипропилена
*
Среда
Темпера- тура, °C Изменение массы. % 1 Примечания
Продолжительность выдержки образца
в среде реагента 7 сут
Азотная-кислота, 50%-ная.........
Натр едкий, 40%-ный..............
_ 9
Соляная кислота, конц............
70
70
90
70
90
-0,1
Незначительное
+0,3
+0,5
Образец рас-
трескивается
Продолжительность выдержки образца в среде реагента
30 сут
Азотная кислота, 94%-ная. . . 20
Ацетон..........................
Бензин .........................
• Бензол.........................
Едкий натр, 40%-ный.............
Минеральное масло...............
Оливковое масло.................
Серная кислота
80%-ная ..................
98%-ная ....................
Соляная кислота, конц...........
Трансформаторное масло . . . . .
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
—0,2
+2,0
+ 13,2
+ 12,5
Незначительное
+0,3
+0,1
Незначительное
+0,2
+0,2
Образец хруп-
кий
Слабое окра-
шивание
Вследствие наличия третичных углеродных атомов полипропилен более чув-
ствителен к действию кислорода, особенно прн повышенных температурах. Этим
и объясняется значительно большая склонность полипропилена к старению по
сравнению с полиэтиленом. Старение полипропилена протекает с более высокими
скоростями и сопровождается резким ухудшением его механических свойств.
Поэтому полипропилен применяется только в стабилизированном виде. Стабили-
заторы предохраняют полипропилен от разрушения как в процессе переработки*
так и во время эксплуатации. Полипропилен меньше, чем полиэтилен, подвержен
растрескиванию под воздействием агрессивных сред. Он успешно выдерживает
стандартные испытания на растрескивание под напряжением, проводимые в са-
мых разнообразных средах. Стойкость к растрескиванию в 20%-ном водном
растворе эмульгатора ОП-7 при 50 °C для полипропилена с показателем теку-
чести расплава 0,5—2,0 г/10 мин, находящегося в напряженном состоянии, бо-
лее 2000 ч.
34
Физико-механические свойства полипропилена различных марок
to ,— -— Показатели 01П10/002 4 02П10/003 ОЗП10/005 04П10/0Ю 05П10/020 ООП 10/040 07П10/080 08П10/080 ООП 10/200
Насыпная плотность,
кг/л, не менее ....
Показатель текучести
расплава, г/10 мин . .
Относительное удлине-
ние при разрыве, %,
не менее .............
Предел текучести при
растяжении, кгс/см2, не
менее ................
Стойкость к растрески-
ванию, ч, не менее . .
Характеристическая вяз-
кость в декалине при
135 °C, 100 мл/г . . .
Содержание
изотактической фрак-
ции, не менее . .
атактической, не бо-
лее .......
Морозостойкость, °C, не
выше..................
0,47
<0
600
260
400
—5
0,47
0,2—0,4
500
280
400
0,47
0,4-0,7
400
270
400
0,47
0,7-1,2
300
260
400
0,47 0,47 0,47 0,47 0,47
1,2—3,5 3”*6 5—15 5—15 15-25
300 1 Ml —
260
400 1 Ml —
2,0-2,4 1,5-2,0 1,5-2,0 0,5-15
95 ' 93 95 93
1,0 1,0 1.0 1.0
со
Q1
Полипропилен — водостойкий материал. Даже после длительного контакта
с водой в течение 6 месяцев (при комнатной температуре) водопоглощение
полипропилена составляет менее 0,5%, а при 60°C — меиее 2%.
Полипропилен выпускается по МРТУ 6-05-1105—67 следующих марок?
01П10/002 — для переработки методом прессования для изготовления из-
делий повышеииой прочности;
02П10/003— для переработки методом экструзии для изготовления труб;
ОЗПЮ/005 — для переработки методом экструзии для изготовления пленки н
листа;
04П10/010— для переработки литьем для изготовления изделий общего на-
значения;
О5ПГ0/020— для переработки литьем для изготовления изделий конструк-
ционного назначения (в машиностроении);
06П10/040 )
07П10/080 I '
09П10/200 ( АЛЯ Ф°Рмования нитей для изготовления волокна.
08П10/080 )
Показатели физико-механических свойств полипропилена приведены в таб-
лице.
Области применения полиолефинов
Полиолефины применяются в самых различных областях народного хозяй-
ства. Наиболее широкое распространение получил в настоящее время ПЭВД.
Ои используется для изготовления пленки, листов, бутылей, бочек, ведер, фла-
конов, плащей, игрушек и других изделий технического и бытового назначения.
Крупным потребителем полиэтилена является кабельная промышленность,
радиотехника, телевидение, химическая промышленность, сельское хозяйство.
В кабельной промышленности при применении полиэтилена (вместе с поли-
винилхлоридом) высвобождается большое количество свинца, меди, шелка,
хлопчатобумажной пряжи н других дорогостоящих материалов. Помимо
экономии в сырье переход иа производство кабелей и проводов с пластмассо-
вой изоляцией сокращает трудоемкость процесса наложения изоляции, упрощает
технологию и приводит к значительному снижению капитальных затрат. Весьма
перспективно использование в кабельной промышленности сополимеров этилена
с пропиленом, бутиленом и т. п.
Пленки из ПЭВД и других полиолефинов применяются в сельском хозяй-
стве. Высокий экономический эффект достигается от применения полиэтилено-
вой пленки в овощеводстве при сооружении теплиц, парников (стоимость пле-
ночных теплиц и парников за счет упрощения конструкций в 2—3 раза ниже,
чем стеклянных). Вследствие прозрачности полиолефиновые пленки пропускают
ультрафиолетовые лучи, что обусловливает сокращение сроков вызревания ово-
щей в теплицах. Полиэтиленовая Плёнка применяется для укрытия буртов ово-
щей н зерна при временном хранении их в полевых условиях. Из пленки изго-
тавливаются мешкн для минеральных удобрений. Пленка применяется н при
силосовании.
Весьма эффективно применение полиэтиленовой пленки для облицовки оро-
сительных каналов вместо монолитного или сборного бетона. Стоимость пленоч-
ной облицовки в 2—3 раза ниже бетонной. Из полиэтилена высокого и низкого
давления и сополимеров изготавливают гибкие шланги для полива полей.
Полиэтилен и его сополимеры находят применение в строительной технике,
машиностроении, автомобилестроении, судостроении и других областях. Весьма
эффективно применение полиолефинов (ПЭНД, ПЭСД^ полипропилен) в строи-
тельстве для изготовления труб и санитарио-техиических изделий.
Полиолефиновые трубы легче, дешевле и долговечнее металлических. Благо-
даря низкому коэффициенту треиия сопротивление этих труб движению жидко-
сти меньше, и потери напора снижаются в 1,5 раза.
Для изготовления труб, арматуры и других жестких изделий конструктив-
ного характера преимущественно используется ПЭНД, ПЭСД и полипропилен.
36
На основе полиэтилена любой марки можно получать многочисленные ком-
позиции путем введения в него различных добавок и наполнителей. Например,
композиция ПЭВД с 0,5% канальной сажи отличается стойкостью к воздействию
атмосферы и используется^ для покрытия кабелей, производства труб и т. д.
В производстве кабелей широкое прй^енение находит композиция полиэтилена
с 10% бутилового каучука и 2% канальной сажи, характеризующаяся высокой
стойкостью к растрескиванию.
Вследствие более высокой прочности ПЭНД (по сравнению с ПЭВД) трубы
из ПЭНД имеют при той же прочности меиьшую толщину стенок.
Трубы и емкости из полиэтилена используются для водоснабжения, транс-
портировки и хранения агрессивных жидкостей (кислот, щелочей). При темпера-
туре транспортируемой жидкости ие выше 30—40 °C трубы, особенно из ПЭНД»
могут выдерживать довольно значительные давления.
Перспективным является применение полиолефинов при сооружении маги-
стральных трубопроводов большого диаметра; в частности, нанесение непрони-
цаемого слоя из полиэтилена иа внутреннюю поверхность железобетонных труб
диаметром 100—3000 мм и наружную поверхность стальных труб для защиты
их от коррозии в почве.
Из ПЭНД и ПЭСД изготавливают вентиляционные установки, гальваниче-
ские ванны, моечные и распределительные ванны, скрубберы, струйные насосы,
кессоны, отстойники, оросительные колонны, центробежные насосы для кислот,
щелочей, солевых растворов.
Весьма разнообразны также области применения полипропилена. Из поли-
пропилена могут быть изготовлены предметы домашнего обихода, предметы
санитарии и ухода за больными, требующие стерилизации, игрушки, каблуки
дамских туфель, ручки ножей, вилок, щеток, сосуды с двойными стеиками для
горячих и холодных иапитков, различная кухонная утварь — тазы, ведра, кув-
шины, корзины для белья и овощей и др.
Из полипропилена можно изготавливать упаковочную тару для пищевой,
парфюмерной и фармацевтической промышленности — бутыли, флаконы, тюбики
и контейнеры.
Так же. как и ПЭНД, полипропилен пригоден для изготовления труб, фи-
тингов и другой арматуры. Сочетание красивого внешнего вида, прочности и
легкости делает полипропилен весьма перспективным для изготовления ме-
бели— секционных универсальных полок, книжных шкафов, цельноформованных
стульев, кресел.
Полипропилен применяется в текстильном машиностроении (бобины, шпули,
нитеразделители, веретена).
Из полипропилена могут быть изготоилены отдельные узлы вентиляционных
систем, стиральных машин и различных электроприборов.
Полипропилен широко используется для изготовления пленки и волокна.
Ориентированная полипропиленовая пленка может применяться для упаковки
хлебобулочных изделий, мясных полуфабрикатов, птицы, грампластинок, тек-
стильных товаров, игрушек. Такая полипропиленовая пленка дает усадку при
нагревании и поэтому плотно, прилегает к упакованному предмету, точно повто-
ряя его форму.
Волокно из полипропилена также прочно н стойко к действию агрессивных
•сред, как и волокно из полиэтилена, ио рабочие температуры волокна из поли-
пропилена почти иа 30 °C выше. По морозостойкости полипропиленовое волокно
незначительно уступает полиэтиленовому.
Основным недостатком изделий из полипропилена является малая стойкость
к воздействию ультрафиолетовых лучей. Для устранения его в полипропилен
следует вводить особо эффективные стабилизаторы.
Из полипропиленового волокна изготавливают прочные, стойкие к истира-
нию ткани. Они удобны в эксплуатации, приятны на ощупь, отличаются хоро-
шими теплоизоляционными свойствами. Широкое применение могут получить
отделочные, декоративные ткани для обивки мебели, фильтровальные и др.
Канатно-веревочные изделия из полипропилена характеризуются высокой
прочностью, легкостью, плавучестью (морские канаты), стойкостью к гниению
’(рыболовные сети).
37
Переработка полиолефинов
Одним из наиболее ценных свойств полиолефинов является их легкая пере-
рабатываемое™ всеми известными для пластических масс способами: литьем,,
экструзией, вакуум- н пневмоформованием, сваркой, резанием, точением, разду-
вом и т. д. Кроме того, как и для большинства термопластов, полученные
в процессе изготовления изделий отходы могут подвергаться повторной перера-
ботке. Оптимальные условия переработки зависят от вида полиолефина, моле-
кулярного веса, а также от вида изделий, их размера и конфигурации. Так,
ПЭВД (темп. пл. 105—108 °C) перерабатывается при низких температурах,
ПЭНД (темп. пл. 120—128 °C)—при несколько более высоких температурах, а
полипропилен (темп. пл. 160—170 °C) — прн наиболее высоких температурах.
Самыми распространенными методами переработки являются литье под
давлением и экструзия. Реже используется вакуум- н пневмоформование из
листов, еще более редко — прессование изделий из гранул, так как этот метод
малопроизводителен. Для изготовления тары (флаконы, бутыли, бочки, ка-
нистры) применяется экструзия илн литье с последующим раздувом. Для труб
большого диаметра и крупногабаритной тары применяется метод центробежнога
литья из порошка (метод Энглера). Пленка изготавливается экструзией с после-
дующим раздувом рукава. Нанесение защитных покрытий из полиолефинов
осуществляется газопламенным напылением порошка на поверхность изделия
нли окунанием предварительно нагретого изделия в псевдоожиженный слой
порошка, а также осаждением распыленного порошка на поверхность изделия
в электростатическом поле.
Пластины, листы, блоки, стержни, трубы и другие изделия из полиолефинов-
поддаются обработке резкой, точением и т. п. на обычных металлообрабатываю-
щих станках. Чистота и точность механической обработки детали в значитель-
ной степени зависят от режима резания и правильной заточки режущего инстру-
мента. Изделия легко свариваются при помощи тонких сварочных прутков,,
расплавления свариваемых поверхностей горячим воздухом или нагретыми пли-
тами, паяльниками, нагретыми линейками н т. д.
Литье под давлением ПЭВД производится при 150—200 °C и давлении
~ 1000 кгс/см2. Продолжительность цикла литья в среднем составляет 20—50 с.
Температура формы 50—70 °C. Продолжительность выдержки под давлением
10—30 с. Усадка изделий достигает 3%. Литье под давлением ПЭНД произво-
дится при 200—270 °C и давлении 900—1200 кгс/см2 Продолжительность цикла
литья составляет 40—90 с. Температура формы 50—70 °C. Усадка изделий колеб-
лется от 2 до 3%. Литье полипропилена производится прн 200—300°C и давлении
1200—1700 кгс/см2. Температура формы 30—90 °C. Усадка изделий меньше, чем
изделий из полиэтилена, и равна ~1%. Во всех случаях при повышении тем-
пературы литья и давлении усадка изделий уменьшается.
Литьевые машины рекомендуется использовать с предпластикацией, осо-
бенно для полипропилена. Различные сополимеры и композиции перерабаты-
ваются аналогичным способом при параметрах переработки, зависящих от по-
казателей свойств данного материала.
Экструзия полиэтилена и полипропилена, а также различных сополимеров
н композиций производится на одно- и двухшнековых машинах. Отношение
длины шнека к диаметру равно 24:1, но не менее 15:1, степень сжатия 4:1.
Зазор между гребнями шнека и внутренней поверхностью цилиндра выбирается
в пределах 0,125—0,375 мм. Давление в головке экструдера достигает 80—
120 кгс/см2. Данные о зависимости температуры цилиндра и головки экструзион-
ных машин от профиля и толщины экструдируемого изделия приведены в таблице:
Материал
Место замера
температуры
трубы
Температура, °C
пленки
кабельная
изоляция
ПЭВД
Полипропилен
Цилиндр
Головка
Цилиндр
Головка
120—130
120—150
170-180
190-250
110-120
130-170
180
190—220
110-130
140-180
180—190
200-230
38
Большое количество полипропилена перерабатывается в моноволокно мето-
дом экструзии. При этом используется головка с распределительным каналом.
Число отверстий в головке и их размеры определяют число н размер получае-
мых моиоволокон. Моноволокна, выходящие из головки, подвергаются закалке
в водяной бане, затем поступают на первые вытяжные валки, в кайеру для
ориентации и далее на вторые вытяжные валкн. Чем больше степень вытяжкн,
тем выше прочность и жесткость волокна. Затем моноволокна охлаждаются и
подаются иа намоточное устройство. Наиболее прочные волокна получаются из
полипропилена с высоким молекулярным весом и высокой степенью изотактич-
ности. При этом переработку следует вести при относительно низких темпера-
турах расплава (204—218°C) и высоких температурах ориентации (149—176°C).
Температура закалочной ваииы должна быть ~49dC.
Техника безопасности при переработке полиолефинов
В процессе транспортировки полиолефинов, особенно порошкообразных, мо-
жет образовываться большое количество пыли, которая, смешиваясь с возду-
хом, дает взрывоопасные смеси. А так как все полиолефины являются хоро-
шими диэлектриками, то при трении на них может накапливаться статическое
электричество. Вследствие этого возможно искрообразоваиие и взрыв пыли воз-
душной смеси. Поэтому транспортировку порошкообразных полиолефинов по
трубопроводам рекомендуется производить в атмосфере азота, а сами трубопро-
воды заземлять.
Организация работ на перерабатывающих машинах должна исключать обра-
зование и скопление пыли.
При прессовании некоторых изделий иа патровочных прессах (плиты, листы)
на их поверхности также образуются статические заряды. Они хотя и не
опасны, ио вызывают неприятные ощущения.
В остальном должны соблюдаться общие правила техники безопасности
для работы на производствах переработки полимеров в изделия
ЛИТЕРАТУРА
Полиэтилен и другие полиолефины. Сборник статей. М., «Мир», 1964, 214 с.
Шифрина В. С., Самосатский Н. Н. Полиэтилен. Л., Госхимиздат, 1961.
176 с.
Полиэтилен низкого давления. Под ред. Н. М. Егорова. Л., Госхимиздат, 1961.
186 с.
Полиэтилен среднего давления. Под ред. С. В. Щуцкого. Л., «Химия», 1965.
202 с.
Сополимер этилена с пропиленом низкого давления. Под ред. С. В. Щуцкого.
Л., «Химия», 1965. 124 с.
Сажин Б. И., Скурихииа В. С., Высокомол. соед.. 1960, т. 2, № 10, с. 29.
Николаев А. Ф. Синтетические полимеры и пластические массы на их
основе. Л., «Хнмня», 1964. 576 с.
Технология пластических масс. Под ред. В. В. Коршака. М., «Химия», 1972.
615 с.
Физические и механические свойства полиэтилена, полипропилена и полиизо-
бутилена. Справочник. Под ред. Ю. М. Молчанова. Рига, «Зинатне», 1966.
314 с.
Хэм Д. Сополимеризация. М., «Химия», 1971. 616 с.
Полипропилен. Л., «Химия», 1967. 214 с.
Крее сер Г. Полипропилен, М., Издатинлит, 1963, 196 с.
ПОЛИВИНИЛХЛОРИД (ПВХ)
Поливинилхлорид (ПВХ) представляет собой высокомолекулярный продукт
полимеризации винилхлорида. Это термопластичный полимер с темп, стекл.
70—80 dC и температурой вязкого течения в зависимости от молекулярного веса
150—200 °C. Степень полимеризации промышленных марок ПВХ колеблется от
400 до 1500.
Свойства ПВХ и) его назначение в значительной мере определяются спосо-
бом его получения. В промышленности ПВХ получают суспензионным, блочным*
или полимеризацией в массе, и эмульсионным способами.
При полимеризации в суспензии винилхлорид диспергируют в водной среде
перемешиванием. Для предохранения частиц полимера и мономера от слипания
в полимеризациоииую среду вводят незначительное количество защитного кол-
лоида (до 0,05 % мет ил целлюлозы или поливинилового спирта по отношению
к воде). В качестве инициаторов применяют соединения, растворимые в моно-
мере (органические перекиси илн азосоединеиия). В результате полимеризации
образуется твердый полимер с частицами размером 100—200 мкм.
При блочной полимеризации (в массе) процесс протекает в массе жидкого
мономера, в котором предварительно растворен инициатор.
Полимеризация осуществляется в две стадии. На первой стадии процесс
проводится примерно до 10%-ной конверсии. Получаемую тонкую взвесь ча-
стиц полимера (зародышей) в мономере подают иа вторую стадию. На этой
стадии ее разбавляют свежим мономером, вводят дополнительное количества
инициатора и полимеризацию продолжают до 75—80%-ной конверсии. ПВХ,.
полученный полимеризацией в массе, по своим физико-химическим свойствам
близок к суспензионному ПВХ.
Эмульсионная полимеризация проводится в водной среде в присутствии
эмульгатора и растворимого в воде инициатора. В качестве эмульгаторов при-
меняются различные лЛдла. Инициаторами служат перекись водорода, персуль-
фаты и т. п. ПВХ образуется в виде тонкодисперсиого латекса. Ввиду большой
поверхностя эмульсионного ПВХ н большого количества эмульгатора его уда-
ление из готового продукта затруднено. Поэтому эмульсионный ПВХ по степени
чистоты уступает суспензионному. Главным достоинством эмульсионного ПВХ
является возможность переработки его в пасты (см. переработку ПВХ).
ПВХ не растворяется и не набухает в воде, трудно растворяется в боль-
шинстве распространенных органических растворителях. Растворяется в цикло-
гексаноне, тетрагидрофуране, днметилформамнде, нитробензоле, дихлорэтане^
частично (низкомолекулярные фракции) в бензоле, ацетоне.
Средний молекулярный вес ПВХ характеризуется константой Фикентчера К.
Константа К является одним из основных показателей, определяющих на-
значение ПВХ:
75А2с , t
,g ’’отн “ I 4- 1,5 ft с + kc
где Лота — относительная вязкость раствора ПВХ; с — концентрация раствора*,
г/100 мл.
Величина Фикентчера К = 1000-А.
40
В таблице приведены данные о соотношении между относительной вяз-
костью 0,5%-ного раствора ПВХ в циклогексаноне» степенью полимеризации
и константой К.
Характеристики молекулярного веса ПВХ.
к
^отн
%тн
1,25
1,26
1,27
1,28
1,29
1,30
1,31
1,32
1,33
1,34
1,35
1,36
1,37
1,38
1,39
1,40
1,41
1,42
1,43
1,44
1,45
1,46
1,47
1,48
1,49
1,50
1,51
1,52
45,1
46,1
47,1
48,0
49,0
50,0
50,7
51,5
52,2
52,9
53,6
54,4
55,1
55,8
56,6
57,2
57,9
58,5
59,2
59,8
60,4
61,0
61,6
62,3
62,9
63,5
64,0
64,6
275
310
350
380
410
430
450
495
510
530
550
575
600
630
655
680
695
710
735
765
790
820
840
860
885
910
930
950
1,53
1,54
1,55
1,56
1,57
1,58
1,59
1,60
1,61
1,62
1,63
1,64
1,65
1,66
1,67
1,68
1,69
1,70
1,71
1,72
1,73
1,74
1,75
1,76
1,77
1,78
1,79
1,80
65,1
65,7
66,5
66,8
67,3
67,8
68,4
69,0
69,5
69,9
70,4
70,9
71,3
71,8
72,3
72,8
73,2
73,7
74,1
74,6
75,0
75,5
75,9
76,4
76,8
77,3
77,8
78,2
970
995
1020
1040
1060
1085
1110
1135
1160
1185
1205
1230
1265
1285
1310
1335
1360
1385
1410
1435
1455
1475
1505
1540
1570
1605
1640
1675
К
В основу промышленной классификации ПВХ положен способ его получе-
ния. В названиях марок ПВХ стоящие впереди буквы обозначают соответ-
ственно: поливинилхлорид суспензионный (ПВХ-С), эмульсионный (ПВХ-Е),
массовый (ПВХ-М). Последующие две цифры указывают нижний предел зна-
чения константы Фнкентчера К. Буквы после цифры обозначают: Т — термоста-
билизированный, М — для переработки в мягкие изделия и материалы, Ж—для
переработки в жесткие изделия и материалы, П — пастообразующий. Например,
ПВХ-С63М — поливинилхлорид суспензионный с К — 63—65, предназначенный
для переработки в мягкие изделия; ПВХ-Е70П — поливинилхлорид эмульсион-
ный с Л = 70—73, пастообразующий.
ПВХ-М64 — поливинилхлорид, полученный полимеризацией в массе (мас-
совый) , с К — 64—66.
Поливинилхлорид суспензионный (ГОСТ 14332—69) выпускается десяти
марок:
ПВХ-С74 — для специальных видов кабельного пластиката, пленок, продук-
ции специального назначения и др.;
ПВХ-С70 — для ответственных пластифицированных изделий: светотермо-
стонкого кабельного пластиката, медицинского пластиката, пленочных материа-
лов, искусственной кожи н др.;
41
ПВХ-С70Т — для пленочных материалов, искусственной кожи, шарголина
и др.;
ПВХ-С66 — для защитной техники и др.;
ПВХ-С63М—для пластифицированных и полужестких изделий общего на-
значения, линолеума, пластифицированных пленок и листов специального назна-
чения и др.;
ПВХ-С63Ж— для жестких изделий, винипласта и др.;
ПВХ-С61—для грампластинок, жестких труб, хлорированного'ПВХ и др.;
ПВХ-С58— для изготовления литьевых и экструдированных жестких изде-
лий, хлорированного ПВХ и др.;
ПВХ-С55— для изготовления жестких литьевых изделий и др.;
ПВХ-С47 — для низковязкого хлорированного ПВХ.
Пбливвиилхлорид М (массовый) (ТУ 6-01-678—72) выпускается пяти
марок:
ПВХ-М70 — для изготовления пластифицированных изделий, включая ка-
бельные изделия, шлангов и труб для орошения, кожзаменителя, мягких листов,
пленочных материалов;
ПВХ-М67 — для изготовления пластифицированных изделий, в том числе
кабельных изделий, мягких листов, пленок;
ПВХ-М64 — для изготовления жестких изделий (труб, пластин) методом
экструзии, искусственной кожи и линолеума;
ПВХ-М59 — для изготовления жестких листов, покрытий для полов мето-
дом каландрования, для изготовления пластин и труб методом экструзии, для
неответственных пластифицированных изделий;
ПВХ-М56 — для изготовления жестких изделий (листов, труб), экструзией
и калаидроваиием и муфт, фитингов, клапанов для литья под давлением.
Поливинилхлорид эмульсионный (ГОСТ 14030—68) выпускается восьми
марок:
ПВХ-Е74П — для получения паст и изготовления мягких изделий, высоко-
прочной искусственной кожи и др.;
ПВХ-Е70 — для мягких изделий, мягких пленок и др.;
ПВХ-Е70П — для получения паст и изготовления мягких изделий, искус-
ственной кожи, конвеериых лент, линолеума и др.;
ПВХ-Е66 — для мягких изделий, мягких пленой, мипластовых сепараторов
и др.;
ПВХ-Е66П — для получения паст и изготовления мягких изделий, для по-
ристой искусственной кожи, линолеума и др.;
ПВХ-Е62 — для жестких изделий, мипластовых сепараторов, пенопластов,
плиток и др.;
ПВХ-Е58 — для жестких изделий, пенопластов и др.;
ПВХ-Е54 — для пенопластов. t
Требования, предъявляемые к 'суспензионному ПВХ различных марок, при-
ведены на стр. 43, к ПВХ, полученному полимеризацией в массе, — на стр. 46
и к эмульсионному — на стр. 48.
ЖЕСТКИЕ ПЛАСТМАССЫ НА ОСНОВЕ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА
(ВИНИПЛАСТЫ)
Получаются смешением ПВХ со стабилизаторами и наполнителями; они не
содержат в своем составе пластификаторов.
Винипласты обладают достаточно высокими механической прочностью, ди-
электрическими показателями, стойкостью ко многим химическим средам, водо-
стойкостью, грибостойкостью. Недостатком винипластов является невысокая
теплостойкость и низкая ударопрочность.
Выпускаются в виде пленки, листов, труб, стержней н других профильных
изделий, а также в виде гранул, которые затем перерабатываются в изделия.
. 42
4
я
Показатели
высший
сорт
Свойства суспензионного ПВХ
ПВХ-С74
1-Й сорт
2-Й сорт
высший
сорт
ПВХ-С70
1-й сорт
2-й сорт
ПВХ-С70Т
1-Й сорт
2-й сорт
Внешний вид......................
Плотность, г/см3, не меиее ....
Насыпная плотность, г/см3 . . . .
Константа К......................
Содержание, %, не более
влаги н летучих веществ . . .
золы.............................
Остаток после просева на сите с
сеткой, %
№ 025, не более..................
№ 02, не болэе...............
№ 0063, не меиее.............
Удельная электропроводность вод-
ной вытяжки, ом—1 • см-1,
не более ...........
Продолжительность поглощения пла-
стификатора, мин, не более . . .
Гомогенность пленки при вальцева-
нии—число светлых точек в 0,1 см3,
не более . » ....................
1,40
0,45-0,55
74-76
0,3
0,02
0,5
80
3* 10-s
10
Однородный порошок белого цвета без
1,39 I 1,34
0,45—0,55 0,45-0,60
74—76 74-76
1,40
0,45—0,55
70-73
1,39
0,45-0,55
70—73
посторонних
1,34
0,45-0,60
70-73
включений
1,39
0,45—0,55
70—73
1,34
0,45—0,60
70—73
0,4
0,02
0,5
0,02
0,5
0,02
0,4
0,02
0,5
0,02
0,5
1,0
1,0
0,5
0,5
50
4-Ю-5 4 -10-5
30
40
20 Не опреде-
ляется
0,5
80
0,5
50
0,5
50
3-ю-5
10
4- 10-5
4* 10“6
Не определяется
30
20
40
Не опреде-
ляется
30
20
40
Не опреде
ляется
$
Продолжение
Показатели
ПВХ-С66 ПВХ-С63М 1
1-й сорт 2-й сорт ) высший ' сорт 1-й сорт 2-й сорт
1-й сорт
ПВХ-С63Ж
2-й сорт
Внешний вид...................
Плотность, г/см3, не менее . . . .
Насыпная плотность, г/см3 . . . .
Константа К ...........
Содержание, %, не более
влаги и летучих веществ . . .
золы..............
Остаток после просева на сите с
сеткой, %
№ 04, не более .............
№ 025, не более.............
№ 0063, не менее............
Удельная электропроводность вод-
ной вытяжки...................
Продолжительность поглощения пла-
стификатора, мин, не более . . .
Гомогенность пленки при вальцева-
нии—число светлых точек в 0,1см3,
не более .....................
Однородный
Не определяется
0,45—0,55
66—69
0,4
0,02
80
30
порошок белого цвета без посторонних включений
0,45—0,60
66-69
0,45-0,55
63—65
1,38
0,45-0,55
63-65
1,34
0,45-0,60
63-65
1,39
0,60-0,70
63—65
134
0,55-0,70
63—65
0,5
0,02
1.0
40
Не определяется
0,3
0,02
80
10
Не
0,02
0,5
0,02
0,4
0,02
0,5
0,5
0,02
1,0
50
80
определяется
30
20
40
Не
Не определяется
определяется
Продолжение
Показатели
ПВХ-С66 ПВХ-С58 ПВХ-С55 ПВХ-С47
1-й сорт 2-й сорт 1-й сорт 2-й сорт 1-й сорт 2-Й сорт 1-й сорт 2-й сорт
Внешний вид......................
Плотность, г/см3, ие меиее ....
Насыпная плотность, г/см3 ....
Константа К......................
Содержание, %, не более
влаги и летучих веществ . . .
золы.............................
Остаток после просева на сите с
сеткой, %
№ 04, ие более...................
№ 025, не более................
№ 0063, не меиее...............
Удельная электропроводность вод-
ной вытяжки......................
Продолжительность поглощения пла-
стификатора .....................
Гомогенности пленки при вальце-
вании — число светлых точек
в 0,1 см3........................
Однородный порошок белого цвета без посторонних включений
1,38
0,45—0,55
6 If 63
0,4
0,02
1,0
80
1,34
0,45-0,60
61-63
0,5
0,02
1,38
0,60-0,70
58—60
0,4
0,02
80
Не
1,34
0,55-0,70
61-63
0,5
0,02
Не
Не
1,38 1,34
0,60-0,70 0,55-0,70
55—57 55—57
Не определяется
То же
47—50 47—50
04
0,02
80
определяется
определяется
определяется
0,5
0,02
0,02
1,0
80
0,5
0,02
V»
Свойства ПВХ М (полученного полимеризацией в массе)
Показатели ПВХ-М70 ПВХ-М67 ПВХ-М64
1-й сорт 2-Й сорт 1-й сорт 2-й сорт 1-й сорт 2-й сорт
Внешний вид.............
Насыпная плотность, г/см3 . .
Константа К ............
Содержание, %, ие более
влаги и летучих..........
ЗОЛЫ *«•««*««•*
Остаток после просева иа си-
те с сеткой, %
№ 025, не более.........
№ 0063, не менее . . . .
Продолжительность поглоще-
ния пластификатора, мин,
не более ................
Жндкоемкость, г пластифи-
катора иа 100 г ПВХ, не
меиее . ............
Гомогенность пленки при валь-
цевании—число светлых то-
чек в 0,1 см3, не более . .
Однородный порошок белого цвета. Для 2-го сорта допускается слабая окраска
0,49-0,55
70—72
0,5
0,02
Отсутствует
80
30
31
20
0,43-0,53
70-72
0,5
0,02
0,54—0,60
67—69
0,5
0,02
0,50—0,60
67—69
0,5
0,02
0,57-0,63
64-66
0,5
0,02
0,49-0,59
64—66
0,5
0,02
1,0
Не норми-
руется
40
Не норми-
руется
Не опреде-
ляется
Отсутствует
80
30
29
Факульта-
тивно
1,0
Не норми-
руется
80
1,0
Не норми-
руется
40 30 40
Не норми- 18 Не норми-
руется руется
Не определяется
Продолжение
Показатели П₽Х-М59 ПВХ-М56
1-й сорт 2-й сорт 1-й сорт 2-й сорт
Однородный порошок белого цвета. Для 2-го
Внешний вид.................................
Насыпная плотность, г/см3...................
Константа К.................................
Содержание, % ие более . . . ♦ .............
влаги и летучих
золы....................................
Остаток после просева иа снте с сеткой, %
№ 025, ие более.............................
№ 0063, не менее .......................
Продолжительность поглощения пластификато-
ра, мнн, не более...........................
Жидкоемкость, г пластификатора на 100 г ПВХ
не менее ...................................
Гомогенность пленки при вальцевании — число
светлых точек в 0,1 см3.....................
0,49—0,55
допускается слабая окраска
0,43—0 53
0,58-0,64
59—63 59—63 56—58
0,5
0,02
Отсутствует
80
30
15
0,5
0,02
1,0
Не нормируется
40
Не нормируется
0,5
0,02
Отсутствует
80
30
8
Не определяется
сорта
0,53—0,63
56—58
05
0,02
1.0
Не нормируется
40
Не нормируется
Свойства эмульсионного ПВХ
Показатели ПВХ-Е74П ПВХ-Е70 ПВХ-Е70П ПВХ-Е66 ПВХ-Е66П ПВХ-Е62 ПВХ-Е58 1 ПВХ-Е54
Однородный порошок белого цвета
без видимых посторонних включений
Внешний вид.............
Насыпная плотность, г/см3
Константа К .............
Содержание, %, не более
влаги и летучих . . .
сульфатной золы . . *
щелочи в пересчете
на NaOH2.................
Остаток на сите с сеткой
из ткани № 32 (ГОСТ
4403—67), %, не более
Термостабильность при
180 °C, мнн, ие менее , .
Способность к пастообра-
зованию
остаток на сите с сет-
кой из ткаии № 76
(ГОСТ 4403—67), %,
ие более ................
вязкость пасты, с . .
вязкость пасты после
хранения, сП . - .
74-77 70—73
0,4
2,0
0,4
0,1
20
0,4
2,0
0,4
0,1
20
Не определяется
70-73
66-69
0,45—0,55 0,45—0,551 Не опре-
деляется
62-65 58—61 54-57
5.0
120-300
10 000-25 000
0,4
2,0
0,4
0,1
20
5,0
120-300
10000-25000
к
0,4
2,0
0,4
0,1
20
0,4
2,0
0,4
0,1
20
0,4
2,0
0,4
0,1
20
0,4
2,0
0,4
0,1
20
0,4
2,0
0,4
0,1
20
5,0
120—300
10000—25 000
Физико-механические, теплофизические
и электрические свойства винипластов
Показатели физико-механических свойств винипластов приведены ниже:
Разрушающее напряжение, кгс/см2
при растяжении ................................ 450—700
» сжатии . .................................. 600—900
» статическом изгибе........................ 700—1200
» кручении................................... 400—500
Относительное удлинение при разрыве, % . . . 10—50
Модуль упругости при растяжении, кгс/см2 . . 26 • 103—30 • Ю3
Ударная вязкость для пластин толщиной 4 мм
с надрезом (радиус 1 мм), кгс • см/см2 . < . 7—15
Твердость по Бринеллю, кгс/мм2.............. 1 — 16
Теплостойкость (температура стеклования), °C 70—80
Удельная теплоемкость, ккал/(кг*°С)......... 0,25—0,35
Коэффициент теплопроводности, ккал/(м • ч * °C) 0,14
Термический коэффициент линейного расширения 5* 10~5—15- 10“8
Морозостойкость, °C........................ . До —10
Удельное электрическое сопротивление:
поверхностное, Ом......................... 1 • 1013—1 • 1014
объемное, Ом*см........................... 1 • 10н—1 • 1O1S
Диэлектрическая проницаемость
при 50 Гц ....................................... 4
» 800 Гц....................................... 3,5
» 10е Гц................................ 3,1-3,4
Тангенс угла диэлектрических потерь.........
при 50 Гц ..................................... 0,02
» 10е Гц.................................15 • 10—3—18 - 10 "”3
Электрическая прочность, кВ/мм.............. 26—60
Водопог лощение за 24 ч, %.................. До 0,1
Для получения винипластов с повышенной ударопрочностью в поливинил-
хлоридную композицию вводят эластомеры (например, некоторые марки сопо-
лимера акрилонитрила, бутадиена и стирола).
Винипласты часто используются как конструкционный материал, особенно
в химической промышленности, Однакб следует учитывать, что прн температуре
-60 °C и выше его прочностные свойства резко ухудшаются; при низких тем-
пературах повышается хрупкость винипластов. Данные о зависимости показате-
лей физико-механических свойств от температуры приведены в таблице.
Зависимость физик о-механических свойств винипластов от темнературы
А
Показатели
Температура, °C
—196 -75 -20 0 20 40 60 75 100 130 150
Разрушающее напря-
жение при растяже-
нии/ кгс/см2.......
Относительное удлине-
ние при разрыве, %
Долговременная проч-
ность при растяже-
нии, кгс/см2........
1380
0
1220 900 720 500 400 320 200 40 20 10
0 0 8 20 30 60 200 350 80 50
260 190 110 40 13
49
Химическая стойкость винипласта
Обозначеяяя: С—стойкий (в данной среде при указанных концентрациях
и температуре не происходит химического разрушения твердого поливинилхлорида); О—от-
носительно стойкий (в указанных условиях применение твердого поливинилхлорида допу-
стимо» т. е. материал может быть применен для изготовления малоответствеиных сосудов
й трубопроводов, а также для изготовления изделий, временно подвергающихся воздейст-
вию данной среды); Н—нестойкий (в данной среде твердый поливинилхлорид разрушается,
и его применение недопустимо).
Температура, °C
Среда
20 40 60
Адипиновая кислота (насыщ. раствор) • .........
Азота окислы (смесь с воздухом)
10—15%-ная.................................
20—40%-ная.................................
Азотистая кислота .............................
Азотная кислота
до 50%-ной.................................
50—60%-ная.................................
98%-ная....................................
Аллиловый спирт 96%-ный........................
Алюминия гидроокись (взвесь в воде)........ .
Алюминия сульфат
разб. раствор .............................
насыщ. раствор.............................
Алюминия хлорид
разб. раствор .............................
насыщ. раствор.............................
Амиловый спирт 96%-ный.........................
Аммиак
с
н
с
с
с
н
н
о
о
с
н
иасыщ. раствор . ............................
газообразный.................................
жидкий .......................................
Аммония
гидроокись ..................................
карбонат ....................................
нитрат
разб. раствор ...........................
иасыщ. раствор............................
сульфат
разб. раствор.................... . . . .
насыщ. раствор...........................
фосфат.......................................
фторид до 20%-ного...........................
хлорид
разб. раствор ...........................
насыщ. раствор...........................
Анилин чистый....................................
Анилина хлоргидрат (насыщ. раствор)..............
Аитрахинонсульфокислота (суспензия) .............
Ацетальдегид
40%-ный......................................
100%-иый.....................................
Ацетальдегид и уксусная кислота (90: 10).........
Ацетон водный....................................
Аш-кислота...................................’ *
Бария гидроокись 10%-ная.........................
Бензальдегид 0,1%-ный . . . ...............\
О
С
С
н
о
с
о
н
о
н
с
о
с
с
с
н
с
о
с
о
с
с
о
о
н
н
н
н
н
50
Продолжение
Температура, °C
Среда
20 40 60
Бензидин ........................................
Беизии ..........................................
Бензин и бензол (80 : 20)........................
Бензойная кислота ...............................
Бензол...........................................
Борная кислота
разб. раствор....................................
насыщ. раствор...............................
Бром
жидкий...........................................
пары..........................................
Бромистоводородная кислота !
до 10%-ной...................................
48%-иая.......................................
Бромиоватая кислота
100%-ная.........................................
разб. раствор ...............................
Бутадиен ........................................
Бутандиол
до 10%-кого......................................
10*—100%-ный.................................
Бутилацетат .....................................
Бутиловый спирт..................................
Бутилфенол.......................................
Винилацетат......................................
Винная кислота,
до 10%-ной.......................................
насыщ. раствор...............................
Винный уксус.....................................
Вино красное и белое ............................
Вода
сточная со следами фенола и бутанола.............
морская ......................................
обычная ......................................
сточная без органических растворителей .......
Водка всех видов.................................
Водород
фосфористый......................................
хлористый....................................
Водорода перекись
до 20%-ной.......................................
до 30%-ной....................................
Водяной газ......................................
Газы
отходящие» со Top.? ащие
двуокись углерода ...............................
окись азота...............................
окись углерода ...............................
олеум ........................................
сернистый ангидрид...........................
серную кислоту...........................t .
серный ангидрид..............................
н
с
о
с
н
о
с
С
н
н
с
о
н
с
с
с
с
с
о
н
с
н
с
с
с
о
с
н
н
н
о
н
о
о
51
Продолжение
20 40 60
Температура, °C
Среда
Газы
фтористый водород (следы)...................
хлористый водород...........................
Гидроксиламина сульфзт до 10%-ного..............
Гидрохинон .....................................
Гликолевая кислота 37% •чая ....................
Глицерин 10%-ный................................
Глюкоза водная (насыщ. раствор).................
Глюконовая кислота 37%-ная......................
Декстрин водный (насыщ. раствор) . .............
Дигликолевая кислота
30%-ная.........................................
насыщ. раствор..............................
Диоксан.........................................
Дихлорэтан......................................
Дихлорэтилен....................................
Днэтиленгликоль 92%-ный.........................
Дрожжи . .......................................
Дубильный экстракт
растительный................................
целлюлозный ................................
Желатин.........................................
Железа
ацетат .....................................
сульфат.....................................
хлорид
до 10%-ного..............................
насыщ. раствор...........................
Жирные кислоты..................................
Жиры и масла технические........................
Известь хлорная (12,5% активного хлора).........
Казеин..........................................
Калия
бихромат 40%-ный............................
борат 1%-ный................................
бромат до 10%-ного .................
бромид
разб. раствор............................
насыщ. на холоду раствор.................
гидроокись
до 40%-ной...............................
40—50%-иая...............................
иодит ......................................
карбонат ........................ ..........
нитрат
разб. раствор............................
насыщ. раствор...........................
перманганат
до 6%-ного...............................
до 18 % -ного............................
О
О
О
н
н
н
с
с
с
н
с
с
о
о
о
н
с
о
с
с
с
о
с
с
с
52
П родолжение
20
40
60
Температура, °C
Среда
Калия
персульфат
разб. раствор .............................
насыщ. раствор.........................
перхлорат 1%-ный . . . ...................
сульфат...................................
ферроцианид
' разб. раствор............................
насыщ. раствор.........................
фторид....................................
хлорид
разб. раствор .........................
насыщ. раствор.........................
цианид
до 10%-ного............................
насыщ. на холоду раствор............ . .
Кальция
гндросульфат..............................
гипохлорит 35%-ный........................
нитрат ...................................
хлорид
разб. раствор .............................
иасыщ. на холоду раствор...............
Квасцы алюмокалиевые
разб. раствор.............................
насыщ. раствор............ ...............
Керосин............................... . . . .
Кислород.................................. .
Коньяк........................................
Крезол водный до 90 %-кого....................
Кремнефтористоводородная кислота до 32%-ной . .
Кротоновый альдегид...........•...............
Ксилол .......................................
Лигроин ......................................
Ликеры........................................
Лимонная кислота
до 10 %-ной...............................
насыщ. раствор............................
90%-ная...................................
Магния
нитрат ...................................
сульфат
разб. раствор..........................
насыщ. на холоду раствор...............
хлорид
разб. раствор .........................
насыщ. раствор.........................
Малеиновая кислота
насыщ. на холоду раствор..................
35%-ная...................................
Масла растительные и минеральные..............
О
О
о
о
о
н
Продолжение
среда
Масляная кислота
20 %-и а я....................................
конц.......................................
Меди
сульфат
разб. раствор .............................
иасыщ. раствор.........................
фторид
разб. раствор .............................
иасыщ. раствор.........................
хлорид.....................................
Метиламин 32%-ныЙ . ...........................
Метилацетат....................................
Метиле их лор ид...............................
Метилметакрилат................................
Метиловый спирт................................
Метилсульфат 50%-ный.........................
Молоко.......................................'.
Молочная кислота
до 10%-ной....................................
90%-иая .........................-.........
Монохлоруксусная кислота
100%-наи......................................
Моча . >.......................................
Мочевина
до 10%-иого ..................................
33%-ный....................................
Муравьиная кислота
до 50%-иой....................................
100%-ная...................................
Мышьяковая кислота
разб. раствор .................................
80%-ная . .........................
.Натрия
бензоат
до 10%-кого....................................
35%-ный................................
бисульфит
разб. раствор.........................
насыщ. раствор.........................
гидроокись
до 40%-ной ................................
40—60%-ная.............................
гидросульфат
разб. раствор..............................
насыщ. раствор.......................-
карбонат ..................................
нитрат ....................................
сульфат
разб. раствор..............................
насыщ. раствор................... . . .
С
С
С
С
о
о
н
с
с
с
с
с
с
о
с
о
н
н
с
н
н
о
с
с
с
с
о
н
о
о
*
о
с
о
н
о
о
о
о
о
с
о
с
с
о
Продолжение'
Среда
Натрия
сульфит
разб. раствор ...............................
иасыщ. раствор...........................
тетраборат
• разб. раствор.................................
насыщ. раствор...........................
тибсульфат (разб. раствор)...................
фосфат (разб. раствор).......................
хлорат
разб. раствор ...............................
насыщ. раствор . ........................
хлорид
разб. раствор ...............................
иасыщ. раствор...........................
хлорит (разб. раствор).......................
Никеля фосфат
разб. раствор ...................................
иасыщ. раствор...............................
„Нитробензол.....................................
Нитрогликоль.....................................
Озон.............................................
Олеиновая кислота ...............................
Олеум ...........................................
Олова хлорид
разб. раствор................................' . .
насыщ. раствор...............................
Пальмитиновая кислота............................
Парафин (расплав)............................ .
Парафиновые эмульсии.............................
Пиво.............................................
Пикриновая кислота 1%-иая........................
Пиридин .........................................
Плавиковая кислота
до 40%-ной......................................
60—70%-иая...................................
98 %-ная.....................................
Пропаргиловый спирт 7%-ный.......................
Ртуть............................................
Свинца ацетат
разб. раствор ...................................
насыщ. раствор...............................
Серебра нитрат
до 8%-иого.......................................
иасыщ. раствор...............................
Серная кислота
до 40 %-ной......................................
40—80 %-на я ................................
80—90%-ная...................................
96%-ная . ................................
С
С
С
С
С
с
с
о
с
с
н
н
с
с
н
с
с
с
с
с
с
с
о
н
с
с
с
с
с
с
с
с
с
Температура, °C
с
с
о
с
о
с
о
с
о
о
с
о
с
н
н
н
о
с
с
с
с
н
с
о
о
с
о
с
о
Продолжение
Среда Температура. *С
20 40 60
Сернистый ангидрид
влажный о
сухой мм* О
Сероводород влажный с с О
сухой с с
Сероуглерод О
Скипидар . . . « *ам*
Смесь кислот
азотной, серной н воды
30, 50 и 20% С мм*
20, 15 и 65% с с ЧЛЙЯ*
50, 50 и 0% н МММ*
49, 49 и 2% с О
20, 10 и 70% с с
87, 10 и 3% О
хромовой, серной и воды (50, 15 и 35%). . . . . с с О
Соляная кислота
до 30%-ной с с о
свыше 30 %-ной . « с с
Спермацетовый спирт , с
Стеариновая кислота » с С с
Сурьмы хлорид (насыщ. раствор) с
Тетрахлорэтан ...... н н н
Тетраэтилсвинец с
Толуол С’.
-Трнх лор этан . н н н
Трихлорэтилен н н
Триэтаноламин н н н
Углерод четырех хлористый о н *
Углерода двуокись влажная с С О
сухая с с
Уксусная кислота
до 25%-ной с с о
25—60%-ная 7 . . с с
80%-ная с о
80—100%-ная О н н
Уксусноэтиловый эфир н н н
Уксусный ангидрид н н н
Фенилгидразии ‘ н
Фенол
1%-ный с
до 90%-ного с н н
Формальдегид водный
разб. раствор с с Л о
насыщ. раствор с с с
Фосгеи
Фосфор белый и желтый с
Фосфора пятиокись
-56
Продолжение
Температура, °C
Ср ела
Фосфор и ая кислота
до 30%-ной......................................
свыше 30 %-ной...............................
Фотографические проявители, фиксажи и эмульсии . .
Фруктовые напитки и соки........................
Хлорамин (разб. раствор)........................
Хлорбензол .....................................
Хлорноватая кислота до 20 %-ной.................
Хлорноватистая кислота (насыщ. раствор).........
Хлороформ.......................................
Хлорсульфоиовая кислота.........................
Хлоруксусная кислота....................... . .
Хромовая кислота до 50%-ной.....................
Царская водка...................................
Циклогексаиол...................................
Циклогексаион...................................
Циика сульфат
разб. раствор...................................
насыщ. раствор...............................
Цинка хлорид (разб. раствор)....................
Щавелевая кислота
разб. раствор...................................
насыщ. раствор...............................
Этилакрилат..................................1 .
Этилацетат .....................................
Этилена окись ..................................
Этиленгликоль ..................................
Этиленхлорид ...................................
Этиловый спирт..................................
О
Н
О
о
н
н
о
с
о
о
с
н
н
с
О
С
С
Винипласт легко поддается механической обработке: его можно резать,
обтачивать, строгать, фрезеровать и т. д. При нагревай ни он размягчается н
может принимать любую форму.
Винипласт хорошо склеивается и сваривается. Прочность сварного шва
достигает 80—85% от прочности материала. Для сварки винипласта сваривае-
мые участки нагревают до температуры вязкого течения материала (170—200 °C).
Сварку можно производить при помощи сварочного прутка; для нагрева часто
используется струя горячего воздуха (подогретого до температуры выше 200°C).
Винипластовую пленку можно сваривать токами высокой частоты.
Для склеивания винипласта чаще всего используется перхлорвнннловый
клей, представляющий собой раствор перхлорвиннловой смолы в смеси органи-
ческих растворителей.
Винипласт обладает высокой химической стойкостью.
Химическая стойкость винипласта
Данные о химической стойкости винипласта приведены в таблице.
Ниже приводятся наиболее важные жесткие поливинилхлоридные мате-
риалы, выпускаемые промышленностью.
Листы из непл нотифицирован и ого поливинилхлорида (винипласт листовой)
(ГОСТ 9639—71). Изготавливается прессованием пленок или экструзией
57
Применяется в химической, строительной, автомобильной, фотоэлектропромыш-
ленности и других областях народного хозяйства. Рабочие температуры эксплуа-
тации от 0 до 60 °C. В тех случаях, когда листы винипласта ие подвергаются
механическим воздействием (удар, вибрация и т. д.), его можно эксплуатиро-
вать при —50 °C. При обработке листов возможно возникновение электростати-
ческого заряда.
Выпускается следующих марок:
ВН — листы непрозрачные, неокрашенные или окрашенные; изготавливаются
прессованием;
ВНЭ — листы неокрашенные или окрашенные; изготавливаются экструзией;
ВП — листы прозрачные, бесцветные или окрашенные; изготавливаются прес-
сованием или экструзией;
ВД — листы декоративные, однотонные, изготавливаются прессованием или
экструзией; применяются в качестве облицовочного материала.
Размеры выпускаемых листов: длина не меиее 1300 мм; ширина не менее
500 мм; толщина листов марки ВН — от 1 до^ 20 мм, марки ВНЭ и ВП — от 1
до 5 мм и марки ВД —от 1,5 до 3 мм.
Требования к винипласту листовому приведены в таблице.
Физико-механические свойства винипласта
Показатели Марки
ВН ВНЭ ВП ВД
Предел текучести прн рас-
тяжении, кгс/см2, не ме-
нее .....................
Относительное удлинение
при разрыве, %, не ме-
нее .....................
Ударная вязкость*без над-
реза*, кгс - см/см2
при 0 °C.................
> при 20 °C.........
Теплостойкость по Вика,
°C, не ниже..............
Изменение размеров при
нагревании, %, не более
Монолитность.............
550
15
500
10
Не разру-
шается
Не определяется
85
Без пузырей
и расслаи-
вания
85
Не
8
Не опре-
деляется
500
10
определяется
Не разру-
шается
70
550
15
Не опреде-
ляется
75
Без пузырей и
расслаивания
• Ударная вязкость для листов толщиной менее 5 мм не определяется.
Гранулы на основе поливинилхлорида для изготовления труб типа ПВХ-60
(ТУ 6-01-801—73). Гранулят представляет собой композицию, полученную сме-
шением и последующим гранулированием 100 вес. ч. ПВХ-С63Ж, 1,3—1,5 вес. ч.
двухосновного стеарата свинца, 1,5—2,0 вес. ч. трехосновного сульфата свинца,
0,3—0,5 вес. ч. стеарата кальция и 5 вес. ч. стеарина. Гранулят перерабатывают
в трубы методом экструзии.
Гранулы для соединительных деталей к трубопроводам (ТУ 6-01-812—73)
предназначены для переработки методом литья под давлением в фасонные
детали к трубопроводам различного назначения.
58
Гранулы для труб и соединительных деталей к ним должны удовлетворять
следующим требованиям:
ТУ 6-01-801—73 ТУ 6-01-812—73
Внешний вид
Показатель текучести рас-
плава, г/10 мнн, не менее . .
Предел текучести при растя-
жении, кгс/см2, не менее . .
Относительное удлинение при
разрыве, %, не менее . . .
Ударная вязкость с надрезом
при 20 °C, кгс/см2, не менее
Теплостойкость по Вика, °C,
не меиее ...................
Термостабильность, мин,
не менее....................
Длина потока в спиральной
форме, мм...................
Гранулы цилиндрической или чече-
вицеобразной формы диаметром
4—6 мм н длиной 2—5 мм, без
порошкообразных и инородных
включений
3-15 7
450 450
20 20
2 2
70 -
60 80
- 160
Вииипластовые трубы выпускаются в соответствии с нормалями машино-
строения (МН 1427—61) легкого типа Л, среднего С и тяжелого Т Исполь-
зуются главным образом в химической промышленности для работы в агрессив-
ных средах при температурах от 0 до 40 °C. Трубы выпускаются длиной 5,6 и 8 м.
По нормали МН 1427—61 выпускаются также толстостенные поливинил-
хлоридные трубы для высоковольтных разрядников, которые изготавливаются
выдавливанием на гидравлических прессах. Трубчатые разрядники выпускаются
с наружным диаметром 47 и 57 мм и внутренннми диаметрами соответственно
11 н 14 мм.
Требования к трубам приведены в таблице.
Сортамент труб по нормали МН 1427—61
Условное давление, кгсусм2 Условный проход, мм Наружный диаметр, мм Толщина стенки, мм Масса 1 м трубы, кг
яоминаль' ный допустимые отклоне* НИЯ номиналь- ная допустимые отклоне- ния
10 6 10 +0,5 1,6 +0,4 0,067
6 8 12 +0,5 1,6 +0,4 0,083
10 8 12 +0,5 1,8 +0,4 0,090
6 10 16 +0,6 1,6 +0,4 0,115
10 10 16 +0,6 1.8 +0,4 0,126
2,5 15 20 +0,6 1,6 +0,4 0,146
6 15 20 +0,6 1,8 +0,4 0,160
10 15 20 +0,6 2,0 + 0,4 0,175
2,5 20 25 + 0,7 1.6 +0,4 0,186
6 20 25 +0.7 1,8 +0,4 0,205
10 20 25 +0,7 2,0 +0,4 0,224
2,5 25 32 +0,8 1,8 + 0,4 0,267
6 25 32 4-0,8 2,0 +0.4 0,292
59
Продолжение
Условное давление, кге/i м2 Условный проход, мм Наружный диаметр, мм Толщина стенки, мм Масса 1 м трубы, кг
номиналь- ный допустимые отклоне- ния номкналь* Кая допустимые отклоне- ния
10 25 32 +0,8 2,5 +0,5 0,359
2,3 32 40 +0,9 1,8 +0,4 0,339
6 32 40 +0,9 2,0 +0,4 0,370
10 32 40 4-0,9 3,1 +0,5 0,546
2,5 40 50 +1» 1 2,0 +0.4 0,468
6 40 50 +1,1 2,4 +0,5 0,557
10 40 50 +1.1 3,9 +0,6 0,856
2,5 50 63 + 1,3 2,2 +0,4 0,647
6 50 63 + L3 3,о +0,5 0,863
10 50 63 + 1,3 4,9 +0,7 1,350
2,5 70 75 + 1,5 2,5 +0,5 0,883
6 70 75 + 1,5 3,6 +0,6 1,230
10 70 75 +1,5 5,8 +0,8 1,900
2,5 80 90 +1*7 2,8 +0,5 1,180
6 '80 90 + 1.7 4,3 +0,7 1,760
10 80 90 + 1,7 7,0 +0.9 2,730
2,5 100 но +2,0 3,2 +0,5 1,630
6 100 но +2,0 5,3 +0,8 2,640
10 100 по +2,0 8,5 +1,1 4,060
2,5 125 140 + 2,4 4,0 +0,6 2,590
6 125 140 +2,4 6,7 +0,9 4,210
10 125 140 +2,4 10,8 + 1,3 6,540
2,5 150 160 +2,7 4,0 +0,6 2,960
6 150 160 +2,7 7,7 +1,0 5,540
10 150 160 +2,7 12,4 + 1,5 8,570
Пленка винипластовая калаидрованиая (ГОСТ 16398—70). Выпускается
двух марок:
КПО— общего назначения; применяется как изоляционный антикоррозион-
ный материал, стойкий к кислотам и щелочам, и для других целей;
КПС — специального назначения; применяется для изготовления тары для
упаковки изделий бытовой химии
Пленка выпускается в виде рулонов и листов длиной 1000 м, шириной 600—
900 мм и толщиной (в мм):
Марка КПО
Марка КПС
0,40+0,05
0,45+0,05
0,50 + 0,05
0,60+0,10
0,70 ± 0,10
0,80+0,10
0,90 ±0,10
1,00±0,10
0,10±0,01
0,20+0,02
0,30 ±0,03
0,40 ±0,04
0,50 ±0,05
0,60±0,10
0,70 ±0,10
Требования к пленке приведены в таблице.
Пленка винипластовая перфорированная и перфорированно-гофрированная
(ГОСТ 15976—70). Предназначается для сепарации в химических источниках
тока, в качестве коррозионно-стойкого материала и для других технических
целей Рабочие температуры эксплуатации от — 50 до + 60 °C Эксплуатация
материала при минусовых температурах возможна в отсутствие механических
воздействий (удар, вибрация и т. д.).
60
Физико-мехаиические свойства пленки
Показатели
Марка КПО
Марка КПС
Внешний вид
поверхность
цвет
Гладкая или шерохова- Гладкая, без разрывов,
тая без разрывов, отверстий и трещин
отверстий, трещин
Допускаются неметаллические включения диа-
метром до 1 мм в количестве не более 5 шт.
на 1 дм2 для марки КПО и 2 шт. на 1 дм2 для
марки КПС
Натуральный. Допу- Белый
Разрушающее напряжение
при растяжении, кгс/см2,
не менее
Относительное удлинение
при разрыве, %, не ме-
нее
Хрупкость при однократ-
ном изгибе пленки на
180° в двух взаимно
перпендикулярных на-
правлениях при 20±2°С
Усадка, %, не более
скается разнотонность
в пределах одного ли-
ста
400
30
450
30
Отсутствие изломов я трещин. Допускается побе-
ление в месте перегиба
Птеика выпускается трех марок:
ПП — пленка перфорированная, сплошной и частичной перфорации;
ПГО — пленка перфорированно-гофрированная общего назначения;
ПГС — пленка перфорированно-гофрированная специального назиачеиия.
Пленка должна удовлетворять следующим требованиям:
Ширина, мм............................
Предельное отклонение от номинальной
ширины, мм .................... . , . .
Толщина исходной пленки, каландрован-
ной, мм ..............................
₽,иаметр отверстий, мм ........... . .
асстояние между центрами отверстий
(для негофрированной пленки), мм
по длине .........................
по ширине.........................
Высота гофра, мм......................
Предельное отклонение от номинальной
высоты гофра, мм......................
Шаг гофра, мм.........................
ПП
400-750
±10
0,45 ±0,05
2,8 ±0,1
Марки
ПГО
400-600
±10
0,45±0,05
2,8 ±0,1
3,1 ±0,2
3,6±0,2
1,0-2,5
±0,15
4; $ 6
ПГС
400-600
±10
0,35 ±0,05
2,8 ±0,1
3,1 ±0,2
3,6±0,2
0,75
±0,15
5
Винипласт УВ-10 (материал поливинилхлоридный иепластифицированный
в гранулах для литья и экструзии) (ТУ 6-01-737—72). Предназначен для изго-
товления комплектующих изделий для автомобиля.
61
Должен удовлетворять следующим требованиям:
Внешний вид..............
Разрушающее напряжение
при растяжении, кгс/см2,
не меиее ...................
Ударная вязкость, кгс • см/см2,
не менее ...................
Теплостойкость при нагрузке
18,5 кгс/см2, не менее . . .
Г ранулы белого и черного цвета
размером 2—6 м, форма которых
обеспечивает хорошую сыпучесть
при переработке. Материал в ли-
стах должен быть однородным
по цвету, с гладкой поверхностью,
не содержать пор и посторонних
включений
350
10,0
55,0
Винипласт гранулированный марки «Ластовин» (ТУ 6-01-645—71). Предна-
значен для переработки методом экструзии с раздувом в объемную тару для
упаковки товаров бытовой химии.
Должен удовлетворять следующим требованиям:
Внешний вид...................
Предел текучести при растяжении,
кгс/см2, не менее................
Относительное удлинение при раз-
рыве, %, не менее ...............
Ударная вязкость с надрезом при
20°C, кгс'см/см2, не менее . . .
Теплостойкость по Вика, °C, не ниже
Коэффициент интегрального свето-
пропускания (для прозрачного
винипласта), %, не менее . . . .
Г ранулы без подгаров, по-
сторонних включений и пор;
прозрачные (желтоватые,
голубовато-зеленые или ро-
зовые), непрозрачные (белые
или окрашенные в любой
цвет)
450
20
6,0
65
60
Пленка поливинилхлоридная для изготовления тары под пищевые продукты
(ТУ 6-01-739—72). Предназначена для изготовления методом пневмоформования
тары, которая используется для расфасовки жирных и пастообразных пищевых
продуктов в горячем и холодном состоянии (джемы, плавленые сыры н т п.).
Пленка выпускается шириной от 1000 до 1250 мм. толщиной от 0,40 до 0,60 мм,
полупрозрачная или непрозрачная, белая с желтоватым оттенком. Предел теку-
чести при растяжении не менее 400 кгс/см2, относительное удлинение при раз-
рыве не менее 10%.
Пленка поливинилхлоридная для изготовления бутылок под растительное
масло (ТУ 6-01-811—73). Предназначена для изготовления бутылок на линии
«Рено — Пак», используемых для расфасовки растительного масла. Выпускается
плотно намотанной иа шпулю. Толщина пленки 0,40 и 0,50 мм, ширина от 1000
до 1250 мм.
62
Пленка должна удовлетворять следующим требованиям:
Внешний вид.......................
Предел текучести при растяжении,
кгс/см2, не менее.................
Относительное удлинение при раз-
рыве, %, не менее.................
Ударная вязкость с надрезом,
кгс • см/см2, не мевее...........
Теплостойкость по Вика, °C ... .
Прозрачная с голубым оттен-
ком и гладкой поверхностью
450
20
10
70
Пенопласт плиточный марки ПВ-1 (МРТУ 6-05-1158—68). Легкий тепло-
и звукоизоляционный трудногорючий материал; получается путем нагревания
в присутствии газообразователя в герметичной пресс-форме до 160—170 °C при
давлении 250—300 кгс/см2. Кажущаяся плотность колеблется от 0,07 до
0,13 г/см3, коэффициент теплопроводности 0,036 ккал/(м-ч-°С). Плиты могут
эксплуатироваться при температурах от —60 до +60 °C. Применяются в каче-
стве легкого заполнителя и теплозвукоизоляционного материала в различных
конструкциях.
Кроме перечисленных выше наиболее многотоннажных жестких пластмасс
нз ПВХ производится значительное количество других жестких материалов и
изделий. Ассортимент их непрерывно расширяется. Выпускаются:
изделия профи льио-погоиажные из поливинилхлорида (МРТУ 6-05-1094—67) —
стержни, плинтусы и другие профильные изделия, используемые в строительстве
и как конструкционные антикоррозионные материалы;
поручни поливинилхлоридные (ГОСТ 13725—68);
сетка бытового назначения из жесткого ПВХ (ТУ 6-05-38—70);
винипласт листовой армированный (ТУ ОХК-П-133—65).
Из жестких поливинилхлоридных композиций, выпускаемых по ТУ 142—68
и ТУ 143—68, изготавливаются профили и полки для бытовых холодильников.
Вннипластовый сварочный пруток (МРТУ 6-05-1160—69) используется для
сварки винипластовых листов при помощи горячего воздуха при изготовлении
коррозионно-стойкой химической аппаратуры и тары, винипластовых вентиля-
ционных воздуховодов и т. п.
Выпускается ряд жестких (и полужестких) поливинилхлоридных пленок:
пленка поливинилхлоридная жесткая для тонких (гибких) граммофонных
пластинок (ТУ 6-05-1519—72);
пленка винипластовая полиграфическая (МРТУ 6-05-1068—67), которая при-
меняется для изготовления типографских матриц;
пленочные материалы (ОСТ 17-21—70 и ТУ 17-769—72), предназначенные
для изготовления кювет и Других приспособлений для фото- и кинопромыш-
ленности;
пленка полужесткая для упаковочных футляров (ТУ 20-16—70) и пленка
для упаковки инструментов автомобиля (изготовлена способом формования)
(ТУ 6-05-1316—70).
Мипластовые сепараторы (МРТУ 6-05*1185—69), представляющие собой
жесткие микропористые листы, которые получаются спеканием порошка эмуль-
сионного ПВХ при 220—380 °C. Используются в качестве разделителей анодных
и катодных пластин в аккумуляторных батареях.
МЯГКИЕ ПЛАСТМАССЫ НА ОСНОВЕ ПЛАСТИФИЦИРОВАННОГО
ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА (ПЛАСТИКАТЫ)
Эти пластмассы получаются смешением ПВХ с пластификаторами, которые
снижают температуры стеклования и вязкого течения материала, значительно
облегчая его перерабатываемость. С увеличением содержания пластификатора
повышается морозостойкость материала, возрастает относительное удлинение
при разрыве, но понижается механическая прочность, ухудшаются его
63
диэлектрические показатели. Недостатком пластифицированных пластмасс яв-
ляется способность пластификатора экстрагироваться или мигрировать из мате-
риала, вследствие чего материал со временем теряет первоначальную эластичность.
Ниже приведены некоторые физико-механические, теплофизические и элек-
трические показатели свойств пластифицированного ПВХ, содержащего 30—
40% пластификатора:
Разрушающее напряжение, кгс/см2
при растяжении...................
» сжатии....................
» статическом изгибе . . . .
Относительное удлинение при раз-.
р ы в е, Q/q «*••••> > • *
Модуль упругости при растяжении,
кгс/см2..........................
Удельная теплоемкость, ккал/(кг • °C)
Коэффициент теплопроводности,
ккал/(м • ч • °C)..............
Термический коэффициент линейного
расширения, 1/°С...............
Удельное объемное электрическое
сопротивление, Ом*см.............
Диэлектрическая проницаемость прн
50 Гц..........................
Тангенс угла диэлектрических по-
терь при 50 Гц...................
Электрическая прочность, кВ/мм < *
Водопоглощение за 24 ч, %
материалы на основе суспензи-
онного или блочного ПВХ . .
материалы на основе эмульсион-
ного ПВХ ........................
100-250
60-100
40-200
200-400
70—80
0,35
0,10
1 • Ю-4-2,5. 10~4
1 • 1О10— 1 • 10“
4,2-4,5
0,1
26-28
До 0,5
До 5
Легкость переработки пластифицированного ПВХ и комплекс его ценных
свойств обусловливают чрезвычайное разнообразие выпускаемых на его основе
материалов.
Наибольший удельный вес среди них занимают электротехнические мате-
риалы. Химическая промышленность выпускает широкий ассортимент кабельных
и изоляционных пластикатов различных рецептур в зависимости от их назна-
чения и условий эксплуатации. Пластикаты выпускаются в виде гранул или
ленты. Они наносятся на электропроводящий материал (проволока) экструзией
на специальных экструдерах, оснащенных соответствующими формующими эле-
ментами (кабельными головками).
Пластикат поливинилхлоридный для изоляции и защитных оболочек про-
водов и кабелей (ГОСТ 5960—72). Выпускаются пластикаты следующих типов:
И —изоляционный (И40-13, И50-13, И40-14, И50-14, И60-12);
ИТ — изоляционный термостойкий (ИТ-105);
ИО — изоляционный и для оболочек (ИО50-11, ИО45-12);
О-для оболочек (0-40, 0-50, 0-55, ОМБ-60, OHM-50, ОНЗ-40).
Поливинилхлоридная изоляция и защитные оболочки проводов и кабелей
в зависимости от марки пластиката и конструкции провода и кабеля могут
эксплуатироваться при температурах от —60 до + 70 °C, а изоляция из термо-
стойкого пластиката ИТ-105 —до 106°C.
В названиях марок пластиката две первые цифры, стоящие после обозначе-
ния типа пластиката, указывают его морозостойкость, а две последующие
цифры—порядок величины удельного объемного электрического сопротивления
при 20 °C. В обозначении марки ИТ-105 цифры указывают верхний предел ра-
бочих температур; ОМБ — пластикат, предназначенный для маслобензостойких
оболочек; ОНМ — для оболочек с низкой миграцией пластификатора в поли-
этилен; ОНЗ — пластикат для оболочек со слабым запахом. В обозначении
64
Зак 270
Физико-механические, теплофизические и электрические свойства изоляционных пластикатов
(ГОСТ 5960—72)
Показатели И40-13 И50-13 И40-14 И50-14 И60-12 и ИТ-105
Внешний вид.............................
Плотность, г/см3........................
Разрушающее напряжение при растяжении,
кгс/см2, не менее........................
Относительное удлинение при разрыве, %,
не менее ................................
Твердость, кгс/см2, не менее
при 20 °C...............................
» 70 °C.....................................
Теплостойкость, °C, не менее...............
Термостойкость (потери массы при 160 °C
в течение 6 ч), °/о, не более..............
Морозостойкость, °C, не выше...............
Удельное объемное электрическое сопротив-
ление, Ом см, не менее
при 20 °C..............................
» 70 °C...............................
Горючесть, с, ие более.....................
Водопог лощение, %, не более...............
Светостойкость при 70 °C, ч, не менее . . . .
Цветостойкость в везерометре при 70 °C, ч,
ие менее...................................
Однородный материал без посторонних включений н загрязнении
1,28—1,34
180
200
20
180
—40
1 • 1013
2* 10i0
60
1000
руется
200
200
60
190
-50
1 • I013
5- 1010
60
1000
96
180
180
100
200
200
300
15
Не норми-
руется
То же
Не нормируется
-40
1 • 10й
1 • 1012
60
170
-50
' 3,0
-60
1,23-1,26
140
10
Не норми-
руется
175
40
1 • 10й
1 • 1012
60
Не нормируется
1000
- 1000
1 • 1012
1 • Ю10
Не норми-
руется
1000
96
1 • 1013
Не опреде-
ляется
60
1000
96
пластиката указывается также его цвет, например ОМБ-60 черный
(ГОСТ 5960—72). Предусматривается выпуск неокрашенных или окрашенных
пластикатов со строго определенной гаммой цветов. Показатели свойств изоля-
ционных пластикатов приведены в таблице.
Кроме приведенных в таблице показателей к некоторым маркам изоляцион-
ного пластиката предъявляется ряд дополнительных требований. Так, пластикат
марки ИТ-105 должен обладать удельным объемным электросопротивлением
при 105 °C не менее 1-1010 Ом-см. После выдержки при 136 °C в течение 7 сут-
ок должен сохранять относительное удлинение при разрыве не менее 90%,
а после выдержки в бензине при 20 °C и в масле при 120 °C в течение 48 ч —
не менее 40%. Пластикат ИТ-105 должен иметь электрическую прочность не
менее 30 кВ/мм и твердость при 105 °C не менее 3 кгс/см2.
Пластикат И60-12 имеет коэффициент жесткости 0,65 Ои сохраняет не
менее 60% разрушающего напряжения при растяжении после выдержки в бен-
зине при 20 °C и в масле при 100 °C в течение 24 ч и относительное удлинение
при разрыве после выдержки в бензине при 20 °C в течение 24 ч — не ме-
нее 60%.
Показатели свойств кабельных пластикатов для оболочек приведены в таб-
лице на стр. 67.
Кроме показателей, приведенных в таблице, к некоторым маркам кабельных
пластикатов для оболочек предъявляются дополнительные требования. Так,
пластикат марки ОМБ-60 должен сохранять не менее 95% разрушающего на-
пряжения при растяжении после выдержки в течение 24 ч в бензине при 20 °C
и в масле при 100 °C. Он должен сохранять 90% - ное относительное удлинение
при разрыве после выдержки в бензине при 20 °C в течение 24 ч и 65%-иое
после выдержки в масле при 100 °C в течение 24 ч.
Пластикаты для изоляции и защитных оболочек проводов и кабелей имеют
следующий цвет:
И40-13— белый, черный, серый, светло-синий, голубой, красный, розовый,
оранжевый, коричневый, желтый, зеленый, фиолетовый;
И50-13 — синий, зеленый;
И40-14 — белый, черный, серый, голубой, синий, красный, розовый, оранже-
вый, коричневый, желтый, зеленый, темно-зеленый, фиолетовый;
И50-14— белый, черный, серый, голубой, синий, красный, розовый, оранже-
вый, коричневый, желтый, зеленый, темио-зелеиый, фиолетовый;
И60-12— белый, черный, серый, голубой, синий, красный, розовый, оранже-
вый, коричневый, желтый, зеленый, темно-зеленый, фиолетовый;
ИТ-105 — желтый, оранжевый, бордо, зеленый, синий, коричневый, черный,
серый, розовый;
ИО50-11— неокрашенный, черный, коричневый, голубой, синий, зеленый, се-
рый, цвета слоновой кости, красный;
ИО45-12 — неокрашенный, черный, цвета слоновой кости, коричневый, голу-
бой, синий, зеленый, красный, серый;
0-40 — черный, синий;
0-50, 0-55, ОМБ-60, ОНМ-50 и ОНЗ-40 —черный.
Лента поливинилхлоридная электроизоляционная (ГОСТ 16214—70). Изго-
тавливается на основе светотермостойкого изоляционного пластиката с нанесе-
нием на одну сторону липкого слоя Предназначена для ремонта и сращивания
электрических кабелей с неметаллическими оболочками Рабочие температуры
эксплуатации в статическом состоянии от — 50 до + 50 °C. Обладает самоза-
тухающими свойствами. Разрушающее напряжение при растяжении не менее
140 Кгс/см2, относительное удлинение при разрыве не менее 190% и удельное
объемное электрическое сопротивление при 20°С не менее НО12 Ом*см. Лента
выпускается различной толщины (от 0,20 до 0,45 мм) и ширины (от 15 до
50 мм), разного цвета* натурального, белого, черного, серого, светло-синего,
голубого, фиолетового, красного, розового, оранжевого, коричневого, желтого,
зеленого
Ленты из поливинилхлоридного пластиката (ГОСТ 17617—72). Предназна-
чены для защиты и дополнительной изоляции проводов и кабелей Рабочие
температуры эксплуатации в статическом состоянии от —60 до +70°C. Ленты
выпускаются двух марок: ЛВ-40 (морозостойкость — 40 °C) и ЛВ-50
56
co
*
Физико-мехаиические, теплофизические и электрические свойства кабельных пластикатов для оболочек
(ГОСТ 5960—72)
Показатели
Внешний вид......................
Плотность, г/см3.................
Разрушающее напряжение прн рас-
тяжении, кгс/см2, не менее . , .
Относительное удлинение при раз-
рыве, %, не менее...............
Сопротивление раздиру при 20 °C,
кгс/см2, не менее................
Твердость, кгс/см2, не более
при 20 °C.....................
» 70 °C......................
Теплостойкость, °C, не ниже . . . .
Термостойкость (потери массы при
160 °C в течение 6 ч), %, не бо-
лее ...........................
Морозостойкость, °C, не выше . . .
Удельное объемное электрическое
сопротивление при 20 °C, Ом • см,
не менее .........................
Горючесть, с, не более...........
Водопоглощение, °/о> не более . . .
Светостойкость при 70 °C, ч, не ме-
нее .............................
Цветостойкость в везерометре при
70 °C, ч, не менее.............
И050-11
И045-12
0-40
0-55
ОМБ-60
ОНМ-50
ОН 3-40
Не нормируется
Однородный материал без посторонних включений и
Не нормируется
загрязнений
1,28-1,29
ПО НО 140 160 ПО 120
350 350 280 280
Не нормируется
11 8,5
Не нормируется
То же
3,0
—50
3,0
5- 10й 1 • 1012
60 60
Не нормируется
1000
96
1000
96
75
350 400
13
8
170
3,0
-40
1 • 1010
60
0,2
1500
96
Не норми-
руется
То же
175
3,0
—50
1 - 1010
60
0,3
2000
96
Не норми-
руется
10
6,5
Не норми-
руется
3,0
-55
1 -1010
60
Не норми-
руется
2000
96
40
7
4
175
3,0
-60
120
350
60
9
5
210
3,о
-50
140
300
Не норми
руется
13
6
175
3,0
—40
1 - 109
60
0,5
2000
96
1 . ю10
60
0,2
1500
96
1 • 10!2
60
0,2
2000
96
(морозостойкость —50 °С)(. Они могут быть неокрашенными или окрашенными в
белый, желтый, оранжевый, красный, голубой, зеленый, коричневый, фиолетовый,
черный и серый цвет.
Ленты должны удовлетворять следующим требованиям:
Толщина, мм.......................
Ширина, мм.......................
Длина, м, не менее................
Удельное объемное электрическое
сопротивление, Ом-см, не менее
при 20 °C.......................
» 70 °C......................
От 0,65 до 1,50
От 10 до 105
5
1 * Ю12 (для марки ЛВ-40)
и 1 • Ю10 (для марки ЛВ-50)
1 • 10i0 (для марки ЛВ-40)
и 1 • 109 (для марки ЛВ-50)
Электрическая прочность, кВ, не ме-
нбе
при 20 °C..................
после выдержки в течение 48 ч
при 105 °C................
после выдержки в течениц 2 ч
при —60 °C..................
15
10
10
Трубка поливинилхлоридная изоляционная (ТУ 6-05-1497—72) служит для
внешней защиты отдельных групп изолированных электропроводов.
Пластикат поливинилхлоридный для изоляции и оболочек телефонных
шнуров (ТУ 6-01-794—73). Выпускается в виде гранул двух марок:
ИМТ— для изоляции телефонных шнуров (желтый, красный, зеленый, ко-
ричневый, черный и синий);
ОМТ — для оболочек телефонных шнуров (черный, слоновой кости, темно-
серый, светло-серый, темно-зеленый, светло-зеленый и голубой).
Пластикат должен удовлетворять следующим требованиям:
Марка ИМТ Марка ОМТ
Разрушающее напряжение прн растяже-
нии, кгс/см2, не менее.................... 140 120
Относительное удлинение при разрыве,
%, не менее................................ 250 300
Удельное объемное электросопротивление
при 20 °C, Ом • см, не меиее........... 1 • Ю13 1 • 1012
Морозостойкость, °C. не выше........... —50 —60
Значительный удельный вес среди выпускаемых промышленностью поли-
винилхлоридных пластикатов имеют пластифицированные пленки различного
назначения и листовой пластикат. Ниже приведены некоторые наиболее важные
материалы этой группы.
Пленка поливинилхлоридная пластифицированная техническая (ГОСТ
16272—70). В зависимости от назначения выпускается следующих марок:
В (бывшая В-118)—упаковочная пленка для консервации машин, механиз-
мов, авиационных изделий и т. п.;
М-40 (бывшая 230)—морозостойкая пленка для упаковки различных про-
мышленных изделий;
М-50 (бывшая 1171)—морозостойкая пленкд для изготовления сигнальных
флажков и других целей;
Э (бывшая эластичная)—эластичная пленка для покрытия валиков вы-
тяжных аппаратов прядильных машин;
С — светостойкая прозрачная пленка для различных культивационных со-
оружений в сельском хозяйстве и других технических целей. ч
Пленки можно сваривать и склеивать.
68
Пленки выпускаются следующих размеров:
М-40
Ширина, м,
не менее
Длина, м/
не менее
Толщина, мм
700
5
0,23 ±0,04
0,15±0,03
1200
5
0,23±0,04
0,13 ±0,03
Марки
М-50
1200
5
0,25±0,05
э
1200
4
0,30 ±0,05
С
1200
20
0,15 ±0,03
в
Показатели поливинилхлоридной пластифицированной пленки приведены
в таблице.
Пленка поливинилхлоридная светотехническая мягкая (ГОСТ 12779—67).
Предназначена для изготовления рассеивателей (абажуров) светильников. Вы-
пускается трех групп, различающихся степенью рассеивания света Первая
группа имеет степень рассеивания света 0,30 ± 0,10; вторая — 0,50 ± 0,10;
третья — 0,70 ±0,10
Показатель поглощения света для всех трех групп не более 0,25. Ширина
выпускаемой пленки не менее 800 мм, толщина — 0,15 ± 0,02 мм.
Пленка поливинилхлоридная пластифицированная для галантерейных изде-
лий (ГОСТ 9998—62). Выпускается четырех видов: I—для верха (гладкие и
тисненые), II—для верха и подкладки (с печатным рисунком), III — для под-
кладки, IV — для верха.
Пленка должна удовлетворять следующим требованиям:
Толщина, мм................
Ширина, мм ...............
Разрушающее напряжение
при растяжении, кгс/мм2,
не менее .................
Относительное удлинение при
разрыве, %, не менее . . .
Морозостойкость, °C, не выще
I П ш
0,5-0,7 0,3-0,7 0,2-0,5
650— 1000 550— 1000 650—1000
0,7 0,6 0,5
ПО 100 80
—25 —25 —25
IV
0,3—0,6
60
-20
Пленки не должны быть липкими и иметь неприятный запах.
Выпускаются также пленки воздухонепроницаемые поливинилхлоридные для
надувных водоплавающих игрушек (ОСТ 17-10—70) и пленки поливинилхлорид-
ные декоративно-хозяйственные (ТУ 17-552—70).
Из листовых пластикатных материалов наиболее многотоннажным яв-
ляется пластикат поливинилхлоридный прокладочный (ГОСТ 18269—72), Он
предназначен для использования в качестве химически стойкого прокладочного
и герметизирующего материала и для других технических целей Рабочие тем-
пературы эксплуатации от —30 до +70 °C. Прокладочный пластикат выпу-
скается двух марок: ППВ — получаемый вальцеванием, ПП-КЭ — получаемый
каландрованием или экструзией. Пластикат обеих марок может производиться
окрашенным и неокрашенным Он выпускается в виде листов толщиной от 1
до 5 мм, шириной не менее 600 мм и длиной не менее 800 мм. Кроме того,
пластикат ПП-КЭ может выпускаться в виде рулонов той же ширины, но тол-
щиной от 0,5 до 3 мм. Прокладочный пластикат должен обладать гладкой
однородной поверхностью и следующими физико-механическими свойствами:
Марка ПП-В Марка ПП-КЭ
Разрушающее напряжение прн ра-
стяжении, кгс/см2, не менее . . . 100 150
Относительное удлинение при раз-
рыве, %, не менее ....... 160 200
Температура разложения, °C,
не ниже.................. —180 —180
Морозостойкость, °C, не выше . . . —30 —30
Усадка, %, не более .............. 1 1
69
Свойства поливинилхлорипной пластифицированной технической пленки (ГОСТ 16272—70)
Показатели В М-40
М-50
Внешний вид
поверхность ............................
цвет..............................
Разрушающее напряжение при растяже-
нии, кгс/см2, не менее
в продольном направлении .........
в поперечном направлении..........
Относительное удлинение при разрыве,
%, не менее ..........................
Напряжение при относительном 100%-ном
удлинении, кгс/см2 ...................
Остаточное относительное удлинение, °/о,
не более .............................
Морозостойкость, °C
при изгибе..............................
в статическом состоянии ...........
Водопоглощеине за 24 ч, мг/см2, не более
Маслостойкость при изгибе образца на
180°.................................
Светопрозрачность, %, не менее...........
Гладкая однородная с ровно обрезанными краями. Допускается незначитель-
ные шероховатость и матовость, мелкие пузырьки, «гелнки» диаметром ле
более 1 мм, не образующие сквозных отверстий при изгибе пленки на 180°
по месту включения
Натуральный
120
100
140
Не
Желтый, красный Светло-голубой
Натуральный
140
120
200
120
100
200
Не определяется
То же
140
120
200
Не определяется
То же
—40
-50
Отсутствие трешин
Не определяется
25-45
10
Не определяется
То же
Не опреде-
ляется
То же
1.5
Не определяется
80
Выпускаются:
пластикат листовой прозрачный (ТУ 6-05-1373—70);
пластикат декоративный (ТУ 6-05-49—71);
пластикат рулонный (СТУ ЛСНХ 30-12016—61) для защитной техники прн
работе с радиоактивными веществами, хорошо очищается от радиоактивных
загрязнений;
пластикат для различных профильных изделий (СТУ 9-222—62).
На основе поливинилхлоридного пластиката выпускаются медицинская
клеенка и ряд других материалов.
Искусственная кожа из пластифицированного
поливинилхлорида
Одним из основных потребителей пластифицированного ПВХ является про-
мышленность искусственных кож. Ниже перечислены наиболее многотоннажные
виды искусственных кож.
Кожа искусственная на тканевой основе с поливинилхлоридным покры-
тием— винилискожа галантерейная (ГОСТ 11107—64). Представляет собой
ткань, на одну сторону которой нанесено поливинилхлоридное покрытие с на-
полнителями и пластификаторами. Выпускается матовой или блестящей, различ-
ных цветов или с печатным рисунком.
Кожа искусственная на тканевой основе с поливинилхлоридным покрытием
(винилискожа) обивочная (ГОСТ 11598—65). Применяется для обивки мягких
сидений автомашин, сельскохозяйственных.
Кожа искусственная на тканевой основе с пористым поливинилхлоридным
покрытием (винилискожа) облицовочная (ГОСТ 15889—70).
Шарголин (ГОСТ 9277—59) для производства обуви.
Кроме того, иа основе пластифицированного поливинилхлорида выпускаются
цельнолнтные женские сапожки, черные и цветные (ТУ 38-106108—70) Для
литья таких сапожек используется пластикат в виде гранул, выпускающийся
по специальной рецептуре (ТУ 6-01-722—72). Для изготовления низа обуви
применяется гранулированный поливинилхлоридный пластикат (ТУ 6-05-1341—70).
Линолеум из пластифицированного поливинилхлорида
Значительное количество пластифицированного ПВХ перерабатывается в
линолеум, который применяется для покрытия полов в общественных и жилых
зданиях, в железнодорожных вагонах, метро и т, д Прн изготовлении лино-
леума в ПВХ вводятся различные наполнители, пигменты и другие добавки.
Линолеум выпускается в виде рулонов или плиток.
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой основе (ГОСТ 7251—66).
Линолеум поливинилхлоридный на теплозвукоизолирующей основе (ГОСТ
18108—72).
Линолеум поливинилхлоридный многослойный (ГОСТ 14632—69).
Плитки для полов поливинилхлоридные (ГОСТ 16475—70).
Поливинилхлоридные материалы, используемые
в производстве автомобилей
Большое количество ПВХ используется в автомобилестроении. Так, в каж-
дом автомобиле ВАЗ («Жигули») используется 18 кг поливинилхлоридных
(преимущественно пластифицированных) материалов и изделий, что составляет
примерно половину всех пластических масс в конструкции автомобиля. Кроме
того, ряд поливинилхлоридных материалов используется в технологическом
процессе производства автомобиля и прн его обслуживании (т. е. не входит
в его конструкцию).
Ниже перечислены поливинилхлоридные материалы, применяемые в произ-
водстве автомобиля ВАЗ (они могут использоваться в производстве и других
•автомобилей, а также в судостроении, авиастроении, машиностроении и т. п.)*
71
Наименование материала и его назначение
Материалы и изделия, входящие
в конструкцию автомобиля
Пластикат поливинилхлоридный в гранулах ма-
рок ПВ-1, ПБ-1, ПБ-2, ПА-1 для изготовления
водостойких, бевзостойких и антифризостойких
гибких трубок
Трубопроводы гибкие поливинилхлоридные и из-
делия из них для автомобиля
Пластикат поливинилхлоридный в гранулах элект-
роизоляционный марок Т-50, Э-40-1 для изго-
товления изоляции проводов и изолирующих
трубок
Пластикат поливинилхлоридный в гранулах
марки ПДФ-1 для фероэласта, предназначен-
ного для изготовления высоковольтных прово-
дов зажигания
Пластикат поливинилхлоридный в гранулах
марок В-50М, В-60М, В-70М, В-80М, В-90М,
В-90М-1 для изготовления ряда изделий (про-
фили, изолирующие трубки, прокладки, буфер
бампера, подлокотники и др.) литьем под дав-
лением н экструзией
Профили поливинилхлоридные для автомобиля
Пленка поливинилхлоридная марок 0,4 (для кан-
тов, сумок и обивок дверей), 0,4Т (для обивки
потолка салона автомобиля и для противосол-
нечного козырька), R (для водонепроницаемых
прокладок)
Ударопрочный винипласт марки УВ-10 (жесткий)
для окантовки полки панели приборов и изго-
товления держателей ванн электрофореза
Пленка поливинилхлоридная пластифицированная
марки Б-1 для изготовления бачка стеклоомы-
вателя
Коврик багажника автомобиля из поливинилхло-
ридного пластиката
Пленка поливинилхлоридная марки ППМ-18 для
подложки в декоративных профилях (молдингах)
Пластизоль Д-1А для изготовления деталей
фильтрующего элемента воздушного фильтра
и для крышек фильтрующего элемента
Пластизоль Д-7А для изготовления фильтрую-
щего элемента масляного фильтра
Пластизоль Д-4А для герметизации сварных
швов внутренних зон кузова
Пластизоль Д-5А для герметизации сварных
швов внешних зон кузова
Пластизоль Д-11А для защиты днища кузова
ТУ
6-01-630-71
6-05-1498-72
6-01-631—71
6-01-653—72
6-01-629-71
6-05-1404—72
6-05-1630—73
6-01-737—72
6-01-628-71
6-01-769-73
В стадии
разработки
6-01-385-69
6-01-749-72
6-01-680-72
6-01-428-70
6-01-538-70
Материалы, используемые
в производстве и обслуживании
автомобиля (не входящие
в его конструкцию)
Пластикат поливинилхлоридный листовой марки
ПХ-2 для футеровки гальванических ванн
Пластикат марки ПАТ-1 поливинилхлоридный
в гранулах для армированных трубок, приме-
няемых прн техническом обслуживании авто-
мобиля
В стадии
разработки
6-01-238-70
Продолжение
'Трубки поливинилхлоридные двухслойные арми-
рованные для подачи чюд давлением или без
давления воды и минеральных масел к станкам
станции обслуживания автомобиля
Пластикат ТЭФ-18 поливинилхлоридный в гра-
нулах для изолирующих трубок электродов
ванн электрофореза
Пластизоль Д-2А для защиты подвесок гальва-
нических ванн
Пластизоль Д-9А для защиты подвесок конвей-
ера
Пластизоль для защитных перчаток
Пленка поливинилхлоридная для упаковки инст-
румента для ремонта автомобиля
6-05-1439—71
6-01-271—71
6-01-681-72
6-01-679-72
В стадии
разработки
6-05-1316-70
Поливинилхлоридные пасты
Пластизоли — это дисперсия ПВХ и различных твердых добавок (стабили-
заторов, пигментов, наполнителей и др.) в пластификаторе.
Органозоли помимо названных добавок содержат еще и органический рас-
творитель или разбавитель для снижения вязкости пасты.
Ригизоли — пасты со сравнительно малым содержанием пластификатора
(~20 вес. ч. на 100 вес. ч. ПВХ), которые используются для получения полу-
жестких изделий. Основное требование к пастам —• сохранение подвижности
(текучести) в течение времени, необходимого для их транспортировки к месту
использования и хранения.
Пластизоли, используемые в производстве автомобиля, выпускаются под
общим названием «диплазоли» и относятся к категории товарных пластизолей.
Они изготавливаются на специализированных предприятиях и поставляются
потребителем в готовом для использования виде. Поэтому они должны обла-
дать достаточной «живучестью» — их вязкость не должна значительно возра-
стать при транспортировке и хранении.
Исходные свойства пластизоля определяются его назначением и способом
переработки. Наиболее важные показатели свойств некоторых марок товарных
пластизолей приведены в таблице.
Свойства товарных пластизолей некоторых марок
Показа гели
Плотность, г/см3, не более
Вязкость на вискозиметре
Брукфельда при 25 °C,
сП.....................
Разрушающее напряжение
при растяжении (пла-
стиката), кгс/см2, не ме-
Й0 0 , • V t е f 4 е
Относительное удлинение
при разрыве (пластика-
та), %, не менее , . . .
1,3 —
3 000-6 000 7 500—12 500
70 80
— 300
1,4
80 000—
-110 000
20 (120 °C,
30 мин)
70 (120 °C,
30 мин)
1,6
180 000-
-250 000
№
10
50
73
5
Продолжение
Показатели
Д-ПА
Плотность, г/см3, не более
Вязкость на вискозиметре
Брукфельда прн 25 °C,
сП......................
Разрушающее напряжение
прн растяжении (пла-
стиката), кгс/см2, не ме-
нее ...................
Относительное удлинение
при разрыве (пластика-
та), %, не менее . . . .
1,3
11 000—20 000
9 500—17 500
1,7
65 000—100000
50
250
Товарные пластизоли представляют собой дисперсии эмульсионного ПВХ
специальных марок, стабилизатора, пигмента я других компонентов в пласти-
фикаторе. «Живучесть» пластизолей обусловливается способностью зерен пасто-
образуюшнх типов ПВХ не адсорбировать пластификатор (не набухать в нем)
при комнатных температурах. Прн термической обработке пластизоля полимер
быстро набухает в пластификаторе и желатинизируется, превращаясь в пла-
стикат.
Промышленность выпускает также пластизоль марки «диплазоль 16-АР»
(ТУ 6-01-649—71) для изготовления пипеток к авторучкам и пасту поливинил-
хлоридную для кроненпробок (ТУ 6-05-1408—70), используемую при герметиза-
ции бутылок с пивом и другими напитками.
Наиболее широкое распространение получили пасты, приготавливаемые на
месте их применения непосредственно перед использованием. Эти пасты не яв-
ляются товарными продуктами, и к ним не предъявляется требование большой
«живучести», так как отпадает необходимость их транспортировки и длитель-
ного хранения. Большие количества таких паст готовятся и используются
в производствах искусственных кож, негорючих конвейерных лент для угольных
шахт н т. п.
Кроме описанных выше материалов и изделий из пластифицированного ПВХ
выпускаются также следующие материалы
Пластикат гранулированный для медицинских трубок (ТУ 6-05-1353—70),
предназначенных для аппаратов переливания крови и других медицинских целей
(ТУ 6-05-1354—70).
Пластикат гранулированный поливинилхлоридный рецептуры Ш-62-0 для
шлангов вакуумпроводов (ТУ 6-01-804—73) для изготовления трубопроводов
для транспортировки молока
Трубки гибкие поливинилхлоридные (ТУ 6-05-1342—70) для поливки и дру-
гих хозяйственных целей
Пластины поливинилхлоридные эластичные (пенопласт) марки ПВХЭ
(МРТУ 6-05-1269—69). Производятся путем вспенивания и желатинизации поли-
винилхлоридных паст. Применяются в качестве легкого амортизационного и
теплоизоляционного материала в различных областях техники. Кажу-
щаяся плотность пенопластов 0,1—0,2 г/см3, коэффициент теплопроводности
0,057 ккал/(м ч-°С).
К пластифицированным материалам на основе ПВХ, используемым в не-
больших количествах* относятся так называемые формопласты и гидропласты.
Это студнеобразные материалы, содержащие большие количества пластифика-
тора (до 70—80%). Оми используются прн изготовлении форм для отливок
гипсовых и цементных архитектурных лепных деталей, для точного и художе-
ственного литья, а также для заполнения полостей и герметизаций различных
приспособлений и зажимов токарных н фрезерных станков и т. п.
74
ХЛОРИРОВАННЫЙ ПОЛИВИНИЛХЛОРИД
Хлорированный ПВХ производится по ГОСТ 10004—72 на смолу поливинил-
хлоридную хлорированную (ПСХ).
Этот полимер выпускается трех марок:
ПСХ-ЛС — лаковая средневязкая;
ПСХ-ЛН — лаковая, низковязкая для изготовления химически стойких и
стойких к атмосферным воздействиям лаков н эмалей;
ПСХ-К — клеевая для изготовления клея и пленок для обувной и кожга-
лантерейной промышленности.
ПСХ каждой марки выпускается 1-го и 2-го сортов.
Требования к ПВХ различных марок приведены в таблице.
Физико-химические свойства ПВХ различных марок
Пока ‘ате in
ПСХ-ЛС ПСХ-ЛН ПСХ-К
1-й сорт 2-й сор г 1-й сорт 2-й сорт 1-й сорт 2-й сорт
Внешний вид . . . .
Цветность 10 % -кого
раствора смолы по
йодометрической
шкале, не темнее .
Условная вязкость
10%-ного раствора
в смеси раствори-
телей по вискози-
метру ВЗ-4 при
20 °C, с...........
Содержание, %
хлора .............
железа, не более
влаги, не более
Температура разло-
жения, °C, не ниже
Кислотность . . . .
Растворимость, %,
не менее ..........
Пористая крошка или порошок без видимых
посторонних включений
14—-21
63±1
0,005
0,5
145
99,9
14-21
63 ± 1
0,01
0,5
145
11-14
63 ± 1
0,005
0,5
11-14
63 ±1
0,01
0,5
14-21
63±1
0,01
0,5
99,7
№ 15
Отсутствует
J
99,9
99,7
99,7
11-21
63± 1
0,02
0,5
99,5
№ 1
№ 3
№ 1
№ 3
№ 3
На основе хлорированного ПВХ (так называемая «перхлорвиниловая
смола») готовят различные химически стойкие и стойкие к атмосферным воз-
действиям лаки и эмали Перхлорвиниловые лаки представляют собой растворы
ПСХ в летучих органических растворителях. В качестве растворителя приме-
няется, например, тройная смесь толуол — бутилацетат — ацетон. Низковязкая
смола марки ПСХ-ЛН легко растворяется и в менее дорогих растворителях
(например, в ксилоле).
На основе смол ПСХ выпускается широкий ассортимент перхлорвиниловых
эмалей.
Эмали перхлорвиниловые марок ХВ-124 и ХВ-125 (ГОСТ 10144—62).
Эмали перхлорвиниловые марки ХВ-1100 различных цветов (ГОСТ 6993—70).
Они представляют собой растворы ПСХ в смеси растворителей, содержащие
также пигменты и другие добавки. Вязкость растворов по вискозиметру ВЗ-4
(в зависимости от марки) колеблется от 20 до 75 с при 20 °C; содержание
сухого вещества не менее 26%, время высыхания эмали при 18—22 °C не бо-
лее 1 ч.
75
Перхлорвиниловые лаки и эмали широко применяются для защиты от кор-
розии оборудования и коммуникаций, металлических конструкций, речных и
морских судов, для покраски здании, деревянных и металлических изделий и т. д.
На основе ПСХ-К выпускается клен перхлорвиниловый обувной
(ТУ 38-3062—70)t а также другие клеи (ТУ 6-15-185—68; ТУ 6-15-187—68;
ТУ 6-05-1222—69).
Из хлорированного поливинилхлорида повышенной чистоты мокрым пряде-
нием получают волокно хлориновое (ГОСТ 10215—72), которое применяется для
производства химически стойкой фильтровальной ткани, а также ткани для
спецодежды и лечебного белья.
СОПОЛИМЕРЫ ВИНИЛХЛОРИДА
Сополимеризация винилхлорида даже с небольшим количеством второго
мономера, как правило, приводит к снижению температуры вязкого течения
и вязкости расплава полимера. Поэтому сополимеры винилхлорида перераба-
тываются при более низких температурах, чем гомополимер. Более низкая вяз-
кость расплава сополимеров обеспечивает легкость и точность формования
материала в процессе его переработки.
Сополимеры винилхлорида получают в промышленности суспензионным и
эмульсионным методами. В некоторых случаях применяется полимеризация
в растворе.
Сополимеры винилхлорида отличаются от гомополимера лучшей раствори-
мостью в органических растворителях, что позволяет готовить лаки и эмали
на нх основе.
Водные дисперсии сополимеров винилхлорида используются для пропитки
бумаги, а также для импрегнирования и аппретирования тканей с целью полу-
чения водостойких или парогазонепроницаемых материалов. Они используются
как склеивающие компоненты в производстве нетканых объемных материалов.
К недостаткам сополимеров винилхлорида следует отнести их более низкую
термостабильность по сравнению с гомополимером.
Ниже описываются сополимеры винилхлорида, выпускаемые промышлен-
ностью, пх назначение и применение.
Наиболее многотоннажным сополимером винилхлорида являются его сопо-
лимеры с винилацетатом.
Сополимер ВА-15 винилхлорида с винилацетатом (ГОСТ 12099—66). Содер-
жит 85% винилхлорида и 15% винилацетата; производится суспензионным
методом. Сополимер предназначен для изготовления долгоиграющих и стерео*
фонических грампластинок высокого качества.
Сополимер ВА-15 должен удовлетворять следующим требованиям:
Внешний вид.....................Однородный порошок белого
или светло-желтого цвета
Абсолютная вязкость 1%-ного рас-
твора в дихлорэтане, сП «... 1,23—1,30
Содержание, %
хлора........................ . . 45,5—49,5
влаги и летучих, не более ... 0,5
Остаток на сите с сеткой №21, %,
не более......................... 0,5
Температура разложения, °C,
не ниже ........................ 125
Суспензионный сополимер винилхлорида с винилацетатом — винилит
(ТУ 6-01-650—71). Содержит 15—20% винилацетата. Предназначен для изготов-
ления грампластинок и для других целей.
76
Винилит должен удовлетворять следующим требованиям:
Внешний вид....................;.................Порошок белого
или светло-
, желтого цвета
Плотность, г/см3........................... 1,3—1,4
Абсолютная вязкость 1%-ного раствора в ди-
хлорэтане, сП................................... 1,23—1,35
Содержание хлора, %........................... 46,5—49,5
Температура, °C, не ниже
размягчения.................................... 60
плавления...................................... 110
разложения..................................... 145
Суспензионный сополимер винилхлорида с винилацетатом марки ВА-10
(ТУ 6-01-774—73). Применяется в качестве компонента рецептур, используемых
для изготовления рельефных карт и некоторых других жестких пленочных
материалов. Сополимер выпускается в виде белого порошка, просеиваемого
через сито из ткани № 21 (остаток на сите не более 1%); содержание винил-
ацетата 10 ±2,5%; константа Фикентчера 65 ± 2,
Пленка «пласткарт» для рельефных карт (ТУ 6-01-820—73) изготавливается
на основе сополимера ВА-10.
Суспензионные сополимеры винилхлорида с винилацетатом марок А-15 и
А-15-0 (ТУ 6-01-625—71), Предназначены для изготовления лакокрасочных мате-
риалов. Сополимер А-15 содержит ~15% винилацетата. Сополимер А-15-0
является продуктом частичного омыления сополимера А-15, вследствие чего
часть ацетатных групп замещается гидроксильными. Это способствует улучше-
нию адгезии полимера к поверхностям покрываемых материалов. Омыление сополи-
мера А-15 проводится в среде метанол — ацетон в присутствии щелочи при 50°С«
Сополимеры должны удовлетворять следующим требованиям:
Внешний вид........................
Марка А-15
Порошок
белого цвета
Марка А-15-0
Желтоватый
порошок разлнч
ных оттенков
Абсолютная вязкость 1%-ного раствора
в дихлорэтане, сП......................
Содержание, %
хлора .............................
гидроксильных групп ..............
Растворимость в смеси растворителей
(26% ацетона, 12% бутилацетата, 5%
циклогексанона и 57% толуола)
46,5-49,0 50,5±2,5
— 3,0—6,0
2%-ный раствор должен быть про-
зрачным или со слабой опалес-
ценцией. Пленки, полученные из
раствора, должны быть прозрач-
ными и не содержать нераство*
римых частиц
Эмульсионные сополимеры винилхлорида с винилацетатом марок А-15 и
А-15-0 (МРТУ 6-01-30—64 и МРТУ 6-01-12—63). Сополимер А-15-0 получается
путем омыления сополимера А-15. Сополимеры предназначены для изготовления
лакокрасочных материалов. Кроме того, сополимер А-15-0 (эмульсионный) ис-
пользуется в производстве магнитных лент.
Сополимеры должны удовлетворять следующим требованиям:
Марка А-15 Марка А-15-0
Внешний вид . . ♦..............
Абсолютная вязкость 1%-ного рас-
твора в дихлорэтане, сП . . . .
Содержание, %
хлора ......................
гидроксильных групп, не менее
Растворимость в ацетоне.........
Тонкоднсперсные
порошки белого или
желтоватого цвета
1,2-1,3
46,5-49 <52,5
3
Полная
77
Водная дисперсия сополимера винилхлорида с винилацетатом
(ТУ 6-01-754—73). Представляет собой латекс сополимера винилхлорида с винил-
ацетатом, пластифицированный дноктилфталатом. Водная дисперсия применяется
в качестве связующего прн получении нетканых объемных материалов. Это
-трудногорючий материал с температурой самовоспламенения водной дисперсии
650—660 °C. Водная дисперсия сополимера представляет собой гомогенную жид-
кость белого цвета, которая при высыхании и желатинизации дает прозрачную
эластичную нелипкую пленку. Содержание сухого остатка не менее 41%; отно-
сительная вязкость дисперсии не ниже 4,0; pH среды 7—9,5.
Водная дисперсия сополимера поставляется в полиэтиленовых канистрах
или стеклянных бутылях, а также в специальных бочках или контейнерах.
Сополимер винилхлорида с метилакрилатом — хловинит МА-20 (ТУ
6-01-130—67). Соотношение винилхлорида и метилакрилата в сополимере 80 : 20.
Сополимер получают эмульсионной сополимеризацией. Он представляет собой
тонкодисперсный однородный порошок белого цвета, без запаха. Растворим
в дихлорэтане, хлорбензоле, дноксане.
Хловинит МА-20 предназначен для изготовления виннпроза — листового про- -
зрачного материала.
Сополимер должен удовлетворять следующим требованиям:
Абсолютная вязкость 1%-ного раствора в дихлорэтане,
сП...................................................1,8-2,05
Содержание хлора, % .................................45,5±1
Остаток после просева на сите с сеткой № 35, %, не
более.................................................. 1,0
Температура разложения, °C, не ниже.................... 165
Винипроз (МРТУ 6-05-1222—69). Получается путем переработки сополимера
хловинит МА-20 с добавкой стабилизатора вальцево-прессовым методом. Внни-
проз выпускается в виде листов двух видов: матированный — для снятия копий
с планов и вычерчивания на нем чертежей несмываемой тушью и прозрачный —
для защиты фотосхем, для светокопировальных работ, картографии и других
целей.
Винипроз выпускается в виде листов длиной, не менее 1,3 м, шириной не
менее 600 мм и толщиной 0,25 мм.
Винипроз должен удовлетворять следующим требованиям:
Разрушающее напряжение при рас-
тяжении, кгс/см2, не менее . . . 500
Теплостойкость, °C, не ниже .... 40
Морозостойкость, °C, не выше . . . —35
Водопоглощение, %, не более ... 0,8
Прозрачность, %, не менее
матированные листы......... 25
прозрачные листы........... 75
Сополимер винилхлорида с винилиденхлоридом марки ВХВД-40
(ОСТ 6-02-18—72). Представляет собой продукт сополимеризации 60 вес. % ви-
нилхлорида и 40 вес. % винилиденхлорида. Получается эмульсионной полиме-
ризацией. Применяется для изготовления лаков, эмалей, грунтов, а также
в производстве магнитных лент.
Сополимер стоек к действию кислот, щелочей и ряда растворителей (неф-
тяные масла, спирты, бензол). Плохо растворяется в толуоле, ацетоне. Нан-
лучшими растворителями для сополимера ВХВД-40 являются дихлорэтан, бутил-
ацетат и смеси растворителей (толуол—ацетон—бутилацетат).
Сополимер ВХВД выпускается нестабилизированным — ВХВД-40 н стаби-
лизированным — ВХВД-40 (с).
78
Сополимер должен удовлетворять следующим требованиям:
Внешний вид...................
Удельная вязкость 0,5%-ного рас-
твора в дихлорэтане..............
Содержание, %
хлора ......................
водорастворимых примесей, не
более ......................
Температура разложения, °C, не
ниже
нестабилизированиый сополимер
стабилизированный сополимер .
Кислотность......................
Растворимость в смеси растворите-
лей ............................
Мелкозернистый продукт бе-
лого илн кремового цвета,
с частицами размером не
более 5 мм. Допускается на-
личие частиц сополимера
коричневого цвета
0,2-0,3
62-64,5
0,1
120
145
Отсутствует
Раствор и пленка из него
должны быть прозрачными,
без гелеобразных включений
Латекс сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом марки СВХ-1
(МРТУ 6-02-762—69). Соотношение винилхлорида и винилиденхлорида в исход-
ной смеси равно 60:40. Латекс представляет собой жидкость от белого до
серого цвета, содержание сухого вещества 350—450 г/л. Латекс стабилизирован
путем продувки аммиаком. Транспортируется в железнодорожных цистернах.
Срок хранения латекса до 9 месяцев.
Латекс СВХ-1 предназначен для импрегнирования различных волокнистых
материалов с целью придания им водостойкости. Используется для аппретиро-
вания хлопчатобумажных тканей, ковровых изделий и т. п.
Особое место занимают сополимеры ВХ с большим содержанием винил-
иденхлорида (75—90%). За рубежом эти сополимеры известны под названием
«саран» (США), «крехалон» (Япония). Из них изготавливают главным образом
пленки, отличающиеся газо-, паро- и жиропроницаемостью, прочностью, гиб-
костью, морозостойкостью и химической стойкостью Эти пленки широко исполь-
зуются для упаковки пищевых продуктов. В пленках, полученных экструзией с
раздувом и последующим быстрым охлаждением и двухсторонней ориентацией,
сохраняется аморфная структура полимера. Такая пленка с завернутым в нее
продуктом при нагревании до 100 °C вследствие быстрой кристаллизации сопо-
лимера усаживается до 60—70%; при этом края пленки склеиваются, и упа-
ковка становится герметичной.
Некоторые показатели свойств пленки из сополимера, содержащего
90% винилиденхлорида, приведены ниже:
Плотность, г/см3................................... 1,60—1,75
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2 . 250—500
Относительное удлинение при разрыве, %............... 15—25
Паропроницаемость *, г/(100 м2-ч).................... 10—15
• Паропроницаемость гомополимера ПВХ превышает 100 r/(10J м!1Ч).
ПЕРЕРАБОТКА ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА
ПВХ недостаточно устойчив к энергетическим воздействиям, которым он '
подвергается в процессе переработки и эксплуатации материала или изделий
на его основе, поэтому ПВХ практически никогда не перерабатывается в чистом
виде. Перерабатываются предварительно приготовленные (путем тщательного
79
смешения) композиции, в состав которых кроме ПВХ входят стабилизирующие,
пластифицирующие и другие компоненты.
Материалы и изделия' на основе ПВХ можно разделить на два больших
класса: жесткие (непластифицированные) материалы и мягкие, или гибкие
(пластифицированные). В состав жестких поливинилхлоридных пластмасс кроме
ПВХ входят стабилизаторы и смазки. Назначение стабилизаторов — замедлять
процессы окисления и деструкции ПВХ. Ассортимент используемых стабилиза-
торов очень широк. Это соли свинца и других металлов, основания, оловоорга-
нические соединения, органические стабилизаторы. Выбор стабилизатора опре-
деляется назначением материала, степенью токсичности, стоимостью и г. п.
Стабилизатор вводят в композицию в сравнительно небольших количествах
(2—5 вес. ч. на 100 вес. ч. ПВХ).
Назначение смазки, которая вводится в небольших количествах, — увели-
чить текучесть расплава полимера в процессе переработки, уменьшить прили-
паемость к рабочим поверхностям машины. Для этой цели применяются неко-
торые парафины, стеариновая кислота и т. п.
Гибкие, или мягкие, поливинилхлоридные материалы содержат также пла-
стификаторы. Назначение пластификатора —• понизить температуру стеклования
и температуру вязкого течения (а следовательно, и температуру переработки)
полимера, уменьшить хрупкость, повысить морозостойкость материала. В каче-
стве пластификаторов используются высококипящие жидкости, способные хо-
рошо совмещаться с ПВХ и не мигрировать из него при эксплуатации мате-
риала или изделия. Для этой цели чаще всего применяются диоктил фтал ат,
трикрезилфталат, диоктнлеебацинат и др. Содержание пластификатора в поли-
мере может достигать значительных количеств (до 50 вес. ч. на 100 вес. ч.
ПВХ).
Кроме основных компонентов в композицию при переработке иногда вводят
наполнители, пигменты и др. Состав композиции определяется назначением
материала или изделия и условиями переработки.
Поливинилхлоридные композиции, приготовленные в специальных смесите-
лях, перерабатываются в материалы и изделия методами, обычно принятыми
для переработки термопластов. Экструзией изготавливаются как жесткие, так
и пластифицированные материалы: листовой винипласт, трубы, сложные про-
фили, электроизоляционные и кабельные материалы, шланги, листовой (прокла-
дочный) пластикат, пленки (рукавная экструзия с раздувом) и т. д. Каландро-
ванием получают тонкие пленки и листы, а также искусственные кожи и др.
Вальцево-прессовым способом, который отличается большой трудоемкостью и
низкой производительностью, в настоящее время производятся главным образом
грамофонные пластинки, а также прозрачные листы и некоторые другие
изделия.
Большое распространение получило литье под давлением фасонных изделий
(например, фитингов) и литье с раздувом для производства различных емкостей.
Переработка ПВХ проводится в две стадии. Сначала приготовленная поли-
винилхлоридная композиция гранулируется при помощи экструдера-гранулятора,
а затем уже полученные гранулы перерабатываются тем или иным способом
в материал или изделие. Кроме того, существует прямая переработка компо-
зиции в материал без стадии гранулирования (так называемая переработка
«сухих смесей»). Достоинство такой переработки заключается в том, что поли-
мер подвергается только однократному термическому воздействию в перераба-
тывающей машине, при этом лучше сохраняются его физико-химические
свойства.
Особое место занимает переработка поливинилхлоридных паст.
Готовая паста перерабатывается нанесением на ткани и другие поверхности
(например, производство искусственных кож, защита металлов от коррозии
и т. п.) и последующей желатинизацией на каландрах или в термокамерах.
Изделия сложной конфигурации (например, перчатки) изготавливаются погру-
жением формы в пасту и последующей желатинизацией. При введении в ласту
вспенивателя (порофора) из нее можно получать вспененные и пористые поли-
винилхлоридные материалы.
Для приготовления паст используются специальные пастообразующие марки
эмульсионного поливинилхлорида.
30
Из ПВХ могут быть получены лаки, эмали и клеи. Чтобы улучшить раство-
римость ПВХ в органических растворителях, его хлорируют. Хлорирование
проводят в среде хлорбензола. Хлорированный ПВХ, или перхлорвиниловая
смола, содержит 62—64% хлора.
Кроме лаков, эмалей и клеев из хлорированного ПВХ мокрым прядением
из ацетонового раствора получают волокно хлорин.
Небольшие количества химически стойкого поливинилхлоридного волокна
получают из обычного ПВХ прядением из диметилформамидного раствора.
В некоторых случаях для пропитки или покрытия волокнистых материалов
(бумаги, текстиля, кожи) применяются поливинилхлоридные латексы (товарные
латексы). Это повышает их прочность, придает влаго- и паронепроницаемость
и т. п.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
ПВХ нетоксичен. Токсичность материалов или изделий на основе ПВХ опре-
деляется вводимыми при его переработке добавками. ПВХ относится к трудно-
горючим веществам. Способен к самозатуханию. Пыль ПВХ при концентрации
500 г/м3 воздуха не взрывается. Температура самовоспламенения выше 1100 °C.
Температура воспламенения взвеси ПВХ в воздухе 624 °C.
ПВХ разлагается с отщеплением хлористого водорода, приобретая при этом
окраску от светло-розового до коричневого цвета. Разложение полимера проте-
кает с заметной скоростью уже при температурах НО—120°C.
ЛИТЕРАТУРА
Получение и свойства поливинилхлорида. Под ред. Е. Н. Зильбермана. М.,
«Химия», 1968. 432 с.
X р у-л е в М. В. Поливинилхлорид. М., «Химия», 1964. 263 с.
Котляр И. Б., Пласт, массы, 1967, № 11, с. 17.
Albright L. F., Chem. Eng., 1967, v. 74, № 11, p. 145.
Penn W. S. PVC Technology. London, 1962. 317 p.
Торнер P. В. Основные процессы переработки полимеров. М., «Химия», 1972.
747 с.
Минскер К. С., Федосеева Г. Т. Деструкция и стабилизация поливинил-
хлорида. М., «Химия», 1972. 420 с.
Голдинг Б. Химия и технология полимерных материалов. М., Издатинлит,
1963. 284 с.
Химия и технология полимеров. Под ред. Р. Хувинка и А. Ставермана. Л.,
«Химия», 1965. 676 с.
Каган Д. Ф. Трубопроводы из твердого поливинилхлорида. М., «Химия»,
1964. L84 с.
Котляр И. Б., Зильберман Е. Н. В кн.; Успехи химии и физики полиме-
ров. М., «Химия», 1973, с. 258—282.
J
ПОЛИСТИРОЛ
г
Полистирол получают в промышленности в основном методом радикальной
полимеризации мономерного стирола в присутствии различных инициаторов.
Полистирольные пластмассы легко перерабатываются литьем под давле-
нием» экструзией, вакуум- и пневмоформованием. Они легко окрашиваются
в различные цвета и оттенки. Полистирол некоторых марок обладает хорошими
санитарно-гигиеническими свойствами и используется для изготовления изделий,
контактирующих с пищевыми продуктами.
Полистирольные пластмассы широко применяются в различных областях
народного хозяйства как конструкционный материал, в виде латексов для лако-
красочной промышленности, для производства конденсаторной пленки и нитей,
полужесткой пленки, заменяющей кожу, и др.
Полистирольные пластики выпускаются пяти основных видов:
1) полистирол общего'назначения;
2) ударопрочный полистирол;
3) вспенивающийся полистирол;
4) акрилонитрилбутадиенстирольные пластики (АБС-пластики);
5) сополимеры стирола.
ПОЛИСТИРОЛ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
В зависимости от способа получения выпускается блочный, суспензионный,
эмульсионный полистирол.
Блочный полистирол выпускается по ГОСТ 9440—60 в виде гранул двух
марок:
марка Д — для электроизоляционных изделий;
марка Т — для технических изделий и изделий народного потребления.
Блочную полимеризацию стирола проводят в присутствии инициаторов (рас-
творимых в мономере перекисей) или без них под действием тепла или света.
Скорость полимеризации в значительной степейи зависит от температуры.
Процесс проводится непрерывно и протекает в две стадии: предварительная
полимеризация стирола (форполимеризация) при 75—90°C до 28—35%-ной сте-
пени превращения и окончательная полимеризация в полнмеризационной ко-
лонне, состоящей из нескольких самостоятельных секций — царг (обогреваемых
индивидуально с помощью рубашек и змеевиков) — и обогреваемого конического
днища, Температура реакционной массы в колонне изменяется по зонам от 165
до 230 °C. В настоящее время разработан новый прогрессивный способ блочной
полимеризации с неполной конверсией мономера. Он отличается тем, что поли-
меризацию проводят до 80^-90%-иой конверсии, а затем расплав полимера
подают в вакуумную камеру, в которой происходит удаление непрореагировав-
ших мономеров при остаточном давлении 15—20 мм рт. ст. Расплав полимера
нз вакуумной камеры специальным дозировочным насосом подается на грану-
ляцию и окраску. Готовый продукт содержит небольшие количества остаточного
мономера до 0,1—0,3% при хороших физико-механических показателях.
Суспензионный полистирол выпускается по МРТУ 6-05-957—68 в виде гра-
нул размером 4 X 5 мм двух марок:
82
ПС-С — полистирол суспензионный (обыкновенный);
ПС-СП — полистирол суспензионный (пластифицированный).
Суспензионную полимеризацию стиролу проводят в водном растворе ста-
билизатора при 90—130 °C. В качестве стабилизатора суспензии используется
трехзамещенный фосфорнокислый кальций или гидроокись магния. При суспен-
зионной полимеризации стирола применяются инициаторы, растворимые в мономере.
Полимеризация (периодическая) проводится при модуле ваниы (соотноше-
ние масляной и водной фаз) от 5:3 до 2 : 1.
Остальные стадии процесса: промывка, отжим, сушка, грануляция прово-
дятся по непрерывной схеме.
Эмульсионный полистирол выпускается по ГОСТ 9440—60 в виде высоко-
дисперсного порошка или гранул двух марок:
марка А — для технических изделий и изделий народного потребления;
марка Б — для получения пенопластов.
Эмульсионную полимеризацию стирола осуществляют в водном растворе
эмульгатора в присутствии водорастворимых инициаторов (перекись водорода,
персульфаты калия и аммония, гидроперекись кумола и др.). В качестве
эмульгаторов применяют соли жирных кислот (мыла), сульфированные высшие
спирты жирного ряда, соли сульфокислот и др. Получаемый полимер4 имеет
размер частиц от 1 до 10 мкм.
Полистирол получают также полимеризацией стирола в среде растворителя
(бензола, циклогексана, толуола и др.), растворяющего и мономер, и образую-
щийся полимер. Получение полимеров в растворе удобно для изготовления
лаков. Для выделения полимера из раствора вводят осадитель, в котором рас-
творяется мономер, но не растворяется полимер. В - качестве осадителя могут
быть использованы метиловый и этиловый спирты и др.
Для выделения полимера можно применять отгонку растворителя в ва-
кууме или с водяным паром.
Полимеризацию стирола проводят также в среде растворителя, в котором
растворяется только мономер (петролейный эфир, метиловый и этиловый
спирты). Полимер осаждается в виде порошка, который затем отделяют филь-
трованием или центрифугированием.
По ГОСТ 9440—60 блочный полистирол должен удовлетворять следующим
требованиям:
Марка Д
Марка Т
Внешний вид . .
I ранулы размером не более
10X6 мм или крупнозернис-
тый порошок
Цвет............................
Относительная вязкость раствора
полимера й бензоле, не менее . .
Разрушающее напряжение при ста-
тическом изгибе, кгс/см2, не ме-
нее ............................
Ударная вязкость, кгс - см/см2, ие
меиее...................... . . .
Теплостойкость по Мартенсу, °C, ие
меиее ...........................
Диэлектрическая .проницаемостьпри
10е Гц, ие более .........
Тангенс угла диэлектрических по-
терь при 10е Гц, ие более . . . .
Потери массы при сушке, %, не
более ♦ ♦ ♦
Бесцветный
2,0
950
16
78
2.6
3•10-4
0,8
Различных
цветов
2,0
1000
20
78
2,6
4 • Ю"4
0,8
Примечания. I. Цвет Полистирола должен быть указан потребите-
лем при заказе.
2. Показатели диэлектрической проницаемости И ! тангенса угла ди-
электрических потерь являются браковочными только в том случае, если
полистирол марки т используется для электротехнических целей.
83
00
Физико-механические, теплофизические и электрические свойства полистирола общего назначения
Эмульсионный полистирол
Блочный полистирол
Суспензионный полистирол
Показатели
Б (порошок)
ПС-С
ПС-СП
Плотность, г/см3.........
Показатель текучести рас-
плава, г/10 мин........
1,05—1,07
1,05-1,10
Разрушающее напряжение,
кгс/см2
при растяжении . . ,
s> статическом изгибе
Относительное удлинение
при разрыве, % • . . .
Ударная вязкость, без над-
реза, кгс-см/см2 . . . .
Ударная вязкость по Изо-
ду (с няцрезом),
кгс • см/см.............
400—450
1000
1-2
22
400-450
1,05-1,06
2—4
4-6
6-8
420
1000-1050
2,0
20-21
1,2—1,5
1,05-1,06
2—4
4—6
6—8
400
1000-1050
2,0
20-22
1,2—1,6
1,05-1,06
1-3
3-6
420
950
' 2,0
20-28
1,4—1,8
1,05-1,06
1-3
3-6
400
870
2,0
22-30
1,6-2,0
Твердость по Бр инел лю,
кгс/мм2..................
Теплостойкость по Вика,
°C.....................
Термический коэффициент
линейного расширения,
1/°С ...................
Деформационная тепло-
стойкость под нагрузкой
18,5 кгс/см2, °C........
Удельное объемное элек-
трическое сопротивле-
ние, Ом • см..........»
Диэлектрическая проница-
емость
при 103 Гц .
» 106 Гц .
Тангенс угла диэлектри-
ческих потерь при 106 Гц
14-20
100-105
14—20
100—105
6-10~5-8-10~5
6- 1(Г5-8-10~5
1 • 1016
2,6
2- 10-4-3-10~*
1 -1016
2,7
2 • Ю~4—3 • 10“4
Электрическая прочность,
кВ/мм...................
20-22
20-22
Усадка, %................
0,4-0,8
0,4—0,8
Светопропускаиие, % • • •
Коэффициент рефракции .
14-16
95—100
6-10-s-8-10-5
78
1 • IO17
2,4—2,7
2,6
3-10“4
25
0,4-0,8
88-90
1,59
14—16
95—100
14—16
105
14-16
100
6- ЦГ5-8*10~56* 10~5~8•10~56 • 10~5“8*10"5
78 80 75
МО17 Ы017 l-io17
2,4—2,7
2,6
4 - 10“4
25
0,4—0,8
88—90
1,59
2,5—2,6
2,8
4.10“4
20—22
0,4—0,8
88-90
1,59
2,5—2,6
2,8
9-10“4
20
0,4-0,8
88-90
1,59
По МРТУ 6-05-957—68 суспензионный полистирол должен удовлетворять
следующим требованиям:
Марка ПС-С Марка ПС-СП
Внешний вид...........................
Содержание остаточного мономера, %, не
более ................................
Показатель текучести расплава, г/10 мии
Ударная вязкость образцов с надрезом,
кгс • см/см3, не менее .............•
Теплостойкость по Вика, °C, не меиее . -
Тангенс угла диэлектрических потерь, не
более ................................
Гранулы размером
не более 4X5 мм
0,1 0,5
1-3 1,5-3.5 '
1.4 1,6
100 95
4 10“4 9>10-*
-Примечания. 1. Цвет полистирола должен быть указан потребите-
лем при заказе.
2. Тангенс угла диэлектрических потерь определяется только при при-
менении полистирола в радиотехнической промышленности.
По ГОСТ 9440—60 эмульсионный полистирол должен удовлетворять сле-
дующим требованиям:
Внешний вид.....................
Относительная вязкость раствора полиме-
ра в бензоле, ие менее................
Разрушающее напряжение при статиче-
ском изгибе, кгс/см2, не менее . . . . .
Теплостойкость по Мартенсу, *С, не меиее
Диэлектрическая проницаемость при 10е
Гц, не более..........................
'Тангенс угла диэлектрических потерь при
106 Гц, не более......................
Потери массы при сушке, %, ие более . .
Марка А Марка Б
Порошок белого Порошок белого
цвета или гранулы цвета
размером не
более 10X6 мм
различных
цветов
' 3,0 3-6
1000 Не определяется
80 80
2,6 2,7
3 • 10~* 3 10“*
0,6 0,6
Недостатком полистирола общего назначения является его хрупкость. Прн
эксплуатации на поверхности изделий из полистирола появляются мелкие тре-
щины, которые под действием нагрузки значительно углубляются.
Показатели физико-механических, теплофнзических и электрических свойств
полистирола общего назначения приведены в таблице иа стр. 84 и 85.
Полистирол общего назначения стоек к щелочам, многим галогеноводород-
ным и другим минеральным, а также к некоторым органическим кислотам,
-трансформаторному маслу, глицерину и др. Исключение составляют 65%-иая
азотная кислота и ледяная уксусная кислота, в которых изделия из полистирола
набухают и несколько изменяют свой внешний вид.
Полистирол не растворяется в алифатических углеводородах, низших спир-
тах, эфирах, феноле, уксусной кислоте и воде. Полистирол растворим в арома-
тических и хлорированных углеводородах, сложных эфирах, кетоиах, сероугле-
роде й пиридине. Значительно набухает в бензине и керосине.
При высоких температурах’(выше 220°C) полистирол разлагается с обра-
зованием стирола и других низкомолекулярных соединений (димеров, тримеров
н др.). Химические свойства полистирола приведены в таблице.
^6
1
Химическая стойкость полистирола
Обозначения: С—стойкий; О—относительно стойкий; Н—нестойкий.
Среда
Продолжи-
тельность
воздей-
ствия
Среда
Продолжи*
тельиость
воздей-
ствия
Температу-
ря 1 °C
Кислоты
Муравьиная
90 %-и а я
Серная
10%-ная
98%-ная
Соляная
10%-ная
36%-иая
Уксусная
5%-ная
25%-ная
ледяная
Фосфорная
10%-ная
50%-иая
Щ е ло ч н
Аммиак
98%-ный
Кали едкое
10%-ный
30%-ный
6 месяцев
2 года
2 года
1 ГОД
1 месяц
1 год
1,5 года
1 год
1 год
1 год
1 год
1 год
1 .год
Натр едкий
10%-ный
35 %-ный
Спирты
Бутиловый
Глицерин
Этиловый
95 %-ный
Альдегиды,
эфиры
Дибутилфталат
Диметилфталат
Этилбензол
Формальдегид
Масла
Машинное
Минеральное
Парафин
Подсолнечное
1 год
1 год
1 год
8 месяцев
1 год
7 сут
2 сут
1 сут
7 сут
1 ГОД
1 год
1 ГОД
1 ГОД
н
н
н
н
н
н
н
н
С
С
С
Переработка полистирола общего назначения
Полистирол общего назначения легко перерабатывается в изделия обыч-
ными методами, применяемыми для термопластов.
Основные режимы и условия переработки полистирола общего назначения
приведены в таблице иа стр. 88.
Продолжительность выдержки под давлением и охлаждении в форме зави-
сит от размера и конфигурации изделия и устанавливается для каждого вида
изделий отдельно.
Продолжительность выдержки под давлением при литье составляет 8—35 с,
при прессовании — 5 мии на 1 мм толщины изделия.
При изготовлении изделий из полистирола общего назначения их целесо-
образно прогревать при 70—78 °C и медленно охлаждать для снятия внутренних
напряжений. Это необходимо для увеличения стабильности размеров изделий
при эксплуатации и уменьшения склонности к образованию трещин.
Применение полистирола общего назначения
Полистирол общего назначения нашел широкое применение в народном
хозяйстве. Из него изготовляют детали радиоаппаратуры и высокочастотных
приборов, предметы домашнего обихода, детские игрушки, школьно-канцеляр-
ские принадлежности, тару для упаковки фармацевтических препаратов и
87
Режимы переработки полистирола общего назначения
Полимер
Метод
переработки
Режим переработки
Получаемые изделия
Эмульсионный Литье под
полистирол давлением
марок А, Б
Блочный поли-
стирол ма-
рок Д, Т
Блочный поли-
стирол мар-
ки Д
То же
Экструзия
Суспензионный Литье под
полистирол давлением
марок ПС-С,
ПС-СП
Температура рас-
плава 190—230 °C,
температура фор-
мы 65—70 °C, дав-
ление впрыска
1000—1200 кгс/см2
Температура рас-
плава 160—190 °C,
температура фор-
мы 40—50 °C, дав-
ление впрыска
900-1200 кгс/см2
Температура цилинд-
ра 100—190 °C,
температура го-
ловки 100—160 °C
Температура рас-
плава 160—220 °C,
температура фор-
мы 40—60 °C, дав-
ление впрыска
800—1200 кгс/см2
Полистирол марки А —
различные технические
изделия и изделия бы-
тового назначения,
марки Б — для изго-
товления пеноплас тов
Изделия, применяемые
в электротехнической
промышленности н ра-
диотехнике; изделия
бытового назначения
Электроизоляционные
пленки и нити
Изделия технического и
общего назначения
других товаров в мелкой расфасовке, фотокассеты, катушки для фото-, кино-
и магнитофонной пленки, облицовочную плитку для отделки помещений, сани-
тарных узлов и т. д.
Блочный полистирол применяется для получения электроизоляционных
пленок и нитей, а также упаковочной пленки
Пленка полистироль на я (ГОСТ 12998—67) в зависимости от назначения
выпускается следующих марок:
ПС-А — для конденсаторов;
ПС-Б — для изоляции электрических кабелей;
ПС-В — для изделий общепромышленного назначения.
Пленка выпускается следующих размеров:
Толщина, мм........................................0,02—0,10
Ширина, мм..........................................8,0—100,0*
Длина (в зависимости от толщины), м................ 150—400
* Пленка из полистирола марки ПС-В выпускается шириной до 259 мм.
Пленка должна удовлетворять требованиям, приведенным в таблице на
стр. 89.
Пленка полистнрольиая дли радиодеталей (ТУ Г 134—69) должна удовлетво-
рять следующим требованиям:
Внешний вид ...............................
Толщина, мм..................................
Ширина, мм *.................................
Прозрачная и
окрашенная
Л прН"0>004
0,002
50 ±0,5
35 ±0.5
88
Длина, м, не меиее............................ 400
Разрушающее напряжение при растяжении,
кгс/см2, не менее............................. 600
Относительное удлинение при разрыве, %, не ме-
нее .......................................... 3,1
Удельное объемное электрическое сопротивление, /
Ом • см, не менее...............•........... 1 • 1017
Диэлектрическая проницаемость при 103 Гц . . . , 2,1 — 2,6
Тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц,
ие более ..................................... 4•10~4
Электрическая прочность при переменном напря-
жении и чистоте 50 Гц, кВ/мм, не менее .... 180
Физико-механические и электрические свойства полистирольной пленки
Показатели
ПС-А ПС-Б
1-й сорт 2-й сорт 1-й сорт 2-й сорт
ПС-В
Разрушающее напряже-
ние при растяжении
кгс/см2, не менее
при толщине 0,045—
—0,050 мм.........
при толщине 0,060—
—0,100 мм.........
Относительное удлинение
при разрыве, %, не ме-
нее ............... . . .
Удельное объемное элек-
трическое сопротивление,
Ом • см, не менее . . . .
Диэлектрическая проница-
емость при 103 Гц . . .
Тангенс угла диэлектри-
ческих потерь при Юб Гц,
не более ...............
Электрическая прочность
при переменном напря-
жении н частоте 50 Гц,
кВ/мм, не менее
при толщине 0,020 мм
при толщине 0,030—
—0,060 мм .... .
*при толщине 0,10 мм .
Число двойных перегибов
в поперечном направле-
нии ....................
3,1
1.1017
2,3-2,6
3’ 10“4
170
130
130
2,8
Не опреде-
ляется
То же
Пенопласт лолистирольный плиточный ПС-1 и ПС-4 (МРТУ 6-05-1178—69),
получаемый из эмульсионного полистирола, выпускается восьми марок в за-
висимости от номинальной кажущейся плотности. Требования к пенопласту
Приведены в таблице.
89
Свойства плиточного полистирольного пенопласта различных марок
Показатели ПС-1-70 ПС-1-100 ПС-1-150 ПС-1-200 1 . . . ПС-1-350 ПС-4-40 ПС-4-60 П-4-65
Разрушающее напря- жение при сжатии, кгс/см2, не менее . . 3 8 15 30 50 1.7 3 4
Щелочность в пересчете на Na2CO3, %, ие бо- лее 1,0
Усадка линейная при 60 °C за 24 ч, %, не более ... 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 1.0 0,8 0,8
Водопоглощение за 24 ч, кг/м2, не более . . . 0.3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3
УДАРОПРОЧНЫЙ ПОЛИСТИРОЛ
f
Полистирол общего назначения хрупок и недостаточно механически прочен,
поэтому его нельзя перерабатывать в листы для изготовления из них крупно-
габаритных изделий. Для получения таких изделий в технике применяют ударо-
прочный полистирол.
Ударопрочный полистирол представляет собой продукт сополимеризации
стирола с каучуком. Он обладает высокой ударной вязкостью и способен вы-
держивать значительные ударные нагрузки без разрушения.
Ударопрочный полистирол в зависимости от назначения и способа получения
выпускается (ТУ 6-05-1604—72) следующих марок: УПМ-703, УПМ-612Л,
УПМ 508, УПМ 503, УПЛ4-ЗЛ, УПС-1104, УПС-804, УПС-801, УПС-704Л, УПС-
604С, УПС-505, УПК-303, УПС-10025, УПС-803Э.
Полистирол марок УПМ получают блочным методом, марок УПС — блочно-
суспензионным и УПК—методом компаундирования (механохимическим).
Блочная полимеризация (в массе) осуществляется в основном непрерывно
и состоят из следующих основных операций: растворения каучука в стироле,
форполимеризации полученного раствора в аппаратах с перемешиванием до
35—40%-ной конверсии, полимеризации в аппаратах колонного типа или в емко-
стях с перемешиванием, экструзии с введением добавок (красителей, стабилиза-
торов) и удалением остаточного мономера, грануляции и упаковки
Получение ударопрочного полистирола суспензионным методом осущест-
вляется по полунепрерывной схеме и включает следующие основные стадии:
растворение каучука в стироле, форполимеризации до 25—30%-ной конверсии
с перемешиванием, суспензионную полимеризацию (периодические стадии), далее
промывку, отжим, сушку, смешение с красителями, стабилизаторами и другими
добавками, экструзию, грануляцию и упаковку (непрерывные стадии).
При получении ударопрочного полистирола механохимическим методом по-
листирол смешивают с каучуком в смесителях типа «Бенбери», в двухшнековых
экструдерах с зоной механического смешения или в одношнековых экструдерах
типа «Бусс». Ударопрочный полистирол, получаемый механохимическим путем,
имеет пониженные ударную прочность, термо- и светостабильность, что ограничи-
вает области его применения.
Ударопрочный полистирол растворим в ароматических и хлорированных
углеводородах. Он устойчив к действию растворов солей; минеральные и расти-
тельные масла оказывают на него слабое действие. При действии бензина,
90
Физико-механические и теплофизические свойства ударопрочного полистирола
8 со СО 00 с? £9 8 о со 704Л У S 10025 803Э
Показатели £ £ £ & * * и • г
е е е с е е е е е с е е е с
>> >> *
Чистота поверхности
диска
Показатель текуче-
сти расплава,
г/10 мин
Содержание, %, не
более
остаточного мо-
номера
влаги
Разрушающее напря-
жение при растя-
жении, кгс/см2, не
менее
Относительное удли-
нение при разрыве,
%, не менее
Ударная вязкость
с надрезом,
кгс • см/см2, не ме-
нее
Теплостойкость по
Вика, °C, не менее
(в воздушной
среде)
Поверхность должна быть чистой. Допуска-
ются включения в количестве не более
1 точки на поверхности диска площадью
10 см2
2~-6 2-10 2-5 2-8 2—15 1,5-4
0,3 1,2 0,3 0,8 Не норми- руется 0,3
и— 1 — —
220 250 200 200 200 200
25 15 25 20 12 15
7,0 6,0 5,0 5,0 3,5 3,0
90
80 90
80
75
Поверхность должна быть чистой. Допускаются вклю-
чения в количестве не более 1 точки на поверхности
диска площадью 10 см2. Размер включений не дол-
жен превышать 0,3 мм
92
0,4 0,4 0,1 0,4
0,1 0,1 250 0,1 250 0.1 230
1 30 25 25
11,0 8,0 8,0 7,0
95 90 90 85
2—6 | 1,5-8 1,5-4,0 3-5
0,4 0,5 0,25 0,3
0,1 250 230 0,2 250 0,2 210
25 20 35 35
6,0 5,0 10,0 8,0
90 85 94 88
г
Примечание* Разброс значений текучести расплава в пределах одной партии не должен превышать двух единиц.
Физико-механические, теплофнзические и электрические свойства ударопрочного полистирола
(данные испытаний)
Показатели
УПМ (все марки)
УПС-804
УПС-1104
УПС-704Л
*
УПС-604С
УПК-303
Плотность, г/см3.................
Содержание остаточного мономера,
%................................
Показатель текучести расплава,
г/10 мнн.........................
Разрушающее напряжение, кгс/см2
при растяжении..................
» сжатии....................
» статическом изгибе . . . .
Относительное удлинение прн раз-
рыве, %..........................
Модуль упругости при изгибе,
кгс/см2..........................
Ударная вязкость rto Изоду, кгс/см
надреза .........................
Твердость по Роквеллу, шкала CR*
Деформационная теплостойкость под
нагрузкой 18,5 кгс/см2, °C ... .
Теплостойкость по Вика, °C . . . .
Удельное объемное электрическое
сопротивление, Ом - см...........
Диэлектрическая проницаемость при
106 Гц.........................
Тангенс угла диэлектрических по-
терь при 106 Гц..................
Влагопоглощение, %...............
1,07
3-12
500-600
25-40
1. W
10,5
70-85
85-100
. Ю!5—1 . 1Q1S
1,05
1,05
1,05
1,05
250-300
700—800
600—700
250-300
500-700
30-45
30-45
10 — 12
11-13
10-12
230-270
500—600
25—30
10—12
250-270
500—600
10—12
80-85
90-100
90-100
80-35
85—90
94-95
1,07
0,1-0,3
1,5-4
200—300
500—600
15—25
3,0-5,0
10-12
85
92—98
1 . 1Q15-1 . IQ16
5- 10“ "7- 10
0,037
1 . 1Q15—1 . 1016
5 - 10 —7 • 10
1 • 1015-1 • ю16
Примечания. 1. Полистирол марки УПС-505 выпускается 2-м сортом, имеет пониженную ударную вязкость (не менее 5 кгс-см/см2
надр еза)<
2. Полистирол марки УПС-801 получается вакуум-экструдированием полистирола марки УПС-804, имеет пониженное содержание остаточ-
ного мономера (менее 0,1%). Остальные свойства аналогичны свойствам полистирола марки УПС-804.
керосина, кетонов, высших спиртов, этилового спирта, эфирных масел его физико-
механические свойства ухудшаются. Особенно вредно действуют окислители
Ударопрочный полистирол должен удовлетворять требованиям, приведенным
в таблицах на стр. 91 и 92.
Переработка ударопрочного полистирола
Ударопрочный полистирол перерабатывается в изделия обычными для тер-
мопластов методами, и в первую очередь экструзией и литьем под давлением.
Из ударопрочного полистирола можно получать листы, которые затем перера-
батываются в крупногабаритные изделия вакуум- и пневмоформованием. Листо-
вые материалы могут перерабатываться горячей штамповкой.
Основные режимы и условия переработки ударопрочного полистирола раз-
личных марок приведены в таблице на стр. 94.
Для склеивания ударопрочного полистирола можно применять 5—10%-ный
раствор его в бензоле, толуоле, дихлорэтане (в зависимости от состава).
Ударопрочный полистирол поддается механической обработке (обточке, рас-
пиловке и т. п). Условия обработки должны подбираться в зависимости от раз-
меров и конфигурации изделий. В качестве охлаждающего агента можно приме-
нять воду.
Применение ударопрочного полистирола
Ударопрочный полистирол применяется для изготовления различных техни-
ческих изделий и изделий народного потребления, к которым предъявляются тре-
бования повышенной ударной прочности. К иим относятся крупногабаритные из-
делия: двери и внутренние части домашних холодильников, радиоприемников,
телефонных аппаратов, магнитофонов, контейнеров, ящиков и коробок для транс-
портировки различных товаров и продуктов, для сантехнических приборов и де-
талей внутренней отделки и облицовки самолетов, пассажирских вагонов, как
облицовочный материал в жилищном строительстве и т. д.
Основным недостатком ударопрочного полистирола является низкая термо-
и светостойкость, что обусловлено наличием каучуковой фазы. Поэтому
ударопрочный полистирол не рекомендуется использовать в атмосферных усло-
виях.
Полистирол, предназначенный для изготовления изделий, контактирующих
с пищевыми продуктами, и для детален холодильников, может быть использо-
ван лишь при наличии соответствующего разрешения Главного санитарно-эпи-
демиологического управления Министерства здравоохранения СССР.
Лист из ударопрочного полистирола (ТУ 6-05-1118—72) в зависимости от
назначения выпускается четырех марок: ПВФ, ПВФГ, ПО и ПОГ.
Листы марок ПВФ и ПВФГ — предназначены для изготовления изделий
технического н бытового назначения методом термоформования; марки
ПО и ПОГ — для использования в качестве отделочного и облицовочного ма-
териала.
Полистирол марок ПВФГ и ПОГ имеет с одной стороны глянцевую поверх-
ность. Листы изготовляют непрерывной экструзией из гранулированного ударо-
прочного полистирола, выпускаемого по ТУ 6-05-1604—72. Размеры листов дол-
жны удовлетворять требованиям, приведенным в таблице на стр. 95.
Листы выпускаются светло-голубого и белого цвета Не допускается нали-
чие масляных пятен. Для листов марки ПВФ недопустимо присутствие инород-
ных включений диаметром более 1,0 мм. Допускается наличие бугорков (высо-
той ие более 0,3 мм для марки ПВФ), рисок, точечных включений, выходящих
на поверхность листа и т. д.
93
Марка полимера
УПМ-703
УПС-1104
УПС-704Л
УПО604С
УПМ-508, УПС-505;
УПМ-612Л,
УПМ-503
УПМ-ЗЛ
УПС-1104
Основные режимы переработки ударопрочного полистирола
Метод
переработки
Экструзия
Литье под дав-
лением
То же
»
Экструзия
Литье под
давлением
Режим переработки
Температура цилиндра 160—220 °C, температура
головки 180—230 °C, температура валков
каландра 60 —85 °C
Температура расплава 180—230 °C, температура
литьевой формы 40 —70 °C, давление впрыска
1000—1200 кгс/см2
Температура расплава 180—230 °C, температура
литьевой формы 40—70 °C, давление впрыска
не менее 1000 кгс/см2
Температура расплава 160—230 °C, температура
литьевой формы 40—70 °C, давление впрыска
1000—1200 кгс/см2
Температура расплава 160—230 °C, температура
литьевой формы 40 — 70 °C, давление впрыска
1000—1200 кгс/см2
Температура расплава 160—230 °C, температура
литьевой формы 40—70 °C, давление впрыска
1000— 1200 кгс/см2
Температура расплава 160—230 °C, температура
литьевой формы 40—70 °C, давление впрыска
1000—1200 кгс/см2
Температура цилиндра 160—190 °C, температура
головки 180—210 °C, температура валков
каландра 60—95 °C
Температура расплава 180—230 °C, температура
формы 50—70 °C, давление впрыска не менее
1000 кгс/см2
• Разрешено Министерством здравоохранения СССР 126-11/540-3 от 26/V 1971 г. (срок 2 года).
Получаемые изделия
Листы
Технические детали, технические
изделия специального назна-
чен ня
Технические детали и изделия
специального назначения
Крупногабаритные изделия радио-
технической промышленности и
другие технические детали
Детали светотехнических изделий
н другие технические изделия
Технические изделия н изделия
культурно-бытового назначения
Изделия культурно-бытовог о
назначения
Листы для изготовления тары
для упаковки сухнх пищевых
продуктов с влажностью до 15%,
для затаривания сыра «Ян-
тарь» *
Терки для фруктов и овощей, де-
тали соковыжималок, кремосби-
валки для внутренней облицовки
домашних холодильников, ложки
и подносы и др.
Размеры листов из ударопрочного полистирола и пластика СНП
Толщина, мм Ширина, мм Длина, мм Допускаемые отклонения мм
листы нз жаропрочного полистирола листы нз пластика СНП
ПВФ и ПВФГ ПО и пог Т н ТГ ПО И ПОГ
толщина ширина длина толщина ширина ч* длина толщина ширина длина толщина ширина длина
1,4—2,0 700—1000 1250-1450 700—1500 ±0,10 ±10 ±5 ±0,20 ±20 ±10
2,0 700-1000 1250—1450 700—1500 ±0,10 ±12 ±5 ±0,20 ±20 ±10 ±0,20 ±20 ±5 ±0,25 ±30 ±15
2,5 700—1000 1250—1450 700—1500 ±0,15 ±12 ±5 ±0,25 ±25 ±10 ±0,20 ±20 ±5 ±30 ±30 ±15
3,0 700— 1000 1250—1450 700 -1500 ±0,20 ±12 ±5 ±0,25 ±25 ±10 ±0,25 ±20 ±5 ±30 ±30 ±15
4,0 700—1000 1250—1450 700-1500 ±0,25 ±15 ±5 ±0,35 ±25 ±10 ±0,30 ±25 ±5 ±0,40 ±30 ±15
5,0 700-1000 1250—1450 700-1500 ±0,25 ±15 ±5 ±0,40 ±30 ±10 ±0,35 ±20 ±5 ±0,50 ±30 ±15
6,0 700—1000 1250—1450 700—1500 ±0,25 ±20 ±5 ±0,50 ±35 ±10 ±0,40 ±25 ±5 ±0,60 ±30 ±15
Примечание. Ширина и длина в пределах указанных интервалов согласовываются потребнтетем с поставщиков.
Листы должны удовлетворять следующим требованиям:
Ударопрочный полистирол Пластик СНП
ПВФ и ПВФГ ПО и ПОГ Т и ТГ ПО и ПОГ
Содержание остаточного мо-
номера стирола, %, не бо-
лее ........................... 0,5
Разрушающее напряжение
при растяжении, кгс/см2,
ие менее
в направлении экст-
» рузии....................... 200
в поперечном направ-
лении .................. 180
Относительное удлинение при
разрыве, %, не менее
в направлении экст-
рузии .......................... 30
в поперечном направ-
лении ................. 20
Ударная вязкость, кгс * см/см2,
не менее
в направлении экструзии
при 4-20 °C......... 35
» — 20 °C.......... 20
в поперечном направле-
нии
при 4-20 °C......... 30
» —20 °C........... 20
Усадка в направлении экст-
рузии для листов толщиной
4 мм, %, не более.......... 12
Уровень глянца полирован-
ных листов по 100-бальной
шкале, усл. ед., не менее . 60
0,8 0,5 —
— 400 —
— 350 -
«
— 15 —
- 10 -
25 35 20
— — 20 —
20 25 20
- 18 -
20 12 20
50 45 35
ВСПЕНИВАЮЩИЙСЯ ПОЛИСТИРОЛ
Вспенивающийся полистирол представляет собой продукт суспензионной
полимеризации стирола в присутствии порообразователя (изопентана, бу-
' Тана).
Вспенивающийся полистирол выпускается трех марок: ПСВ-А, ПСВ,
ПСВ-С по ОСТ 605-202-73.
Полистирол марки ПСВ-С обладает самозатухающими свойствами, кото-
рые обусловливаются введением во вспенивающийся полистирол галогенов или
фосфорсодержащих соединений Полистирол каждой марки может быть постав-
лен рассеянным на пять фракций с размерами частиц: более 2,5 мм; 2,5—1,4;
1,4—0,9; 0,9—0,4; менее 0,4 мм.
В зависимости от показателей полистирол вспенивающийся марок ПСВ и
ПСВ-С выпускается I и II групп. Полистирол вспенивающийся должен удо-
влетворять требованиям, приведенным в таблице иа стр. 97.
Данные зависимости физико-механических свойств полистирола вспениваю-
щегося марок ПСВ и ПСВ-С от кажущейся плотности приведены в таблице па
ctp. 98.
Выпускается большой ассортимент вспенивающегося полистирола Кроме
полистирола обычных стандартных марок ПСБ и ПСБ-С промышленность про-
изводит ряд марок специального назначения:
96
Физико-механические свойства вспенивающегося полистирола ПСВ и ПСВ-С
Показатели ПСВ псв-с
ПСВ-А I группа II группа I группа II группа
Внешний вид...........
Цвет..................
Кажущаяся плотность,
кг/м3, не более..........
Относительная вязкость,
не менее ................
Содержание, %
остаточного мономера,
не более ............
порообразователя, ие
менее ...............
влаги, не более . . . .
Остаток после просева на
сите (ГОСТ 3584—73)
с сеткой, %, ие менее
№ 1......................
№ 0,5................
Разрушающее напряжение
при статическом изгибе,
кгс/см2, не менее . . . .
Горючесть, с, не более . .
Частички сферической формы, допускаются
частички чечевицеобразной и рисообразной формы
Слегка
замутнен-
ные или
прозрачные
бесцветные
25
0,25
5
1
Слегка замут-
ненные
Мутно-молочные
25
1,7
0,25
5
1
35
1,6
0,30
4,5
1
65 65 55
80 80 70
1,1 1,1 1,5
Не определяется
25
1,55
0,25
4,5
1,5
60
75
1,0
3
35
1,5
0,30
4,0
2,0
50
60
1,3
5
Примечание. При выпуске
ческий состав не определяется.
полимера, рассеянного на фракции, гранулеметри-
ПСВ-Л — для использования в машиностроительной промышленности для
точного литья изделий по выжигаемым моделям;
ПСВ-Э (эластичная) — для изготовления мембран и громкоговорителей в
радиотехнической промышленности;
ПСВ-Н — химически стойкая к бензину, используется для автомобильной
промышленности;
ПСБС-ПМ — с пониженным содержанием мономера.
Введение специальных добавок во вспенивающийся полистирол, повышаю-
щих скорость газификации полимера, позволяет получать полимер марки ПСВ-Л,
используемый для литья по выжигаемым моделям.
Ниже приведены данные о зависимости физико-механических свойств
вспенивающегося полистирола ПСВ-Л от кажущейся плотности:
Разрушающее напряжение, кгс/см2
при сжатии
при 10%-иой деформации . . *
» 50%-иой деформации . . .
при статическом изгибе .........
Ударная вязкость, кге • см/см2 , . . .
4 Зак. 279
Кажущаяся плотность, г/см3
0,012- 0,013 0,019 -0,020 0,030
0,8-1.0 1,6-2,0 2,5
2,2-2,8 2,7-3,6 4,6
1,6-3,1 1,4-4,4 5.3
0,11—0,18 — 0,3
97
Зависимость физико-механических свойств пенополистирола марок ПСВ и ПСВ-С от кажущейся плотности
пев
—М HI II М-
ПСВ-С
Показатели
кажущаяся плотность, г/см3
0,02
Разрушающее напряжение,
кгс/см2
при растяжении . . <
при сжатии (при
10 % -н ой деформ а -
ции)...............
при статическом из-
гибе ...............
Ударная вязкость, кгс/см2
Формоустойчивость, °C . .
Коэффициент теплопро-
водности прн 20 °C,
ккал/(м -ч - °C)........
Морозостойкость, °C . . .
Водопоглощение за 24 ч
объемн. %...............
Горючесть...............
1,8-2,0
1,3-1,5
1,3-1,5
0,1-0,3
От 70
до 80
0,029
От -60
до —65
0,005-1,25
2,6—3,0
2,0-2,5
2,0-2,5
0,3
От 70
до 80
2,5-3,5
2,5—4,0
3,0—5,0
0,3-0,5
От 70
до 80
4,0-4,5
4,5-6,0
5,0'—9,0
0,4-0,5
От 70
до 80
4,5
6,0-7,0
13-14
0,4-0,5
От 70
до 80
От —60
до —65
0,005—1,25
От —60
до —65
0,005—1,25
Горит
0,039 -
От —60 От —60
до —65 до —65
0,7—-1,4
1,0-1,5
0,1-0,2
От 70
до 75
0,030
От —60
до -65
1,0
1,5-2,0
1,5-2,5
0,3
От 70
до 75
0,035
От —60
до —65
0,8
2,0-3,0
2,5—’3,0
0,3—0,4
От 70
до 75
0,035
От —60
до —65
0,5
3,0
3,0-4,0
От 70
до 75
Время самозатухания 2 с
Полистирол суспензионный вспенивающийся марки ПСВ-Э представляет со-
бой продукт суспензионной полимеризации стирола в присутствии эфиров акри-
ловой кислоты и порообразователя. Данные о зависимости физико-механических
свойств вспенивающегося полистирола марки ПСВ-Э от кажущейся плотности»
приведены ниже.
Зависимость физико-механических свойств вспенивающего
полистирола марки ПСВ-Э от кажущейся плотности
псв-эз
Показатели
кажущаяся плотность, г/см3
0,02 0,03
0,05
Разрушающее напряжение, кгс/см2
при сжатии
при 10%-ной деформации
» 50%-ной деформации
при статическом изгибе . . . .
Ударная вязкость, кгс • см/см2 . . .
1,3— 1,5 2,2—2,5 4,0-5,5
2,5—2,7 3,5—4,2 6,0—-8,0
1,6-1,8 3,6-4,5 7,0-9,0
0,12—0,13 0,19-0,25 0,30—0,40
\ Продолжение
ПСВ-Э5
Показатели
кажущаяся плотность, г/см3
► 0,02 0,03 0,05
разрушающее напряжение, кгс/см2
при сжатии
при 10 %-ной деформации
» 50 %-ной деформации
при статическом изгибе . . . .
Ударная вязкость, кгс • см/см2 . . .
0,9-1,0
1,5-2,0
1,9-2,1
0,08-0,10
1,5-1,8
3,1-3,5
2,4-2,8
0,09-0,10
4,0—5,2
5,2—8,0
7,3-8,3
0,35
При введении в процессе полимеризации нитрила акриловой кислоты полу-
чается бензо- и маслостойкий вспенивающийся полистирол марки ПСВ-Н, свой-
ства которого зависят от кажущейся плотности (см. таблицу на стр. 100).
Вспенивающийся полистирол ПСВ-Л (ТУ 6-05-041-354—72) выпускается
трех марок (каждая группа А и Б):
ПСВ-Л-1 —с улучшенной способностью к газификации;
ПСВ-Л-2 — с повышенной скоростью плавления;
ПСВ-Л-1С — с улучшенной способностью к газификации и пониженным
сажевыделением.
Вспенивающийся ’ полистирол должен удовлетворять требованиям, приве-
денным в таблице на стр. 101.
Вспенивающийся полистирол марки ПСВ-Н (ТУ 6-05-121-18—73) выпускается
Двух марок: ПСВ-Н20 и ПСВ-Н35.
4*
99
oor
Зависимость физико-механических свойств вспенивающегося полистирола марки ПСВ-Н от кажущейся плотности
ПСВ-Н20
ПСВ-Н35
Показатели
кажущаяся плотность, г/см3
0,019-0,021 0,024 -0,026 0,037-0,040 0,047-0,050 0,08 0,03 0,04
0,05-0,055
Разрушающее напря-
жение, кгс/см2
при сжатии
при 10%-ной
деформа-
ции . . .
при 50 %-ной
деформа-
ции . . .
при статическом
изгибе . . . .
Ударная вязкость,
кгс • см/см2 . . . .
Формоустойчи-
вость, °C..........
Бензопоглощение за
1 месяц, % ’
экстракционный
бензин . . . .
бензин Б-70 . .
1,3-1,5
2,2—2,8
1,5—2,5
0,28-0,35
1,5-4,9
До 6,0
1,5-2,0
2,5-3,3
2,2-3,8
0,2—0,35
2,1—2,5
4,6-5,8
3,8-4,9
0,34-0,35
3,9-5,0
7,7-10,3
0,40-0,78
8,0—9,0
16,3-18,0
0,84
1,67—3,40
3,4-4,6
4,1-4,7
0,20—0,26
3,0-3,9
6,0-6,9
4,8—5,7
0,28-0,37
5,6-5,8
8,9-9,9
8,1-9,7
0,35-0,54
90—95 (без соприкосновения с бензинами)
1,5-4,9
До 6,0
1,5-4,9
До 6,0
1,5-4,9
До 6,0
1,5-4,9
До 6,0
До 8,2
До 4,2
До 8,2
До 4,2
До 8,2
До 4,2
ФиЗико-механические свойства вспенивающегося полистирола марок ПСВ-Л-1, ПСЙ-Л-2, ПСВ-Л-1С групп А и Б
Показатели ПСВ Л-1 ПСБ-Л-2 ПСВ-Л-1С
А Б А Б А Б
Внешний вид . *
Относительная вязкость 1%-ного раствора полимера в бен-
золе, не меиее ..........................................
Содержание, %
остаточного мономера, не более.......................
порообразователя, не менее ..........................
активного кислорода, не менее .......................
влаги, не более .....................................
Остаток после просева на сите (ГОСТ 3584—73) с сет-
кой, %
№ 0,5, не менее......................................
№ 2,5, не более......................................
№ 2,5, ие менее......................................
Насыпная плотность вспененных частиц, г/л, не более . . .
Слипаемость частиц по классам 0, 1, 2, 3.................
Полупрозрачные сферические частицы
без механических включений
1,8
0,3
5,0
0,03
5,0
70
10
20
0-1
Горючесть, с, ие более.................................... —'
Скорость газификации пеиоматериала при термическом
ударе, г/с, не меиее....................................9,0 • 10
Скорость плавления пеиоматериала при термическом ударе,
см/с, не меиее......................................... 2,0
Белые непрозрачные
сферические ча-
стицы без механи-
ческих включений
1,8
0,3
5,0
0,03
5,0
80
20
0—-1
9,0 * 10“3
2,0
1,45
0,3
4,5
5,0
70
10
25
0-1
8,5-10~3
3,0
1,45
0,3
4,5
5,0
80
25
0-1
8,5- 10-3
3,0
1,70
0,3
5,0
0,03
5,0
70
10
30
0— 1
5,0
9,5 • 10“3
1,6
' 1,70
0,3
5,0
0,03
5,0
80
30
0-1
5,0
9,5- 10“3
1,6
Он должен удовлетворять следующим требованиям:
Внешний вид..................
Марка ПСВ-Н20 Марка ПСВ-Н35
Частицы сферической формы,
допускаются частицы чече-
вицеобразной или рисооб-
разной формы; полупрозрач-
ные или непрозрачные белого
или желтоватого цвета
Относительная вязкость 1 %-ного
раствора сополимера в диметил*
формамиде, не менее..............
Содержание, °/о
остаточного мономера стирола,
не более ....................
остаточного мономера нитрила
^акриловой кислоты, не более
порообразователя, не менее . ,
Остаток после просева на сите
(ГОСТ 3584—73) с сеткой № 1,
%, не менее....................
Насыпная плотность вспененных
частиц, г/л, не более............
Усадка образца при определении
маслобензостойкости, %, не более
Влажность, %, не более...........
1,8 1,8
0,4 0,4
Отсутствует
5 5,5
60
30
3,0
5
60
30
3,0
5
Вспенивающийся полистирол ПСВ-Э (ТУ 6-05-111-175—72) выпускается двух
марок: ПСВ-ЭЗ и ПСВ-Э5. Каждая марка в зависимости от гранулометриче-
ского состава выпускается двух групп: А и Б.
Вспенивающийся полистирол ПСВ-Э должен удовлетворять следующим тре-
бованиям:
ПСВ-ЭЗ ПСВ-Э5
А Б А Б
Внешний вид
Полупрозрачные с легкой опалесцен-
цией сферические, чечевицеобраз-
ные или рисообразиые частицы беа
механических включений
Содержание, %
остаточного мономера стирола, не
более .............................
порообразователя, не менее ........
связанного бутилакрилата, не менее .
Насыпная плотность вспененных частиц,
г/л, не более..........................
Остаток после просева на сите (ГОСТ
3584—73) с сеткой, %
№ 0,5, не менее....................
№ 2,5, не более....................
№ 2,5, не менее....................
Относительная вязкость, не менее . . . .
Влажность, %, не более.................
0,5 0,5 0,5 0,5
4,5 4,5 4,5 4,5
2,0 2,0 4,0 4,0
20,0 20,0 15,0 15.0
70 70
10 ГО *
80 80
1,6 1,6 1,6 1,6
5,0 5,0 5,0 5,0
Вспенивающийся полистирол марки ПСБС-ПМ (ВТУ 1-108—67) групп Ai>
А2, Б и В должен удовлетворять следующим требованиям:
102
Внешний вид............................
Относительная вязкость полимера, не ме-
нее ...................................
Содержание, %
остаточного мономера, не более . . ,
порообразователя, не менее ........
влаги, не более ...................
Остаток после просева на сите (ГОСТ
3584—73) с сеткой, %
№ 1, не менее......................
№ 0,5..............................
Насыпная плотность вспененных гранул,
г/л, не более..........................
Слипаемость гранул по классам 0, 1, 2, 3
Потери массы, %, не более-.............
Горючесть, с, ие более.................
Группы
А» А2 Б В
Мутно-молочные гранулы
1,5 15 1.5 1,5
0,04 0,04 0,04 0,04
4 4 4 4
4 4 4 4 i
50 50 30 10
Факультативно
25 25 35 50
0-1 0-1 2 3
20 20 15 10
5 5 5 5
Переработка вспенивающегося полистирола
Изделия из вспенивающегося полистирола изготавливаются беспрессовым
'Способом.
Формование изделий из вспенивающегося полистирола состоит из следую-
щих стадий.
Предварительное вспенивание бисера, содержащего порообразователь, ко-
торое осуществляется в специальном механическом вспенивателе горячей водой
(95—100 °C) или паром (100—105 °C) при непрерывном перемешивании; про-
должительность процесса зависит от заданной кажущейся плотности изде-
лий и обычно составляет 2—5 мин. Созревание и сушка предварительно вспе-
ненного бисера не менее 6—8 ч при комнатной температуре. Окончательное
вспенивание и формование изделий производится в формах соответствующего
профиля.
В качестве теплоносителя используется пар или ток высокой частоты. Время
формования определяется толщиной изделия и составляет примерно 10 с на
1 мм толщины плюс продолжительность прогрева формы. Охлаждение изделия
производится в форме до температуры 50—60 °C; подсушка изделия — при 35—
40 °C.
Таким путем возможно получение изделий различных размеров и конфигу-
раций, в том числе сложного профиля. Изготовление изделий по этому методу
не требует использования сложного оборудования, и процесс может осущест-
вляться непосредственно на месте применения.
Плиты теплоизоляционные нз пенопласта полистирольного (ГОСТ 15588—70)
в зависимости от кажущейся плотности выпускаются четырех марок: 20, 25,
30 и 40.
Плиты выпускаются следующих размеров:
Толщина, мм............... 25, 33, 50 и 100
Ширина, мм................. От 500 до 1000 (с интервалом 50 мм)
Длина, мм.................. От 900 до 2000 (с интервалом 50 мм)
На поверхности плит ие допускаются впадины н выпуклости глубиной (вы-
сотой) более 5 мм. Общая площадь впадин н выпуклостей не должна превышать
2% площади плиты.
Показатели
Свойства плит из полистирольного пенопласта ПСВ-Л различных групп
Кажущаяся плотность в сухом
состоянии, кг/м3, не более . . . .
Содержание, %, не более
остаточного мономера.........
влаги .......................
Разрушающее напряжение, кгс/см2,
не менее
при сжатии (при 10%-ной ли-
нейной деформац’ии)..........
при статическом изгибе . . < .
Водопоглощение за 24 ч, объемн. %,
не более ........................
25
оз
10
1
1,0
5
Скорость газификации пеноматери-
ала при термическом ударе, г/с,
не менее .......................
9- !0“3
Скорость плавления пеноматериала
при термическом ударе, см/с, не
меиее ...........................
35
0,3
10
2
2,0
3
9*10“8
2
25
0,3
10
0,8
0,8
5
8,5 • 10*3
3
35
25
0,3
10
0,3
10
03
10
1,8
1,8
3
8,5. Ю"8
1,0
5
9,5 • 10“8
2
2,0
3
9,5 • 10~3
/
Плиты должны удовлетворять следующим требованиям:
Кажущаяся плотность в су-
хом состоянии, кг/м3, не
более.....................
Разрушающее напряжение,
кгс/см2, не менее
при сжатии (при 10%-ной
линейной деформации)
прн статическом изгибе
Коэффициент теплопроводно-
сти в сухом состоянии при
25 ± °C, ккал/(м2 • ч • °C) не
более ....................
Водопоглощение за 24 ч,
объемн. %, не более . . . .
Марки
20 25 30 40
20 25 30 40
0,5 0,7 1,0 1.5
0,7 1,0 1,3 1.8
0,035 0,033 0,033 0,033
5 4 3 2
Плиты из пенопласта полистирольного ПСВ-Л (ТУ 6-05-21-13—72) вы-
пускаются трех марок ПСБ-Л-1; ПСБ-Л-2; ПСБ-Л-1С. Плиты каждой марки в
зависимости от кажущейся плотности делятся на две группы: 20 и 30.
Плиты выпускаются следующих размеров:
Толщина, мм........................ От 20 до 100 (с интервалом
10 мм) и 120, 150, 200
Ширина, мм........................ 800, 1000
Длина, мм................. , . « 900, 1000, 2000, 3000
Требования к плитам приведены в таблице.
Применение вспенивающегося полистирола
Вспенивающийся полистирол применяется для производства различных из-
делий, которые должны обладать низкой теплопроводностью, высокими электри-
ческими показателями (диэлектрическая проницаемость должна быть близка к
-единице), малыми звукопроводностью, плавучестью, кажущейся плотностью
и т, д. Как теплоизоляционный материал он используется прн изготовлении про-
мышленных, судовых и домашних холодильников. Из него изготавливают по-
плавки рыболовных сетей, спасательные средства, отсеки лодок и катеров. Он
широко применяется в строительстве жилых домов, промышленных и других со-
оружений в качестве промежуточного слоя в жестких конструкциях плит, для
облицовки стеи, для изготовления всевозможных декораций, макетов, игрушек
и др.
Вспенивающийся полистирол марки ПСВ-Л используется для точного литья
изделий по выжигаемым моделям в машиностроительной промышленности, марки
ПСВ-Э — для изготовления мелких пеноизделий в радиотехнической промыш-
ленности (мембраны, громкоговорители и т. д.), марки ПСВ-Н — в тех отраслях
промышленности, в которых возможно соприкосновение пеноизделий с нефтепро-
дуктами, марки ПСБС-ПМ — в судостроительной промышленности в качестве
теплоизолятора.
АКРИЛОНИТРИЛ БУТАДИЕНСТИРОЛЬНЫЕ ПЛАСТМАССЫ
(АБС-ПЛАСТИКИ)
Акрилонитрилбутадиенстирольные пластики получаются сополимеризацией
стирола с акрилонитрилом в присутствии бутадиенового или бутадиен-стироль-
ного каучука.
АБС-пластики обычно получают эмульсионным методом как по периодиче-
ской, так и по непрерывной схеме. Процесс включает следующие основные ста-
дии: получение полибутадиенового или бутадиенстнрольного латекса (ПБ или
СБ); эмульсация смеси стирола с акрилонитрилом в ПБ- или СБ-латексах; вве-
дение эмульгатора, инициатора и других добавок; эмульсионная полимеризация
105
Физико-механические, теплофизические и электрические свойства АБС-пластиков различных марок
(данные испытаний)
Показатели
СНП-2
СНК
СТАН
(всех
марок)
АСБ-ЗА,
АСБ-ЗБ
АСБ-4
МСП-1
МСП-2
Плотность, г/см3 . .
Показатель текуче-
сти расплава,
г/10 мин............
Разрушающее напря-
жение, кгс/см2
при растяжении
» статическом
изгибе . . . .
Относительное удли-
нение при разры-
ве, % .............
Модуль упругости
при статическом
изгибе, кгс/см2 . .
Ударная вязкость по
Изоду при 23 °C,
кгс • см/см надреза
Ударная вязкость
по Шарпи,
кгс-см/см2
без надреза . .
при -Ь23*°С . . .
с надрезом . . .
при —40 °C . . .
1,02
6—9; 9-14
400-650
620
18-25
21,6 - 103
7,2
60—80
40
10
3,5-4,0
1,03
3-20
400-550
650—750
20-40
25- 103
8-11,0
80-120
50
10-13
4
1,05
2-3; 5-7
450-500
800—1000
20-25
20- 103
8—12
95-125
50-60
8-12
4 — 5
1,04
10—15
500—540
12-24
20 • 103
20—25
18,5
1,04
20-30
420-470
400-500
17—25
15 • 103
35-45
18
1,05
15-20
350—390
300-400
30—35
10.103
40-55
1,05
4-9
428
750—850
38
24,5- 103
15—20
1,05
7—12
600—680
900—1000
15-25
Твердость
по Роквеллу,
шкала R . . .
по Бринеллю,
кг/мм2 . . . .
Деформационная
теплостойкость
под нагрузкой
18,5 кгс/см2, °C . .
Теплостойкость по
Вика, °C.........
Термический коэф-
фициент линейного
расширения, 1/°С .
Удельное объемное
электрическое
сопротивление,
Ом • см............
113
10—12
70-75
100-105
8,6- 10-5
1 • 1015
Диэлектрическая
проницаемость
при 103 Гц . . .
» 106 Гц . . .
Тангенс угла ди-
электрических по-
терь
при 103 Гц . . .
» Ю6 Гц . . .
Усадка, %..........
Водопоглощеиие за
24 ч при 20 °C, %
1 • 10"2
3- ю-2
0,4-0,8
0,3
112
10—12
80—97
100—108
8,1 • 10"5
5-1016
2,9
2,8
6- ю-3
7-10“3—8-Ю”3
0,4-0,8
0,27
113
11-12
90—92
120-125
8,0- 10“5
1 • 101а
2,9
2,9
6- 10-3
7 • Ю“3
0,4-0,8
0,3
103—107
12—15
87,7
102-110
8,2 • 10“6
2,9
6 • 10“3
8- 10“3
0,4-0,8
0,2
98—105
15-20
84,4
105—112
8,0 • 10”6
2,9
6- Ю”3
8* 10“3
0,4—0,8
0,2
85—90
8—12
81,0
100—105
10-10"’
3,0
6- ю_3
8- 10~3
0,4-—0,8
0,2
108
85,7
120-125
8 - 10"6
2,9
6- Ю“3
8- 10"3
0,4-0,8
0,2
12-15
80—85
100-110
7 • Ю1*
2,9
0,008
0,4-0,8
стирола с акрилонитрилом в присутствии латексов. При этом протекает также
привитая сополимеризация стирола с акрилонитрилом иа латексы. Далее сле-
дуют стадии: отгонка остаточных мономеров, коагуляция, промывка, отжим,
сушка, смешение с красителями, стабилизаторами и другими добавками, экстру-
зия, грануляция и упаковка.
Эмульсионная полимеризация по непрерывной схеме проводится в каскаде
из нескольких реакторов.
АБС-пластики могут получаться путем сокоагуляции латекса сополимера
стирола с акрилонитрилом и будатиеннитрильным латексом. Однако такой поли-
мер обладает более низкими механическими характеристиками, чем эмульсион-
ный АБС.
АБС-пластики по сравнению с ударопрочным полистиролом имеют повышен-
ные химическую стойкость и ударную прочность (в 2—3 раза больше).
Показатели физико-механических, теплофизических и электрических свойств
АБС-пластиков приведены в таблице (на стр. 106 и 107).
АБС-пластики выпускаются промышленностью по ТУ 6-05-1587—72. Требо-
вания к АБС-пластикам приведены в таблице.
Требования к АБС-пластикам различных марок * I
Показатели
..
I
АБС-I АБС-2 АБС-ЗА АБС-ЗБ АБС-4
Чистота поверхности пластины . .
Поверхность пластины должна быть чи-
стой и выдерживать испытания по
Содержание влаги, %, не более . .
Показатель текучести расплава,
г/10 мин, не менее .............
Разрушающее напряжение при рас-
тяжении, кгс/см2, не менее . . .
Относительное удлинение при раз-
рыве, %, ие менее...............
Ударная вязкость по Изоду с над-
резом, кгс* см/см2, не менее
на плунжерных машинах . # .
иа шнековых машинах.........
Теплостойкость по Вика, °C, не
менее ..........................
Теплостойкость (температура коро-
бления) при нагрузке 18,5 кгс/см2
(с отжигом 2 ч при 100 °C), °C,
не менее........................
методике
0,3 0,3
8 20
500 430
12 2,3 9
350 350 520
15 20 30 30 15
30
15
106
35
20
105
100
41
25
104
45
30
104
20
8
115
104
АкрилонитрилбутадиеистирольиыЙ пластик СТАН выпускается по
ТУ 05-1490—72 двух марок СТАН4 и СТАН-2 и по ТУ 6-05-111-171—72
марки СТАН-В.
Он должен удовлетворять требованиям, приведенным ниже:
СТАН-В
(ТУ 6-05-111-171—72)
СТАН-1 СТАН-2
(ТУ 6-05-1490—72)
Показатель текучести расплава, г/10 мин,
не менее................................. 4,5
Разрушающее напряжение, кгс/см2, не
менее
при растяжении............................. 400
» статическом изгибе.................. 800
Относительное удлинение при разрыве, %,
2 4
400 350-
108
Продолжение
не менее ............................
Ударная вязкость без надреза, кгс - см/см2,
ие менее ...............................
Твердость по Роквеллу, шкала R . . . .
Теплостойкость по Вика, °C, не менее . .
Потери массы при сушке, %, не более . .
СТАН-В СТАН-1 СТАН-2
(ТУ 6-05-111-171—72) (ТУ 6-05-1490—72)
Факультативно 15 15
— 100 80
109-110 — —
117 117 117
0,3 0,3 0,3
Примечание. Теплостойкость по Вика 117 °C гарантирует температуру коробления
не меиее 104 °C.
Акрилонитрилбутадиеистирольные пластики СНК и СНК-М (ТУ 6-05-1561—72)
должны удовлетворять требованиям, приведенным в таблице.
Прозрачный ударопрочный сополимер МСП ТУ 6-05-041-394—72 представ-
ляет собой привитой сополимер стирола с метилметакрилатом на бутадиеновом
каучуке. /
Физико-механические свойства пластиков СНК и СНК-М различных марок
Показатели
СНК 4 СНК-1 СНК-М! СНК-М2 снк-мз
СНК-МБ
Внешний ВИД..................
Чистота поверхности диска диа-
метром 50+3,0 мм, толщиной
2±0,2 мм.....................
Порошок или гранулы размером не более
5 мм, окрашенные или неокрашенные
Поверхность диска должна быть чистой.
Допускаются включения в количестве не
более одной точки диаметром до 0,3 мм
на 10 см2
Содержание, %
остаточного мономера сти-
рола, не более ................
остаточного мономера акри-
лонитрила, не более , . .
летучих, не более ........
влаги, не более ...........
Показатель текучести расплава,
г/10 мин, не менее............
Разрушающее напряжение прн
растяжении, кгс/см2, не меиее
Относительное удлинение прн
разрыве, %, ие менее . . . .
Ударная вязкость, кгс*см/см2,
не менее
без надреза...................
с надрезом.................
Теплостойкость по Вика, °C, не
менее .........................
0,35
0,1
0.3
0,3
3
350
40
90
9.0
100
0,35
0,1
0,3
0.3
20
330
15
90
9,0
100
0,35
0,1
0,5
0.5
1
300
20
12
95
0.35
0.1
0,5
0,5
1
300
15
10
95
0,35
0,1
0.5
0,5
1,2
300
25
12
95
0,35
0,1
0,5
0,5
0,8
300
50
18
95
109
Сополимер МСП должен удовлетворять следующим требованиям:
Содержание, %, не более
остаточных мономеров
стирола.............................................. 0,1
метилметакрилата..................................... 0,5
влаги................................................ 0.5
Показатель текучести расплава, г/10 мин.................5—15
Ударная вязкость с надрезом, кгс • см/см2, не меиее .... 5,0
Твердость по Бринеллю, кгс/мм2, не менее............... 11.5
Теплостойкость по Вика, °C, не менее...................100
Коэффициент с вето про пускам ня, %, ие меиее......... 70
Данные о химической стойкости АБС-пластиков приведены ниже:
Температура,
°C
23 50
Кисло ты
Серная......................................... OB ОВ
Щавелевая...................................... ОВ ОВ
Щелочи
Едкий натр
10%-ный.............................'......... ОВ ОВ
20%-ный . ................................. ОВ ОВ
Углекислый натрий 2%-ный.................... ОВ ОВ
Спирты
Метиловый...................................... ДВ HP
Этиловый 95%-иый............................ В ДВ
Глицерин.................................... ОВ ОВ
Эфиры
Этилацетат..................................... HP HP
Диоктилфталат............................... ОВ
Углеводороды алифатические
н-Гептаи.................................... ДВ ДВ
Веретенное масло............................ ОВ В
Турбинное масло............................. ОВ ОВ
Углеводороды ароматические
Толуол...................................... HP HP
Пищевые продукты и напитки
Масло сливочное............................. ОВ ОВ
Апельсиновый сок конц......................< ОВ ОВ
Виноградный сок Конц....................* . . ОВ ОВ
Обозначения ОВ — очень высокая, срок службы полимера в кон-
такте с реактивом измеряется годами; В —высокая, срок службы измеряет-
ся месяцами; ДВ—достаточно высокая, срок службы измеряется неделями;
HP—не рекомендуется, через несколько часов полимер становится непри-
годным для использования.
ПО
Акрилонитрилбутадиенстирольный пластик СНП-2 (ГОСТ 13077—67) полу-
чается механохимическим методом.
Пластик СНП-2 должен удовлетворять следующим требованиям:
Содержание, %, не более
остаточного мономера
стирола........................................ 0,5
остаточного мономера акр илоннтрнла.............. 0,07
влаги................................... . . . 0,5
Показатель текучести расплава, г/10 мнн...........6—9; 9—14
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2,
не менее . ................................... 400
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее , 18
Ударная вязкость, кгс • см/см2, не менее.............. 50
Теплостойкость по Вика, °C, не менее................. 100
Пластик СНП является термопластичным материалом, обладающим высокой
прочностью, хорошей химической стойкостью к неокисляющим кислотам, щело-
чам, нефтепродуктам, маслам и бензину.
Переработка и применение АБС-пластиков
АБС-пластнки перерабатываются в изделия экструзией и литием под дав-
лением прн 200—240°C и повышенном давлении (не менее 1200 кгс/см2). Пе-
ред переработкой АБС-пластнки необходимо подсушивать до остаточной влаж-
ности не более 0,1%. Методы и режимы переработки АБС указаны в таблице
на стр. 112 и 113.
АБС-пластики широко используются для изготовления крупногабаритных де-
талей в автомобилестроении, приборостроении, машиностроении, для изготовле-
ния корпусов приемников, телевизоров, товаров народного потребления, лодок,
в текстильной промышленности, для производства труб и др.
Пластик АБС-1 характеризуется наибольшими жесткостью, твердостью и
наименьшей ползучестью; применяется в качестве конструкционного материала
в автомобиле- и приборостроении.
Пластик АБС-2 обладает высокой текучестью и способностью к металлиза-
ции; применяется для изготовления крупногабаритных изделий в автомобиле-
строении, радиотехнике и приборостроении, а также тоиаров народного по-
требления.
Пластики АБС-ЗА и АБС-ЗБ отличаются наиболее высокой прочностью.
Пластик марки АБС-ЗБ обладает повышенной морозостойкостью. Пластики марок
АБС-ЗА и АБС-ЗБ применяются для изготовления каблуков к дамской обуви,
мотошлемов н других изделий, требующих высокой ударной прочности при низ-
ких температурах
Пластик АБС-4 характеризуется наиболее высокой теплостойкостью и до-
статочной механической прочностью; применяется для изготовления деталей ав^
томобнлей, корпусов приборов н изделий, работающих при повышенных темпе-
ратурах.
Пластик СТАН обладает способностью к металлизации; предназначаемся
для изготовления деталей автомашин, радиотехнических приборов, электробыто-
вых приборов и других изделий, используемых при повышенной температуре
Пластик СНК используется для изготовления корпусов телевизоров, транзи-
сторов, радиоприемников, других изделий радиотехнической, судостроительной и
автомобильной промышленностей.
Пластик СНК-М используется для совмещения е полнининлхлоридом с целью
улучшения его ударопрочности. На основе композиций СНК-М с поливинилхло-
ридом могут быть получены листы и пленки различной степени жесткости, при-
меняющиеся для внутренней отделки автомобилей, самолетов, вагонов и т д
Прозрачный пластик МСП предназначается для изготовления деталей капил-
лярных систем авторучек, деталей аппаратуры магнитной записи и др.
141
ьо
Полимер'
Метод
переработки
АБС-1
АБС-2
АБС-ЗА
АСБ-ЗБ
АБС-4
СТАН, СНК
Основные режимы переработки АБС-пластиков
Режим переработки
Полу ча емые изделия
Особенности переработки
Лнтье под
давлением
То же
Температура литья 200—230 °C,
температура литьевой формы
70—80 °C, давление впрыска
1200—1500 кгс/см2
Температура литья 190—230 °C,
температура формы 70—80 °C,
давление впрыска 1200—
1500 кгс/см2
То же
Температура литья 220—240 °C,
температура формы 80—85 °C,
давление впрыска 1400—
2000 кгс/см2
Температура расплава 210—
250 °C для СТАН и 200-230 °C
для СНК, температура фор-
мы 80—90 °C для СТАН и
70—80 °C для СНК, давление
впрыска не менее 1200 кгс/см3
Технические детали в авто-
мобиле- и приборострое-
нии
Крупногабаритные изделия
в автомобилестроении и
радиотехнике. Товары на-
родного потребления
Технические изделия и
товары народного потреб-
ления, требующие высо-
кой уда риой прочности
при низкой темпе ратур е:
каблуки, мотошлемы, де-
тали автомобилей, корпуса
приборов и др.
Технические изделия: детали
автомобилей, корпуса при-
боров. Детали, работающие
при повышенных темпера-
турах
Технические изделия*, детали
а втома шии, с а мол ето в
(приборные щитки, отделка
внутреннего салона и др.),
радио- и те ле дета ли. Из-
делия бытового назначе-
ния: детали холодильни-
Материалс толщиной слоя
2—3 см перед перера-
боткой рекомендуется
подсушивать при 75— 88 °C
в течение 2—3 ч
То же
Материал с толщиной слоя
2—3 см перед перера-
боткой рекомендуется
подсушивать при 75—85 °C
в течение 2—3 ч
То же
Материал марки СНК перед
переработкой подсуши-
вают в течение 2—3 ч
при 70—75 °C
СНП-2
СНП-С
СНПС-2ДП, ли-
стовой само-
затухающий
пластик
МСП всех ма-
рок
Экструзия
Литье под дав-
лением
В акуум-фор -
мование
Штампование
Склеивание
Литье под
давлением
Температура цилиндра 160—
220 °C, температура головки
200—230 °C, температура вал-
ков каландра 70—95 °C
Температура расплава 190—
230 °C, температура формы
70—95 °C давление впрыска
не менее 1100 кгс/см2
Температура 130—150 °C, оста-
точное давление в форме
50—60 мм рт. ст., время
формования 2—3 мин
Температура 130—150 сС, давле-
ние 25—50 кгс/см2
5—10% -ный раствор СНП-2П
в дихлорэтане
Температура 200—230 °C, тем-
пература формы 90— 110 °C,
давление впрыска 1200—
1500 кгс/см2
ков, корпуса бытовых
электроприборов, предметы
сантехники, каблуки для
дамской обуви и др.
Листы, трубы
Крупногабаритные детали
технического и бытового
назначения
Декоративно-облицовочный
материал для внутренней
облицовки кабин н сало-
нов самолетов, вертоле-
тов, вагонов, кают ко-
раблей; применяется в
строительстве, где само-
затухание имеет решаю-
. щее значение
Изделия технического и
бытового назначения
Материал перед перера-
боткой рекомендуется
подсушивать при 70—80 °C
до содержания влаги не
более 0,1%
Физико-механические, теплофизические и элек
Показатели
СН-20,
СН-20П
СН-25
МСН
Плотность, г/см3...........
Показатель текучести рас-
плава, г/10 мин ......
Разрушающее напряжение,
кгс/см2
прн растяжении.........
прн статическом изгибе
Относительное удлинение
при разрыве, %.............
Ударная вязкость, кгс-см/см2
по Изоду с надрезом . .
Твердость по Бринеллю,
кг/мм2.....................
Теплостойкость по Вика, °C .
Термический коэффициент
линейного расширения, 1/°С
Температура начала тепло-
вой деформации под наг-
рузкой 18,5 кгс/см2, °C . . .
Удельное объемное электри-
ческое сопротивление,
Ом-см......................
Диэлектрическая проницае-
мость
при 103 Гц.............
при 10е Гц.............
Тангенс угла диэлектриче-
ских потерь при 10е Гц . .
Электрическая прочность,
кВ/мм .....................
Светопропусканне, % .
Усадка прн литье, % . . . .
1,04
0,4-1,7
500-600
1000-1100
1-2
20—24
1,5-2,0
16-18
100-105
9.5 • 10-Б
75-80
1 • 101в
2,8
2,8
*
5.10-8-7,10“3
25
0,4-0,8
1,04
1,5-2,0
600-700
1150
1-2
20—24
1,7—2,3
17-19
105-115
9,5 • 10~5
80
1 • 10”
2,8-2,9
2,8—2,9
7-10-3—9-10“’
24
80-85
0,4—0,8
М
0,5-1,5
1000-1200
1-3
20-25
16-18
102-106
6. Ю-8—8-10“5
75-78
4 -10”
2,9
18-10"3
24
75-80
0,4-0,8
НИМ
114
трические свойства сополимеров стирола
мс
САМ
САМП
АН
АМН
0,5
1100
1-3
18-20
16-17
105
б-Ю"5—8-Ю-5
75-78
3,5 • 10“
2,7
2-10"!
22
80—86
0,4-0,8
1,05-1,17
1.05-1,17
1,05-1,1
1,05-1,1
0.5-3
1200-1300
20—23
17—20
6.10-s-8.10-s
95—105
1 • 10“
2,6
3-10-4-5-10"4
20—24
0,4-0,8
0.5-3
1200-1300
20—23
17-20
б-Ю-8—8-10-8
95-110
1.10“
2,6
2.10-4—3 10“*
20-24
0,4-0,8
0,4-1,5
500—700
1300—1400
1—2
20-25
17-20
120-125
V
0,4-1,5
500—700
1100—1300
1-2
20—25
17-20
125-135
6- Ю —®—8• 10 —5 6-10-8-8-10 ~8
95—100
4-10“
2,9
1 • IO4-2
21—23
0,4—0,8
100-103
4 • 10“
2,9
1 • 10~2
21-23
0,4-0,8
115
Материал СНП предназначается для футеровки бензохранилищ малой
емкости, для изготовления бензобаков, труб для перекачки нефтепродуктов, для
изготовления химической аппаратуры. Из СНП изготавливаются также корпуса
телевизоров, радиоприемников, различных приборов, изделия сантехники, детали
бытовых холодильников и т. д.
Листы из акрнлонитрилбутадиенстирольного пластика СНП (ТУ
6-05-1118—72) в зависимости от назначения выпускаются четырех марок:
марки Т и ТГ — для изготовления изделий методом термоформования,
марки ПО и ПОГ — для использования в качестве отделочного и облицовоч-
ного материала.
Пластик марок ТГ и ПОГ имеет с одной стороны глянцевую.поверхность
Листы получают методом непрерывной экструзии из акрнлонитрилбутадиен*
стирольного пластика СНП (ГОСТ 13077—67).
Листовой декоративный самозатухаемый материал СНП С-2 Д (ТУ
6-05-041-318—71) предназначается для внутренней облицовки кабин и салонов
пассажирских самолетов, вагонов, кают кораблей речного и морского флота,
в строительстве, для изготовления изделий методом вакуум-формования
Листовой материал СНПС-2Д имеет декоративный рисунок и обладает хо-
рошими самозатухающими свойствами (после выноса из пламени затухает через
5—8 с). Его разрушающее напряжение прн растяжении в продольном направле-
нии не менее 300 кгс/см2. Относительное удлинение при разрыве не менее 15%.
СОПОЛИМЕРЫ СТИРОЛА
Для повышения теплостойкости полистирола общего назначения стирол со-
полимернзуют с другими мономерами. Наряду с повышенной теплостойкостью
и хорошими диэлектрическими свойствами сополимеры стирола обладают хоро-
шими химической стойкостью, прозрачностью, блеском поверхности.
В промышленности выпускаются сополимеры стирола с а-метилстиролом
(САМ), акрилонитрилом (СН), метилметакрилатом (МС) и тройной сополимер
с метилметакрилатом и акрилонитрилом (МСН).
Показатели физико-механических свойств сополимеров стирола представлены
в таблице на стр 117.
Сополимер стирола с а-метилстиролом (МРТУ 6-05-828—68) выпускается
двух марок: САМ и САМП. Он должен удовлетворять следующим требованиям:
САМ САМП
Внешний вид
Характеристическая вязкость
порошок....................................
гранулы................................
Содержание золы, %, не более...............
Разрушающее напряжение при изгибе, кгс/см2,
не менее...................................
Ударная вязкость, кгс • см/см2, не менее . . . .
Теплостойкость по Мартенсу, °C, не меиее
литые образцы..............................
прессованные образцы...................
Гранулы размером не более
4X5 мм или порошок сла-
бо-желтого цвета. Поверх-
ность диска диаметром
100±2 мм, толщиной
2±0,2 мм, отлитого из со-
полимера, должна быть
чистой, допускаются вклю-
чения не более 5 точек
диаметром до 0,2 мм по
всей поверхности диска
Не определяется 1,2—1,6
То же 1,0—1.3
> 0,08
1000 1000
16 18
95 95
100 100
116
Продолжение
САМ
Удельное объемное электрическое сопротивле-
ние, Ом • см, не менее........................... 1 • 1016
Диэлектрическая проницаемость при 20 °C и
103 Гц, не более.................................. 2,6
Тангенс угла диэлектрических потерь при 20 °C
н Ю5 Гц, не более.............................. 4,5* 10
Потери массы прн сушке, %, не более
порошок.......................................... 0,5
гранулы...................................... 0,1
САМП
1 - 1017
2,6
3,0 10'*
0,5
0,1
Сополимер стирола с акрилонитрилом в зависимости от содержания акрило-
нитрила выпускается марок СН-20 и СН-20П по МРТУ 6-05-957—68 и СН-25 по
ТУ 64)5-1580—72,
Сополимеры стирола с акрилонитрилом должны удовлетворять требованиям,
приведенным в таблице.
Фнзико-механические свойства сополимеров стирола с акрилонитрилом
СН-20П СН-20
Показатели
СН-25
(ТУ 6-05-1580—72)
(МРТУ 6-5-957—68)
СН-20 черный для
оптических деталей
(МРТУ 6-05-1124—68)
Содержание, %
остаточного моно-
мера. не более . .
связанного акрило-
нитрила .........
влаги, не более . .
Показатель текучести
расплава, г/10 мин . ,
Разрушающее напря-
жение прн статиче-
ском изгибе, кгс/см2,
не менее .............
Ударная вязкость с над-
резом, кгс • см/см2, не
менее ................
Теплостойкость по Ви-
ка, °C, не менее , . .
0,3
18—21
0,6
0,4—1,7
0,3
18-21 *
0,6
0,4-1,7
0,5
1,5-3
1,8
100
1,5
105
1,9
108
18-21
0,5
800
1,4
80 (по Мартенсу)
Примечание. Теплостойкость по Вика не меиее 108 °C для СН-25 гарантирует*
температуру коробления не менее 93 °C.
Сополимеры СН выпускаются в виде гранул, которые могут быть окрашен-
ными или неокрашенными. С увеличением содержания акрилонитрила повы-
шается желтизна сополимера, но одновременно увеличивается его прозрачность.
Наибольшей прозрачностью обладает СН-25, имеющий азеотропный состав.
Сополимер стирола с метилметакрилатом марки МС и тройной сополимер-
стирола с метилметакрилатом и акрилонитрилом, выпускающийся трех марок
МСН-1 (1-го и 2-го сортов), МСН-2 и МСН-3 (по ГОСТ 12271—66). отвечает
требованиям, приведенным в таблице.
117
Свойства сополимера стирола с метилметакрилатом и стирола
с метилметакрилатом и акрилонитрилом
МСН-1
Показатели
МС
МСН-2
МСН-3
1-й сорт
2-й сорт
Содержание, %, не более
остаточного мономера
стирола.................. .
влаги ..................
Показатель текучести распла-
ва, г/10 мин, не менее . , .
Разрушающее напряжение
при статическом изгибе,
кгс/см2, не менее..........
Ударная вязкость, кгс • см/см2,
не менее ...................
Теплостойкость по Мартенсу,
°C, не менее...............
Удельное объемное электри-
ческое сопротивление,
Ом • см, ие менее...........
Тангенс угла диэлектриче-
ских потерь при 10е Гц, не
более......................
Электрическая проницаемость,
кВ/мм, не менее.............
0,2
0,5
0,5
1100
16
75
1 -1015
0,022
20
0,15
0,5
0,5
1200
22
75
1 • 1015
0,022
20
0,15
0,5
0,5
1100
16
72
1. 1015
0,022
20
0,15
0,5
1,4
1000
15
73
1 • 1015
0,022
20
0,15
0,5
1,0
1000
15
72
1 • 1015
0,022
20
Сополимеры М.С и МСН выпускаются окрашенными и неокрашенными.
Они обладают повышенным блеском в изделиях и высокой светопропускае-
мостью.
Тройной сополимер стирола с акрилонитрилом и метилметакрилатом может
выпускаться в виде бисера (ТУ 6-05-1475—71) двух марок: МСН-0— общего
назначения и МСН-О-А — для изготовления абразивных изделий.
Показатель текучести расплава сополимера МСН-0 не менее 0,5 г/10 мни,
влажность бисера ие более 2%; удельная вязкость 1%-иого раствора бисера в
дихлорэтане не менее 0,9.
Сополимер марки АН, представляющий собой продукт сополимеризации
а-метилстирола с акрилонитрилом, выпускается промышленностью по ТУ
Г-125—68.
Сополимер марки АМН — продукт сополимеризации а-метилстнрола с акри-
лонитрилом и метилметакрилатом — выпускается по ТУ Г-127—68.
Сополимеры АН и АМН должны удовлетворять следующим требованиям:
Марка АН Марка АМН
(ТУ Г-125—68) (ТУ Г-127—68)
Содержание остаточного мономера «-ме-
тилстирола, %, не более................. 0,5
Показатель текучести расплава, г/10 мин,
не менее.................................. 0,8
Разрушающее напряжение прн стати-
ческом изгибе, кгс/см2, не менее .... 1330
Ударная вязкость, кгс-см/см2, не менее 20
Теплостойкость по Мартенсу/ °C, не
менее...................................... 95
Потери массы прн сушке, %, не более ♦ . 0,8
0,4
1100
29
100
0,8
118
Химические свойства сополимеров стирола
Сополимеры стирола стойки ко многим агрессивным средам. Сополимеры
СН стойки к трансформаторному маслу, глицерину, щелочам. Эти сополимеры
более стойки к бензину, керосину, четыреххлорнстому углероду, чем полисти-
рол общего назначения. Сополимеры стирола с акрилонитрилом растворимы в
ароматических и хлорированных углеводородах. Изделия с СН деформируются
и изменяют свой цвет в ледяной уксусной кислоте и набухают в концентриро-
ванной муравьиной кислоте.
Сополимеры стирола с а-метилстиролом растворимы в ароматических и
хлорированных углеводородах и нерастворимы в низших спиртах, эфирах н али-
фатических углеводородах. САМ значительно набухает в бензине и керосине. Эти
сополимеры стойки к трансформаторному маслу, глицерину, щелочам, органиче-
ским и минеральным кислотам, за исключением 65%-ной азотной кислоты и ле-
дяной уксусной кислоты, в которой изделия незначительно изменяют внешний
вид.
Сополимер МС растворяется в метиленхлориде, дихлорэтане, бензоле, обла-
дает стойкостью к бензину и смазочным маслам.
Изделия из сополимера МСН имеют хорошую стойкость к атмосферным
воздействиям, низкое водопоглощение, стойки к бензину и смазочным маслам.
V-
Переработка сополимеров стирола
Сополимеры стирола легко перерабатываются в изделия обычными мето-
дами.
Сополимер МСН можно перерабатывать на литьевых машинах любого типа,
обеспечивающих давление от 1000 до 1500 кгс/см2. Перед переработкой гранулы
сополимера подсушивают до остаточной влажности ие более 0,1 %. Наличие влаги
в сополимере приводит к получению изделий с пониженной механической проч-
ностью и дефектами поверхности (расслоение, «серебро», раковины, пузыри).
Сополимер МСН перерабатывается литьем под давлением при температуре
расплава 180—210 °C, температуре формы 40—60 °C и давлении впрыска не ме-
нее 1000 кгс/см2. Продолжительность выдержки под давлением зависит от раз-
мера и конфигурации изделия. Продолжительность охлаждения устанавливается
для каждого изделия экспериментально.
Сополимер МСН перерабатывается методом прессования прн давлении
250—300 кгс/см2 и температуре формы 160—165 °C; продолжительность выдерж-
ки под давлением составляет 3 мин на 1 мм толщины изделия. Раскрытие формы
производится при 40—45 °C.
Цикл прессования и литья под давлением может быть ускорен путем пред-
варительного подогрева материала в термостате при * 90—100 °C. Такой прием
особенно рекомендуется при изготовлении крупногабаритных изделий.
Литье под давлением сополимера СН осуществляется прн температуре рас-
плава 180—220 °C, в форму, нагретую до 50—80 °C, при давлении впрыска не
менее 1200 кгс/см2; продолжительность выдержки колеблется в зависимости от
конфигурации и размера формуемого изделия.
Изделия из сополимера СН прессуются прн давлении 250—300 кгс/см2 и
температуре формы 155—165 °C. Продолжительность выдержки под давлением
составляет приблизительно 5 мин на 1 мм толщины изделия. Распрессовка про-
изводится при температуре формы 70 °C.
Сополимер МС перерабатывается литьем под давлением прн температуре
расплава 170—210 °C, температуре формы 40—60 °C н давлении впрыска не ме-
нее 1000 кгс/см2; продолжительность выдержки колеблется в зависимости от
размера и конфигурации изделия.
Прессование изделий из МС проводится при давлении 200—300 кгс/см2 и
температуре формы 170—175 °C; продолжительность выдержки под давлением
составляет ~3 мин на 1 мм толщины изделия. Раскрытие формы производится
При 40—45 °C.
Сополимеры САМ и САМП легко перерабатываются в изделия литьем под
Давлением, экструзией и прессованием.
119
Литье под давлением производится при температуре расплава 210—235 °C»
в формы, нагретые до 70—80 °C, при давлении впрыска не менее 1000 кгс/см2.
Продолжительность выдержки под давлением колеблется в зависимости от кон*
фигурации и размера изделия.
При переработке сополимера САМ литьем под давлением материал рекомен-
дуется предварительно подсушивать при 95—100 °C в течение 3 ч и прогревать
изделия сразу же после отливки с последующим медленным охлаждением (для
снятия внутренних напряжений).
Экструзия сополимера САМ осуществляется при температуре цилиндра
160—170 °C. Температура головки 180—200 °C, температура валков каландра
60—90 °C.
Прессование изделий из САМ проводится прн давлении 250—300 кгс/см2 и
температуре формы 175—180 °C; продолжительность выдержки под давлением
составляет 3 мин на 1 мм толщины изделия. Распрессовка производится при
температуре формы 75—80 °C.
Сополимеры АН и АМН перерабатываются литьем под давлением и экс-
трузией.
Литье под давлением производится при температуре расплава 200—220 °C
в формы, нагретые до 80—90 °C при давлении впрыска 1200—1400 кгс/см2.
Перед литьем материал рекомендуется подсушивать при 85—95 °C в тече-
ние 2 ч.
Экструзия сополимеров АН и АМН проводится при температуре цилиндра
180—200 °C и температуре головки 200—220 °C.
Применение сополимеров стирола
Сополимеры стирола широко используются во всех отраслях промышлен-
ности. Из сополимера МСН изготавливаются корпуса приборов, телефонные ап-
параты, корпуса радиоприемников, электродетали, детали для автомобильной
промышленности, авторучки, клавиши пишущих машин, мебельная фурнитура.
Он применяется для изготовления бытовых изделий, а также всевозможных кан-
целярских принадлежностей.
Сополимер МС применяется для изготовления изделий автомобилестроения
(деталей спидометра, стрелок шкал, фирменных знаков, подфарников, козырьков
и др.). Благодаря высокой прозрачности сополимер МС применяется для изготов-
ления приборных щитков, а также часовых стекол. Сополимер МС широко ис-
пользуется для изготовления галантерейных товаров и канцелярских принадлеж-
ностей (лекала, линейки, треугольники, пуговицы, портсигары, футляры, вазочки,
украшения и др.).
Соподимер СН применяется для производства тех же изделий, которые из-
готовляются из чистого полистирола (кроме изоляционных изделий, работающих
при высоких частотах). Изделия из сополимера СН имеют лучшие показатели
механической прочности и теплостойкости, а также меньше склонны к растре-
скиванию по сравнению с полистиролом общего назначения.
Сополимеры СН могут применяться также для изготовления смотровых сте-
кол в химических аппаратах, работающих в щелочных средах, для изготовления
деталей автомобилей, подвергающихся действию паров бензина и масла, для
корпусов и отдельных конструкционных деталей и частей радиоприемников, маг-
нитофонов, телефонных аппаратов, фотоаппаратов, различных канцелярских при-
надлежностей и т. д.
Сополимеры САМ и САМИ применяются как теплостойкий диэлектрик для
изготовления изделий в электротехнической, радиотехнической и других отрас-
лях промышленности. Эти сополимеры, полученные экструзией, используются для
изготовления конденсаторной пленки.
Из сополимеров АН и АМН изготавливаются технические изделия (смотро-
вые стекла в химическом аппаратостроенни, шкалы приборов, шрифты в поли-
графической промышленности) и изделия народного потребления (пуговицы, рас-
чески, мыльницы и др.).
120
Латексы на основе, сополимеров стирола
В настоящее время промышленность выпускает водные латексы сополи-
меров стирола с акрилатами для препаратов бытовой химии. Они представляют
собой водорастворимые эмульсии молочно-белого цвета с желтоватым оттенком.
Содержание сухого вещества 35—40%^
В зависимости от назначения латексы выпускаются пяти марок:
СЭЛ — применяется в качестве пленкообразующей основы в водоэмуль-
сионных красках;
латакрис-1 (ТУ 262—70) — используется в качестве составной части свя-
зующей основы для препаратов бытовой химии;
латакрис-2 — предназначается в качестве связующей основы самоблестящих
составов по уходу за кожей;
латакрис-3 (ТУ 6-05-041-379—72) — применяется в качестве связующей
основы самоблестящих составов по уходу за полом и обувью;
латакрис-4 (ТУ 6-05-041-386—72) — используется в качестве связующей
основы самоблестящих составов по уходу за полом.
Показатели физико-мехаиических свойств латексов приведены в таблице.
Физико-механические свойства латексои различных марок
Показатели
Латакрис-1 Латакрис-2 Латакрис-3 Латакрис-4
Условная вязкость» с . . . ,
Содержание, %
сухого вещества, ие ме-
иее ........................
остаточного мономера сти-
рола. не более .........
цинка, не менее . • . .
Характеристика пленки, отли-
той на стекле
разрушающее напряже-
ние при растяжении
(толщина 0,1 мм),
кгс/см3.....................
относительное удлинение
при разрыве, % . . . .
твердость пленки (по при-
бору С-1), не менее . .
pH латекса..............
Водостойкость пленки . . . .
40
40-60
400—600
10-20
35
0,3
0,6
Хорошая
10-25
10-25
0,3
10-25
0,8
Хорошая
8,0-9,5
Хорошая
Хорошая'
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
Переработка полистирольных пластмасс в изделия осуществляется при по-
вышенной температуре (от 150 до 240°C). При нагревании и механическом воз-
действии может происходить частичная термомеханическая и термоокислительная
Деструкция полимеров с выделением стирола и других вредных веществ.
Пары стирола вызывают раздражение слизистых оболочек глаз, носа, гор-
тани н желудочно-кишечные заболевания. Предельно допустимая концентрация
паров стирола 5 мг/м3. Пределы взрываемости смесн паров стирола с воздухом
1,05—7,5 объеми.%,
В соответствии с условиями техники безопасности помещения, в которых
Получают и перерабатывают полистирольные пластмассы, должны иметь
121
приточно-вытяжную вентиляцию. Оборудование Для переработки полимеров (экс-
трудеры, литьевые машины и др.) должно иметь местные отсосы для улавли-
вания продуктов, выделяющихся н процессе переработки.
Все работы должны проводиться при строгом соблюдении температурного
режима и технологических параметров, а также специальных инструкций по
технике безопасности.
Согласно противопожарным нормам строительного проектирования промыш-
ленных предприятий в соответствии с характеристикой применяемого сырья и го-
товой продукции производственные помещения производств полистирольных
пластмасс относятся к следующим категориям:
отделение полимеризации — к категории А;
отделение обезвоживания и сушкн — к категории Б;
отделение грануляции — к категории В.
По правилам устройства электрооборудования (ПУЭ) они относятся к
классу:
отделения полимеризации — В-1а;
отделения обезвоживания и сушки — В-Па;
отделения грануляции — П-П.
ЛИТЕРАТУРА
Лосев И. П., Тростянская Е, Б. Химия синтетических полимеров. М., -
«Химия», 1971, 640 с.
Николаев А. Ф. Синтетические полимеры и пластические массы на их
основе. М., «Химия», 1966. 576 с.
Вацулик П. Химия полимеров. М., Издатинлит, 1960. Т. 1. 314 с.
Производство и переработка пластмасс и синтетических смол. Изд. НИИТЭХИМ,
1972, № 6, с. 56.
Хэм Д. Сополимеризация. Мм «Химия», 1971. 514 с.
К о р ш а к В. В. Методы высокомолекулярной органической химии. М., Изд-во
АН СССР. 424 с.
Сажин Б. И. Электропроводность полимеров. Л., «Химия», 1965. 216 с.
К о т о н М. М., Хим. пром., 1961, № 6, с. 1.
ФТОРОПЛАСТЫ
Фторопласты — это техническое наименование всех полимеров фторпроизвод-
ных этиленового ряда. Наиболее важное техническое значение имеют следую-
щие фторопласты: фторопласт-4, фторопласт-4Д, фторопласт-4М, фторопласт-40,
фторопласт-42, фторопласт-3 и ЗМ и др.
ФТОРОПЛАСТ-4
Фторопласт-4 (политетрафторэтилен) * — полимер тетрафторэтилена — выпу-
скается также под названием «фторлои-4» (словесный товарный знак).
Фторопласт-4 выпускается в виде белого рыхлрго волокнистого порошка, при
хранении легко комкующегося, но так же легко разрыхляемого. При прессовании
образует плотные (кажущаяся плотность около 1,83 г/см3) таблетки, спекаю-
щиеся при 370—390 °C в сплошную, беспористую массу белого или сероватого
цвета, слегка просвечивающую, со скользкой поверхностью.
Фторопласт-4 — кристаллический полимер, темп. пл. кристаллитов 327 °C и
темп стекл. аморфных участков от —100 до —120 °C. Даже при температуре
выше температуры разложения (415 °C) фторопласт-4 не переходит в вязкотеку-
чее состояние (при 370 ₽С вязкость его .расплава равна ~10п П, т. е. н
1 000 000 раз больше вязкости, необходимой для литья под давлением), поэтому
переработка его возможна только методом спекания отпрессованных таблеток.
В зависимости от скорости охлаждения (до температуры ниже 250 °C) по-
сле спекания можно получить закаленные изделия со степенью кристалличности
~50% и плотностью ~2,15 г/см3 или незакалениые со степенью кристаллично-
сти более 65% и плотностью выше 2,20 г/см3. При температуре эксплуатации и
от —269 °C до +260 °C степень кристалличности, достигнутая при данном режиме
охлаждения, не меняется, при температуре выше 260 °C степень кристалличности
постепенно увеличивается, особенно быстро она вырастает при 310—315 °C.
О степени кристалличности фторопласта-4 можно судить по плотности бес-
пористого образца:
Степень
кристаллич-
ности, %
40
43,2
46,5
49,7
53,0
56,3
59,7
63,1
66,5
Плотность при
23 °C, г/сз
2,12
2,13
2,14
2,15
2,16
2,17
2,18
' 2,19
2,20
Степень
кристаллич-
ности, %
Плотность при
23 °C, г/см3
69,4
72,3
75,2
78,0
80,7
82,6
85,2
89,0
2 ,21
2,22
2,23
2,24
2,25
2,26
2,27
2,28
* Политетрафторэтилен в различных странах называется по-разному: в
США — «тефлон», в Англин — «флюон», в ФРГ — «хостафлон TF»; в Италии —
^алгофлон», во Франции — «сорефлон». Все эти полимеры несколько отличаются
ио технологическим свойствам от фторопласта-4.
123
Об отсутствии же пористости свидетельствует полная прозрачность образца
во время спекания при 370—390 °C. Даже незначительная пористость вызывает
мутность образца. Пористость, равная примерно 0,1—0,2%, заметно влияет на
точность определения плотности.
Данные о зависимости удельного объема и плотности от температуры для
образца со степенью кристалличности 68% (плотность медленно охлажденного
изделия) приведены ниже:
Температура, °C Удельный объем. см3/г Плотность, г/см3 Температура, °C Удельный объем, см3/г Плотность, г/см3
-50 0,440 2,27 175 0,476 2,10
-25 0,443 2,26 200 0,482 2,08
0 0,447 2,24 225 0,488 2,05
25 0,453 * 2,21 250 0,495 2,02
50 0,456 2,19 275 0,503 1,99
75 0,459 2,18 300 0,514 1,95
100 0,463 2,16 325 0,534 1,88
125 0,467 2,14 327 0,64** 1,57
150 0,471 2,12 350 0,655 1,53
* При нагревании от 19,6 до 22 °C удельный объем увеличивается иа 0,74^.
** При 327 °C удельный объем увеличивается на 20
Физико-механические свойства
тороп ласта-4
Основные показатели физико-механических свойств фторопласта-4 приведены
ниже.
Разрушающее напряжение, кгс/см2
при растяжении
незакаленный образец (кристалличность
65—68%)..................................... 140-350*
закаленный образец (Крита л личность 50%) 160—315 *
при сжатии
при 1%-ной деформации................... 100
> 10%-иой деформации................ 185
Сопротивлению изгибу (стрела прогиба 6 мм) . 185
Относительное удлинение при разрыве, % . . . 250—500
Остаточное удлинение, %..................... 250—350
Напряжение прн 10%-ном удлинении, кгс/см2 . 110—120
Модуль упругости, кгс/см2
прн изгибе при 20 °C.......................... 4700—8500
» сдвиге............................ 2700
Ударная вязкость, кгс • см/см2................100 (не ломается)
Ударное растяжение, кгс * см/см2 (DIN 53448)
при 20 °C................................... 650
» 23 °C................................ 680
(удлинение при 20 °C—20%, прн 23 °C—30%)
Твердость
по Бринеллю, кгс/мм2........................ 3—4
по Шору при 20 °C
шкала С.................................. 85—87
шкала D.................................. 55—59
Твердость по Роквеллу
шкала I.................................. 80—95
* В зависимости от того, как вырезай образец: поперек направления
прессования—высокие значения, вдоль направления прессования—малые.
124
ю
СП
Показатели
Зависимость физико-механических свойств фторопласта-4 от температуры
Разрушающее напряжение
при растяжении, кгс/см2
незакаленный обра-
зец ....................
закаленный образен
Относительное удлинение
при разрыве, %
незакаленный обра-
зец .....................
закаленный образец
Модуль упругости, кгс/см2
при сжатии (незака-
ленный образец) . .
при изгибе
незакаленный об-
разец ..............
закаленный обра-
зец .............
- 350
— 500
— 70
- 100
18 000 17 000
27 800 23 900
13 200 11 300
325
440
100
160
15 000
23 300
9 800
Температура, °C
0 20 40 60 80 100 120
300 200 180 135 115 - »
330 250 240 200 190 | *
150 470 650 600 540 | *
190 400 500 500 480 | *
11 000 7 000 4 500 3 300 2 400 1 700 — W
18 100 8 500 5 100 4 800 3 800 1 2 450
7 400 4 700 4 000 2 900 2 180 — 1 100
Данные о зависимости физико-механических свойств фторопласта-4 от тем*
пературы приведены ниже.
Физико-мехаиические свойства фторопласта-4 при низких температурах
Темпердтура, °C
Показатели
Разрушающее напря-
жение при сжатии *,
кгс/см2.............
Модуль упругости при
сжатии, кгс/см2 . . ,
* Разрушающее напряжение при сжатии равно напряжению, при котором деформация
составляет 0,2%.
►
Зависимость деформации фторопласта-4 прн сжатии от температуры
Деформация,
%
Нагрузка, вызывающая деформацию, кгс/см^
-50 °C о°с 25 °C 50 °C 100 °C 150 °C 200 °C
1
2
3
4
5
203
304
350
374
390
157
210
236
251
262
62
92
105
120
127
49
66
77
85
92
(I
20
27
31
35
Одним из важнейших прочностных показателей является предел текучести
при растяжении, т. е. то напряжение, при котором возникают остаточные дефор-
мации. Он зависит от степени кристалличности, скорости растяжения н темпера-
туры При степени кристалличности 65% и скорости растяжения 100 мм/мин
зависимость предела текучести от абсолютной температуры Т (в К) описы-
вается эмпирической формулой (справедливой от 20 до 300°C):
. AEOtCRL 483,64
lg от = 0,53166 ч-Y—
Ниже приведены значения пределов текучести для некоторых температур,
рассчитанные по этой формуле:
Температура, °C........... 25 50 75 100 150 200 250
Предел текучести, кгс/см2 142,4 106,9 83,5 67,2 46,6 35,5 28,6
При длительном воздействии нагрузок остаточные деформации возникают
при меньших напряжениях (40—50% от рассчитанных по формуле).
При конструировании изделий из фторопласта-4 следует учитывать ползу-
честь. Ползучесть (деформация прн длительном действии нагрузки) рассчиты-
вается по формуле
!£?,== Ig Y1 + a 1g*
где у< — деформация за t сут; yt — деформация за 1 сут; а — коэффициент,
зависящий в основном от температуры и в меньшей степени от нагрузки, если
оиа ие превышает 40—50% предела текучести,
126
Значения коэффициента а и некоторые данные о ползучести для образцов
со степенью кристалличности 50% приведены в таблице. Деформация за 1 сут
(Y1) при других нагрузках н температурах определяется опытным путем. Прн
степени кристалличности 65—68% ползучесть меньше.
Ползучесть фторопласта-4
Температура, °C Нагрузка, кгс/см2 Деформация, % Коэффициент а
1 сут (Yi) 4 сут (Y4>
Сжатие
20
20
33
21
6,00
3,05
6,25
3,19
0,03
0,032
Растяжение
40
100
140
200
250
28
28
21
14
14
2,72
5,58
4,67
4,08
5,17
Антифрикционные свойства
2,87
5,90
4,94
4,50
5,58
торопласта-4
0,038
0,040
0,042
0,048
0,055
Данные о зависимости коэффициента трения от нагрузки [статический и ди-
намический (при малых скоростях) коэффициенты трения фторопласта-4 по стали
без смазки одинаковы] приведены ниже:
Нагрузка, кгс/см2................... 1 3, 10 20
Коэффициент трения................ 0,4 0,1 0,06 0,05
Прн наличии смазки ои примерно в 2 раза меньше.
Динамический коэффициент трения фторопласта-4 по стали без смазкн при
нагрузке «?20 кгс/см2 зависит от скорости скольжения:
Скорость скольжения, см/с.............. 4 8 20 40 80 160
Динамический коэффициент трения . . . 0,05 0,1 0,15 0,23 0,24 0,27
В присутствии наполнителя при малых скоростях скольжения коэффициент
трения несколько выше, а при больших скоростях — ниже, чем коэффициент
трения чистого фторопласта-4 по стали.
При 327 °C (на поверхности трения) коэффициент трения фторопласта-4 по
стали резко возрастает (в несколько раз), что приводит к катастрофически бы-
строму износу н разрушению подшипника.
Теплофизические свойства фторопласта-4
Неспеченный фторопласт-4 (в виде порошка) имеет степень кристалличности
95—98%, после спекания — от 50% (закаленный) до 68—70% (незакаленный)
Ниже 19,6 °C элементарная ячейка кристалла фторопласта-4 состоит из 13 групп
CF2, выше 19,6 °C— из 15 групп CF2. При 19,6 °C триклиническая упаковка пере-
ходит в менее упорядоченную, гексагональную, что сопровождается увеличением
объема кристаллитов на 0,0058 см8/г (1,2 объеми %), или увеличением объема
образца прн степени кристалличности 68% на 0,74%. При наличии внешнего
127
давления точка перехода понижается иа 0,013 °C иа каждую атмосферу. При 30 °C
имеет место второй переход кристаллической структуры, но изменение объема
составляет едва Ую часть изменения объема прн 19,6 °C. Под высоким давле-
нием (4500 кгс/см* при 70 °C) возникает третий переход.
Температура стеклования аморфных участков, определенная по температуре
хрупкости, колеблется от —97 до —100 °C, а по точке перегиба кривой зависимо-
сти модуля упругости составляет —120 °C. Температура перехода аморфного
твердого тела в переохлажденную жидкость равна 127 °C.
При 327 °C кристаллиты фторопласта-4 плавятся, и он становится полностью
аморфным, совершенно прозрачным (при отсутствии пористости), высокоэла-
стичным, но не течет (вязкость выше 1011 П). Объем возрастает на 20%. Точка
плавления зависит от внешнего давления — на каждую атмосферу повышается
на 0,154 °C. При остывании расплава ниже 327 °C образец мутнеет и становится
непрозрачным — молочно-белым. Скорость кристаллизации зависит от темпера-
туры (максимальная скорость при 310—315°C), от продолжительности выдержки
в расплавленном состоянии при 370—390 °C (чем больше время спекания, тем
быстрее кристаллизуется образец) и от среднего молекулярного веса полимера
(чем ниже молекулярный вес полимера, тем быстрее он кристаллизуется). На
этом основан метод косвенной оценки молекулярного веса фторопласта-4: обра-
зец в виде диска толщиной 2 мм спекают при 370 °C в течение 13 ч и охла-
ждают от 370 до 250 °C в течение 5 ч. По плотности полученного образца при
23 °C можно оценить молекулярный вес: 2,16—2,19 г/см3 — для высокомолекуляр-
ного полимера, 2,20—2,22 г/см3 — для низкомолекулярного.
Ниже приведены некоторые теплофизические свойства фторопласта-4:
Теплостойкость по Вика (при нагрузке 5 кгс), °C ..... , ПО
Удельная теплоемкость, ккал/(кг-°С)
при 0 °C............................. . . . • .... 0,23
> 50 °C ............................................0,25
Коэффициент теплопроводности, ккал/(м • ч • °C)..........0,2
Термический коэффициент линейного расширения зависит от температуры:
Температура, °C.......... От —60 до —10 19,6 30 40 200 300
Термический коэффициент
линейного расширения
а ИО5, 1/°С ........ 8 54 28 11 25 64
На практике удобнее пользоваться средними Значениями термического ко-
эффициента линейного расширения для определенных интервалов температур.
Следует также учитывать, что при нагревании изделий из фторопласта-4 в них
часто возникают внутренние напряжения, вызывающие необратимое изменение
размеров. Иногда вместо ожидаемого при нагревании удлинения образца он со-
кращается.
Данные, приведенные ниже, относятся к образцам, в которых полностью
отсутствуют внутренние напряжения:
Т емпература,
°C
Термический
коэффициент
линейного
расширения
СЬЮ6, 1/°С
Изменение
размеров
изделия ♦,
%
От —193 до +25
От —150 до +25
От —100 до +25
От —50 до +25
0—25
25—50
8,6 —1,85
9,6 —1,68
11,2 —1,40
13,5 -1,01
20,0 -0,50
12,4 +0,31
Термическнй
коэффициент Изменение
Температура, линейного размеров
°C расширения изделия *,
a-10s, 1/°С %
25—100 12,4 +0,93
25—150 13,5 4-1,59
25—200 15,1 +2,64
25-250 17,4 +3,92
25—300 21,8 +5,99
* От размера при 25 °C.
128
Электрические свойства
у»
торопласта-4
Показатели электрических свойств фторопласта-4 приведены ниже:
Удельное электрическое сопротивление
поверхностное, Ом............................. > 1017
на воздухе со 100%-ной относительной
влажностью........................... > 1012
объемное (до 150°C), Ом*см................ 1017—1020
после длительного пребывания в воде Не меняется
Диэлектрическая проницаемость (при 60—1010 Гц) 1,9—2,2
Тангенс угла диэлектрических потерь (прн
60-1010 Гц)................................... < 1- 10
Электрическая прочность, кВ/мм
при толщине образца 4 мм........................... 25—27
при толщине образца 0,1—0,3 мм............ 40—80
при толщине образца 0,005—0,02 мм ... . 200—300
Дугостойкость, с.................................. 250—700
(сплошного токо-
проводящего слоя
не образуется)
Данные о зависимости тангенса угла диэлектрических потерь от частоты
приведены ниже:
Частота, Гц.................... 60 103 10* 10б 10е 107
tg б - ГО4 .................... 0,5 0,3 0,4 0,7 0,7 0,7
Диэлектрическая проницаемость фторопласта-4 вплоть до 1010 Гц ие зависит
от частоты, а зависит от плотности:
__ 1 + 0,238^
® 2- 0,1
где d — плотность при данной степени кристалличности и температуре.
Таигеис угла диэлектрических потерь остается постоянным при температу-
рах от —60 до 250 °C.
Прогрев при 3
ства фторопласта-4.
ЗЯ
в течение 6 месяцев не влияет на диэлектрические свой-
Химические и другие свойства фторопласта-4
Фторопласт-4 является самым стойким из всех цзвестных материалов —
пластмасс, металлов, стекол, эмалей, сплавов и т. п. На него совершенно не дей-
ствуют кислоты, окислители, щелочи, растворители. На фторопласт-4 действуют
только расплавленные щелочные металлы и их комплексные соединения с ам-
миаком, нафталином, пиридином, а также трехфтористый хлор и элементный
фтор при повышенных температурах. При температуре выше 327 °C фторопласт
набухает в жидких фторуглеродах, например в перфторкеросине. При 20 °C
фторопласт-4 слегка набухает (3—9%) в фторхлорсодержащих газах (фреонах).
Выше 350 °C фторопласт-4 реагирует с щелочноземельными металлами и их
соединениями (окислами и карбонатами), а также с окислами некоторых других
металлов (свинца, кадмия, меди).
Фторопласт-4 не смачивается водой при кратковременном погружении (угол
смачивания 126°), но смачивается при длительном пребывании в дистиллирован-
ной воде (15—20 суток), В соленой воде (например, морской) на поверхности
фторопласта-4 через 15—20 суток отлагается пленка солей, смываемая дистилли-
рованной водой.
Водопоглощение за 24 ч (и более продолжительное время)—ниже ошибки
взвешивания (0,00%).
5 Зак, 279
129
Технические требования к фторопласту различных сортов
Показатели Сорт
1-й 2-й 3-й
Внешний вид..............
Внешний вид пластины
цвет......................
чистота ...............
Плотность, г/см3, не более . *
Содержание влаги, %, не
более .... *...............
Остаток после просева иа сн-
те с сеткой № 1К {ГОСТ
3584—73), %, не более . .
Разрушающее напряжение
прн растяжении, кгс/см2.
не менее
иезакаленный образец , .
закаленный образец . . .
Относительное удлинение прн
разрыве, %, ие менее
незакаленный образец , .
закаленный образец . . .
Термостабильность, ч, не менее
Удельное объемное электри-
ческое сопротивление при
постоянном напряжении,
Ом см, не меиее..........
Диэлектрическая проницае-
мость при 10е Гц, не более
Тангенс угла диэлектричес-
ких потерь при 10е Гц, ие
более .....................
Электрическая прочность (при
толщине образца 98±4 мкм)
при постоянном напряжении,
кВ/мм, не менее............
Внешний вид строганой ленты
Относительное удлинение прн
разрыве строганой ленты в
поперечном направлении, %,
не меиее ...................
* При 415±2 °с.
Легко комкующнйся порошок белого цвета
без видимых посторонних включений
Белый, однород-
ный по окраске
От белого до
серого, одно-
родный по
окраске
От белого до
серого
Должна соответствовать стандартному образцу
2,190
0,02
3
2,200
0,02
5
Не опреде-
ляется
0,02
10
240
210
Не определяется
Не опреде-
ляется
250
350
Не опреде-
ляется
Не определяется
100 100
1 • ю17
2,1
25 • !0“5
60
Без металличес-
ких включений,
отверстий и тре-
щин, чистота и
однородность
окраски долж-
ны соответство-
вать стандарт-
ному образцу
175
1 • 1017
2,1
25 • 10-5
15*
1. 101в
2,1
25 • 10"6
Не определяется
Не определяется
130
Фторопласт-4 абсолютно стоек в тропических условиях и ие подвержен дей-
ствию грибков (но и не подавляет нх развитие).
Влагопроннцаемость при 20°С равна 3-10‘9—б-Ю"9 г/(см-ч-мм рт. ст.); па-
ропроницаемость прн 20°C составляет 0»6-10-9—1,2-Ю~9 г/(см-ч-мм рт. ст.).
Данные о газопроницаемости пленки из фторопласта-4 (прн отсутствии пор)
толщиной ОД мм при 20°C [в см3/(см-с-мм рт. ст.)] приведены ниже:
Воздух .....................
Азот........................
Кислород....................
Водород.....................
Двуокись углерода ..........
1,1-10
0,7 • 10"’
2,3 • 10"’
6.3.10"’
4,8 • 10"’
При наличии пористости проницаемость может увеличиться до 1000 раз.
Фторопласт-4 прозрачен для видимого света только прн малой толщине
пленки:
Толщина пленки, мм................... 0,05 ОДО ОД5 1,0
Пропускание, %....................... 88 82 73 40
Показатель преломлейня для видимого света 1,35.
В УФ-лучах фторопласт-4 не имеет полос поглощения. Для пленки толщи-
ной 0,075 мм пропускание УФ-лучей при длине волны 210 нм составляет 40%,
при 300 нм оно достигает 76% и далее почти не изменяется.
В ИК-лучах имеется полоса поглощения прн длине волны 8—8,7 нм; при
остальных длинах волн пропускание ИК-лучей прн толщине пленки 0,05 мм ко-
леблется от 90% (2—7 нм) и 80% (9—10 нм) до 30—35% (12—14 нм). Фторо-
пласт-4 не горит.
Фторопласт-4 не очень стоек к действию радиационного нзлучення. Прн ин-
тегральной дозе 104 рад наблюдается заметное ухудшение механических свойств,
В вакууме стойкость значительно выше, чем в кислороде.
Фторопласт-4 выпускается по ГОСТ 10007—72 трех сортов, различающихся
показателями физико-механических н электрических свойств (см. таблицу).
Переработка фторопласта-4
Изделия и заготовки, которые в дальнейшем подвергаются механической об-
работке, прессуются нз порошка фторопласта-4 при 23—25 °C (выше точки пере-
хода прн 19,6 °C) в таблетки и спекаются в специальных печах прн 370 ±10 °C.
Важно, чтобы полученные таблетки нмелн одинаковую плотность. Из-за волок-
нистой формы частиц фторопласт-4 несыпуч, и скольжение его частиц затруд-
нено даже прн приложении давления. Поэтому необходимо тщательно разрав-
нивать порошок, загруженный в пресс-форму.
Насыпная плотность порошка фторопласта-4 составляет 0,4—0,5 г/см3, плот-
ность прессованной таблетки должна быть не менее 1,83 г/см3. Поэтому объем
загрузочной камеры пресс-формы должен в 5 раз превышать^ объем готовой
таблетки. Подпрессовка н добавление порошка не допускаются.
Давление при прессовании таблеток должно быть не ниже 250 кгс/см2 (прн
насыпной плотности до 0,45 г/см3). Прн повышенной насыпной плотности (0,45—
0,6 г/см3) рекомендуется медленно н равномерно повышать давление прессо-
вания до 400—450 кгс/см2. Скорость движения пуансона при прессовании не
должна превышать 6—7 см/мин. Лучше увеличивать давление в течение 5 мнн
и выдержать 1 мнн, чем повысить давление за 1 мин и выдерживать его в тече-
ние 20—30 мин. Чем больше высота таблетки, тем медленнее надо опускать
пуансон и дольше выдерживать ее под давлением (прн большой высоте таблетки
выдерживают 5—6 мии). Если высота таблетки более 2—3 см, необходимо при-
менять пресс-формы с двусторонним сжатием, так как иначе получаются таб-
летки с неравномерной плотностью.
Таблетки спекают в печах с рециркуляцией воздуха и вращающимся подом.
Воздух нагревается электронагревателями, расположенными вне печи, так как
внутри печи излучение от нагревателей может вызвать местные перегревы изде-
лий. Продолжительность спекания составляет примерно 1 ч на каждые 3 мм
толщины таблетки. Окончание спекания определяется визуально через
5*
131
смотровое окно по достижению полной прозрачности таблетки, поэтому печь
должна быть внутри освещена.
От скорости охлаждения таблеток зависят свойства готовых изделий. За-
каливать можно только изделия с- толщиной стенки не более 5—6 мм, закалка
более толстых изделий невозможна ввиду малой теплопроводности фторопла-
ста-4. При закалке погружением в ледяную воду или в охлажденный ниже О °C
рассол степень кристалличности достигает ~45%, при закалке в воде при 20 °C
она увеличвается до 50%. При изготовлении более толстых изделий или изделий,
для которых важна стабильность размеров, их охлаждают вместе с печью. Для
этого печь выключают и дают ей охладиться в течение 5 ч до 250 °C. Охла-
ждение следует проводить с одинаковой скоростью, так как при этом дости-
гаются более точные размеры изделий, что позволяет уменьшить допуска. После
охлаждения до 250 °C изделия извлекают из печи, завертывают в асбестовое
одеяло и охлаждают в нем до комнатной температуры. По такому режиму полу-
чаются изделия со степенью кристалличности 65—68%.
При спекании таблетки претерпевают значительную усадку, зависящую от
степени кристалличности (плотность таблетки 1,83 г/см3, готового изделия зака-
ленного— 2,15 г/см3, незакаленного — 2,2 г/см3), давления прессования, режима
спекания, молекулярного веса полимера. Поэтому допуск на линейные размеры
прессованных изделий из фторопласта-4 должен составлять не менее 3% от но-
минала. Размеры гнезда пресс-формы и получаемых сырых таблеток опреде-
ляются иа основе нормальных усадок при спекании:
и Усадка изделий. %
изделия незакаленные закаленные
Кольца, втулки и т. п. (наружный
диаметр)...............................1 5
То же, внутренний диаметр .... 4 4
Цилиндры, стержни и т. п, (диа-
метр) ............................... 7—8 6
Изделия (высота)..................( + 7)—(+8) +6
Иногда при спекании фторопласта-4 в середине изделия образуется более
темная полоса. Это объясняется разложением небольших количеств примесей,
имеющихся в полимере. Образование этой темной полосы не ухудшает качества
фторопласта-4. При доступе воздуха продукты разложения полностью окис-
ляются, и темная полоса исчезает. Темная полоса появляется в наиболее легко
спекаемых партиях полимера в результате образования более плотной корки
спеченного полимера, которая прекращает доступ воздуха внутрь изделия.
В трудно спекающихся партиях корка не образуется, и к моменту спекания все
продукты разложения оказываются полностью окисленными. Предотвратить об-
разование темной полосы можно двумя способами: прессуя таблетки прн не-
сколько меньшем давлении (200—250 кгс/см2), чтобы получить менее плотные
таблетки, или выдерживая их при нагревании прн 310—327 °C в течение более
длительного времени; при этой температуре спекание еще не наступает, а окис-
ление примесей продолжается.
Некоторые потребители без всякого основания считают темную полосу суще-
ственным недостатком фторопласта-4. Поэтому заводы, выпускающие фторо-
пласт-4, стараются готовить полимер, меньше уплотняющийся при прессовании и
более трудно спекающийся. При этом иногда получается полимер, который спе-
кается прн более высокой температуре (390°C вместо обычных 370°C), илн не
полностью спекающийся полимер, изделия из которого имеют небольшую пори-
стость (до 1%). Этот недостаток гораздо важнее, чем темная полоса. В массив-
ных изделиях небольшая пористость ие ухудшает их свойств, а в пленках тол-
щиной до 50 мкм прн появлении пористости снижается электрическая прочность
и повышается паро- н газопроницаемость (до 1000 раз). При изготовлении на-
полненных композиций возникновение пористости такя^е приводит к уменьшению
относительного удлинения и увеличению износа. Пористость можно обнаружить
в процессе спекания полимера при 370—390 °C по неполному просветлению (мут-
ности) таблетки. Беспористый полимер при 370—390 °C становится совершенно
прозрачным. Качество трудно спекающегося полимера можно улучшить путем
введения дополнительного помола.
132
О возможности появления пористости можно судить по слишком высокой
гнасыпной* плотности порошка (>>0,45 г/см3) и очень низкой плотности
(^2,16 г/см3) *. В этих случаях можно уменьшить пористость изделия увели-
чением давления при прессовании (до 400—450 кгс/см2). Изделия после спекания
и охлаждения, особенно те, которые подвергались закалке, нельзя немедленно
подвергать механической обработке. Для стабилизации размеров все изделия
после охлаждения оставляют при комнатной температуре на 2—4 суток н только
после этого измеряют те изделия, которые применяются без обработки, или пере-
дают заготовки на дальнейшую механическую обработку. Изготовленные по опи-
санной выше технологии изделия можнд эксплуатировать при температуре до
260 °C.
Таким методом прессуют заготовки (в том числе н нз наполненных компо-
зиций) простой формы — пластины, днскн, цилиндры, втулки, кольца и т. п.,
'которые в большинстве случаев подвергаются дальнейшей механической обра-
ботке для придания изделиям более сложной формы н точных размеров. Однако
существуют методы прессования из порошка фторопласта-4 изделий сложной
конфигурации, как, например, сильфоны, втулки с фланцами, стаканы с дни-
щами и т. п.
Штампованные изделия из фторопласта-4. Если изделия эксплуатируют при
низких температурах н к точности и стабильности их размеров не предъявляют
очень строгих требований, можно применять штампование изделий нз фторо-
пласта-4, разогретого до 380 °C в виде заготовок, по форме более нлн менее
близких к форме готового изделия, что очень экономично.
Существуют два метода штампования: в горячей форме и в холодной. По
первому методу заготовку из фторопласта-4, нагретую до 380 °C, помещают в
пресс-форму, нагретую до 320’С, и быстро штампуют изделие при давлении
100—350 кгс/см2. Под этим же давлением изделие охлаждают в пресс-форме до
30—40 °C, причем чем ниже скорость охлаждения, тем выше стабильность раз-
меров и формы получаемого изделия. Изделия, отштампованные по этому ме-
тоду, можно эксплуатировать при температуре не выше 200 °C, так как уже при
230 °C наблюдается их значительная деформация.
По второму методу заготовку из фторопласта-4, нагретую до 380 °C, штам-
пуют в холодной пресс-форме при 350—700 кгс/см2. Процесс можно осущест-
влять только в стационарной пресс-форме, установленной на быстроходном прес-
се. При этом следует применять водяное охлаждение формы и изделие охла-
ждать под тем же давлением до 35—40 °C. Чем больше деформируется заготовка
при холодном штамповании, тем ниже допустимая рабочая температура изде-
лия, поэтому следует применять заготовки, как можно более точно соответствую-
щие форме изделия. Изделия, полученные штамповкой в холодной форме, можно
эксплуатировать прн температуре не выше 150 °C.
Плунжерная экструзия фторопласта-4 производится на специальных плун-
жерных прессах, чаще всего с гидравлическим или пневматическим приводом.
Применяется фторопласт-4, предварительно подвергнутый термообработке. Этйм
методом можно изготовлять стержни, толстостенные трубы и профили.
В основном применяются вертикальные прессы. Пресс состоит из загрузоч-
ной части, в которую входит плунжер, соответствующий по профилю изготовляе-
мому изделию, и головки, в которой происходит нагревание, спекание и охла-
ждение изделия. Мощность привода должна быть достаточной для создания
давления в головке от 100 до 600 кгс/см2 (в зависимости от периметра поверх-
ности н сечення изделия: чем меньше сечение, тем больше давление). При на-
треве фторопласта-4 выше 327 °C его коэффициент трения возрастает в несколько
раз, что создает противодействие продвижению изделия в головке и необходи-
мое давление во время спекания (для получения плотного, беспористого изде-
лия). Длина головки тем больше, чем больше сечение изделия — от 0,3‘м для
тонких стержней до 2,5 м для стержней диаметром более 60 мм. Температура
в головке в первой четверти зоны спекания 360—380 °C, во второй и третьей —
370—390 °C, в четвертой — 350—370 °C. Головка изготовляется из нержавеющей
стали. Для увеличения поверхности нагрева на нее надевается толстая
* ГОСТ 10007—72.
133
алюминиевая рубашка, а поверх нее — нагревательные элементы. Сечение головки
по всей длине постоянно; ее размеры должны быть в 1,14 раза больше размеров
готового изделия. Если сопротивление Продвижению изделия в головке меньше,
чем нужно для создания необходимого давления, иа выходе из зоны охлажде-
ния устанавливается тормоз. Производительность прессов зависит от размеров
изделия и может колебаться от 0,6 до 7 м изделия в час.
Сварка фторопласта-4 производится прн 370 °C прн тесном контакте между
свариваемыми поверхностями, что легко осуществить только при сварке пленок.
Прн сварке более массивных изделий рекомендуется применять флюс, состоящий
из 65 вес. ч. фторуглеродной смазки марки УПИ и 35 вес. ч. порошка фторо-
пласта-4. Компоненты смешивают прн 70 °C (для разжижения высоковязкой
смазки УПИ) н затем наносят иа обе свариваемые поверхности Детали соеди-
няют при помощи струбцины (давление ие должно превышать 2,5—3,5 кгс/см2>
и помещают в термостат, нагретый до 370 ±10 °C. Можно применять также на-
кладные электронагреватели, устанавливаемые с обеих сторон шва, с проклад-
ками из меди или алюминия толщиной 4—6 мм для выравнивания иагрева По-
сле достижения 370 °C собранную деталь выдерживают в течение 5—10 мни, &
затем, не снимая струбцины, охлаждают шов до 100 °C.
Детали, подвергаемые сварке, должны быть полностью освобождены от вну-
тренних напряжений еще до подгонки шва и сварки, иначе они могут деформи-
роваться при сварке.
Склеивание фторопласта-4 следует осуществлять только после предвари-
тельной специальной обработки склеиваемых поверхностей Поверхность фторо-
пласта-4 обрабатывается щелочными металлами (чаще всего натрием) в виде
таких активных комплексов, как натрий — аммиак и натрий — нафталин На об-
работку I м2 поверхности затрачивается ^8 г' металлического натрия в растворе.
Для приготовления аммиачного раствора в 1000 г сухого жидкого аммиака,,
охлажденного до минус 40 —минус 45 °C, растворяют 10 г металлического нат-
рия Получается темно-снйий раствор, в который на 1—5 с опускают изделия из
фторопласта-4. Обработанные изделия промывают водой. Поверхность изделия
становится коричневой и хорошо склеивается любыми клеями, например эпоксид-
ными или типа БФ. В последнем случае предел прочности при сдвиге достигает
100—120 кгс/см2.
Аммиачный раствор натрия весьма опасен (самовозгорание и взрывы прн
попадании воды или воздействии вл^ги воздуха) и очень чувствителен к кисло-
роду воздуха. Поэтому в процессе работы с ним над раствором надо поддер-
живать непрерывный ток сухого холодного (—45 °C) азота, ие содержащего кис-
лорода. В качестве емкостей для раствора можно использовать только сосуды и»
стекла (сосуды Дьюара) или нержавеющей стали; сосуды из алюминия, меди,
конструкционной стали абсолютно непригодны. При загорании раствор можш>
тушить только сухой порошкообразной содой. Ни в коем случае при тушении
нельзя использовать воду, а также пеиные и сухне углекислотные огнетушители.
Для уничтожения остатков раствора в него понемногу, до полного исчезно-
вения синей окраски, добавляют абсолютный нормальный бутиловый спирт. По-
сле этого раствор можно вылить в воду.
Раствор натрийиафталинового комплекса готовят следующим образом: 128 г
нафталина растворяют в Г л тетрагндрофураиа, затем при комнатной темпера-
туре в колбу с раствором, закрываемую пробкой с хлоркальциевой трубкой, или
под током сухого азота вносят 23 г натрия При этом нельзя допускать сильного
разогрева раствора (больше чем на 10—15 °C). Раствор может длительно сохра-
няться (до 2 месяцев в герметичной таре) при комнатной температуре Обрабо-
танные детали промывают сначала спиртом или ацетоном, затем — водой.
Материалы на основе фторопласта-4
Пленки из фторопласта-4
Из фторопласта-4 первого сорта изготовляют тонкие конденсаторные н элек-
троизоляционные пленки толщиной от 5 до 200 мкм Для изготовления таких
пленок прессуют и спекают большие цилиндрические болванки, с которых затем
на точных токарных станках снимают непрерывную стружку — ленту. Эта лента
134
«представляет собой неориентированную пленку, физико-мехаинческне свойства
которой не отличаются от свойств фторопласта-4 в монолитных изделиях. Плен-
ка применяется для различных электроизоляционных изделий.
Неориентированная пленка может быть прокатана на специальных точных
прокатных станах. При этом ее толщина уменьшается, а длива соответственно
увеличивается при неизменной ширине, т. е, пленка при прокатке подвергается
односторонней ориентации. Прокаткой можно уменьшить толщину пленки до раз-
ного размера, т е. придать ей различную степень ориентации. Максимальная
степень ориентации ^2,7, ио может быть изготовлена пленка н с меньшей сте-
пенью ориентации — около 1,2—1,3
В ориентированной пленке сохраняются все свойства фторопласта-4, а неко-
торые даже улучшаются. Так, электрическая прочность значительно увеличи-
вается, разрушающее напряжение при растяжении в продольном направлении
повышается, относительное удлинение при разрыве уменьшается.
При нагревании (выше 250 °C) ориентированная пленка дает усадку в про-
дольном направлении, которая тем больше, чем выше температура. Это свойство
используется для уплотнения обмотки из пленки фторопласта-4 на проводах и
в конденсаторах.
Пленка конденсаторная (ГОСТ 5-1079—71) *. Ориентированная пленка при-
меняется в конденсаторах в интервале рабочих температур от —60 до +200 °C.
Пленка выпускается следующих размеров-
Толщина, мкм................................5, 6, 8 (допуск ±
20%) 10, 12, 15.
20, 25 (допуск
±15%) 30,35,40
(допуск±Ю%)
Ширина, мм
при толщине пленки до 8 мкм................. От 10 до 60
при толщине от 10 до 15 мкм.............. От 10 до 90
при толщине от 20 до 40 мкм.............. От 10 до 120
Допускаемые отклонения по ширине, мм
при ширине пленки до 50 мм................ ±0,3
при ширине от 51 до 90 мм............. +0,7—0,3
при ширине более 90 мм................ +1,0—0,3
Длина, м, не менее
при толщине до 8 мкм н ширине от 10 до
90 мм........................................... 50
при толщине от 10 до 40 мкм н ширине
от 10 до 120 мм.......................... 100
Пленка должна соответствовать следующим требованиям:
Разрушающее напряжение при растяжении
в продольном направлении, кгс/см\ не менее
Относительное удлинение при разрыве в про-
дольном направлении, %, не меиее............
Удельное объемное электрическое сопротивле-
ние, Ом • см, не меиее
* до кондиционировании . ...................
после кондиционирования ................
Диэлектрическая проницаемость прн 103 Гц
при толщине пленки 5—12 мкм.................
при толщине пленки 15—40 мкм............
Тангенс угла диэлектрических потерь при
10е Гц, не более
при толщине пленки 5—10 мкм.................
при толщине пленки 12—40 мкм............
Электрическая прочность прн постоянном токе,
кВ/мм, не менее.............................
400
40
1 • 10"
1.10"
Не определяется
1,8-2,2
3 • 10""*
2,5 • 10~*
220
* Пленке присвоен государственный Знак качества.
135
Пленка из фторопласта-4 электроизоляционная (ГОСТ 12508—67). Электро-
изоляционная пленка изготовляется из фторопласта-4 механическим методом н
предназначается для изолирования проводов и кабелей, работающих в интер-
вале рабочих температур от —60 до +250 °C, Она выпускается двух марок:
Ф4-ЭО— электроизоляционная ориентированная и Ф4-ЭН — электроизоляцион-
ная неориентированная (каждая 1-го и 2-го сортов).
Ниже приведены размеры пленок: марок Ф4-ЭО и Ф4-ЭН:
Толщина, мкм.................................
Допускаемые отклонения по толщине, мкм
при толщине пленки до 40 мкм.........
при толщине пленки от 41 до 100 мкм . . .
при толщине пленки от 20 до 100 мкм . . .
при толщине пленки более 100 мкм . . . .
Ширина, мм...................................
Допускаемые отклонения по ширине, мм ... .
Длина, м, не менее
при ширине пленки 12—60 мм...............
прн ширине пленки 61—90 мм...............
прн ширине пленки от 30 до 60 мм и тол-
щине пленки от 60 до 100 мкм.........
то же при толщине пленки более 100 мкм
при ширине пленки от 61 ’до 90 мм всех
толщин...................................
Показатели свойств электроизоляционной пленки
Марка Ф4-ЭО Марка Ф4-ЭН&
20-100 20-150
±4 —
±5 -
— ±5
— ±10
12—90 30- 90
±0,3 ±0,3
250 -
50 -
— - 250
— - 100
— 50
приведены в таблице.
Технические требования к электроизоляционной пленке
Ф4-ЭН
Показатели
1-й сорт
2-й сорт 1-й сорт
2-й сорт
Разрушающее напряжение прн растя-
жении в продольном направлении
кгс/см2, ие менее................
Относительное удлинение при разрыве
%, не менее
в продольном направлении . . .
в поперечном направлении
прн толщине до 59 мкм . . .
при толщине от 60 до 80 мкм
прн толщине более 80 мкм .
Диэлектрическая проницаемость прн
Ю3 Гц............................
Тангенс угла диэлектрических потерь
прн 106 Гц, не более.............
Электрическая прочность при постоян-
ном напряжении, кВ/мм, не менее .
500 400
40 40
Не определяется
125 100
175 150
1,8-2,1 1,8-2,1
з. 10“4 3- 10“4
150 100
150 100
150 100
Не определяется
То же
1,8-2,1 1,8—2,1
3- 10~4 3' 10“*
60 40
Лента из фторопласта-4 (МРТУ 6-05-1071—67). Выпускается шириной 50—
90 мм (допуск по ширине ±2 мм) и толщиной 200, 400, 600, 800 и 1000 мкмв
(допуск ±10 мкм), 1200, 1400, 1600, 1800 и 2000 мкм (допуск ±30 мкм), 2200м
2400, 2600, 2800 и 3000 мкм (допуск ±50 мкм).
136
Показатели свойств ленты из фторопласта-4 приведены ниже:
Разрушающее Напряжение прн растяжении, кгс/см2, не
менее............................•.................... 150
Относительное удлинение прн разрыве, %, не менее . . 180
Удельное объемное электрическое сопротивление. Ом • см,
не менее............................................. 1 • 1018
Электрическая прочность, кВ/мм, не менее................. 60
Материалы фторопластовые пленочные адгезионноспособные (ТУ 6-05-041-
385—72) Материал марки Ф4-ЭА — конденсаторная пленка из фторопласта-4
(по ГОСТ 5.1079—71) или электроизоляционная пленка (по ГОСТ 12506—67),
-обработанные с двух сторон тлеющим разрядом. Материал марки Ф4Д-ЭА —
лакоткаиь марки Ф4Д-ЭООЗ, сорт 1 (по ТУ 6-05-1444—71), обработанная с Двух
сторон тлеющим разрядом Свойства указанных материалов приведены в таб-
лице.
Технические требования к пленочным адгезнонноспособиым материалам
различных марок
Ф4-ЭА
Показатели
электроизоляционная
Конден-
саторная
пленка
Ф4Д-ЭА
орненти- неориенти-
рованная рованная
Л'олщина, мкм...................
Ширина, мм, не более...........
Длина, м, не менее...........:
Разрушающее напряжение при рас-
тяжении в продольном направле-
нии, кгс/см2, не менее.........
Относительное удлинение при раз-
рыве, %, не менее ..............
Удельное объемное электрическое
сопротивление, Ом • см, не менее
Диэлектрическая проницаемость прн
103 Гц...........................
Тангенс угла диэлектрических по-
терь при 103 Гц. не более . . . .
Электрическая прочность при по-
стоянном напряжении, кВ/мм, не
менее............................
Адгезионная прочность (сопротивле-
ние отдиру — пленки от пленки
или лакоткани от лакоткани под
углом 180° прн склеивании эпок-
сидным компаундом К-153 или
клеем Д-9), кгс/см, не менее . .
35-100
120
5
300
30
1. Ю15
1,8-2,2
1 • ю-3
100
0.150
35-100
120
500
40
35—100
120
150
150
Не определяется
1 • 10‘3
100
0,150
1 • Ю“3
60
150
40—70
120
4
500
Не опре-
деляется
1 • 1015
2,5-2,8
3 • 10-3
50
0,150
Антифрикционные материалы на основе фторопласта-4
В подшипниках, работающих без смазки, редко применяют чистый фторо-
пласт-4 вследствие его больших относительных и остаточных деформаций под
нагрузкой и быстрого износа Введение 15—30% объемн. наполнителей (выше
30% резко ухудшаются механические свойства) позволяет существенно снизить
износ — от 250 до 1000 раз. Наиболее распространенными наполнителями
137
являются: кокс, графитированный кокс, искусственный графит, дисульфид молиб-
дена, стеклянной волокно, металлические порошки.
Оптимальный (по износу) размер частиц наполнителя—20—30 мкм, стек-
лянного волокна — диаметр 6 мкм, длина 60—100 мкм; иа величину износ»
влияет также тщательность смешения наполнителя с фторопластом-4.
Коэффициент трения мало зависит от нагрузки и равен 0,08—0,1 (при ско-
рости 5 см/с; при увеличении скорости до 100 см/с коэффициент трення быстро
возрастает до 0,2, а при дальнейшем увеличении скорости колеблется в преде-
лах 0,2—0,23. Износ определяется по формуле R = КРУТ, где R — радиальный
износ, см; Р—нагрузка, кгс/см2; V — скорость скольжения, см/с; Т—время ра-
боты, ч; К — кдэффициент износа, сохраняющий постоянное значение, если про-
изведение РУ не превышает предела, зависящего от рода наполнителя. При ра-
боте выше предела PV (см. табл.) происходит разогрев поверхности трення
(до 327 °C), коэффициент трення резко возрастает (в несколько раз), и под-
шипник разрушается (катастрофический износ). Даже при введении таких на-
полнителей, как металлический порошок и графит, коэффициент теплопроводно-
сти наполненного фторопласта не превышает 0,4 ккал/(м ч-°С). Поэтому осо-
бенно важным является хороший отвод тепла от поверхности трення. Значение
предела PV для тонкостенного (ленточного) подшипника можно повысить в
2 раза по сравнению со значением для толстостенного подшипника (втулки),,
при возвратном поступательном движении —в 2 раза, прн искусственном охла-
ждении контртела (например, стенки цилиндра компрессора с поршневыми коль-
цами из наполненного фторопласта-4) — от 2 до 5 раз в зависнмостн от интен-
сивности охлаждения.
Свойства наполненных материалов
Показатели
Плотность, г/см3 . .
Разрушающее напря-
жение при растя-
жении, кгс/см2 . .
Относительное удли-
нение прн разры-
ве, % ............
Твердость по Бринел-
лю, кгс/мм3 . . .
Деформация под на-
грузкой 100 кгс/см2
в течение 24 ч при
2,2 2,21
200 140
350
3,8
300
5
2,14
142
230
6
2,16
130
120
4
Предельное значение
Р7, кгс-см/(см2 • с)
при V *=* 5 см/с
Ь V = 50 Ьм/с
> V «= 500 см/с
Допустимое значение
PV (износ 0,127 мм
в течение 100 ч)
Коэффициент изно-
са К <10®,
см3 • с/(кгс • см »ч)
Относительная изно-
состойкость . . .
6,6
45
65
90
1,00
1800—2500
1
3,5
350
450
550
130
10,0
250
3,8
400
500
620
150
9,0
275
2,9—3,0
500
1100
325
4,0
625
2,19
155
150
6
3,6
600
700
1100
500
2,5
•Ж
2,25
135
250
5
4,3
500
500
400
18S
7,0
360
а
138
Основные показатели свойств наполненных материалов приведены в таб-
лице на стр. 138.
Подшипники из наполненного фторопласта-4 целесообразно применять при
средних нагрузках (20—30 кгс/см2) и невысоких скоростях. Прн высоких на-
грузках (до 3000 кгс/см2) и высоких скоростях, где особенно важен хороший
отвод тепла, целесообразно применять металлофторопластовые подшипники
(стальная лента с пористым бронзовым слоем, пропитанным фторопластовой па-
стой ПФМ-75), выпускаемые Климовским заводом текстильного машинострое-
ния, или металлофторопластовую композицию Филиппова (НАМИ).
Композиция Ф4К20, представляющая собой смесь фторопласта-4 с
20 объеми.% кокса, выпускается по ТУ-6-05-1412—71 двух сортов.
Материал должен отвечать следующим требованиям:
1-й сорт 2-й сорт
Плотность, г/см3................
Содержание влаги, %, не брлее . .
Разрушающее напряжение при
растяжении, кгс/см2, не менее . ,
Относительное удлинение прн раз-
рыве, %, не менее...............
Твердость по Бринеллю, кгс/мм2,
ие менее .......................
Интенсивность износа *, г/ч, не
более ..........................
2,12—2,17
0,2
130
120
5
1 • 10~ъ
2,12-2,17
0,2
115
60
5
1 • 10“*
* Интенсивность износа определяется иа образце диаметром
10 мм и высотой 15 мм (выточенном из стандартной палочки) после
предварительной приработки. Испытание проводится на машине МДП-1
при нагрузке 15 кгс/см^ и линейной скорости 25 см/с в Течение 4 ч.
Композиция Ф4Г21М7, представляющая собой смесь фторопласта-4 с 21%
искусственного графита и 7% дисульфида молибдена, выпускается по
ТУ 02-14-6—71.
Оиа должна отвечать следующим требованиям:
Плотность, г/см8..................................... 2,1 —2,3
Содержание влаги, %, не более........................ 0,2
Разрушающее напряжение прн разрыве незакаленного
образца, кгс/см2, чне менее.......................... 100
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее ... 20
Твердость по Бринеллю, кгс/мм2, не менее............. 3,5
Композиция Ф4С15, представляющая собой смесь фторопласта-4 с 15% мо-
лотого стеклянного волокна (диаметр стеклянного волокна 6 мкм, средняя длина
частиц 60—100 мкм), выпускается по ТУ 6-05-041-363—72.
Материал должен отвечать следующим требованиям:
Плотность, г/см3, не менее........................... 2,18
Содержание влаги, %, ие более........................ 0,2
Разрушающее напряжение прн растяжении, кгс/см2, ие
менее................................................ 120
Относительное удлинение прн разрыве, %, не менее . . . 200
Твердость по Бринеллю, кгс/мм2, не менее................ 4,5
Интенсивность износа*, г/ч, не более..................3,0*10“
* См. примечание к свойствам композиции Ф4Ц20.
139
Антифрикционные материалы 7В-2А, АФГ-80ВС и АФГМ иа основе фторо*
пласта-4 и графита выпускаются со следующими показателями:
7В-2А
(ЦМТУ 01-51—69)
Плотность, г/см3...........
Разрушающее напряжение
при сжатии, кгс/см2 . . . .
Твердость по Бринеллю,
кгс/мм2....................
Водопоглощение, %..........
1,9-2,0
350
8-14
<0,1
АФГМ
(ЦМТУ 01-45—69)
>2,1
80
>6
<0,2
АФГ-80ВС
(ЦМТУ 01-46—69>
>2,0
100
>6
<0,05
Материалы 7В-2А н АФГ-80ВС изготовляются из фторопласта-4 и графита^
материал АФГМ помимо фторопласта-4 и графита содержит дисульфид молибдена.
Антифрикционные материалы ФН-3, к ФН-202, амип-15М и амип-ЗОМ вы*
пускаются со следующими показателями:
ФН-З ФН-202 Амип-15М
(ТУ П-495—66) (ТУ П-644—68) (ТУ П-407—65)
Амип-ЗОм
(ТУ П-407—66>
Плотность, г/см3....... 2,3—2,5
Разрушающее напряжение,
кгс/см2
прн растяжении . . ♦ 150—200
» сжатии............ 250—350
» статическом из-
гибе .................. —
Относительное удлинение
при разрыве, % .... 180—220
Ударная вязкость,
кгс • см/см2............. 50—80
Твердость по Бринеллю,
кгс/мм2.................. 4—7
Коэффициент теплопровод-
ности, икал/(м • ч • °C) . , 0,26
2,35-2,45
110-200
250-350
200—220
180-250
70—90
4—7
0,26
2,2—2,3
110-170
210-260
230—270
100—170
45-70
4,0-6,8
2,2-2,3
60-100
210-350
160-230
10-30
10-30
4,3-9,5
0,30
Материалы амнп наполнены ситаллом и дисульфидом молибдена, ФН-202 И'
ФН-3 — порошкообразным металлическим никелем, нитридом бора н дисульфи-
дом молибдена.
ФТОРОПЛАСТ-4Д
Фторопласт-4Д представляет собой разновидность фторопласта-4. Он полу*-
чается в присутствии эмульгатора и отличается от фторопласта-4 формой и раз-
мерами частиц, а также несколько меньшим молекулярным весом. Физико-меха-
нические свойства фторопластов-4Д н 4 практически одинаковы.
Преимуществом фторопласта-4Д является возможность переработки его в
изделия способами, которые неприменимы для обычного фторопласта-4. Путем
смешения порошка фторопласта-4Д со смазывающими веществами получают
«смазанные пасты», из которых методом экструзии на плунжерных прессах мож*
но изготавливать профильные изделия неограниченной длины — трубки, стержни,
ленту, оболочку провода и т. п Из фторопласта-4Д можно изготавливать вод-
ную суспензию для получения покрытий, пропиток, свободных пленок и спе-
циальных лаков.
Фторопласт-4Д выпускается по ГОСТ 14906—69 трех сортов, свойства ко*
торых приведены в таблице.
J40
Показатели
Требования к фторопласту-4Д
Ьй сорт
2>й сорт
3-й сорт
Внешний вид
порошок..............
пластина .............
Плотность» г/см3, не более . .
Содержание влаги, % . . . .
Остаток на сите после просе-
ва, %
размер отверстия 3 и 2 мм,
ие более ..............
размер отверстия меиее
0,25 мм, не более . . .
Разрушающее напряжение
при растяжении, кгс/см2, не
менее .....................
Относительное удлинение при
разрыве, %, не менее . . .
Термостабильность, ч, не ме-
нее .......................
Удельное объемное электриче-
ское сопротивление, Ом • см,
не менее .... .............
Диэлектрическая проницае-
мость при 106 Гц, не более
Тангенс угла диэлектричес-
ких потерь при Ю6 Гц, не
более .....................
Мелкий рассыпчатый
порошок белого цвета
Поверхность
пластины
должна быть
белого цвета
Эталон
пластины
2,21
2
10
200
330
15
1 • Ю16
2,2
3 • 10”4
Мелкий рассып-
чатый порошок от
белого до кре-
мового цвета
Поверхность
пластины от
белого до
кремового цвета
на цвет и чистоту поверхности
может быть согласован с потре
бителем
J 2,23 | Не
Отсутствует
определяется
2
10
160
250
10
1 1016
2,2
3 • 10-4
4
26
120
100
Не определиется
То' же
Для наложения тонких оболочек на провода выпускается полимер специаль-
ной марки — фторопласт-4 ДМ по ТУ 6-05-041-336—71:
Плотность, г/см3.................................
Насыпная плотность, г/л..........................
Содержание влаги, %, не более *..................
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2,
не менее.........................................
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее
Термостабильность (потерн массы при 400 °C за 5 ч),
%, ие более.......................................
Удельное объемное электрическое сопротивление,
Ом • см, не меиее.................................
Диэлектрическая проницаемость при 106 Гц, не более
Тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц, не
более ...........................................
2,18-2,22
400 ±100
0,02
200
300
0,55
1 • 1016
2,2
3 • 10-4
14Г
Для некоторых целей (введение фторопласта-4 в специальные металлофто-
ропластовые композиции, набивка хроматографических колонок и т. п.) выпу-
скается особая марка — фторопласт-4ДПТ, отличающийся высокой насыпной
плотностью (>1 г/см3), высокой сыпучестью, жесткостью частиц и малым их
размером (<0,16 мм). По ТУ 6-05-041-372—72 фторопласт-4ДПТ ие должен да-
вать остатка после просева на сите с сеткой № 016К, 'содержание влаги в нем
не должно превышать 0,02%, термостабильность (потери массы) за 1 ч — не
более 0,1%.
Изделия и материалы на основе фторопласта-4Д
Из фторопласта-4Д можно изготавливать только тонкостенные профильные
изделия — трубки, стержни и т. п. Максимальная толщина стеиок трубок 3—
4 мм, диаметр стержней — до 6 мм.
Фторопласт-4Д перерабатывается в профильные изделия из «смазанных
паст» на специальном оборудовании. Для приготовления пасты в просеянный
порошок фторопласта-4Д обычно заливается легкий бензин. Смешение произво-
дят в герметичном цилиндрическом сосуде, вращающемся перпендикулярно оси
цилиндра со скоростью 15—20 об/мин, в течение 15—20 мни, затем пасту выдер-
живают для созревания не менее 16 ч. Количество смазки зависит от коэффи-
циента сжатия при продавливании пасты через мундштук, т. е от отношения
площади сечения матрицы пресса к площади сечения мундштука. Коэффициент
сжатия колеблется от 100 до 650 (при переработке фторопласта-4ДМ коэффи-
циент сжатия может быть значительно выше).
Для экструзии смазанной пасты применяют специальные прессы с постоян-
ной скоростью движения рабочего плунжера, чаще всего с винтовым приводом.
Смазанная паста в виде таблеток, отпрессованных при 20—30 кгс/см2, поме-
щается в матрицу пресса, представляющую собой цилиндр с коническим (углом
конуса 30—60°) переходом в цилиндрический оформляющий канал мундштука.
При экструзии, которая производится при температуре не ниже 25—30 °C,
развивается давление, достигающее при высоком коэффициенте сжатия
700 кгс/см2. Скорость экструзци достигает 15 м/мин.
Сушку изделий от смазки и спекание можно производить в непрерывнодей-
ствующей печи, встроенной в агрегат, но можно, а иногда и выгодно, произво-
дить сушку и спекание профильных изделий в виде бухт, свободно уложенных
на противне, в периодически действующей печи. В этом случае спекание продол-
жается в течение 1—6 ч при 370 °C в зависимости от толщины стенки изделия.
Трубки из фторопласта-4Д (МРТУ 6-05-822—69)
Предназначены для электроизоляции и для работы в различных агрессив-
ных средах при температуре от —196 до +250 °C. Трубки изготавливаются с вну-
тренним диаметром от 0,3 до 10 мм и разной толщиной стеики:
Внутренний
Толщина стенки,
диаметр» мм
мм
Допускаемые
отклонения
по внутреннему
диаметру, мм
0,3—1,0 0,2
1,0-2,0 0,3
2,0—3,0 0,4
3,0—5,0 0,6
5,0-7,0 1,0
7,0-10,0 1,5
±0,15
Допускаемые
отклонения
по толщине стенкн, %
±30
—10
±0,3 +15
—5
Длина принимается по согласованию с заказчиком, минимальная длина —
100 мм Эллипсность и разнотолщинность — в пределах допусков Разрушающее
напряжение при растяжении трубки ие меиее 300 кгс/см2, относительное удли-
нение при разрыве не менее 250%.
142
Сырая каландрованная лента из фторопласта-4Д (ТУ П-281—70)
Предназначена для изоляции проводов и ^кабелей с термообработкой после
наложения на изделие; при этом образуется сплошная оболочка. После термо-
обработки эксплуатируется прн температурах от —60 до +250 °C. Выпускается
неокрашенной, окрашенной (до 10 оттенков), наполненной и окрашенно-иапол-
нениой.
Размеры ленты приведены ниже:
Толщина, мкм........................45±7, 70±7, 85±10, 100± 10
Ширина разрезанной ленты, мм . . 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 14,
16, 18, 20
Допускаемые отклонения по ширине
для разрезанной ленты, мм
до 5 мм.................................... ±0,3
6—20 мм.................................. ±0,5
Ширина неразрезанной леиты, мм 30—100
Неокрашенная
толщиной
45 мкм 70-100 мкм
Показатели физико-механических и электрических свойств калаядрованной
леиты приведены ниже:
Окрашенная,
наполненная,
окрашенно-напол-
ненная толщиной
45—100 мкм
Разрушающее напряжение при растяже-
нии, кгс/см2, ие менее
в продольном направлении .........
в поперечном направлении .........
Относительное удлинение при разрыве,
%, ие менее
в продольном направлении .........
в поперечном направлении . .......
Продольная усадка при выпечке в свобод-
ном состоянии, %, не более............
Удельное объемное электрическое сопро-
тивление, Ом "см, не менее..........
Диэлектрическая проницаемость при
103 Гц, ие более....................
Тангенс угла диэлектрических потерь при
106 Гц, не более
Электрическая прочность при постоянном
напряжении, кВ/мм, не менее...........
100
10
90
400
30
101в
2,2
3.10-4
250
90 80
8 8
80 80
400 400
30 30
Ю1» ю«»
2,2 Не определяется
3 • 10-4 То же
150 70
Материал фторопластовый уплотнительный (ФУМ) (ТУ 6-05-1570—72)
ФУМ представляет собой уплотнительный материал из неспеченного фторо-
пласта-4Д, содержащий или ие содержащий смазку. Применяется для уплотне-
ния неподвижных соединений — фланцев тнпа «шип — паз» и «замок» н сальни-
ковых уплотнений при температурах от *—60 до +150 °C и давлении среды до
64 кгс/см*
Выпускается трех марок:
ФУМ-В —для различных агрессивных сред общепромышленного типа, со-
держит смазку В. '
ФУМ-Ф — для специальных условий работы, Содержит смазку Ф.
ФУМ-0 — для особо чистых сред и сильных окислителей, не содержит
смазки.
Профили: круглый диаметром от 1 до 8 мм, квадратный от 3X3 до
6X8 мм и прямоугольный от 2X4 до 2X8 мм, изменение размеров через
1 мм, допускаемое отклонение ±10%, минимальная длина куска 1 м.
143
Ниже приведены показатели физико-мехаиических свойств материала ФУМ:
Марки
фум-в фум-ф ФУМ-О
Разрушающее напряжение при растя-
жении» кгс/см2, не менее.............. 20 20 20
Относительное удлинение при разрыве,
%, не менее.......................... 50 50 30
При применении ФУМ для уплотнения неподвижных соединений исполь-
зуется стержень круглого сечения диаметром 2 мм при ширине шипа 4—7 мм и
3 мм при ширине шипа 8—13 мм. Из этого стержня свертывается кольцо (концы
скручиваются), которое укладывается в паз фланца и раздавливается между
уплотнительными поверхностями шипа и паза под давлением 300 кгс/см2 до
толщины менее 0,1 мм (для марки ФУМ-О — под давлением до 600 кгс/см2).
Собранное таким способом уплотнение может работать при колебаниях темпе-
ратур от —50 до +200 °C и при давлениях уплотняемой среды до 400 кгс/см2.
В качестве сальниковой набивки применяется ФУМ круглого или квадратного
сечения. Можно укладывать материал ФУМ в сальник или в виде отдельных ко-
лец, или в виде спирали, так как при надлежащей затяжке сальника материал
ФУМ хорошо уплотняется. Зазор между грунд-буксой или втулкой и штоком
должен быть во всех случаях не более 0,1 мм, иначе материал выдавливается.
Рекомендуется применять материал ФУМ в сальниках вентилей, клапанов,
поршневых и плунжерных машин. Для вращающихся валов он менее пригоден
вследствие малой теплопроводности.
В виде полоски от 2X4 ДО 2X8 мм материал ФУМ применяется для уп-
лотнения стеклянной, фарфоровой ил» эмалированной аппаратуры при меиьших
усилиях обжима, однако такое уплотнение более чувствительно к колебаниям
температуры
Лейта ФУМ (ТУ 6-05-1388—70) применяется для уплотнения резьбовых со-
единений, работающих в любых агрессивных средах. Выдерживают любые коле-
бания температуры, (до 200—250°C) и большие давления, обеспечивает легкое
соединение (например, труб резьбовыми муфтами) и легкую разборку. Это позво-
ляет применять муфтовые соединения на трубах из любых металлов, в том числе
из нержавеющей стали, алюминия и т. п. Лейта выпускается двух марок:
Марка 1, содержащая смазку; применяется для уплотнения систем со сре-
дами общепромышленного типа; а также систем с сильнодействующими агрес-
сивными средами (крепкие и разбавленные кислоты, концентрированные рас-
творы щелочей).
Марка 2, не содержащая смазки; применяется для уплотнения систем с кис-
лородом и другими сильнодействующими окислителями.
Лента ФУМ применяется в трубопроводах санитарного и пищевого назна-
чения.
Ниже приведены показатели физико-механических свойств ленты ФУМ:
Марка I Марка 2
Толщина ленты, мкм........................ 80—120 45—100
Ширина ленты, мм...................... 10, 15, 20 5, 10, 15, 20
Допускаемые отклонения по ширине, мм ±1 ±1
Длина куска ленты, м, не менее........ 1 15
Разрушающее напряжение при растяже-
нии, кгс/см2, не менее ................... 40 60
Относительное удлинение при разрыве, %,
не менее................................... 100 100
Содержание смазки в лейте, %.............. 17—20 <0,3
Суспензия
торопласта-4Д и материалы на
ее основе
Суспензия фторопласта-4Д представляет собой взвесь частиц полимера
(размером 0,06—мкм) в воде, в которую для стабилизации и улучшения сма-
чивания введено 9—12% поверхностно-активных веществ (от массы сухого полн-
144
мера). По внешнему виду это молочная жидкость от белого до желтоватого
цвета. Допускается образование осадка, для устранения которого суспензия
встряхивается вручную или на качалке. Перемешивать суспензию механическими
мешалками нельзя, так как это приводит к необратимой коагуляции.
Концентрация суспензии от 50 до 65%, при концентрации 60% плотность
суспензии ~ 1,5 г/см3, в 1 мл суспензии содержится ~0,9 г полимера.
Из суспензии можно получать покрытия на металлах и других материалах,
способных выдержать нагревание до 370 °C. Эти покрытия могут применяться
как антифрикционные, анти адгезионные, антикоррозионные (для защиты от ат-
мосферной коррозии, но не от агрессивных сред), электроизоляционные. Покры-
вать можно все металлы (сталь, никель, хром, кадмий, серебро, алюминий), кро-
ме меди и медных сплавов.
Если снять покрытие с металла, можно получить свободные пленки фторо-
пласта-4Д с хорошими диэлектрическими свойствами (аналогичными свойствам
неориентированной пленки из фторопласта-4), но электрическая прочность пленки
нз суспензии значительно выше (при испытании в один слой она достигает 100—
180 кВ/мм). Пленка, изготовленная из суспензии, не может быть ориентирована
прокаткой.
Антифрикционные покрытия из суспензии фторопласта-4 имеют тот недоста-
ток, что при износе вледствие невысокой адгезии к металлу происходит отслое-
ние покрытия. Кроме того, для нанесения покрытия требуется спекание при
370 °C, а такую температуру могут выдержать не все материалы. Эти недостатки
устранены в антифрикционных лаках (см. стр. 146 и сл.).
Покрытие суспензией наиоситси окунанием, пульверизацией, поливом или
кистью. Толщина его обычно ие превышает 10—15 мкм, поэтому часто наносятся
многослойные покрытия, с сушкой и спеканием каждого слоя. Сушка произво-
дится на воздухе, в термостате или под инфракрасной лампой при температуре
не выше 100 °C. Каждый слой покрытия спекается при 370 ±10 °C в течение
5—10 мин. Для получения сплошного, бездефектного покрытия следует нанести,
высушить и спечь последовательно до 10 слоев суспензии общей толщиной до
Физико-механические свойства суспензии различных марок
Показатели
4Д 4ДВ 4ДП 4ДПУ
Вязкость, с, не более
Концентрация, %, не менее
Укрывистость
pH суспензии
Внешний вид пленочного
покрытия после сплавле-
ния
Однородность тонкого слоя
Разрушающее напряжение
при растяжени и свобод-
ной пленки, кгс/см2, не
менее
Относительное удлинение
при разрыве, %, не ме-
нее
Не определяется
58
9,5-10,5
50
Отсутствуют трещины
и осыпания иа высушен-
ном покрытии
Не опреде-
ляется
Светло-желтого или
белого цвета, прозрачное,
допускается помутнение
Не должно быть видно
52 Не опре-
деляется
50 50
Не определяется
То же
большого количества
сгустков (коагулятов) полимера и темных точек.
Допускается единичные включения и сгустки,
сплавляющиеся при спекании пленки
250 250 Не определяется
250 250
То же
145
100 мкм. Во многих случаях (антиадгезионные и антифрикционные покрытия>
достаточно нанести два-три слоя суспензии. После сплавления пленочное покры-
тие прозрачное или мутноватое, ровное, без трещин, белого или светло-желтого
цвета.
Адгезия покрытия к металлу невысока (при закалке покрытия адгезия ниже,
чем медленно охлажденного покрытия); оиа может быть значительно повышена
введением в суспензию некоторых добавок. При ианесеиии иа алюмнний к
90 вес. ч. 60%-ной суспензии добавляется 10 вес. ч. хромовой кислоты и 100 вес.
ч. воды, адгезия увеличивается примерно в 6 раз; при нанесении на сталь к 70—*
60 вес. ч. 60%-ной суспензии добавляется 10—15 вес. ч. хромовой кислоты »
10—15 вес ч фосфорной кислоты, адгезия увеличивается в 30—40 раз.
Суспензия выпускается по МРТУ 6-05-1246—69 четырех марок:
4Д — для покрытий и свободных или армированных пленок;
4ДВ — для получения ПТФЭ волокна;
4ДП — для антифрикционных покрытий и пропиток;
4ДПУ — для пропитки углеграфита.
Смешение суспензий марок 4Д и 4ДП ие допускается.
Показатели физико-механических свойств суспензии приведены в таблице.
Лакоткань на основе фторопласта-4Д (ТУ 6-05-1444—74)
Представляет собой стеклянную ткаиь, пропитанную и многократно покры-
тую суспензией фторопласта-4Д со спеканием каждого слоя. Применяется в Va-
честве электроизоляции, межслоевых и междуобмоточных прокладок в дроссе-
лях, трансформаторах, для изготовления материала ФАФ-4, мембран, антиадге-
зиоииых прокладок контактов заварочных машин при сварке термопластических
материалов и т. п. Эксплуатируется при температуре от —60 до 4-250 °C.
Выпускается двух марок (каждая двух сортов):
Ф-4Д-Э01 — на основе стеклоткани марки Э01 по ГОСТ 8481—61,
Ф-4Д-Э003—на основе стеклоткани марки Э003 по МРТУ 6-11-38—66.
Показатели электрических свойств лакоткани приведены в таблице.
Фольгированный армированный фторопласт-4 ФАФ-4 (ТУ 6-05-1414—72)»
Представляет собой слоистую прессованную пластину из лакоткаин Ф-4Д-Э01,
облицованную с обеих сторон красно-медной хромированной электролитической
фольгой. Предназначен для изготовления оснований печатных схем, эксплуати-
руемых при температуре от —60 до 4-250 °C.
Ниже приведены размеры пластин из фольгированного фторопласта-4:
Размеры пластин, мм . . . 170X280,
Номинальная толщина, мм 1,0
Допускаемые отклонения,
мм..................... ±0,15
220X550, 250X350, 500X500,
1,5 2,0 2,5
±0,15 ±0,20 ±0,20
530X530
3,0
±0,20
Прочность сцепления фольги с основанием в состоянии поставки должна
быть не менее 0,8 кгс на полоску шириной 10 мм; тангенс угла диэлектрических
потерь при 106 Гц — не более 8-10“4, диэлектрическая проницаемость при 106 Гц
составляет 2,5 ± 0,2.
Лак ФБФ-74Д (ТУ 6-05-1617—73)
Приготавливается на основе полимерного связующего (типа клея БФ), на-
полненного тонкодисперсным фторопластом-4Д. Покрытие из такого лака дер-
жится на любой поверхности очень прочно, при износе не отслаивается. Кроме
того, износ происходит в несколько раз медленнее, чем износ покрытия из сус-
пензии фторопласта-4Д.
Пленка лака отверждается при 150—200 °C, поэтому его можно наносить на
дерево, пластмассы, хлопчатобумажные ткани и другие материалы, а также иа
металлы.
146
Основные свойства лакоткани
Показатели
Лакоткань Ф4Д-Э01
Лакоткань Ф4Д-ЭООЗ
1-й сорт 2-й сорт
1-й сорт | 2-й сорт
Толщина, мм.............
Допускаемые отклонения
по толщине, мм..........
Ширина, мм, не менее . .
Длина, м, не менее ....
Содержание фтороплас-
та-4Д, %, не менее . . .
Разрушающее напряжение
при растяжении, кгс/см2,
не менее ..............
Удельное объемное элек-
трическое сопротивле-
ние, Ом • см, не меиее
Диэлектрическая проницае-
мость, при 10е Гц, не
более ..................
Тангенс угла диэлектриче-
ских потерь при 106 Гц,
ие более ...............
Электрическая прочность
при постоянном напря-
жении, кВ/мм, не менее
0,2
+0,02
—0,01
600
5
75
750
1 • 10й
2,7
8- 10-4
55
0,13——0*25
200
0,5
40
600
Не опреде-
ляется
То же
0,055
±0,015
500
10
70
500
I • 10й
2,8
15<10”4
50
0,055
±0,020
470
1
50
470
1 • 10м
Не опреде-
ляется
То же
8
для наполиен-
Коэффициент треиия без смазки у пленки лака такой же, как
ных композиций фторопласта-4.
Лак ФБФ-74Д наносится любым способом (кистью, пульверизацией, окуна-
нием), просушивается при 20—60 °C. После нанесения необходимого чнсла слоев
(обычно два слоя общей толщиной 15—20 мкм) покрытие отверждается при
150 °C в течение 2 ч или при 200 °C в течение 30 мии.
Лак ФБФ-74Д предназначен для получения на металлических и других из-
делиях антифрикционных покрытий (сухой смазки), которые также защищают
я от атмосферной коррозии.
Покрытие из лака ФБФ-74Д может длительно эксплуатироватьси при тем-
пературе не выше 125 °C и кратковременно при более высоких температурах, но
не выше 300 °C
По ТУ 6-05-1617—73 в сухом остатке лака содержится ^74% фторопласта-4Д.
Концентрация лака 13,5—16,0%; вязкость по ВЗ-4 при 20 °C составляет 15—
30 с
Внешний вид покрытия: поверхность ровная, без разбежек. После сушки
лаковое покрытие не должно отлипать от металлической поверхности и осы-
паться
Покрытие не должно иметь сетчатой или ячеистой структуры, вндимой не-
вооруженным глазом.
Устойчивость пленки лака к действию воды, бензина, масла, в течение 24 ч
при 20 ± 5 °C не изменяется.
Лак ФБФ-48Д предназначен дли пропитки ткаии неполучения из иее анти-
фрикционного текстолита. Дли образования иа подшипнике антифрикционного
слоя текстолит на лаке ФБФ-48Д прессуют вместе с обычным текстолитом.
147
Такие текстолитовые подшипники могут работать без смазки при высоких удель-
ных и ударных нагрузках.
Лак ВАФ-31 (ТУ 6-05-041-334—71) является иетермореактивйым лаком хо-
лодной сушки; характеризуется повышенной износостойкостью, в 30—40 раз пре-
вышающий износостойкость лака ФБФ-74Д и более чем 100 раз превосходящей
износостойкость чистого фторопласта-4.
Другие свойстве лака приведены ниже:
Вязкость, с ......................................... 12—27
Концентрация лака, %, не менее....................... 5,0
Содержание фторопласта-4Д в сухом остатке лака, % . . 29±3
Покрытие из лака ВАФ-31 может работать без смазки.
Паста ПФМ-75 Х(ТУ 6-05-041-335—71) представляет собой двухфазную си-
стему, полученную методом совместной коагуляции суспензии фторопласта-4Д
со спиртовой суспензией дисульфида молибдена. Предназначена для нанесения
на пористую основу специальных металлофторопластовых подшипников.
Показатели свойств4 пасты ПФМ-75 приведены ниже:
Вязкость пасты, П, не более.......................... 20
Содержание
дисульфида молибдена в сухом остатке, %..............25±2,0
фторопласта-4Д, %.................................75±2,0
спирта в жидкой фазе, объемн. %, не менее .... 65
Показатель пенетрации по шкале пенетрометра.......... 250—350
1
ФТОРОПЛАСТАМ (4МБ, 4МБ-2, 4МД, 4МП)
Фторопласт-4М представляет собой модифицированный фторопласт-4. Фторо-
пласты-4МБ, 4МБ-2, 4МД, 4МП являются разновидностями фторопласта-4М.
По свойствам фторопласт-4М и его разновидности мало отличаются от фторо-
пласта-4. При этом они обладают важным преимуществом — способностью к пе-
реработке в изделия всеми обычными методами, и в первую очередь экструзией
и литьем под давлением.
Способность перерабатываться обычными методами обусловлена тем, что
вязкость расплава фторопластаАМ в миллион раз меньше вязкости расплава
фторопласта-4.
Ниже приведены некоторые свойства фторопласта-4М:
Температура плавления, °C..............
Вязкость расплава, П............... •
Показатель текучести расплава, г/10 мнн
Максимальная температура длительной
эксплуатации, °C................ . , .
Фторопласт-4 Фторопласт-4М *
327 265—285
1011 (350 °C) 10*-106 (300 °C)
Не течет (400 °C) 0,5—15,0 (300 °C)
250-260 200-210 **
* Здесь н далее под термином «фторопласт-4М» понимаются все его разновидности
** Кратковременно до 260 °C.
ФторопластАМ имеет кристаллическую структуру; его степень кристаллич»
иости 40—55%. В отличие от фторопласта-4 кристаллическая структура фторо*
пластаАМ относительно нечувствительна к условиям формования, главным об-
разом к скорости охлаждения. При температуре переработки из него получается
црТинн^-текучий расплав, при охлаждении которого не образуется пустот, вслед-
ствие чего изделия из него практически непористы.
ФторопластАМ можно сваривать без применения повышенного давления; он
более радиационно-стоек, чем фтороплаСтА, под действием радиации и УФ-лучей
при повышенной температуре происходит его сшивание.
ФторопластАМ более прозрачен и менее хладотекуч, чем фторопласт-4, но
имеет более низкую температуру эксплуатации (на 50 °C) вследствие более низ-
148
кой температуры плавления (265—285 °C) и разложения (выше 380 °C), а также
несколько большие тангенс угла диэлектрических потерь в области высоких ча-
стот (106 Гц) и удельное объемное электрическое сопротивление в области вы-
соких температур (200 °C).
Фторопласт-4М выпускают в виде тонкого некомкующегося порошка/гранул
и концентрированной водной суспензии. Порошкообразный фторопласт-4М выпу-
скают по ТУ П-207—68 для получения пленок методом экструзии. Порошок фто-
ропласта-4МП выпускают по ТУ П-311—71 для получения покрытий методами
порошкового напыления.
Фторопласт-4МБ выпускают по ТУ 6-05-1447—71 в виде гранул или порошка
для получения свободных пленок повышенной прочности (марка А), для изоля-
ции проводов (марка Б) и для литья под давлением. Фторопласт-4МБ отли-
чается от фторопласта-4М более высокой термостабильностью, лучшими и более
стабильными диэлектрическими характеристиками, большей прозрачностью, бес-
цветностью, более высокой механической прочностью.
Фторопласт-4МБ-2 выпускают в виде порошка и гранул по ТУ 6-05-041-344—72
для тонкой конденсаторной пленки, по ТУ 6-05-338—71 для изоляции проводов
и кабеля и для получения порообразующего полимера.
Фторопласт-4МБ-2 отличается от фторопласта-4МБ лучшими электроизоля-
ционными характеристиками в области высоких температур (200 °C) и частот.
Фторопласт-4МД выпускают в виде 50—60%-ной водйой суспензии
(ТУ 6-05-041-508—74), применяющейся для покрытия металлических поверхностей
и полимерных пленок, для пропитки стеклоткани с целью придания ей антиадге-
зиониых свойств, для получения свободных пленок, стеклотекстолитов.
Физико-механические свойства
торопласта-4М
Ниже приведены показатели физико-механических свойств фторопласта-4М:
Плотность, г/см3........................... 2,14—2,16
Разрушающее напряжение, кгс/см2
при растяжении.............................X 160—310
> статическом изгибе................... 200—300
Относительное удлинение при разрыве, % • • 250—400
Остаточное удлинение, %.................... 250—350
Модуль упругости, кгс/см2
при изгибе.................................. 5 500—6 000
» растяжении
—195 °C...................................... 35 000
20 °C............................... 3 500
Ударная вязкость, кгс-см/см2.................. >125 (образцы
не разрушаются)
Твердость по Бринеллю, кгс/мм2............. 3—4
Зависимость механических свойств фторопласта-4М от температуры харак-
теризуется следующими данными:
Температура, °C......... —196 —78 20 200 235
Разрушающее напряжение
при растижении, кгс/см2 740—750 395—410 180—230 40—50 30—35
Относительное удлинение
при разрыве, % .... 4—5 35—40 250—350 200—250 150—250
Ниже приведены данные о зависимости модуля упругости при изгибе фторо-
пласта-4М от температуры:
Температура, °C ... . —60 20 100 200
Модуль упругости при
изгибе, кгс/см2 ... 9 000—10 000 5 500—6 000 1 100-1 200 400-550
Данные о зависимости напряжения (растяжения, сдвига и сжатия) от де-
формации и температуры приведены в таблице.
149
Зависимость напряжения от температуры
* Температура, Напряжение, кгс/см2
при 2%-ной деформация при 5 %-ной деформации разрушение
Растяжение -
—50
20
100
126
85
14
3,5
274
134
35
10,5
478
229
95
28
Сжатие
20
100
200
98
17,5
5,5
162
38
14
200
63
21
Сдвиг
20
III
19,5 59
5,5 28
70
38,5
Теплофизические
свойства
торопласта-4М
Ниже приведены теплофизические свойства фторопласта-4М и его разновид-
ностей*
Вязкость расплава, П...................
Показатель текучести расплава, г/10 мин
Температура, °C
плавления .............................
стеклования .......................
разложения.........................
Рабочая температура, °C
минимальная ...........................
максимальная ......................
Теплостойкость по Вика, °C.............
Удельная теплоемкость, кал/(г * °C) * . . .
Коэффициент ‘ теплопроводности,
ккал/(м • ч • °C).................. .
Термический'коэффициент линейного рас-
ширения, 1/°С..........................
Температура потери прочности, °C ... .
Термическое старение при 200 °C........
10*—10е
0,5-15
265-285
—90
>386
— 195
200—210
90-120
0,28
0,22
9,0 • 10-’
265-320
Несколько тысяч часов
без признаков дест-
рукции и сшивания
Для фторопласта-4М характерно отсутствие двух точек теплового расшире-
ния: при 19 н 327 °C.
Химические свойства фторопласта-4М
Фторопласт-4М, так же как фторопласт-4, стоек ко всем растворителям, кон-
центрированным кислотам, основаниям и окислителям, за исключением расплав-
ленных щелочных металлов, фтора и некоторых соединений фтора типа ClFs,
н
яри высоких температурах и давлениях. Механические показатели (разрушаю*
\ее напряжение при растяжении и относительное удлинение при разрыве) фто-
ропласта-4М не изменяются при выдержке при повышенной температуре в эти-
150
ловом спирте, бензоле, четыреххлористом углероде, 98 %-ной серной кислоте^
96%-ной азотной кислоте (дымящей), плавиковой кислоте, 35%-ной соляной кис-
лоте, 50%-ном едком натре. _
Проницаемость различных газов и жидкостей через фторопласт-4М незна-
чительна. Продолжительность диффузии агрессивной среды зависит от толщины
и рабочей температуры. Проницаемость фторопласта-4М меньше, чем фторопла-
ста-4.
Электрические свойства фторопласта-4М
Ниже :
разновидностей:
приведены показатели электрических свойств фторопласта-4М и его-
ФторопластЧМ,
4МД и 4МП
Фторопласт-4МБ
Фторопласт-4МБ-2
Диэлектр ическая про-
ницаемость
при 10э Гц . . , .
> 10е Гц . . . .
Тангенс угла диэлект-
рических потерь
при 10э Гц . . . ,
> 10е Гц . . , ,
Удельное электрическое
сопротивление
поверхностное, Ом
объемное, Ом * см
при 20 °C . . .
> 200°C. . .
Электрическая проч-
ность, кВ/мм
при толщине 2 мм
при толщине 50 мкм
при толщине 20 мкм
Дугостойкость, с . . .
1,9-2,1
1,9-2,1
1,9-2,1
1,9—2/1
1,9-2,1
1,9-2,1
3.10"4
3- 10“4
3. Ю""1
8* 10“4—15-1(Г* 6-10“*—10-10~4
4- 10“4-8.10“*
>1015
>10”
>10”
1 • 1012—5 • 10й
>10п
1 • 1015—5 • 1015
20 ”35
165
20-35
100
165
>10”
>1017
5-101в—5 -10”
20-35
150
165
Тангенс угла диэлектрических потерь и диэлектрическая проницаемость фто-
ропласта-4М и особенно фторопласта-4МБ Н-4МБ-2 очень высоки и мало изме-
няются в широком интервале температур и частот. Значения объемного и по-
верхностного электрического сопротивления этих полимеров также очень высоки
и лишь незначительно уступают фторопласту-4 при 200 °C. Стойкость к вольтовой
дуге фторопласта-4М высока, при дуговом разряде на его поверхности не обра-
зуются следы обугливания. Электрическая прочность фторопласта-4М пони-
жается с увеличением толщины образца, но остается достаточно высокой в широ-
ком диапазоне толщин.
1,341—1,349
0,09
Не воспламеняется
Превосходная
0,00
Пленка толщиной до
250 мкм, прозрачна
Отличные
Прочие свойства фторопласта-4М
Прочие свойства фторопласта-4М и его разновидностей приведены ниже:
Показатель преломления ..............
Усадка, % ...........................
Коэффициент трения по стали..........
Горючесть............................
Стойкость к атмосферным воздействиям
Водопоглощение, %....................
Прозрачность.........................
Грибо- и тропикостойкость ...........
Свойства ваиболее широко используемого фторопласта-4МБ (ТУ 6-05-1447—71)
приведены и таблице.
151
Требования к фторопласту-4МБ
Показатели
Марка А Марка Б
Марка В
Внешний вид .................
Показатель текучести расплава
при 300 °C, г/10 мин.............
Разрушающее напряжение при рас-
тяжении, кгс/см2, не менее . , .
Относительное удлинение при раз-
рыве, °/о, не менее..............
Термостабильность (потери массы
при 300 °C в течение 3 ч), %, не
более..................... . . .
Удельное объемное электрическое
сопротивление прн 200°C, Ом*см,
не меиее ........................
Тангенс угла диэлектрических по-
терь при 106 Гц, не более . . . .
Порошок белого цвета или гранулы.
Чистота порошка и гранул должна
соответствовать эталону, согласован*
иому с потребителем
1—5 3—8 Не нормируется
260 175 160
300 300 275
0,25
0,25
ЫО18'
1 • 10’3
04
Фторопласт-4МБ марки А применяется для изготовления пленки повышен-
ной прочности методом экструзии; марки Б — для изоляции проводов и кабеля;
марки В — для получения изделий общего назначения.
Фторопласт-4МБ-2 пленочный (ТУ 6-05-041-344—72) и для изоляции проводов
.(ТУ 6-05-041-338—71) должен удовлетворять требованиям, приведенным
в таблице.
Требования к фторопласту-4МБ-2
ПлеиочныК
Показатели
Для изоляции
Пров д «в
марка I
марка П
Внешний вид
Показатель текучести расплава
при 370 °C и нагрузке 5 кгс,
г/10 мин.........................
Разрушающее напряжение при
растяжении, кгс/см2, не менее . .
‘Относительное удлинение при раз-
рыве, %, не менее ................
Термостабильность (потери массы
при 300°C в течение 3 ч), %, не
более ..........................
Удельное объемное электрическое
сопротивление при 200°C, Ом*см,
ие меиее .......................
Тангенс угла диэлектрических по-
терь при 10е Гц, ие более . . . .
Порошок нли гранулы
белого цвета. Чистота
в соответствии с ут-
вержденным эталоном
1,5-5,5 1,5-12
170 160
5* Ю15
8 • 10-4
5 - 10й
1 • 10~3
Порошок или
гранулы
диаметром
3—4 мм
4-12
160
275
0,20
5* 1015
7 • 10“4
152
I
I
Переработка фторопласта-4М и его разновидностей
Фторопласты-4М, так же как и другие «плавкие» фторопласты, перерабаты-
вают обычными методами горячего прессования, литьем под давлением, экстру-
зией (вакуум- и пневмоформование) В стандартном оборудовании для их пере-
работки все формующие части, соприкасающиеся с расплавленным фторопла-
стом, должны быть изготовлены из коррозионно-стойких сплавов типа ЭИ-437Б
(ХН-77-ТЮР) или 47НХМ. При переработке плавких фторопластов должен быть
обеспечен нагрев до температуры 400 °C. Для получения истинного расплава и
его гомогенизации е агрегатах для переработки следует предусмотреть зоны пла-
стикации.
В процессе переработки фторопластов при высоких температурах выделяются
летучие продукты повышенной токсичности. Поэтому при проведении всех ра-
бот при температуре выше 200 °C должна обеспечиваться-вытяжная вентиляция.
Прессование. Листы толщиной 1—2 мм прессуют в пресс-формах или в огра-
ничителях требуемой толщины из двух листов (верхнего и нижнего) с никели-
рованной или хромированной поверхностью. Для полного исключения -прилипа-
ния листов к поверхности металла можно прокладывать алюминиевую фольгу
толщиной 50—200 мкм между металлом и поверхностью полимера. Полимер,
помещенный в пресс-форму или ограничитель, укладывают на плиту пресса, на-
гретую до 290—310 °C, и выдерживают при этой температуре 25—30 мин. После
этого производят прессование прн давлении 200 кгс/см2 и выдерживают под
этим давлением л?2 мии. Затем отключают обогрев, лист охлаждают под давле-
нием плит пресса до 240—250 °C (можно охлаждать подачей холодной воды в
плиты Пресса), сбрасывают давление, пресс-форму или ограничитель с полимером
и металлическими листами извлекают из пресса, охлаждают иа воздухе до ком-
натной температуры и распрессовывают.
Экструзия. Методом экструзии получают пленки толщиной от 10 до 200 мкм,
наносят изоляцию на провода и кабели, изготовляют тонкостенные трубы, листы,
объемные изделия, а также волокно.
Для получения однородного расплава и создания большей поверхности теп-
лопередачи конструкция экструдера должна обеспечивать отношение длины к
диаметру цилиндра равное 20—25:1. Цилиндр должен иметь три-четыре неза-
висимо обогреваемые зоны, каждая из которых оснащается термопарой и регу-
лятором температуры.
Температура в цилиндре повышается по зонам по мере прохождения по ним
материала от 220—250 до 370—400 °C. Рекомендуется использовать шнек дози-
ровочного типа с быстрым сжатием. Экструзию пленок (рукавной и плоскоще-
левой), наложение изоляции на провод, а также получение волокна производят
с применением вытяжки в состоянии расплава. При этом температура расплава
и величина вытяжки (ориентации) устанавливаются в зависимости от вида из-
делия. Частота вращения шиека при экструзии тонкостенных изделий »10 об/мнн,
листов — до 70 об/мин.
Литье под давлением. Переработку фторопласта-4М, 4МБ и 4МБ-2 литьем
под давлением производят при температуречот 250 до 370°C (по зонам), давле-
нии впрыска 500—1500 кгс/см2 и небольшой регулируемой скорости впрыска.
Скорость течения расплава полимера должна быть постоянной. Форма должна
подогреваться до 200—250 °C. Усадка полимера в форме в зависимости от тол-
щины стенок и условий формования колеблется от 0,9 до 1,5%. При любом раз-
мере сопла, по которому течет расплав, скорость сдвига прямо пропорциональна
скорости движения расплавленной массы полимера, зависящей, в свою очередь,
от скорости движения поршня. При превышении скорости сдвига расплава кри-
тического значения (выше 5—10 с-1) происходит разрыв расплава с появлением
на поверхности «рыбьей чешуйки» и расслоения. Для предотвращения разрыва
расплава следует уменьшить скорость течения расплава и применить лнтники
большего диаметра.
Сварка и склейка. Сварку пленок и листов фторопласта-4М между собой
и с другими полимерными пленками, например с полиимидной, проводят при тем-
пературе, обеспечивающей получение расплава полимера, т. е. выше 280—290 °C.
153
Для сварки можно использовать прутки или пластины из фторопласта-4М.
Необходимую температуру сварки достигают подачей горячего воздуха.
Для склеивания фторопласта-4М с металлическими поверхностями необхо-
димо предварительно обработать поверхность полимера для последующего на-
несения клея. Обработка поверхности полимера производится тени же методами»
которые применяются дли фторопласта-4 (см. стр. 134 и 137).
Окрашенные композиции из фторопласта-4 М
и его разновидностей
Из фтор о пласта-4 М можно получать окрашенные в различные цвета изде-
лия. Для этого применяют сухое смешение порошка полимера с термостойким
пигментом или концентратом пигмента (порошок полимера, содержащий до 26%
пигмента), а также введение пигмента в процессе формования изделий из гра-
нул полимера.
Покрытия из фторопластд-4М
из
сус-
Покрытия по металлу производят нз порошкообразного полимера и
пеизий.
Покрытие из порошкообразных фторопласта-4М, 4МП, 4МБ получают нане-
сением в электростатическом поле, струйным напылением, методом псевдоки-
пящего слоя. Поверхность металла во всех случаях должна быть тщательно
подготовлена, т. е. обезжирена и подвергнута пескоструйной обработке.
Для покрытия по металлу и полимерным материалам применяют 50—60 % -
ную водную суспензию фторопласта-4МД, представляющую собой взвесь тоико-
дисперсиого нерастворимого и ненабухающего в воде полимера с частицами раз-
мером 0,1—0,2 мкм.
Металлическая поверхность перед нанесением покрытия также должна быть
, тщательно обезжирена. Суспензия перед нанесением разбавляется дистиллиро-
ванной водой до 48—50%-ной концентрации, взбалтывается и фильтруется через
капроновую ткань. Нанесенную суспензию высушивают на воздухе в течение
10—15 мин и затем обрабатывают при 250 ±5 °C в течение 2—5 мин. На охла-
жденную поверхность наносят "новый слой суспензии, который снова высуши-
вается и сплавляется при указанной температуре.
Для получении пленочного покрытия толщиной 100 мкм наносят 7—12 слоев.
После термообработки последнего слоя готовое пленочное покрытие окончательно
оплавляют в течение 30 мин при температуре на 10—15 °C, превышающей темпе-
ратуру потери прочности полимера.
Применение
т
торопласта-4М и его разновидностей
Фторопласт-4М, 4МБ, 4МБ-2, 4МД, 4МП применяют в тех же областях, что
м фторопласт-4. В основном фторопласт-4М и его разновидности используют
в электротехнике, радиоэлектронике, химической промышленности, машинострое-
нии, холодильной, фармацевтической и других отраслях промышленности.
Фторопласт-4М применяют в виде пленок, печатных плат, изоляции кабеля
и проводов, обмотки проводов генераторов, электроизоляционных деталей (пла-
стин, стержней, трубок, каркасов, изоляторов), коррозионно-стойких конструк-
ционных изделий (детали машин, работающие без смазки), а также в виде, по-
крытий и лакостеклоткаией.
Отличные антикоррозионные свойства позволяют использовать фторопласт-
4М в химической промышленности для аппаратов, теплообменников, ректифика-
ционных колони, насосов, труб, вентилей, клапанов, уплотнений, облицовочных
трубок, прозрачной лабораторной посуды и др. Тонкостенные трубки, полученные
экструзией из фторопласта-4МБ, применяют в теплообменной аппаратуре для
подогрева или охлаждения высокоагрессивных жидкостей при температурах от
—200 до +200 °C.
Детали из фторопласта-4МБ, используемые в холодильной промышленности»
хорошо выдерживают минусовые температуры
154
Листы из фторопласта-4МБ предназначаются для получения изделий мето*-
дами пневмо- и вакуумформования и для изготовления печатных плат.
Фторопласт-4МБ, выпускаемый по ТУ 6-05-1447—71, применяется для изоля-
ции проводов и кабеля различного назначения. Изоляция из фторопластр-4МВ
особенно удобна при использовании в проводах для электронных монтажных
схем, для миниатюрных электронных конструкций.
Пленку из фторопласта-4МБ применяют в конденсаторах, диафрагмах, уп-
лотнениях в химической аппаратуре, • в полиграфической промышленности, для
изготовления печатных плат и гибкого кабеля. Пленку можно сваривать, пере-
рабатывать вакуумформоваиием, металлизировать без предварительной актива-
ции поверхности (в отличие от фторопласта-4), склеииать при нагревании и под.
давлением с металлами и стеклотканью.
Пленки из фторопласта-4МБ по ТУ П-269—71 выпускают шириной ие меиее-
550 мм и толщиной 100 мкм. Пленка должна отвечать следующим требованиями
Разрушающее напряжение в продольном и поперечном
направлениях, кгс/см2, ие менее.................... 260
Относительное удлинение при разрыве в продольном
и поперечном направлениях, %, ие меиее............... 300
Температура потери прочности, °C..................... 265—310
Пленка из фторопласта-4МБ отличается высокой стойкостью к проницанию
газов, поэтому она применяется в качестве мембраны, отделяющей чувствитель-
ный элемент газоанализатора от анализируемой среды. По ТУ П-238—70 пленка
из фторопласта-4МБ изготаилниается шириной не менее 100 мм, толщиной 30г
40 и 50 ± 6 мкм.
Разрушающее напряжение при растяжении в продольном и поперечном на-
правлениях ие менее 120 кгс/см2.
Пленка фторопласта-4МБ марки П, предназначенная для изготовления пе-
чатных плат и гибких кабелей, изготовляется методом экструзии через плоско-
щелевую головку. По ТУ П-301—71 пленка из фторопласта-4МБ изготавливается
следующих размеров:
Толщина, мкм........................... • . 30; 50; 70
Ширина, мм, не менее ♦ , . . 150
Длина, м, ие менее........ 10
Пленка должна отвечать следующим требованиям (ТУ П-301—71):
Разрушающее напряжение при растяжении в продоль-
ном и поперечном направлениях, кгс/см2, ие менее . . 120
Относительное удлинение при разрыве в продольном
и поперечном направлениях, %, не менее............... 300
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом * см,
не менее
при 20 °C......................................... 1 • 101»
после выдержки при 40 °C в течение 48 ч при 98%-иой
относительной влажности . . . ................. I • 10,$
Диэлектрическая проницаемость при 20 °C и 10е Гц,
ие более......................................... . . 2,1
Тангенс угла диэлектрических потерь при 20 ®С и 10е Гц,
не более........................................ . 12 • 10*
Электрическая прочность при постоянном напряжении,
кВ/мм, ие меиее...................................... 100
Усадка при 200 °C, %, не более...................... 3,0
Фторопласт-4МБ-2 (ТУ 6-05-041-338—71) применяется в качестве изоляцион-
ного материала для радиочастотных кабелей и высоковольтных проводов, для
литьевых изделий сверхчастотной изоляции, конструкционных изделий, обладаю-
щих высокими показателями электроизоляционных свойств н повышенной термо- '
Стабильностью, а также стойких к агрессивным средам и высоким температурам.
Фторопласт-4МБ-2 (ТУ 6-05-041-344—72) применяется для изготовления конден-
саторной пленки и для получении электретов. Пленка из фторопласта-4МБ-2
155
(ТУ 6-05-041-359—72), изготавливаемая экструзией через плоскощелевую головку.
предназначена для использования в производстве конденсаторов, работающих
' в интервале температур от —60 до +200 °C.
По ТУ 6-05-041-359—72 конденсаторную пленку выпускают шириной 240; 180;
140; 90 мм, толщиной 10 ± 1,5; 15 ±2,0; 20 ± 3,0; 30 ± 4,5 мкм. Длина отдельных *
кусков в рулоне не менее 100 м. Пленка должна отвечать следующим требова-
ниям:
Разрушающее напряжение при растяжении в продоль-
ном направлении, кгс/см2, не менее................. 200
Относительное удлинение при разрыве, %, не более
при толщине 10 мкм............................ 200
при толщине 15 мкм................................ 230
при толщине 20 мкм................................. 270
при толщине 30 мкм................................ 300
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом-см,
не менее
прн 20 °C.........................................1 - 1017
» 200 °C.........................................5- 10й
Диэлектрическая проницаемость при 20 °C и 106 Гц . . . 1,9—2,1
Тангенс угла диэлектрических потерь при 20 °C и 106 Гц, f
не более.............................................9 • 10
Электрическая прочность на постоянном токе (один слой),
кВ/мм, не менее
среднее значение ..................................... 150
минимальное значение ............................ 25
©
Порообразующий гранулированный фторопласт-4МБ-2 применяют для изго-
товления изоляции радиочастотных коаксиальных кабелей и высокочастотных
проводов с максимальной рабочей температурой длительной эксплуатации 2
Применение порообразующего полимера позволяет уменьшить массу фторопла-
стовой изоляции, увеличить сечение провода при неизменном внешнем диаметре»
уменьшить диэлектрические потери в металле.
Для сравнения ниже приводятся показатели для
ного фторопласта-4МБ-2:
Фторопластам Б-2
Плотность, г/см3...........
Диэлектрическая проницае-
мость при 106 Гц...........
вспененного и иевспеиен-
Порообразующий
фторопласт-4М Б-2
0,7-0,9
М-1,5
2,14-2,17
1,9-2,1
Порообразующий фторопласт-4МБ-2 должен отвечать следующим требова-
ниям (ТУ 6-05-041-393—72):
Внешний вид , ..................
Плотность, г/см3................
Содержание фреона, %, не менее . .
Показатель текучести расплана при
300 °C и нагрузке 10 кгс, г/10 мин
Разрушающее напряжение при ра-
стяжении, кгс/см2, не менее . . .
Относительное удлинение при раз-
рыве, %, не менее ...............
Гранулы белого цвета, изго
товленные из жгута дна
метром не более 3 мм
0,7-0,9
0,5
4-15
25
50
Суспензия фторопласта-4МД (ТУ 6-05-041-508—74) выпускается двух марок:
А и Б. Марка А применяется для получения свободных пленок, лакотканей,
стеклотекстолитов и покрытий на металлах. Марка Б применяется для получения
фторопластового покрытия в производстве полиимидной пленки. Покрытия из
суспензий фторопласта-4МД обладают хорошими антикоррозионными, антиадге-
зионными, электроизоляционными, антифрикционнымй свойствами. Они имеют
высокую адгезию к металлу и отличаются диффузионной стойкостью. Рабочая
температура от —100 до +200 °C.
156
Полиимидная пленка с одно- и двусторонним покрытием из фторопласта-
4МД предназначена для получения свариваемых сплошных высокопрочных обо-
лочек для изделий, работающих при высоких температурах (300 °C).
Суспензия фто0опласта-4МД должна отвечать следующим требованиям
(ТУ 6-05-041-508—74):
Марка А Марка Б
Внешний вид Подвижная жидкость от молочного до желтого пвета.
Допускается образование осадка, устраняющегося
взбалтыванием илн качанием
Концентрация, %, не менее
Внешний вид фторопластового
покрытия (укрывистость) при
нанесении
на фольгу алюминиевую
50
52
Отсутствие трещин и
осыпаний на высу-
шенном покрытии
на пленку полиимидную
ПМ ,
Вид пленочного покрытия
Покрытие должно быть
Отсутствие трещии и
осыпаний на высу-
шенном покрытии
прозрачным и ровным
Разрушающее напряжение при
растяжении свободных пле-
нок, кгс/см2, не менее
Относительное удлинение при
разрыве, %, не менее
Адгезионная прочность (сопро-
тивление отрыву покрытия),
гс/см, не менее
от алюминиевой фольги
от пленки полиимидной ПМ
Термостабильность (потери
массы при 300 °C в течение
3 ч), %
Температура потерн прочности,
°C
Толщина одного слоя покры-
тия, мкм, не менее
Слипаемость фторопластового
покрытия, нанесенного на
пленку полиимидную ПМ при
200±5, °C
Содержание поверхностно-ак-
тивных веществ, %
200 200
250 250
900 —
— Факультативно
0,8 0,8
250—290 270—297
” 6
— Не должно слипаться
— 8—12
Пруток фторопласта-4М по ТУ П-171—69 изготовляется диаметром 3,5—
2 мм, длиной не менее 8 м.
Фторопласт-4МП (ТУ П-311—71) предназначается для защиты образцов и
Деталей оборудования, рабЬтающих в агрессивных средах с повышенной актив-
ностью; покрытия наносятся методами порошкового напыления.
Фторопласт-4МП должен отвечать следующим требованиям (ТУ П-311—71):
Внешний вид ...............................Порошок белого цвета
Растрескиваемость, %, не менее.............130 (факультативно)
Показатель текучести расплава при 300 °C
н нагрузке 10 кгс, г/10 мин, не менее .... 3
Разрушающее напряжение при растяжении,
кгс/см2, не менее.................................... 160
Относительное удлинение при разрыве, %,
не менее............................................. 250
температура потери прочности, °C..................... 265—285
157
ФТОРОПЛАСТ40
Фторопласт-40» хотя и уступает в некоторых отношениях фторопласту-4, в то
же время имеет весьма существенные преимущества: высокие механическую*
прочность, радиационную стойкость, отсутствие практически хладотекучести, спо-
собность перерабатываться в изделия всеми методами, применяемыми для термо-
пластов.
Фторопласт-40 имеет кристаллическую структуру, но степень кристалличности
у него меньше, чем у фторопласта-4. Температура плавления кристаллитов
265—275 °C. Температура эксплуатации фторопласта-40 колеблется от —100
до +200 °C.
Степень кристалличности изделий из фторопласта-40 зависит от скорости
охлаждения после сплавления и изменяется от 40% для закаленных образцов
до 60% для медленно охлажденных или длительно прогретых при 200—240 ®С
образцов.
Появление хрупкости не наблюдается даже в образцах с максимальным со-
держанием кристаллической фазы.
Выпускают шесть марок фторопласта-40 в виде тонкого легкосыпучего по*
рошка, гранул и суспензии (водной и спиртовой). Марки фторопласт а-40 разли»
чаются между собой в зависимости от назначения и способов переработки.
Показатели свойств фторопласта-40 приведены в таблице.
Свойства фторопласта-40
Марка фторопласта-40
Вязкость
расплава
при
295 °C, П
Показатель
текучести расплава
при нагрузке 10 кгс.
г/10 Мин
Т емпера-
тура
потерн
прочности
при
нагрузке
4 гс/мм2,
°C
Метод переработки
п
(МРТУ 6*05*817—68)
Ш
(МРТУ 6*05*817—68)
лд
(ТУ П-272—70)
ШБ
(ТУ 6-05-041-383—72)
д
(ТУ П* 193—68)
дп
(ТУ П-193—68)
107—109
105—Ю7
10*—10s
10®—10е
105—107
10*— 10в
Не течет (300 °-С)
0,1—2(300 ®С)
1-12(280 °C)
1—8 (300 °C)
0.1-2.5 (300 °C)
10-30 (280 °C)
>295
Прессование,
пресс-литье
270—295 Экструзия
270—310* Литье под давле-
нием
270-300
260-“300
Экструзия
Нанесение покры-
тия из суспеН4
зии
260—280 *
Порошковое на-
пыление покры-
тия
* Нагрузка 0,242 гс/мм2.
158
Физико-механические свойства
торо.пласта-40
Показатели физико-механических свойств фторопласта-40 приведены ниже:
Плотность, г/см3 ..........................
Разрушающее напряжение, кгс/см2
при растяжении.........................
> статическом изгибе............... .
Относительное удлинение при разрыве, % . . .
Модуль упругости, кгс/см2
при сжатии при 20 °C...................
> изгибе
при 20 °C...........................
> —60 °C...........................
Ударная вязкость, кгс • см/см2..............
Твердость
по Бринеллю, кгс/мм2...................
по Роквеллу ............................
1,65-1,70
270-500
330-340
150—400 *
7- 103
9* 103—10-103
15. Ю3—16 • Ю3
> 125**
5,8-6,3
50
* В зависимости от метода охлаждения расплава образцов.
** Образцы ие разрушаются, а только прогибаются.
Фторопласт-40 отличается от фторопласта-4 более высокими прочностью,
твердостью и более низкой плотностью. В нем сочетаются высокие показатели
механических свойств и отличное сопротивление раздиру, хорошее сопротивление
истиранию и повышенная ударная прочность. Данные о зависимости некоторых
физико-механических свойств фторопласта-40 от температуры приведены в таб-
лицах.
Зависимость разрушающего напряжении при растяжении <гр
и относительного удлинения при разрыве еОтн
фтороиласта-40 от температуры
Температура,
«С
Фторопласт-40П * Фторопласт-40Ш Фторопласт-40Д *4
(Гр, КГС/СМ^ ®ОТН* <Гр, кгс/см2 ®отн. К (Гр, КГС/СМ2 ®ОТН*
•—50 680 158 514 123 540
”40 655 180
•—30 502 156 469
—20 523 203
0 480 230 363 165 ' 375
20 449 276 305 201 304
50 414 379
60 MW* 250 382 208
75 340 453 ма
100 273 535 174 537 142
221
236
345
422
455
577
Деформация фторопласта-40 под нагрузкой
По стандартной методике разрушающее напряжение фторопласта-40 при сжа-
тии при 20 °C определить ие удается, так как образец не разрушается под на-
грузкой В 1 ТС. S
159
НиЖе приводятся данные о зависимости деформации сжатия фторопласта-40
от нагрузки:
Нагрузка, кгс/см2...............
Деформация сжатия, %............
1,0
150 225
2,0 5,0
325
10,0
Зависимость модуля упругости от температуры
Температура, °с Модуль упругости при сжатии, кгс/см2 Модуль упругости при изгибе* фторопласта-40Ш, КГС/СМ2
фторо- пласт-4011 фторо- плас т-40Ш
-100 21200
-60 15 400
20 6 500 7 650 9 500
50 5 250 6 250
60 5800
75 3 850 4 800
100 2 500 3 000 2 100
150 850 850
* Для фторопласта-40ЛД. 40Д и 40Б модуль упругости при изгибе составляет соот-
ветственно 11 000, 10000 и 10 000—13 000 кгс/см2.
Теплофизические свойства фторопласта-40
Ниже приведены показатели теплофизических свойств фторопласта-40:
Показатель текучести расплава при 300 °C,
г/10 мии..................................... 0,1—15
Температура, °C
плавления........................................ 265—275
стеклования.................................... —100
разложения..................................... >350
Теплостойкость по Вика, °C....................... 140—143
Рабочая температура, °C
минимальная.................................... —100
максимальная................................... +200
Вязкость расплава, П........................ 101—107
Термический коэффициент линейного рас шире- -
ння при температуре от 20 до 90 °C, 1/°С . . 6,2* 10 — 9» 10
Термостабильность (потери массы при 275 °C в
течение 5 ч), %.............................. 0,2—1,2
Фторопласт-40 менее термостабилен, чем фторопласт-4МБ и фторопласт-4.
Однако интервал между температурой его плавления и температурой разложе-
ния достаточно велик, чтобы перерабатывать его без добавок стабилизаторов.
Фторопласт-40 выдерживает длительный прогрев (более 10 000 ч) при 200 °C
без изменения свойств. Изделия из фторопласта-40 марок П, Ш, ЛД выдержи-
вают длительный прогрев без изменения цвета до 180 °C. Длительный прогрев
изделий из фторопласта-40Б при 200 °C не вызывает изменения их цвета. Кратко-
временно в особых случаях допускается их эксплуатация при 250 °C.
160
Электрические свойства
тороп ласта-4 О
Показатели электрических свойств фторопласта-40 различных марок приве-
дены ниже:
Фторопласт-40Ш
Фторопласт-40ШБ
Фторо пласт-40Д
Удельное электриче-
ское сопротивление
поверхностное,
Ом............ .
объемное, Ом* см
при 20 °C . . .
> 150 °C . . .
> 200 °C . . .
Диэлектрическая про-
ницаемость
при 103 Гц « . . .
> 10е Гц . . . ,
Тангенс угла диэлек-
трических потерь
при Ю3 Гц . . . •
> 10е Гц ... .
Электрическая проч-
ность, кВ/мм
при толщине
2 мм..............
1 мм..........
100 мкм (20 °C)
100 мкм (150 °C)
50 мкм (20 °C)
50 мкм (150 °C)
20 мкм (20 °C)
20 мкм (150 °C)
Дугостойкость, с . . .
1.10й
5.1о1в— 1 . ю"
5-1013—2- 10й
Ы0!1-Ы012
2,5-2,6
2,5—2,6
3 • 10“3
6-10-3—7-10“3
20-25
72
I • 10"
1 • 10й
1 • 1012
1. 10"
5. Ю13—2» 10н
2,5—2,6 2,5—2,6
2,5—2,6 2,5—2,6
3-10-4 з-ю~3
4 • 10-3—5 • 10“3 6 • 10-3—7-10-3
20-25 19-23
30—38 —
- 160-200
— 100
— 200
— 150
— 200-400
— 70—150
1 • 10й
Фторопласт-40ШБ отличается от фторопласта-40111 более высокими электри-
ческими показателями; цвет изделий из фторопласта-40ШБ не изменяется при
длительном прогреве до 200 °C. По своим электроизоляционным свойствам фторо-
пласт-40 несколько уступает фторопласту-4 и фторопласту-4МБ. Диэлектриче-
ская проницаемость фторопласта-40 не зависит от частоты н температуры. Тан-
генс угла диэлектрических потерь довольно низок н увеличивается с повыше-
нием частоты. Фторопласт-40 имеет высокую электрическую прочность и хорошее
удельное электрическое сопротивление.
Химические свойства
торопласта-40
Фторопласт-40 не растворяется в известных органических растворителях,
стоек к действию агрессивных кислот, щелочей и окислителей, за исключением
расплавленных щелочных металлов и фтора. По химической стойкости он почти
не уступает фторопласту-4. После нагревания прессованных образцов фторопла-
ста-40 в течение 3 ч и 98%-ной азотной кислоте при 78 °C их масса увеличи-
вается на 1,6%, а в 45%-ном едком натре или 100 °C она уменьшается на 0,03%,
при этом разрушающее напряжение при растяжении н относительное удлинение
прн разрыве не изменяются. Данные о степени набухания и показатели механи-
ческих свойств фторопласта-40 после выдержки в агрессивных средах при 20 °C
приведены в таблице,
6 Зак. 279
161
Химические свойства фторопласта-40
Среда
Азотная кислота, 98%-ная .
Плавиковая кислота . . . .
Царская водка ......
Едкий натр, 45%-ный . . .
Ацетон...................
Спирт этиловый.........
Эфир днэтнловый..........
Амилацетат ..............
Ксилол ..................
Четыреххлористый углерод
Показатели механических
свойств через 2 месяца
Степень
набухания
за 7 суток, %
(Ур, КГС/СМ2 еоти, %
1,64 284 160
0,15
0,27 365 270 ft*
—0,008 375 165
1,75 241 130
0,05 308 170
0,45 261 420
0,17
0,27 328 250
о,п 371 200
Несмотря на высокую химическую стойкость фторопласта-40, тонкие покры-
тия из него имеют повышенную проницаемость для некоторых сред, в частности
для азотной кислоты
Прочие свойства фторопласта-40
По стойкости к радиационному излучению фторопласт-40 превосходит фторо-
пласт-4 в 100 000 раз.
Насыпная плотность, г/см3..............
Коэффициент трения по углеродистой ста-
ли (для шарикоподшипников)
динамический *.........................
статический .......................
Способность к механической обработке . .
Способность к сварке . , . . ✓ . . . . .
Усадка, % .............................
Горючесть..............................
Стойкость к атмосферным воздействиям
Водопоглощение, %.....................
Грибо- и тропикостойкость..............
0,3-0,4
0,054
0,087
Хорошая
2-4
Не воспламеняется
Отличная
0,00
Хорошая
Показатели свойств фторопласта-40 и его разновидностей приведены в таб-
лице
Переработка фтороплаета-40
Переработку фторопласта-40 методом горячего прессования, экструзией,
лнтьем под давлением производят на оборудовании, применяемом для перера-
ботки плавких фторопластов, таких, как фторопласт-4М (см. стр. 153).
Прессование. Листы толщиной 1—2 мм прессуют при 280—300 °C й давле-
нии 300 кгс/см2. До приложения давления полимер выдерживают при 280—
300 °C в течение 10—20 мин. После запрессовки изделие охлаждают под давле-
нием до 245—255 °C, затем давление сбрасывают и изделие охлаждают на воз-
духе илн в холодной воде. Для прессования изделий большей толщины полимер
предварительно таблетируют при давлении 1500 кгс/см2 и выдержке в пресс-
форме 1—2 мин. Рабочие части пресс-формы предварительно смазывают крем-
нийорганической жидкостью № 5. Пресс-форму с таблеткой закрывают и
162
Показатели
Внешний вид..............»..........
Показатель текучести расплава при
нагрузке 10 кгс» г/10 мин
прн 280 °C...........•..........
» 300 °C......................
Разрушающее напряжение прн рас-
тяжении, кгс/см2, не менее.........
Относительное удлинение при разрыве,
%, не менее .......................
Термостабильность (потери массы при
275 °C за 5 ч), % не более.........
Температура потери прочности, °C
при нагрузке 4 г/мм2................
> нагрузке 0,242 г/мм2........
Удельное объемное электрическое
сопротивление при 200 °C, Ом • см,
не менее ...........................
Электрическая прочность образцов
толщиной 1 мм, кВ/мм...............
Растек'аемость, °/о, не менее......
Влажность, %, не более.............
Свойства фторопласта-40 различных марок
Фторо-
пластЧОП
Фторо-
пласт-40111
(МРТУ 6-05-817—68)
Порошок белого цвета
или гранулы
300
150
1,2
>295
0,05
Фторо- Фторо-
пласт-40Д пласт-40ДП
(ТУ П-193—68)
Тонкодисперсиый
порошок
Фторо-
пласт-40ДД
(ТУ п-272—70)
Фторопласт-40ШБ
(ТУ 6-05-041-383—72)
Порошок белого цвета или
гранулы
270
150
1,2
270-295
200
100
0,8
260—290
0,05
0,05
220
100
0,7
255-280
140
0,05
1 -—42
240
100
1,2
0,05
1-8
270
1Г0
1,0
1 .10п
33 ±8
помещают в электропечь, нагретую до 360 °C. Температура печи при этом снижается
до 330—340 °C. Пресс-форму выдерживают в печн в течение 55—60 мин, затем
устанавливают в пресс н прикладывают давление 100 кгс/см2. По мере остыва-
ния пресс-формы давление увеличивают до 500 кгс/см2. Охлаждают пресс-форму
под давлением до комнатной температуры.
Экструзию фторопласта-40 проводят при температуре по зонам 220; »240—260;
280—320 °C. Температура головки 300—340 °C. Частота вращения шнека 40—
70 об/мин.
Пресс-литье осуществляют при 280—300 °C и давлении не менее 500 кгс/см2.
Литье под давлением проводят при 300—330 °C и давлении 500—1400 кгс/см2.
Форму можно подогреть до 150 °C. Цикл формования длится от 20 с до 2 мин.
Скорость сдвига 500—1000 с~!. Фторопласт-40ЛД перерабатывается при более
широком диапазоне скоростей сдвига, чем фторопласт-4М.
Склеивание и сварка фторопласта-40
Фторопласт-40 можно сваривать прутком с помощью электрической горелкн,
применяемой при сварке винипласта и полиэтилена. В горелку подают инертный
газ. Температура газа на выходе из сопла 350 °C. Сварочный пруток диаметром
3 мм получают экструзией фторопласта-40111. Склеивание фторопласта-40, так же
как и фторопласта-4, производится после обработки поверхности тлеющим раз-
рядом.
Применение фторопласта-40
Фторопласт-40 применяется для получения изделий, которые должны обла-
дать хорошими диэлектрическими свойствами, высокими механической проч-
ностью, теплостойкостью, химической стойкостью, износостойкостью, отсутствием
хладотекучести, стойкостью к радиационным излучениям нли сочетать эти свой-
ства.
Фторопласт-40111 (ШБ) применяется в основном для изоляции кабельных
изделий, работающих в напряженном состоянии при температуре до 200 °C. Фто-
ропласт-40 используют для изоляции монтажных проводов сечением от 0,12 до
2 мм. Радиальная толщина изоляции от 0,15 до 2 мм. Температура эксплуатации
монтажных проводов с изоляцией из фторопласта-40 колеблется от —100 до
4-200 °C. Они применяются как теплостойкие, радиационно-стойкие, высоковольт-
ные, в отдельных случаях как радиочастотные провода и кабели. Обмоточные
провода типа ПФО используются в бесштанговых насосах в нефтяных скважи-
нах.
Провода (ПТФ) с изоляцией из фторопласта-40111 (ШБ) пригодны для ра-
боты в условиях с повышенными требованиями на тренне. Изоляция из фторо-
пласта-40 обладает высокой стойкостью к прорезанию. Трубы, полученные из
фторопласта-40 методом экструзии, применяются для транспортировки агрессив-
ных и сверхчистых жидкостей и газов при температурах от —60 до 4*200 °C.
Дренажные трубки нз фторопласта-40111, изготовленные методом экструзии,
используют в больших емкостях в контакте с сильноагрессивнымн жидкостями
прн температуре от —50 до 4-100 °C. Способность фторопласта-40 окрашиваться
в различные цвета позволяет использовать его для монтажных проводов.
Фторопласт-40П является хорошим конструкционным материалом и исполь-
зуется в чистом виде и в композиции с наполнителями в качестве уплотнитель-
ных элементов арматуры (кольца, прокладки, мягкие уплотнения в золотниках)
« как антифрикционный материал (подшипники, детали ткацкого станка и др.).
Материалы на основе фторопласта-40П с наполнителями могут применяться для
изготовления сепараторов самосмазывающнхся и коррозионно-стойких подшип-
ников качения и скольжения, рабочих колец торцовых уплотнений, поршневых
тсолец и других деталей трения различного оборудования.
464
Из фторопласта-4011 изготовляют пластины толщиной 10; 20; 25; 30, 40 мм,
шириной 100 мм н длиной 200 мм, а также втулки с наружным диаметром от
44 до 500 мм, внутренним диаметром от 14 до 470 мм и высотой от 30—40 мм до
50—70 мм (ТУ 95-82—72).
Из порошка фторопласта-40П с добавкой термостабилизатора методом горя-
чего прессования или пресс-литья получают заготовки. Заготовки предназна-
чены для изготовления прокладочно-уплотнительных электроизоляционных и кон-
струкционных деталей, работающих в условиях агрессивных сред (ТУ П-528—
4J7). Из материала Ф-40Г40 (наполненный фторопласт-40) выпускают заготовки
для деталей узлов трения, работающих в пресной или морской воде, на воздухе
или попеременно в этих средах, для наборных металло-пластмассовых подшип-
ников, работающих при малых скоростях и больших удельных нагрузках * (ТУ
СТП 0155-15—71). Из антифрикционного материала Ф-40 Г 10 (наполненный
фторопласт-40) выпускают втулки подшипников скольжения, работающие со
смазкой — водой (ТУ 7-1—69).
Для химической промышленности из фторопласта-40 изготовляют прокладки,
сосуды, мембраны, колонны, вентили, детали насосов, трубки для чехления дат-
чиков КИП, поплавки и другие изделия, предназначенные для работы в агрес-
сивных средах. Особенно успешно применяют изделия, получаемые из фторо-
яласта-40ЛД методом лнтья под давлением. Кронштейны из фторопласта-40ЛД
работают в среде авиационных топлив; различные детали из фторопласта-40ЛД
(сухари, вкладыши) входят в комплект топливоизмерительиой аппаратуры.
Кольца, изготовленные литьем под давлением, применяются в гидравлических
системах, работающих в среде гидравлических жидкостей.
Методами порошкового напыления из фторопласта-40ДП получают защитные
коррозионно-стойкие покрытия. Фтор опл а ст-40Д в виде порошка применяют в ка-
честве наполнителя н производстве герметиков. Способность к усадке позволяет
использовать фторопласт-40 для изготовления термоусадочных трубок.
Суспензия фторопласта-40Д
На основе фторопласта-40Д выпускают спиртовую и водную суспензии, пред-
назначенные для получения электроизоляционных, теплостойких (до 200 °C) и
химически стойких покрытий металлических поверхностей, для получения сво-
бодных пленок, лакостеклотканей, для эмалирования проводов. Эмальпровода,
изолированные фторопластом-40Д, имеют хорошие изоляционные свойства и вы-
сокую теплостойкость. При работе в вакууме в интервале температур от —200
до 4-200 °C в условиях повышенной влажности и сильных агрессивных сред из
изоляции не выделяютси летучие компоненты Диаметр жилы по меди, драго-
ценным металлам, алюминию колеблется от 0,02 до 1,0 мм. Свободные пленки
из суспензий фторопласта-40Д толщиной 20 мкм используются в конденсаторах.
Лакостеклоткани толщиной от 60 до 200 мкм на основе суспензии фторопласта-
40Д могут использоваться для пазовой изоляции в двигателях, трансформаторах,
а также для получения стеклотекстолита повышенной твердости. На основе фто-
ропласта-40Д выпускают водную (ТУ П-208—69) и спиртовую (МРТУ 6-05-894—
53) суспензии. Спиртовую суспензию фторопласта-40Д применяют для получения
покрытий окунанием, кистью, пульверизацией. Она более технологична в работе
при ручном нанесении, чем водная суспензия. Преимуществом водной суспензии
является ббльшая безопасность в работе. Она более удобна прн получении по-
крытий и пропиток машинным способом.
Водная и спиртовая суспензии фторопласта-40Д представляют собой подвиж-
ную, устойчивую мелкодисперсную систему с частицами сферической формы диа-
метром 0,1—0,4 мкм. Концентрация полимера в водной суспензии составляет 50—
60%, спиртовой суспензии —15—25%. Пленочное покрытие из водных и спирто-
вых суспензий получают толщиной до 100—200 мкм
На металлическую поверхность, предварительно промытую и обезжиренную,
наносят слой суспензии и после сушки сплавляют при 260—280 °C в течение
~ * ^уд > 100 кгс/см2.
165
10 мин Поверхность охлаждают и наносят новый слой суспензии, который снова
сплавляют прн той же температуре. Толщина каждого слоя после сплавления
~ 10 мкм. Для получения покрытия толщиной 100 мкм наносят 8—12 слоев, ко-
торые каждый раз сплавляют. После сплавления последнего слоя все покрытие
охлаждают на воздухе
Требования, которым должны отвечать водная и спиртовая суспензии фторо*
пласта-40Д, приведены в таблице.
Свойства суспензий фторопласта-40Д
Показатели
Концентрация, %......................
Укрывистость..........................
Водная
суспензия
(ТУ П-208—6®)
Спиртовая
суспензия
(МРТУ 6-05-894—63)
> 47,0 18—25
Суспензия должна покрывать ме-
таллическую поверхность ровным
слоем, после сушки не давать
трещин, ие отрываться от метал-
лической поверхности и ие осы-
паться
Термостабильность полимера (потери массы
прн 275°C в течение 5 ч), %, не более
Температура потери прочности при на-
грузке 4 гс/мм2, °C..................
Сплавление суспензии .................
0,8
0,8
260—300 260—300
При 260—280 °C и толщине слоя
10—12 мкм покрытие должно
иметь сплошность после нанесе*
ния 3—5 слоев
Физико-механические н электрические свойства свободных пленок приведены
ниже*
Разрушающее напряжение при растяже-
нии, кгс/см2, не менее............... 250 200
Относительное удлинение при разрыве,
%, не менее ............................ 150 90
Удельное объемное электрическое сопро-
тивление при 20°C, Ом* см, не менее . 1 • 10le 1 • 101в
Диэлектрическая проницаемость при
103 Гц, не менее ............ 2,4 2,4
Тангенс угла диэлектрических потерь при
103 Гц, не более...................... 3-10“3 5*10
Показатели физико-механических и диэлектрических свойств стеклолакоткани
из фторопласта-40Д приведены ниже.
Ф-40ДЭ 0,1 Ф-40ДЭ 0,03
Толщина, мм...................... 190—200
Разрушающее напряжение при рас-
тяжении, кгс/см2...................... 1400
Удельное объемное электрическое
сопротивление, Ом • см........... 1016
Диэлектрическая проницаемость
при 106 Гц ..................... 2,8—3,0
Тангенс угла диэлектрических по-
терь при 10е Гц.................. 5*10
Электрическая прочность, кВ/мм . • 100—120
75-80
900-1000
Ю18
2,5-2,7
4* 1(Г3
160-170
166
Теплостойкость лакоткани фто ролла ст а-40Д колеблется в пределах от —60
до +200 °C. Лакоткань предназначается для электрической изоляции в двига-
телях и трансформаторах, для получения твердого текстолита и изделий нз него,
для радиационно-стойких изделий, а также используется в качестве антиадге-
зионного облицовочного материала. Стеклотекстолит, полученный прессованием
лакостеклотканей на основе суспензии фТоропласта-40Д при 260—280 °C и дав-
лении 50—100 кгс/см2, имеет прочность иа изгиб, в 3 раза превышающую проч-
ность прессованных образцов фторопласта-40Д.
ФТОРОПЛАСТ-42
Фторопласт-42, один из немногих растворимых фторсодержащих полимеров,
отличается высокой прочностью, химической стойкостью к самым агрессивным
средам, радиационной стойкостью и стойкостью к атмосферным воздействиям и
низким коэффициентом трения.
Это кристаллический полимер со степенью кристалличности 40—45%,
темп, пл кристаллитов 155—160 °C, темп стекл. аморфной фазы от —45 до
—50 °C. Фторопласт-42 растворим в кетонах, особенно в ацетоне при 20 °C, в
сложных эфирах и диметилформамиде — при 50 °C; нерастворим в спиртах, аро-
матических и хлорированных углеводородах.
Фторопласт-42 представляет собой белый волокнистый илн порошкообразный
материал, некомкующийся, смачивающийся водой. В прессованном виде фторо-
пласт-42— гибкий пластичный материал от желтого до белого цвета, в тонких
слоях прозрачный. Скорость охлаждения расплава фторопласта-42 несколько
влияет на его механические свойства, однако из-за невысокой степени кристал-
личности даже при медленном охлаждении полимера хрупкость не возникает.
Особенностью фторопласта-42 является склонность к сшиванию с частичной или
полной потерей растворимости при температуре, превышающей температуру
плавления кристаллитов, и при радиационном облучении.
Выпускают четыре марки фторопласта-42 (ТУ 6-05-1442—71), различаю-
щиеся по назначению и способам переработки:
фторопласт-42В — для получения пленок, волокон и конструкционных изде-
лий;
фторопласт-42Л — для получения лаков и покрытий и лакотканей на их ос-
нове;
фторопласт-42ЛД — для футеровки и получения изделий литьем под давле-
нием;
фторопласт-42П— для получения конструкционных изделий, главным обра-
зом методом прессования.
Физико-механические свойства фторопласта-42
Основные показатели физико-механических свойств фторопласта-42 приве-
дены ниже:
Плотность, г/см3............................... 1,91 — 1,93
Разрушающее напряжение, кгс/см2
при растяжении . . . ............................. 300—500
> изгибе....................................... 250—330 *
Относительное удлинение при разрыве, % .... 300—500
Модуль упругости при изгибе, кгс/см2
при —60 °C................................ 20 500
< 20 °C......................................... 4050
Ударная вязкость, кгс* см/см2 ..................... 137—196*
Твердость по Бринеллю, кгс/мм2................. 4,5
* Образцы ие разрушаются, а только прогибаются.
167
Данные о зависимости механических свойств фторопласта-42В и 42Л от тем-
пературы приведены в таблице.
Механические свойства фторопласта-42
Температура, °C Фторопласт-42В Фторопласт-42Л
Ор, КГС/СМ2 еотн* * Ор. КГС/СМ2 еОТН’ К
-50 731 196 649 36
—40 726 192 539 197
—20 699 337 407 483
0 638 440 384 608
20 637 604 367 794
40 631 768 358 1133
60 576 1100 347 1700
80 230 1300 258 1796
100 202 «^4 46 58
Зависимость модуля упругости при изгибе фторопласта-42 от температуры
характеризуется следующими показателями:
Температура, °C . . . . —196 —140 —60 0 20 60
Модуль упругости при
изгибе, кгс/см2 . . . 38 000 30 000 20 000 6 600 4 100 2 100
Данные о влиянии продолжительности прогрева при повышенных темпера-
турах на механические свойства прессованных образцов фторопласта-42 приве-
дены ниже:
Продолжи-
Температура тельность „ кгс/см2 , %
прогрева, °C прогрева, ч Р отн,*
Без прогрева — 356 437
125 200 471 508
150 100 391 485
150 200 432 453
прессованных образцов фторопласта-42 (при темпера
Механические свойства :
туре прессования 230 °C) зависят от способа охлаждения:
°р’ кгс/с“2 еотн.’ *
Закалка в холодной воде.............. 482 481
Медленное охлаждение под давлением . . 592 275
Теплофизические свойства
фторопласта-42
н
Показатели теплофизических свойств фторопласта-42 приведены ниже).
Температура, °C
плавления................................< .
стеклования ............................
разложения..............................
Теплостойкость по Вика, °C ... •............
155—160
От —45 до —50г
>360
97—105
168
Рабочая температура, °C
минимальная . , ............................... —60
максимальная................................... 125
Термический коэффициент линейного расшире-
ния, 1/°С
при от —50 до +20 °C.................... 9,7 • 10“5
> от 20 до 90 °C...................... 12- 10“8
> от 9 до 120 °C...................... 26- 10“5
Термостабильность (потери массы при прогреве
в течение 5 ч прн 275 °C), %................ 0,1—0,8
Большой температурный интервал, разделяющий температуры плавления
^160°C) и разложения (>360°C) полимера, позволяет перерабатывать фторо-
пласт-42 в широком диапазоне температур. По термостабильностн фторопласт-42
уступает только фторопласту-4 и фторопласту-4МБ (4МБ-2) и превосходит все
остальные фторопласты. Длительный прогрев фторопласта-42 (более 500 ч) при
145 н 200 °C не вызывает появления карбонильных групп и двойных связей в
ИК-спектре полимера.
Электрические свойства фторопласта-42
Ниже приводятся основные показатели электрических свойств фторопла-
ста-42:
Удельное электрическое сопротивление
поверхностное, Ом........................... 3 • 1010—1 • 10н
объемное, Ом • см........................ 7 • 1010—5 • 10й
Диэлектрическая проницаемость при 103 Гц . . 10—11
Тангенс угла диэлектрических потерь при
103 Гц...................................... 0,013-0,02
Электрическая прочность прн толщине 2 мм и
переменном токе, кВ/мм . . ....................... 10—12
Показатели диэлектрических свойств фторопласта-42 невысоки. При повышении
температуры удельное объемное электрическое сопротивление уменьшается:
При 100 °C
> 150 °C
10s Ом • см
5 -106 ОМ-см
Тангенс угла диэлектрических потерь и диэлектрическая проницаемость зависят
от температуры и частоты тока Максимум электрических потерь находится в
областц температур от —20 до +20 °C, диэлектрическая проницаемость с повы-
шением температуры возрастает и прн 100—150 °C составляет 18—20. Вблизи
температуры плавления наблюдается скачкообразное понижение диэлектриче-
ской проницаемости от 18—20 до 6—7. Из-за низких диэлектрических свойств
4>торопласт-42 почти не применяется в качестве диэлектрика.
Химические свооиства
фторопласта-42
н
Несмотря на хорошую растворимость в некоторых органических растворите-
лях, фторопласт-42 отличается высокой химической стойкостью к концентриро-
ванным кислотам, щелочам и окислителям,
169
Ниже приведены показатели механических свойств фторопласта-42 после его
выдержки в агрессивных средах при ,20 °C в течение двух месяцев:
Среда
Степень набухания,
1 сут 7 сут 2 месяца а , кгс/см2 е % V п
Азотная кислота, 98%-ная
Царская водка ..........
Едкий натр, 45%-ный . . .
Спирт этиловый .........
Диэтиловый эфир ....
Кснлол .................
Четыреххлорнстый углерод
1,84
0,44
-0,005 *
0,02
0,55
0,12
0,02
-0,1 *
0,13
3,49
0,45
0,13
3,42
0,22
-0,02 ♦
0,50
4,07
1,05
0,54
327
312
383
401
393
340
362
465
450
475
490
520
490
480
* Потери массы, %.
После прогрева в течение 3 ч в 98%-ной азотиой кислоте при 78 °C и в
45%-ном едком натре при 100 °C степень набухания в азотной кислоте состав-
ляет 2.36%, потери массы в едком иатре — 0,02%. Механические показатели не
изменяются по сравнению с контрольными образцами.
Прочие свойства фторопласта-42
Ниже приведены показатели некоторых других свойств фторопласта-42
Насыпная плотность, г/см3................... 0,3—0,4
Показатель преломления nJJ...................... 1,396
Коэффициент трения по стали................. 0,04
Способность к механической обработке .... Отличная
Способность к сварке и склейке...................... >
Усадка, %......................................... 1—2
Горючесть.................................... Не воспламе-
няется
Стойкость к атмосферным воздействиям .... Отличная
Водопоглощение за 24 ч, %................ . 0,00
Влагопроннцаемость г • см/(см2 • ч • мм рт. ст.) . . 2,5 • 10“9
Растворимость в ацетоне при 20 °C............... Полная
Стойкость к радиации н УФ-лучам............. Высокая
Грибо- и тропикостойкость................... Хорошая
Растворимость фторопласта-42 позволяет измерять его молекулярный вес
общепринятыми методами. Значения К и а в уравнении [т)] — К.Ма составляют;
/( = 1,54- 10Л а « 0,60 (раствор фторопласта-42 в ацетоне).
Фторопласт-42 отличается высокой стойкостью к световому старению. Облу-
чение лампой ПРК-4 в течение 200 ч не вызывает появления карбонильных
групп и двойных связей в ПК-спектре полимера. Тонкий слой фторопласта-42^
нанесенный на покрытие из несветостойкого материала, защищает- его от дей-
ствия УФ-лучей
По антифрикционным свойствам фторопласт-42 приближается к фторопла-
сту-4, однако широкое использование его в качестве антифрикционного мате-
риала ограничено более узким температурным пределом эксплуатации вследствие
более низкой температуры плавления.
Требования к фторопласту-42 приведены в таблице (ТУ 6-05-1442—71):
170
Свойства фторопласта-42 различных марок
Показатели
Фтороплас т-42В
Фторо- Фторо- Фторо-
пласт-4211 пласт-42ЛД пласт-42Л
Внешний ВИД.............
Содержание гелеобразных
частиц, шт., не более . . .
Содержание влаги, %, не
более . . ..............
Удельная вязкость 0,25 %-ного
раствора в ацетоне . . . .
Относительная вязкость
1%-ного раствора в ацетоне
Вязкость 14%-ного раствора
в ацетоне, с , . . .......
Разрушающее напряжение
при растяжении, кгс/см2 . .
Относительное удлинение при
разрыве, %, не менее . . .
Термостабильность (потери
массы при 275 °C за 5 ч),
%, не более ..............
Растворимость 1 %-ного рас-
твора в ацетоне ..........
Порошок белого цвета. Для марок 42П и 42ЛД
порошок или гранулы
40 * Не определяется
0,05 0,05 0,05 0,05
0,65-0,80
Не определяется
Не определяется
>5,5
2,5-3,7
30-100
330
350
0,6
Не определяется
300 300 300
300 300 300
0,6
Не определяется
0,8 0,8
Полная
' Переработка фторопласта-42
Фторопласт-42 перерабатывают методами горячего прессования, экструзии,
литья под давлением. Требования к перерабатывающему оборудованию такие
же, как и к оборудованию для переработки фторопласта-4М (см. стр. 153).
Прессование листов производят при 220—?30 °C, выдерживают при этой
температуре в течение 5—7 мин на 1 мм толщины изделия; давление прессова-
ния 200—300 кгс/см2. Охлаждать можно под давлением до комнатной темпера-
туры, либо до 140—150 °C под давлением с последующей распрессовкой и охла-
ждением на воздухе илн в Голодной воде.
Гранулирование и экструдироваиие фторопласта-42 производят при следую-
щих температурах по зонам: 160—170 °C — I зона; 230—250 °C — II зона; 240—
260 °C — III зона. Материал в зону формования подают при частоте вращения
шнека 25—70 об/мин. Насыпная плотность гранул 0,8—1,0 г/см3. -
Литье под давлением легко осуществляют на термопластавтоматах типа
KuASY со шнековым прршием и зонами пластикации. Температура по зонам пла-
стикации равна: 240 °C — I зона; 270 °C — II зона; 280 °C—III зона. Термопла-
стикация обеспечивает гомогенизацию и переход материала в высокоэластиче-
ское, а затем'Ъ вязкотекучее состояние. Расплав материала впрыскивают в форму
под давлением ~600 кгс/см2. Цикл литья составляет 1,5—2 мин. Противодавле-
ние на подающий шнек составляет 10—12 кгс/см2. Подводящие литники дол-
жны быть короткими, широкими и плоскими. Форма должна быть нагрета до
280 °C. Форму с изделием после впрыска охлаждают проточной водой и во из-
бежание усадки продолжают подпитку и охлаждение под давлением.
Метод переработки фторопласта-42 литьем под давлением оказался особенно
удобным для футеровки чугунных вентилей и изготовления цельиопластмассовых
конструкций.
Из растворов фторопласта-42 в ацетоне формуют волокно, отливают пленку
фторлон, получают покрытия и лакоткани. При получении многослойных покры-
тий по металлам сушку каждого слоя производят при 15—25 °C. Все покрытие
прогревают при 150—160°C или (в отсутствие грунта) при 270°C (I ч).
171
Пленку фторлон отливают на обычных машинах для получения основы'
кинопленки 15—17%-ный раствор полимера в смеси с ацетонэтилацетатом (80—
90 и 20—10 вес % соответственно) при помощи фильеры наносят иа движу-
щуюся никелевую леиту. При использовании медной ленты ее защищают под-
ложкой из омыленного диацетата целлюлозы. Леиту с нанесенным раствором,
сушат при 50—60 °C.
Применение фторопласта-42
В химической промышленности из фторопласта-42 применяют трубы, про-
кладки, манжеты, детали иасосов, футерованную арматуру, клапаны и другие-
изделия с практически неограниченным сроком службы. Пластины из фторо-
пласта-42П выпускают по ТУ 95-82—72 толщиной от 10 до 40 мм, шириной
100 мм, длиной 200 мм. Втулки из фторопласта-42П выпускают по ТУ 95-82—72
высотой 15—125 мм, наружным диаметром от 44 до 170 мм и внутренним диа-
метром от 14 до 86 мм. Из фторопласта-42 ЛД выпускают детали для прядиль-
ных агрегатов: авиважные трубки, дренажные трубки, фильерные гайки, филье-
родержатели, гайки накидные, стаканы и др. Эти детали работают в среде сер-
ной кислоты (14 г/л), сульфата цинка (10 г/л) и сульфата натрия (45 г/л) пр»
97 °C Пластификационные каналы из фторопласта-42, применяемые в прядиль-
ных агрегатах для получения вискозного корда, эксплуатируют без замены до
10 лет.
Запорные диафрагмовые чугунные вентили с условным проходом Dy от &
до 100 мм и регулирующие клапаны, футерованные фторопластом-42ЛД, выпу-
скают по ГОСТ 9660—71. Вентили применяют на трубопроводах, работающих
в агрессивных средах при условном давлении среды не более 16 кгс/см2. Тем-
пература надежной эксплуатации до НО °C. Агрессивные среды: азотиая, серная,,
соляная, плавиковая, фосфорная и другие кислоты любой концентрации, пере-
кись водорода, хлор, бром, кислород и др.
Рабочее колесо из фторопласта-4211 используют в центробежном иасосе
производительностью 24 м3/ч при напоре 20 м вод. ст. для перекачки серной и
азотной кислот.
По ОСТ 17-107—71 ткань фторлоиовую техническую выпускают шириной
90—100 см, прочностью по основе 130 кгс, по утку — 80 кгс, удлинением по ос-
нове 13—14%, по утку —7—12%.
Фторлоновая лакоткаиь ФЛТ-42 (ТУ 84-145—70) представляет собой фтор-
лоновые ткани, пропитанные раствором фторопласта-42Л в смеси органических
растворителей.
Лакоткань должна отвечать следующим требованиям:
Ширина, мм..................................
Содержание летучих, %, ие более.............
Прочность, кгс, ие меиее
по'основе...................................
по утку ................................
по основе ..............................
по утку ................................
Адгезионная прочность (сопротивление отрыву
лакового покрытия от ткаии), кгс, ие менее .
Огнестойкость ..............................
800-820
1,5
201 (для полоски
12J 10X100 мм)
401 (для полоски
24J 20ХЮ0 мм)
размером
размером
0,3 (для полоски шириной
10 мм)
0,8 (для полоски шириной
20 мм)
Не горит и не тлеет после
удаления источника пла-
мени
Ткань ФЛТ-42 стойка к кислотам, щелочам и сильным окислителям. Не разру-
шается при многократном перегибе при —50 °C. Ткаиь ие плесневеет в морской
воде. Предназначается для изготовления эластичных емкостей, водяных резер-
вуаров для вертолетов, рукавов для транспортировки агрессивных жидкостей,.
172
надувных конструкций, специальной одежды, диафрагм, для радиационной за-
щиты приборов в радиоэлектронике.
Стеклоткань марки СТФ-42 представляет собой стеклоткань ЭО27, пропитан-
ную лаком на основе фторопласта-42 Л; выпускается по ТУ 84-13—68 шириной
72 ± 2 см. Масса Ч м2 ее до пропитки 27,5 г, после пропитки 45—60 г. Обладает
электро- и теплоизоляционными свойствами, стойка к агрессивным средам.
Пленку фторлон (МРТУ 6-05-980—66) выпускают в виде полотна, сматываемого
в рулон. Применяют в качестве прокладок, стойких к минеральному маслу и ди-
зельному топливу.
Пленку фторлон выпускают следующих размеров:
Толщина, мкм.............. 40—1500
Ширина, мм, не менее .... 200
Длина, м, не менее........ 1
В зависимости от ширины
(в мкм):
Ширина, мм
пленки допускается следующая разиотолщинность
Толщина, мкм
40-60 65 -80 85-100 105-150
200—300
350—6
III
±8 ±10 ±15
±10 ±15 ±20
Пленка фторлон имеет разрушающее напряжение при
3,5 кгс/см2 и относительное удлинение при разрыве не меиее
растяжении не меиее
400%.
ФТОРОПЛАСТ-4НА
Фторопласт-4НА представляет собой легкосыпучий порошок белого цвета
Как и фторопласт-42, ои легко растворяется в ацетоне и других кетонах при
комнатной температуре. Отличается высокими морозостойкостью, теплостой-
костью и стойкостью к агрессивным средам.
Физико-механические свойства фторопласта-4 НА
Показатели физико-механических свойств фторопласта-4НА приведены ниже:.
Плотность, г/см3 .......................... 2,0—2,1
Разрушающее напряжение, кгс/см2
при растяжении................................ 150—300
» статическом изгибе.................. 200 (образец не
ломается, а толь-
ко прогибается)
Относительное удлинение прн разрыве, % . . . 200—450
Модуль упругости при изгибе, кгс/см2
при -60 °C................................ 9 - 103
» 20 °C............................... 4 • 103
Твердость по Бринеллю, кгс/мм2 ................ 3—3,5
Теплофизические свойства фторопласта-4НА
Показатели теплофизических свойств фторопласта-4НА приведены ниже:
Температура, °C
плавления.................................... 210—230
разложения............................. >320
Рабочая температура эксплуатации, °C
минимальная.................................От —200 до —250
максимальная.................................. 180
Теплостойкость по Вика, °C........................ 56
Термостабильность (потери массы при 275 °C
за 5 ч), % ................................ 0»2—1,0
1731
_ Электрические свойства фторопласта-4 НА
Показатели электрических свойств фторопласта-4НА приведены ниже:
Удельное электрическое сопротивление
поверхностное, Ом............................ • • • 1013
объемное, Ом • см.....................* « , > • 10й
Диэлектрическая проницаемость прн 103 Гц . . . . * 7—8
Тангенс угла диэлектрических потерь при 103 Гц . . 24(Г2
Электрическая прочность при толщине образца 2 мм,
кВ/мм.............................................. 14—16
Химические свойства фторопласта-4НА
Фторопласт-4НА, хотя и растворяется в обычных органических растворите*
лях, но он, как и фторопласт-42, стоек к концентрированным кислотам, окислите-
лям, щелочам. После прогрева в течение Зч прессованных образцов фторопласта-
4НА в 98 %-ной азотной кислоте при 78 °C степень набухания полимера состав-
ляет 2,5—3,0%, после прогрева в 45%-ном едком натре при 100 °C полимер не
набухает; физико-механические показатели полимера в обоих случаях не изме-
няются по сравнению с контрольными образцами. После выдержки прессованных
образцов фторопласта-4НА при 20 °C в течение двух месяцев в 60 %-ной азотной
кислоте, соляной кислоте (плотность 1,19 г/см3), серной кислоте (плотность
1,84 г/см3), плавиковой кислоте, 45%-иом едком натре, этиловом спирте, бен-
золе, четыреххлористом углероде физико-механические показатели полимера не
изменяются; степень набухания составляет ОД—0,5%.
Степень рабухання полимера при выдержке в диэтиловом эфире и уксусной
кислоте в тех же условиях равна 4—9% при потере 50% его первоначальной
прочности. Водопоглощение фторопласта-4НА за 24 ч — 0,00%.
Фторопласт-4НА должен удовлетворять следующим требованиям ТУ
6-05-041-373—72:
Внешний вид.................................Порошок белого
цвета
Относительная вязкость 1%-ного раствора поли-
мера в ацетоне
для покрытий.................................... 3—6
» пленки . . . .............. ..... 4—13
Содержание влаги, %, не более................... 0,05
Разрушающее напряжение прн растяжении,
кгс/см2, не меиее............................... 150
Относительное удлинение при разрыве, %, не
менее........................................... 300
Термостабильность (потери массы при 275 °C
за 5 ч), %, ие более........................... .0,8
pH ацетоно-этилацетатно-водного раствора, по-
лучаемого после растворения и осаждения
полимера, предназначенного для получения
пленок, не менее.................................. 5,0
4
Переработка фторопласта-4 НА
Фторопласт-4НА можно перерабатывать всеми обычными методами, приме-
няемыми для термопластов.
Прессование полимера производят в пресс-формах или в ограничителях
заданных размеров, помещенных между никелированными или хромированными
листами. Температура выдержки порошка фторопласта-4НА в форме 220—*240 °C,
продолжительность выдержки 7—10 мии на 1 мм толщины изделия, давление
запрессовки 300 кгс/см2. Формы с изделием охлаждают под давлением до ком-
174
натной температуры путем подачи воды в плиты пресса. Благодаря легкой и пол-
ной растворимости фторопласта-4НА в обычных растворителях пленку из него
легко получают отливом из растворов.
Получение пленки методом отлива из растворов. Пленку из фторопласта-4НА
получают методом отлива из ацетонового раствора. Для отлива используют ма-
шины для получения основы кииоплеики.
15—17%-ный раствор полимера в смеси ацетон — этилацетат в соотношении
9: 1 износят прн помощи фильеры иа движущуюся никелевую леиту. Если при-
меняют медную ленту, ее необходимо защитить грунтом из омыленного диаце-
тата целлюлозы Ленты с нанесенным раствором сушат при 50—60 °C
Применение фторопласта-4 НА
Фторопласт-4НА предназначается для получения пленок, волокна и лакотка-
ней из растворов.
Пленки и покрытия из фторопласта-4НА имеют очень высокую морозостой-
кость Пленка толщиной 100 мкм сохраняет эластичность при температуре жид-
кого воздуха и не становится хрупкой при еще более низкой температуре
Волокно, получаемое формованием из растворов полимера в ацетоне, сохра-
няет термостойкость до 200 °C и имеет высокую химическую стойкость
ФТОРОПЛАСТ-3 И ЗМ
Фторопласт-3 (фторлои-3) представляет собой высокомолекулярный поли-
мер трифторхлорэт илена *. По внешнему виду это белый легкосыпучий порошок.
Выпускается по ГОСТ 13744—68 трех марок I, II и III, различающихся по мо-
лекулярному весу и областям применения.
Марка I — для переработки пиролизом (для получения смазок);
марка II — для экструзии, лнтья под давлением, прессования, изготовления
суспензий;
марка III — для прессования изделий различного назначения
Разновидностью фторопласта-3 является фторопласт-ЗБ, отличающийся бо-
лее высокой прозрачностью в видимой и инфракрасной областях спектра, повы-
шенной термостойкостью
Фторопласг-3 — кристаллический термопластичный полимер, с темп пл кри-
сталлитов 208—210 °C Кристаллизуется в гексагональной системе, цепи его
имеют спиралеобразную конформацию Степень кристалличности изделий фторо-
лласта-3 зависит от условий термообработки и молекулярного Веса полимера.
Минимальную степень кристалличности (25—35%) имеют образцы, быстро охла-
жденные из расплава (закаленные*) Такой степени кристалличности соответ-
ствует плотность 2,08—2,09 г/см3. При медленном охлаждении из расплава полу-
чаются образцы с максимальной степенью кристалличности (достигающей 80%),
максимальными размерами кристаллических образований и плотностью 2,15—
2,16 г/см3 Кристалличность возрастает и при отжиге закаленных образцов в ин-
тервале температур 150—195 °C, при 210—215 °C кристаллическая структура ис-
чезает Ниже 100 °C скорость кристаллизации фторопласта-3 практически равна
нулю
Скорость кристаллизации и степень кристалличности возрастают с пониже-
нием молекулярного веса полимера
Фторопласт-ЗМ (фторлон-ЗМ) — модифицированный фторопласт-3, отличаю-
щийся от него пониженной кристаллизуем остью (степень кристалличности мед-
ленно охлажденных образцов 50—60%), более высокой эластичностью, улучшен-
ной перерабатываемостью в изделия.
* За рубежом политрифторхлорэтилеи выпускается под названиями «кел F>,
«флюоретеи» (США), «дайфлон» (Япония), «гостафлон» (ФРГ), «волталеф»
(Франция).
175
Фторопласт-ЗМ выпускается трех марок:
Марка А (ТУ 6-05-905—71)—для использования в качестве оптического
материала;
марка Б (ТУ 6-05-905—71)—для прессования изделий, работающих в аг-
рессивных средах и в качестве диэлектриков;
марка Э (ТУ 308—71) — для экструзии пленок, лент, трубок.
Вследствие нерастворимости фторопласта-3 и ЗМ при комнатной температуре
их молекулярный вес определяют косвенно по температуре потери прочности *
«ли показателю текучести расплава
ТПП фторопласта-3 и ЗМ колеблется в пределах 240—320 °C.
Физико-механические свойства фторопласта-3 и ЗМ
Физико-мехаиические свойства фторопласта-3 в значительной степени зави-
сят от условий термообработки при изготовлении из него изделий и соответ-
ственно от степени кристалличности.
Закаленные образцы, имеющие невысокую степень кристалличности, — эла-
стичные, сравнительно мягкие (относительное удлинение при разрыве 70—200%,
твердость по Бринеллю 10—11 кгс/мм2).
Сильно закристаллизованные, медленно охлажденные образцы — более твер-
дые (твердость 12—13 кгс/мм2) и хрупкие (относительное удлинение при раз-
рыве может понизиться до нуля, ударная вязкость до 4—6 кгс*см/см2).
Фторопласт-3 характеризуется высокими прочностными показателями, осо-
бенно высоким значением разрушающего напряжения <три сжатии и хорошим
сопротивлением ползучести. Этот полимер практически нехладотекуч, деформа-
ция после снятия нагрузки в 600 кгс/см2 составляет всего 4—5%.
Физико-механические свойства фторопласта-ЗМ мало отличаются от свойств
фторопласта-3, но они в значительно меньшей степени зависят от условий тер-
мообработки, что особенно характерно для образцов с показателем ТПП 260 °C
и выше.
Данные о физико-механических свойствах фторопласта-3 и ЗМ приведены
ниже:
Плотность, г/см3.................
Разрушающее напряжение
при растяжении, кгс/см2
незакаленные образцы . . .
закаленные образцы . . . .
> сжатии............. . . . .
> статическом изгибе . . . .
Относительное удлинение при раз-
рыве, %
незакалеиные образцы.............
закаленные образцы...........
Модуль упругости при изгибе,
кгс/см2..........................
Ударная вязкость, кгс»см/см2 . . .
Твердость
по Бринеллю, кгс/мм2.........
по Шору, шкала D.............
Фторопласт-3
2,08—2,16
350-400
300-350
2 000-2 500
(начало деформа-
ции 600—650)
600-800
20——40
70-200
11600-14 500
20-160
10 —13
76—80
Фторопласт-ЗМ
2,02
250-350
230-330
2 000
(начало деформа-
ции 570—600)
350-600
140-180
170-250
9 600—11500
Не ломаются
8
71—73
• За температуру потери прочности (ТПП) принята температура, при кото-
рой стандартный образец разрывается в месте надреза под действием неболь-
шой нагрузки (0,242 гс/мм2).
176
Фторопласт-3
Продолжение
Фторопласт-ЗМ
Деформация под нагрузкой 70 кгс/сма
за 24 ч, %
при 25 °C ..................
> 70 °C....................
0,2-0,4 *
0,4—7 •
Стойкость к истиранию, г/1
ци-
клов
незакаленные образцы , . . . .
закаленные образцы...........
0,0048
0,0175
0,08
* Закаленные образцы.
Механические свойства фторопласта-3 зависят от температуры (см. таблицу
иа стр. 178).
Модуль упругости при изгибе фторопласта-3 зависит от температуры сле-
дующим образом:
Температура, °C . —80 —100 —120 —140 —150 —170 —196
Модуль упругости
при изгибе,
кгс/см2 .... 26500 30300 32 200 34500 36 600 40 800 42 200
Механические свойства фторопласта-ЗМ зависят от температуры:
Температура °C
Показатели
Разрушающее напряже-
ние при растяжении,
кгс/см2............ .
Относительное удлине-
ние при разрыве, % •
-50 -40 -20 0 20
971 846 833 483 325
23 27 73 132 266
40 60 80 100
305 241 158 85
350 500 817 1050
Теплофизические
свойства
фторопласта-3
и ЗМ
Показатели основных теплофизических свойств фторопласта-3 и ЗМ приве-
дены ниже:
Фторопласт-3 Фторопластам
Температура, °C
плавления , .................. 208—210*
стеклования................... 50
разложения....................... >320
Рабочая температура, °C
минимальная............................. —195
максимальная ,.......................... 130**
Теплостойкость, °C........................
по методу НИИПП........................214—218
» Вика................................ 130
Удельная теплоемкость, кал/(г»°С)......... 0,22
Коэффициент теплопроводности, ккал/(м • ч • °C) 0,2
Термический коэффициент линейного рас-
ширения, 1/°С
от —60 до 4-50 °C....................... 6.10
от 50 до 120 °C....................... 10 • 10“®
от 120 до 160 °C...................... 12 • 10“®
45
>320
•— 195
150
~ 180—190
7 • 10“6
* Наблюдается значительное повышение температуры плавления с увеличением
давления (4ГПЛ/4Р=»65 °С/1000 кгс/см’).
** Если к изделиям из фторопласта-3 не предъявляются требования
длительного сохранения эластичности, то их можно применять при темпера-*
турах до 170—190 °C.
177
Зависимость физико-механических свойств фторо пласта-3 от температуры
Показателя Температура, °C
—60 —40 —20 0 20 40 60 80 100 120 140 160
Разрушающее напряжение при растяжении закаленного образца, кгс/см2 950 835 730 550 390 290 200 140 80 ! —
Относительное удлинение при раз- рыве закаленного образца, % . . 21 28 28 21 70 65 430 830 840 ! —
Модуль упругости, кгс/см2 при сжатии незакаленного образца 18 100 17 800 17 000 16 300 15 000 12 700 8 800 5 500 * 2 800 2 000 1 700 1300
при изгибе незакаленные образцы . . . 26 000 22 700 f 19 700 17000 14 500 •10800 8 100 2 780 1 750 ! — ! —
закаленные образцы .... 25 100 21 200 17 300 15 500 Л1600 8 200 4 800 1 350 710
фторопласт-3 и фторопласт-ЗМ работоспособны в широком интервале тем*
ператур, вплоть до температуры жидкого кислорода.
Ниже приводятся некоторые показатели свойств экструзионных пленок фто-
ропласта-3 и ЗМ толщиной 100 мкм при комнатной и отрицательных температурах:
Ф тороп ла ст-3 Ф тороп ласт-ЗМ
Ор, кгс/см2
при 20 °C
> —50 °C
» —196 °C
®ОТНл %
при 20 °C
» —50 °C
> -196 °C
480/330 *
955/665
000/865
290/300
20/20
8/6
640/415
1140/865
1430/1080
220/290
46/47
9/8
* В числителе указаны показатели в продольном
направлении, в знаменателе—в поперечном.
Электрические свойства фторопласта-3 и ЗМ
Несимметричность основного звена в цепях молекул фторопласта-3 и ЗМ
обусловливает большие диэлектрические потери, что ограничивает применение
этих пластиков при высоких частотах. Для низких частот эти фторопласты яв-
ляются весьма ценными диэлектриками, так как значения их удельного объем-
ного электрического -сопротивления, электрической прочности и дугостойкости
очень высоки. Зависимость тангенса угла диэлектрических потерь фторопласта-3
и ЗМ от температуры приведена на рис. 1 и 2.
Вследствие несмачиваемости водой и отсутствия водопоглощения эти пла-
стики сохраняют электрические свойства при высокой влажности и в тропиче-
ских условиях.
Показатели основных электрических свойств фторопласта-3 и ЗМ приведены
ниже:
Фторопласт^ Фторопласт-ЗМ
Удельное электрическое сопротивле-
ние
поверхностное, Ом.............
объемное, Ом • см............
объемное при 160°C, Ом*см . .
Диэлектрическая проницаемость
при 60 Гц.........................
» 10s Гц.....................
» 106 Гц.....................
Тангенс угла диэлектрических
потерь
при 60 Гц.....................
» 103 Гц . л.................
» 10ъ Гц.....................
Электрическая прочность, кВ/мм
прн толщине образца 4 мм . .
» толщине образца 2 мм . . .
> толщине образца 0,1 мм . .
Дугостой^рсть, с .........
10”
1018
1015
15 * 10"
24 • 10
1 • 10“2
13-15
20-25
130-180
>360
10”
10”
3,0
2,7
2,3-2,7
12*10’®
24* 10~8
1 • 10"2
23-25
120—140
Оптические и прочие свойства фторопласта-3 и ЗМ
Для видимой части спектра фторопласт-3 прозрачен в закаленном состоя-
нии. Из-за плохой теплопроводности фторопласта-3 закалка эффективна для
изделий толщиной до 4 мм. С увеличением толщины изделие становится все
меиее прозрачным. С повышением степени кристалличности прозрачность в ви-
димой части спектра уменьшается. Изделия из фторопласта-ЗМ, кристаллиза-
ция которого затруднена, можно получать прозрачными й при несколько большей
толщине (до 6—7 мм).
179
Температура,0 С
Рис. 1. Зависимость диэлектрической
проницаемости (а) и тангенса угла
диэлектрических потерь (б) фторо-
пласта-3 от температуры при раз-
личных частотах.
t а
tgrf
-80 -СО О СО ВС 120 160
температура. °C
Рис. 2. Зависимость диэлектрической проницаемости (а) и тан-
генса угла диэлектрических потерь (6) фторопласта-ЗМ от темпе-
ратуры при различных частотах.
Для ПК-лучей фторопласт-3 и фторопласт-ЗМ прозрачны в диапазоне длин
волн от 1,5 до 7,5 мкм.
Показатели оптических и некоторых других свойств фторопласта-3 и 3/V1
приведены ниже:
Фторопласт-з Фторопласт-ЗМ
Показатель преломления ........................... 1,43 1,427
Горючесть.......................................... Негорюч
Водопоглощение за 24 ч, %...................... 0,00 0,00
Стойкость к атмосферным воздействиям .... 1 год без заметных изменений
Прозрачность закаленного образца толщиной
1 мм, %
в видимой части спектра................. 72—90* 70—85
в инфракрасной части спектра............ 80—85* 77—82
Стойкость к ионизирующей радиации........... Относительно Относительно
стоек (24 Мрад) стоек
(> 24 Мрад)
Окрашиваемость..............................Неограниченная (неорганиче-
ские красители)
* Данные для фторопласта ЗБ.
Химические свойства фторопласта-3 и ЗМ
Фторопласт-3 отличается высокой химической стойкостью. Он стоек (не из-
меняется совсем иля набухает меньше, чем на 1%) к действию многих агрессив-
ных сред: кислот [азотной, плавиковой, серной, олеума (до 65%-ного), соляной,
фосфорной, хлорной, хромовой, царской водки], растворов щелочей, окислителей
(перекиси водорода, озона, дымящей азотной кислоты, хромовой смеси, перман-
ганата калия), брома, газообразного фтора и хлора Как и фторопласт-4, он раз-
рушается при действии расплавленных щелочных металлов или их паров при
высокой температуре.
Фторопласт-3 нестоек к действию жидкого хлора (степень набухания 9—
12%), элементарного фтора в момент выделения, 100%-ного олеума, тетраокиси
азота (степень набухания 8%).
При комнатной температуре фторопласт-3 не растворяется ни в одном из
известных органических растворителей, но в некоторых из них набухает. Степень
набухания после выдержки в течение 7 сут составляет: 1,5—2% в этилацетате,
ксилоле, диэтил амине, трихлорэтилене; 4—6% в этиловом и метиловом эфирах;
9% в трифторхлорэтилене. Степень набухания повышается с понижением сте-
пени кристалличности и молекулярного веса образца.
Фторопласт-3 растворяется при 120—300 ЪС (преимущественно под давле-
нием и прн температуре выше температуры кипения растворителя) в мезити-
лене, дихлорбензотрифториде, о-хлорбензотрифториде, толуоле, ксилоле, дибутил-
адипате, дибутилсебацинате и некоторых других растворителях.
По стойкости к агрессивным средам фторопласт-ЗМ не отличается сущест-
венно от фторопласта-3 При воздействии в течение 7 сут при 20 °C таких аг-
рессивных сред, как дымящая азотная кислота, олеум, концентрированная соля-
ная кислота, значительного изменения массы и механических свойств фторопла-
ста-ЗМ ие происходит.
Дымящая аЗотная кислота при температуре кипения в течение 3 ч вызывает
набухание всего на 0,4% без существенного изменения механических свойств.
По стойкости к растворителям фторопласт-ЗМ отличается от фторопласта-3
большей величиной набухания в сложных эфирах, кетонах, ароматических угле-
водородах, хлорированных растворителях. Так, в течение 7 сут прн 20 °C степень
набухания в этилацетате составляет 10,8%, в ацетоне 7,7%, в четыреххлористом
углероде 5,1% ив бензоле 2,5%.
Фторопласт-3 и фторопласт-ЗМ ие смачиваются ведой и ие набухают в ней
(после выдержки в воде в течение 100 сут увеличения массы не обнаруживается),
Коэффициент проницаемости паров воды через пленку [в г-/(см-ч-мм рт. ст)]
равен 0,86-10"10 —1,43-10-10 для фторопласта-3 и 9,47-10"10 для фторопласта-ЗМ.
Газопроницаемость пленок фторопласта-3 очень низка.
181
Ниже приведены данные о проницаемости некоторых
температурах (в см8-мм/(см2-с*см рт. ст) - IO10)]:
газов при различных
Температура, - Азот
°C
О -
25 0,05
50 0,30
Кислород Двуокись Водород
углерода
0,07 0,35 3,20
0,40 1,40 9,80
1,40 2,40 24,0
Фторопласт-3 по ГОСТ 13744—68 должен удовлетворять следующим
«бованиям:
тре-
Марка II Марка 1П
Насыпная плотность, г/мл, не менее ... —
Содержание влаги, %', не более........ 0,05
Остаток после просева иа сите с сеткой
№ 05К» %, ие более.................. 3
Разрушающее напряжение при растя-
жении, кгс/см2, не менее............ 350
Относительное удлинение при разрыве,
%, не менее . . . . .................. 50
Термостабильность (потери массы при
270 °C в течение 5 ч), %, не более. . . 0,12
Температура потери прочности, °C ... . 240—265
Температура текучести, °C............. 265—280
— Удельное объемное электрическое сопро-
тивление, Ом*см, не менее........... 1 • 101в
Диэлектрическая проницаемость при 10б Гц 2,3—2,8
Тангенс угла диэлектрических потерь
при 10б Гц, ие более................ 0,01
Электрическая прочность (прн толщине
2 мм), кВ/мм. ие менее.............. 15
0,5
0,05
I
375
70
0,12
265 и выше
1 • 101в
2,3-2,8
0,01
15
Фторопласт-ЗМ должен удовлетворять следующим требованиям:
Марка А Марка Б Марка Э
"Внешний иид.....................
цвет диска или пластины . , .
чистота диска или пластины . »
Остаток после просева на сите
с сеткой № 1К, %, не более . . .
Насыпная плотность, г/мл, не менее
Содержание влаги, %, не более . .
Разрушающее напряжение при рас-
тяжении, кгс/см2, не менее . , ,
Относительное удлинение при раз-
рыве, %, не менее ...............
Термостабнльность (потери массы
при 270°C в течение 5 ч), %, ие
более ...........................
Температура потери прочности, °C
-Удельное объемное электрическое
сопротивление,
Ом • см, не менее..............
Диэлектрическая проницаемость
при 10б Гц, ие более.............
Таигеис угла диэлектрических по-
терь при 10е Гц, не более . . . .
Минимальное интегральное свето-
пропускание образца толщиной
1,0 ±0,10 мм в диапазоне длин
волн 1,6—3,3 мкм, %, не менее . .
Порошок белого цвета
От светло-желтого до : желтого
Допускаются отдельные точечные
включении
1,0 1,0 1,0
0,3
0,1 0,1 0,1
230 230 230
150 150 150
0,3 0,3 0,3
250--280 280-320 250—280
5• 10,в
2,5
0,02
75
J82
Переработка
торопласта-3 и ЗМ
Фторопласт-3 и фторопласт-ЗМ перерабатываются обычными методами, при-
меняемыми для переработки других термопластов. Одиако вязкость расплава
фторопласта-3 высока (10е—107 П при 260 °C) и интервал между температурой
переработки и температурой разложения сравнительно невелик. Поэтому пере-
работка должна осуществляться при строго контролируемых температуре и про-
должительности нагрева. Для придания изделию желаемых свойств очень ва-
жен режим охлаждения. При переработке необходимо избегать попадания в
продукт даже следов смазки или других органических загрязнений. Для прессо-
вания применяют хромированные, никелированные пресс-формы или пресс-фор-
мы из коррозионно-стойкой специальной стали.
Прессование производится при следующих технологических параметрах:
Температура, Давление, Продолжительность
нагрева, °C кгс/си2 нагрева, мин
Фторопласт-3 ......... 230—280 * 200—300 ** 2,5—3,5 на 1 мм
толщины изделия
Фторопласт-ЗМ . . ♦ . 230—260 * 200—300 То же
♦ В зависимости от ТПП.
** В ряде случаев для предотвращения образования пузырей в изделиях
давление при охлаждении повышают до 1500 — 2000 кгс/см2.
ж»
Тонкие листы (толщиной 2—3 мм) прессуют в облегченных (тонкостенных)
формах. Полимер нагревают в незамкнутой форме до полного расплавления, за-
тем пресс-форму закрывают, прилагают давление и быстро охлаждают холодной
водой.
При ударном прессовании проплавляют таблетку (иа подложке из фторо-
пласта-4) в термостате при 250 °C, помещают ее в горячую пресс-форму и при-
кладывают высокое давление (2000 кгс/см2) Затем пресс-форму охлаждают, прн
этом давление снижается до 1500 кгс/см2. Таким способом получают толстые
изделия с хорошими механическими свойствами
Экструзия фтороплйста-3 и ЗМ должна производиться иа экструдерах, ра-
бочие органы которых выполнены из специальной нержавеющей стали (ЭИ 437,
ЭИ 437 БУ и др.). Длина шиека не менее 20 диаметров.
Ниже приводятся технологические параметры экструзии лент и пленок из
фторопласта-3 н ЗМ:
Температура, °C
Фторопласт-3
I зона ...................
II зона ..................
III зона...................
Переходная зона ...........
Головка ...................
220—230
230—240
260-270
270—290
280-300
Фторопласт-ЗМ
170—200
180-220
200—240
240—270
240—280
При экструзии других изделий температурный режим несколько варьируется
Степень сжатия 1 : 2, частота вращения шнека 10—20 об/мин. При экструзии
изделий из фторопласта-3 обязательна закалка
Литье под давлением фторопласта-3 и ЗМ должно проводиться в литьевой
машине, литьевая форма которой и все части, соприкасающиеся с полимером
при иысокой температуре, изготовлены из специальной нержавеющей стали.
Ниже приводятся примерные параметры лигья под давлением этих поли-
меров:
Фторопласт-3 Фторопласт-ЗМ
Температура, °C
цилиндра......................... 280—300 260—280
головки...................... 260—300 250—280
формы ................... . 130—200 130—200
Давление, кгс/см2 .................1000—3000 1000—2000
Продолжительность цикла, с ... 30—90 30—90
183-
Путем регулирования температуры пресс-формы и материала в цилиндре, а
также давления и продолжительности цикла можно достигнуть точности разме-
ров получаемого изделия ±0,002 мм.
Механическая обработка. Заготовки из фторопласта-3 и ЗМ хорошо под-
даются механической обработке; распиловке, сверлению, фрезерованию, токарной
-обработке, нарезке резьбы и т. д. Тонкие изделия способны свариваться под
прессом или горячим воздухом. Пленки и листы из фторопласта-ЗМ хорошо
оклеиваются (без специальной предварительной обработки поверхности) эпо-
ксидными компаундами.
Применение фторопласта-3 и ЗМ
Благодаря высокой прочности на сжатие, хорошей химической стойкости
'фторопласт-3 и фторопласт-ЗМ применяются в машиностроении для изготовле-
ния различных прокладок, уплотнительных колец, втулок, седел и тарелок кла-
панов, работающих в различных агрессивных средах, в условиях повышенных
и криогенных температур.
В виде различных деталей (панелей, цоколей радиоламп, муфт, переключа-
телей и др.) они используются в электротехнике. Низкая газопроницаемость и
хорошие прочностные свойства позволяют применять их в качестве мембран в
клапанах и измерительных приборах.
Экструзионные рукавные н плоские пленки используются для изготовления
печатных схем, транспортерных леит, ленточных проводов, изоляции трубопрово-
дов, для упаковки медикаментов, реактивов, деталей электронной аппаратуры
и т. п.
Пленка из фторопласта-ЗМ (ТУ 6-05-041-353—72)
Выпускается толщиной 50, 60, 70, 80, 90, 100, НО и 120 мкм, шириной
150—550 мм и длиной не менее 20 м.
Пленка должна удовлетворять следующим требованиям:
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2, не
менее................................................ 230
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом • см,
ие менее............................................. 1 • 1018
Диэлектрическая проницаемость, не более
при 103 Гц .................................. 2,8
> 10е Гц........................................ 2,5
Тангенс угла диэлектрических потерь, не более........ 0,02
Средняя электрическая прочность при постоянном токе
прн 20° С, кВ/мм. не менее........................... 100
Транспортерная леита (ТУ П-209—68)
Применяется для термокопировального аппарата типа «Термокопир». Вы-
пускается длиной (по окружности) 610 мм (±2 мм), шириной 240 мм (±3 мм)
и толщиной 0,24—0,26 мм (±10%).
Лента должна удовлетворять следующим требованиям:
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2, не
менее
по длине окружности................................ 250
по ширине окружности............................... 200
Относительное удлинение при разрыве, %, не более .... 40
Светопропускание (в части спектра с длиной волны до 3 мкм),
%, не менее.......................................... 85
184
Фторопласты-3 и ЗМ используются в качестве материалов, прозрачных в ви-
дймой и инфракрасной областях спектра (для смотровых стекол, измерителей
уровня, химической посуды).
Фторопласт-3 и фторопласт-ЗМ применяются в виде суспензий для нанесения
антикоррозионных покрытий на различные емкости, трубы, клапаны, насосы,
химическую посуду и другие изделия.
Электроизоляционные покрытия из фторопласта-ЗМ применяются в транс-
форматорах, катушках датчиков, работающих в вакууме (остаточное давление
10“7 мм рт. ст.).
Суспензии представляют собой взвеси тонкоизмельченного порошка поли-
мера в спирте, иногда с добавлением ксилола или воды с поверхностно-актив-
ным стабилизатором. Суспензия должна иметь строго определенные тонину
помола и фракционный (по размерам частиц) состав. Ею можно покрывать из-
делия из конструкционной и нержавеющей стали, никеля, хрома, кадмия, цинка,
алюминия и т. д., но не из меди и медных сплавов, которые катализируют
деструкцию полимера.
Суспензия наносится окунанием, поливом или пульверизацией на чистую
обезжиренную, опескоструенную поверхность металла. Покрытие сушится на
воздухе или в термостате при 60—70 °C до полного побеления, после чего спе-
кается в термостате при температуре, равной ТПП данной партии полимера
или иа 5—10 °C выше ТПП. Продолжительность сплавления зависит от толщины
и теплоемкости изделия. Окончание сплавления определяется по достижению
покрытием прозрачности и глянцевой поверхности. Для получения антикорро-
зионного покрытия нужно нанести не менее 10 слоев общей толщиной 0,1 мм
(еще лучше, если толщина покрытия достигает 0,2—0,4 мм). Существуют уско-
ренные способы нанесения покрытий, позволяющие наносить слои толщиной до-
50—60 мкм каждый. Для получения надежного покрытия толщиной до 0,2 мм
требуется нанести всего три-четыре слоя. В этих случаях в суспензию добавляют
0,25% фторуглеродных жидкостей №. 12 или № 13, нанеся предварительно на
поверхность грунтовый слой из суспензии и пигмента. Покрытие из фторо-
пласта-3 должно быть закалено, покрытие из фторопласта-ЗМ можно не зака-
ливать, а охлаждать на воздухе.
Суспензия фторопласта-3 выпускается по ТУ 323—57; суспензия фторо-
пласта-ЗМ по ТУ П-108—63.
Суспензии выпускаются следующих марок:
марка СК — с добавкой ксилола;
марка С — спиртовая;
марка СВ — спиртовая с добавкой стабилизирующего вещества и воды.
Концентрация суспензий марок СК и СВ составляет 22—23% для фторо-
пласта-3 и 26—36% для фторопласта-ЗМ, а концентрация суспензии марки С
достигает 40—50%.
Покрытие из фторопласта-3 может применяться до 100 °C, из фторо-
пласта-ЗМ— до 150 dC, но его защитное действие несколько хуже.
По защитному действию покрытие из фторопласта-3 значительно превосхо-
дит покрытие из фторопласта-4 и другие известные в настоящее время анти-
коррозионные покрытия. Оно практически бездиффузионно.
ФТОРОПЛАСТ-ЗО
Фторопласт-30 (фторлон-30) — кристаллический полимер со сферолитной
структурой кристаллических образований и темп. пл. 210—235 °C (в зависимости
от условий получения). Он обладает ценным комплексом свойств (тепло- и
морозостойкостью, хорошими диэлектрическими показателями, химической стой-
костью, высокой стойкостью к радиации) в сочетании с легкой по сравнению
с другими фторопластами перерабатываемостыо обычными методами.
Фторопласт-30 — легкосыпучий порошок с насыпной плотностью 0,3—
0,6 г/см3. Вследствие нерастворимости при комнатной температуре в обычных
растворителях молекулярный вес фторопласта-30 характеризуется косвенно —
по показателю ТПП или показателю текучести расплава, определяемому при
240 °C и нагрузке 5 кгс,
185
Выпускается двух марок:
марка А — для литья под давлением, экструзии, прессования, экструзии
«с раздувом;
марка П — для получения защитных покрытий методом порошкового напы-
ления
Физико-механические свойства
торопласта-30
Показатели основных физико-механических
свойств фторопласта-30
при-
ведены ниже:
Плотность, г/см3......................
Разрушающее напряжение, кгс/см2
при растяжении........................
> статическом изгибе ............
Относительное удлинение при разрыве, %
Модуль упругости прн изгибе, кгс/см2
при 20 °C.................'...........
> —60 °C ........................
Ударная вязкость, кгс*см/см2..........
Твердость по Бринеллю, кгс/мм2 ♦ / . . .
1,67-1,69
400-500
420-500
250—400
14- 103
18 - 103—19 • 103
Образцы не ломаются
6-8
В отличие от фторопласта-3 механические свойства фторопласта-30 мало
зависят от условий термообработки. Эластичность сохраняется и после длитель-
ного прогрева в течение 2000 ч при 150—170 °C.
Зависимость механических свойств фторопласта-30 от температуры приве-
дена ниже:
-50 — 40 - 20
Разрушающее
Напряжение при
растяжении,
кгс/см2 .... 640 614 516
Относительное
удлинение при
разрыве, % • . ПО 148 192
Температура, °C
0 20 40 60 80 100
493 412 278 256 255 199
282 397 470 581 820 1 114
Теплофизические свойства
|>торопласта-30
Ниже приводятся показатели основных теплофизических свойств фторо-
пласта-30:
Температура разложения, °C...............
Теплостойкость, °C
по методу НИИПП..........................
> Вика..............................
Рабочая температура, °C
минимальная .............................
максимальная ........... . ..........
Термический коэффициент линейного рас-
ширения при 20—30 °C, 1/°С...............
> 310
210-235
120
Ниже —100
170
4,7 • 10-5—7,6 • 10-8
186
Электрические свойства фторопласта-30
Показатели основных электрических свойств фторопласта-30 приведенье
ниже:
Удельное объемное электрическое сопротивле-
ние, Ом•см ...................................
Диэлектрическая проницаемость
при Ю3 Гц....................................
> 10е Гц.................................
Тангенс угла диэлектрических потерь
при 103 Гц...................................
> 10е Гц................................
Электрическая прочность при толщине образца
2 мм, кВ/мм..................................
Ю18—1017
2,6-2,8
2,5—2,6
1. 10 ~3—2- 10~3
14. КГ3-15* 10’3
23-26
Химические свойства
тороп ласта-30
Фторопласт-30 — химически стойкий материал. Он стоек к_ действию концен-
трированных кислот, окислителей, щелочей, концентрированных раствдров солей,
В органических растворителях фторопласт-30 при комнатной температуре на-
бухает в незначительной степени. В этиловом спирте, бензине БР-1 («Галоша»),
декалине, циклогексаноне, диметилформамиде, ксилоле при выдержке в течение
месяца фторопласт-30 набухает не больше чем на 1%,
В четыреххлористом углероде, бензоле, ацетоне, этилацетате степень набуха-
ния составляет 1,6—5,6%. С повышением температуры степень набухания воз-
растает, а при температурах кипения таких высококипящих растворителей, как
циклогексанон (156°C), диметилформамид (158°C), декалин (185—195°C), фто-
ропласт-30 растворяется. Последующее охлаждение ниже температуры кипения
приводит к быстрому высаживанию порошка. Фторопласт-30 стоек к воздействию
воды, имеет нулевое влагопоглощение.
Фторопласт-30 по ТУ П-236—70 должен удовлетворять следующим требо-
ваниям:
Марка П Марка А
Внешний вид............................
Содержание влаги, %, не более . . , . ...........
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2,
ие меиее .......................................
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее
Термостабильность (потери массы), %, не более . .
Температура потери прочности, °C.................
Растекаемость, %, не менее.......................
Удельное объемное электрическое сопротивление,
Ом • см, не менее..............................
Диэлектрическая проницаемость при 10е Гц.........
Тангенс угла диэлектрических потерь при 10б Гц,
не более ........................................
Однородный порошок
белого цвета без
видимых посторонних
включений
0,1 0,1
350
200
1,0
226-237
140
350
200
1,0
230—250
1016
2,5-2,8
0,02
Переработка
торопласта-30
Обладая низкой вязкостью расплава (104—105 П при 240°C), фторопласт-30
легче перерабатывается экструзией, литьем под давлением, прессованием, ва-
куумным формованием, чем другие фторопласты.
Прессование фторопласта-30 осуществляется при 235—260 °C и давлении
200—300 кгс/см2.
187
Литье под давлением производится при 230—250 °C и давлении 1000—
2200 кгс/см2.
Фторопласт-30 легко перерабатывается экструзией, которая применяется для
гранулирования, получения трубок, листов, пленок. Этот метод может быть
использован также для нанесения изоляции на провода.
Листовой материал из фторопласта-30 хорошо перерабатывается в изделия
на вакуумных и пневматических формовочных машинах. Изготовление флаконов
и других полых изделий осуществляется на экструзионно-выдувных автоматах
при температуре формы 120—140 °C и температуре в формующей головке
240—260 °C. Последующая раздувка для оформления полых изделий осуще-
ствляется при давлении воздуха 0,9—1 кгс/см2. Продолжительность цикла со-
ставляет 25—40 с.
Применение
торопласта-30
Фторопласт-30 применяется для изготовления труб, полых изделий, пленок,
листов, различных фасонных деталей. Трубы из фторопласта-30 пригодны для
работы в агрессивных средах, при повышенных температурах и давлениях.
Листы могут применяться для футеровки емкостей с последующей сваркой. Из
фторопласта-ЗО изготовляют флаконы, которые используются в качестве не-
бьющейся, многооборотной тары для транспортировки и хранения реактивов
высокой степени чистоты, в частности кислот, особо чистого тетрахлорнда крем-
ния и др. Высокая дисперсность и сферическая форма частиц фторопласта-ЗО
позволяют изготовлять на его основе суспензии для получения антикоррозион-
ных покрытий, свободных пленок.
Особо перспективным является применение фторопласта-30 марки П для
Получения антикоррозионных, аитиадгезионных и антифрикционных покрытий
методом порошкового напыления.
Технологический режим нанесения покрытий из фторопласта-30 приводится
ниже:
Температура нанесения, °C ..................
Толщина одного слоя, мкм....................
Время оплавления одного слоя (ориентировочно),
мин.........................................
Число слоев................................
Общая толщина покрытия, мкм................
Время окончательного сплавления, ч ........
Режим охлаждения.................*.........
ТПП+ 5
40—“60
10—15 (до появления
блеска)
5-8
250-350
2,5-3,0
На воздухе
Покрытия из фторопласта-30 используются для защиты различного обору-
дования, емкостей, аппаратуры, центрифуг, кристаллизаторов, фильтров, царг
ректификационных колонн.
ФТОРОПЛАСТ-32Л
Фторопласт-32Л (фторлон-32Л) — химически стойкий полимер, хорошо рас-
творяющийся в кетонах, сложных эфирах, фреоне-113, тетрагидрофуране.
Ниже приведены показатели основных физико-механических, теплофизиче-
ских и электрических свойств фторопласта-32Л*
Плотность, г/см3...................• . . . .
Температура, °C
стеклования ...............................
разложения..............................
Разрушающее напряжение при растяжении,
кгс/см2....................................
Относительное удлинение при разрыве, % . . .
Модуль упругости при изгибе, кгс/см2
при 20 °C..................................
> —60 °C..............................
Ударная вязкость, кгс • см/см2 ... •........
1,92-1,95
30
>320
150—280
200-300
5. Юз—7- 103
28- 103—32- 103
Образцы не ломаются
188
Продолжение
Твердость
по Бринеллю, кгс/ммI 2..................... 3—4
> Шору......................................... 48—50
Коэффициент трения по стали.......................... 0,04
Теплостойкость по методу НИИПП, °C .... 105
Удельное объемное электрическое сопротивле-
ние, Ом • см................................ 1016
Диэлектрическая проницаемость
при 60 Гц . . ............................. 3,3
> 103 * * Гц..........-................ 2,5-2,7
> 10е Гц............................... 2,5-2,7
Тангенс угла диэлектрических потерь
при 60 Гц.................................. 19 -10 „
» 103 Гц............................... 26 • 10",
» 106 Гц............................... 16-10
Электрическая прочность при толщине 2 мм,
кВ/мм............................................. 20—30
Водопоглощеиие за 24 ч, %................... 0,00
Фторопласт-32 Л обладает прекрасными влагозащитными свойствами и хоро-
шей стойкостью к таким агрессивным средам, как концентрированная азотная
кислота, соляная кислота, олеум, концентрированные растворы щелочей. Вы-
держка в этих средах в течение месяца при комнатной температуре вызывает
набухание, не превышающее 1%.
Фторопласт-32Л выпускается двух марок: Ф-32Л Н — низковязкая; Ф-32Л 6 —
высоковязкая.
Фторопласт-32Л по ТУ 6-05-1620—73 должен удовлетворять требованиям:
Марка Н
Марка 5
Относительная вязкость 1%-ного раствора
в метилэтилкетоне *................
Разрушающее напряжение при растя-
жении, кгс/см2, не менее...........
Относительное удлинение при разрыве,
%, не менее.......................
Термостабильность (потери массы при
270° С в течение 5 ч), %, не более . . .
Реакция водной вытяжки ........
Растворимость в специальной смеси
растворителей ...» ................
1,25-1,45 1,46-1,75
175 100
180 180
0,8 0,8
Нейтральная
Растворяются. Допу-
скается небольшая
мутность растворов
Переработка
торопласта-32Л
Фторопласт-32Л перерабатывается в изделия методами прессования и
экструзии; лаки и эмали используются для нанесения покрытий.
Прессование осуществляется при 130—170 °C и давлении 200—250 кгс/см2.
Экструзия фторопласта-32Л производится при соблюдении следующих основ-
ных технологических режимов *;
I зона ................
II зона .................
III зона .................
Переходная зона ..........
Головка .................
Температура, °C
'100-130
140-160
190—200
210-230
230-270
* Частота вращения шиека 10—15 об/мин.
Для экструзии применяют фторопласт-32Л с относительной вязкостью
1,55—1,80 и показателем текучести расплава 0,4—2,6 г/10 мин (при 210 °C и
нагрузке 10 кгс/см2).
189
i
Лаки готовят по следующим рецептурам:
Количество, %
Растворители
Хе 3
Ацетон
Амилацетат
Этилацетат
Циклогексанон
Толуол (разбавитель)
25
40
10
15
Рецептура № 2 предназначена для нанесения лака пульверизатором,
№ 3 — кистью. Рецептура № 1 — универсальная
Вязкость растворов фторопласта-32Л сильно изменяется в зависимости от
концентрации лака и молекулярного веса полимера. Лак из фторопласта-32Л
марки Н содержит 15—25% полимера, марки В — 8—15%.
Из фторопласта-32Л марки В получается покрытие, меньше размягчающееся
при 100 °C и обладающее повышенной стойкостью к диффузии агрессивных сред.
Фторопласт-32Л марки Н более технологичен — при его использовании дости-
гается большая толщина покрытия за один слой (40 вместо 10—20 мкм для
марки В).
Лаки готовят растворением фторопласта-32Л в смеси-активных растворите-
лей при 40—50 °C, после чего в них добавляют разбавитель для предотвраще-
ния образования пузырей на покрытиях. Каждый слой сушат при 15—25 °C,
иногда при 50—100 °C. После нанесения всех слоев для повышения адгезии по-
крытие рекомендуется прогреть при 220—270 °C в течение 1—2 ч. Режим охла-
ждения после термообработки не оказывает значительного влияния на свойства
полученного покрытия.
Применение
торопласта-
32Л
Фторопласт-32 Л применяется для изготовления лаков и защитных покрытий
иа их основе. Лак из фторопласта-32Л является одним из лучших влагозащит-
ных лаков. Влагопроницаемость покрытия из фторопласта-32Л равна
0,08-10"9 г-см/(см2*ч«мм рт. ст.), т. е. в 30чраз меньше, чем влагопроницаемость
полиэтилена и фторопласта-42, в 40—60 раз меньше, чем эпоксидных лаков, и
в 80—120 раз меньше, чем пленок масляных лаков.
На основе фторопласта-32 Л выпускаются лаки следующих марок: СП-ФЛ-1,
ФП-525, ФП-526.
Технологический режим нанесения покрытия из лака СП-ФЛ-1 приведен
ниже:
Метод нанесения............................... Окунание
Вязкость по ВЗ-4 при 18—23 °C, с................... 26
Число слоев....................................... 12—14
Общая толщина покрытия, мкм........................ 200
Температура сушки, °C............................. 18—23
Время сушки каждого слоя, ч...................... 1
Температура обработки комплексного покры-
тия, °C......................................... 270
Время термообработки покрытия, ................... 2
Режим охлаждения . ...................... . Медленное
охлаждение
в термошкафу
Покрытия, нанесенные по данному режиму, имеют следующие эксплуата-
ционные характеристики:
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2 . 330
Относительное удлинение прн разрыве, %............. 500
Ударная прочность иа приборе У-la (ГОСТ 4765—59),
кгс * см........................................ 50
190
Твердость по М-3............................... .
Эластичность по ШГ, мм............................
Адгезионная прочность (сопротивление отрыву),
кгс/см2...........................................
Коэффициент диффузии 10%-ного раствора НС1 при
90° С, см2/с....................................
0,65
I
195
4,3- 1О-10
Лаковые покрытия СП-ФЛ-1 рекомендуются для защиты емкостного обору-
дования, труб, арматуры, различных деталей, датчиков КИП от воздействия
агрессивных сред при температуре до 60—70 °C. Покрытия, находящиеся в кон-
такте с такими жидкими агрессивными средами, как царская водка, азотная
'кислота (концентрацией 12, 3 и 1 М), серная, соляная, уксусная и щавелевая
кислоты (концентрацией 1 М), едкий иатр (1 М), работоспособны в течение не-
скольких лет. При введении в лак пигментов получаются влагозащитные эмали,
стойкие также к углеводородам и агрессивным средам, термостойкие до 200 °C
(кратковременно до 250 °C) ,
Покрытия из лаков и эмалей фторопласта-32Л используются в химической,
авиационной, электротехнической промышленности. Они применяются также
в радиотехнике и радиоэлектронике для защиты печатного монтажа. Прозрач-
ность в ИК-области спектра позволяет использовать покрытия из фторо-
пласта-32Л в оптической промышленности
Покрытия из фторопласта-32Л можно наносить не только на различные
металлические поверхности, ио н на стекло для защиты его от корродирующего
действия плавиковой кислоты.
Экструзионная пленка из фторопласта-32Л применяется для защиты различ-
ных изделий и приборов от атмосферного воздействия и влаги.
Пленка выпускается по ТУ П-223—69 шириной 400 мм, толщиной 0,16 мм ±
±20%, длиной не менее 1 м. Ее разрушающее напряжение при растяжении
должно быть не менее 200 кгс/см2, относительное удлинение при разрыве — ие
менее 200%, влагопроницаемость при 100%-ной относительной влажности и
20±2°С составляет не более 0,2 г/(м2-сут).
ФТОРОПЛАСТ-2 И 2М
Фторопласт-2 представляет собой полимер винилиден фторида. Выпускается
в виде тонкого или волокнистого легкосыпучего порошка белого цвета.
Фторопласт-2 значительно уступает фторопласту-4 по теплостойкости (тем-
пературе плавления и эксплуатации), диэлектрическим свойствам, антифрикцион-
ным и антиадгезионным свойствам. Преимуществом фторопласта-2 являются вы-
сокие (выше, чем у всех фторопластов) твердость, жесткость, механическая
прочность, износостойкость, способиость перерабатываться обычными методами,
применяемыми для термопластов.
Фторопласт-2 — кристаллический полимер с темп. пл. кристаллитов
171—180 °C. Степень кристалличности изделий из фторопласта-2 зависит от ско-
рости их охлаждения после сплавления. При быстром охлаждении (закалке)
степень кристалличности составляет 35—45%, при медленном охлаждении или
длительном отжиге при 130—140°C, степень кристалличности достигает 60—65%.
Темп, стекл. аморфной фазы колеблется от —33 до —38 °C. В полимерной цепи
90—95% звеньев —СНг—CFa— соединено по типу «голова к хвосту».
Фторопласт-2М представляет собой модифицированный фторопласт-2 с мень-
шей степенью кристалличности и более низкой темп. пл. кристаллитов (160—
165°C). Степень кристалличности изделий из фторопласта-2М, равная 25—35%,
мало зависит от скорости охлаждения после расплава или прогрева (отжига)
при повышенных температурах. Фторопласт-2М отличается от фторопласта-2 не-
сколько меньшими твердостью и жесткостью, ио превосходит его по стойкости
к удару, удачному сочетанию высокой прочности и относительного удлинения и
лучшей перерабатываемостью.
Выпускается двух марок:
марка А — для получения изделий экструзией и литьем под давлением;
марка Б — для получения суспензий и покрытий на их основе.
191
Физико-механические свойства фторопласта-2 и 2М
Показатели физико-механическвх свойств фторопласта-2 и 2М приведень
ниже:
Фторопласт-2 Фторопласт-2М
Плотность» г/см3............
Разрушающее напряжение,
кгс/см2
при растяжении
прессованные образцы .
плеика (экструзионная
и суспензионная) . . .
закаленные образцы . .
медленно охлажденные
образцы................. •
при сжатии...............
» статическом изгибе . . ♦
Относительное удлинение при
разрыве, %
прессованные образцы . . «
пленка (экструзионная и
суспензионная)
закаленные образцы . .
медленно охлажденные
образцы
Модуль упругости, кгс/см2
» растяжении................
» сжатии...............
при статическом изгибе
» 20°С . ♦ • ..........
> —60°C ........
Ударная вязкость, кгс* см/см2 .
Твердость
по Бринеллю, кгс/мм2 . . .
по Роквеллу .............
Начало течения, кгс/См2 ....
при 20 “С .........
» 100 °C....................
1,70-1,80
450—600
350—400
400-550
900—1000
800—1000
10-250*
300—400
10-20
10-103—16* 103
12* 103—14* 103
15- 103—17* 103
40 • 103—50 • 103
160-190
13-15
ПО
385
175
1,75-1,80
400-550
350—400
400—550
550-850
300-450
300—400
300—400
11 • 103-13* 103
40. 103—45 • 103
250—300
7-9
* В зависимости от скорости охлаждения расплавленных образцов.
Теплофизические свойства фторопласта-2 и 2М
Фторопласт-2 и фторопласт-2М достаточно теплостойки и морозостойки.
В интервале рабочих температур от —60 до +150 °C (для фторопласта-2) и до
+140 °C (для фторопласта-2М) изделия сохраняют стабильность размеров.
Фторопласт-2 и фторопласт-2М обладают низкой вязкостью расплава
(104—10® П при 240 °C) и высокой термостабильностью, что обусловливает их
легкую перерабатываемость обычными методами.
Ниже приводятся показатели основных теплофизических свойств фторо-
пласта-2 и 2М:
Фторопласт-2 Фторопласт-2М
Показатель текучести распла-
ва при 220 °C, г/10 мин • .
Температура, °C
плавления .................
стеклования . .........
разложения .......
0,5—12
170-180
-33
>350
0,5-12
160—165
>350
192
Продолжение
Теплостойкость по Вика, °C . 140—160
Рабочая температура, °C
минимальная................ —60
максимальная............ 150
Удельная теплоемкость,
• кал/(г • °C) ............. 0,33
Коэффициент теплопроводно-
сти, ккал/(м • ч • °C) .... 0,30
Температура потери прочно-
сти, °C........................ 170—320
Термический коэффициент ли-
нейного расширения, 1/°С . 8*10 —12*10
Термостабильность (потери
массы при 275 °C в течение
5 ч). %................... 0,3-1,0
Вязкость расплава при
240 °C, П................. 104—10е
120-145
—70
145
165-320
8'10-5—12" 10~5
0,2—0,5
KH-IO*
Электрические свойства фторопласта-2 и 2М
Фторопласт-2 и фторопласт-2М обладают удовлетворительными электриче-
скими свойствами по сравнению со многими нефторированными полимерами.
Ниже приводятся показатели основных электрических свойств фторопласта-2
и 2М:
Фторопласт-2
Фторопласт-2М
Удельное объемное электриче-
ское сопротивление, Ом • см
Диэлектрическая проницае-
мость при 103 Гц...........
Тангенс угла диэлектриче-
ских потерь при 103 Гц • .
Электрическая прочность,
кВ/мм
при толщине образца
1 мм . . . > ........
при толщине образца
2 мм.................
Дугостойкость, с...........
2- Ю12~1. 10й 2* 10й—4-1013
8—9 9—10
16. Ю-3—21-10"’ 2.10“2
20-30 20-30
14-16 15-17
60 -
Химические свойства
торопласта-2
и 2М
По химической стойкости фторопласт-2 и фторопласт-2М уступают, фторо-
пласту-4, но с успехом выдерживают воздействие таких агрессивных химических
сред, как 98%-ная азотная, 55%-ная серная, 35%-иая соляная, 85%-ная фосфор-
ная, плавиковая кислоты, концентрированные щелочи, амииы, гидразины, аро-
матические и хлорированные углеводороды, сухой и влажный хлор, этиловый
спирт, этиленгликоль, керосин, бензин и др., при температурах от 20 до 130 °C.
Фторопласт-2 и фторопласт-2М растворяются при нагревании при темпера-
туре 35—50 °C в ди метил формамиде, диметилсульфоксиде, диметил ацетамиде.
При охлаждении до комнатной температуры не происходит высаждения полиме-
ров из растворов при концентрациях до 15—20%.
В ацетоне и других кетонах, а также в сложных эфирах фторопласт-2 и
фторопласт-2М набухают значительно.
В дистиллированной и морской воде никаких изменений свойств этих фторо-
пластов не происходит.
7 Зак. 279
193
Прочие свойства фторопласта-2 и 2М
Показатели некоторых других свойств фторопласта-2 и фторопласта-2М при-
ведены ниже:
Фторопласт-2 Фторопласт-2М.
Насыпная плотность, г/см3 . • ♦ •
Показатель преломления п™ . * .
Водопоглощение, % .
Усадка. %......................
Коэффициент трения по стали . .
Способность к механической обра-
ботке .........................
Способность к сварке ..........
Стойкость к атмосферным воздей-
ствиям ........................
Горючесть......................
Стойкость к радиации и УФ-лучам
Способность к окраске ...........
Трибо- и тропикостойкость . Г . .
0,25—0,4
1,42
0,00
2.0
0,14-0,17
0,25-0,4
0,00
2,0
Отличная
Отличная
Отличная
Самозатухает
Хорошая
Неограниченная
Хорошая
Фторопласт-2 и фторопласт-2М обладают высокой радиационной стой-
костью При облучении дозой 100 Мрад оии сохраняют 80% своей первоначаль-
ной прочности, в то время как фторопласт-4 теряет 44% прочности при дозе
облучения 2 Мрад.
Свойства фторопласта-2 и фторопласта-2М
Показатели
Фторопласт-2
(ТУ П-216—6»)
Фторопласт-2М
(ТУ 6-05-041-384—72)
марка А
марка Б
Внешний вид..................
Относительная вязкость 1 %-ного
раствора в диметилформамиде,
не менее .......................
Содержание влаги, %, ие более , .
Показатель текучести расплава
при 220 °C и нагрузке 10 кгс,
г/10 мин........................
Разрушающее напряжение при рас-
тяжении, кгс/см2, не менее . . .
Относительное удлинение при раз-
рыве, %, не менее...............
Термостабильность (потери массы
при 275° С в течение 5 ч), %, не
более ..........................
Температура потери прочности при
нагрузке 1 гс/мм®, °C...........
Удельное объемное электрическое
сопротивление, Ом • см, не менее
Электрическая прочность при пе-
ременном напряжении (толщина
образца 1 мм), кВ/мм............
Порошок
белого цвета
или гранулы
2,0
0,05
0,5-12
400
1,2
170-240
Гранулы
размером ие
более 4 мм
0,05
1—8
400
350
0,4
5.10"
22±4
Порошок
белого
цвета
0,05
>2,0
400
400
0,5
194
При температуре, близкой к температуре плавления, а также при радиациои*
ном облучении фторопласт-2 и фторопласт-2М сшиваются. При облучении этих
фторопластов процессы сшивания преобладают над процессами деструкции
Требования к фторопласту-2 и фторопласту-2М приведены в таблице на
стр. 194.
Переработка фторопласта-2 и 2М
Фторопласт-2 и фторопласт-2М легко перерабатываются всеми обычными
методами, применяемыми для термопластов.
Прессование листов и пластин осуществляют при 190—220 °C и давлении
200—300 кгс/см2. Выдержка материала при температуре прессования составляет
7—10 мин на 1 мм толщины.
Запрессованный материал либо охлаждают под давлением до 150—160 °C
с последующей распрессовкой и быстрым охлаждением в холодной воде, либо
охлаждают под давлением до комнатной температуры.
Экструзией из фторопласта-2 и 2М получают пленки, трубы, стержни, листы,
нити, профилированные изделия и покрытия проводов и кабеля. Температура по
зонам экструдера изменяется от 190 до 240 °C. Листы можно получать экстру-
зией жгута при 240 °C и прокаткой полученного жгута сразу после экструзии на
каландрах при 180 °C.
Литьем под давлением получают различные изДелия сложной конфигурации.
Температура формования по зонам 190—230—250 °Ci давление 800—1300 кгс/сма.
Цикл формования колеблется от 20 с до 2 мин Форма может быть нагрета до
100 °C. Требования к агрегатам для переработки методами экструзии и литья
под давлением те же, что и для переработки фторопласта-4М (см. стр. 153).
Применение фторопласта-2 и 2М
Изделия из фторопласта-2 и фторопласта-2М обладают высокими механиче-
ской прочностью, твердостью, износостойкостью, устойчивостью к ползучести и
усталости, жесткостью, стабильностью размеров в широком интервале темпера-
тур, стойкостью к атмосферным воздействиям, радиационной стойкостью при
высокой химической стойкости и удовлетворительными диэлектрическими свой-
ствами. Такое сочетание свойств позволяет использовать фторопласт-2 и фторо-
пластам в химической промышленности, приборостроении, электронике, машино-
строении, строительстве, медицине и других областях народного хозяйства.
В химической промышленности нз этих фторопластов применяют трубы
н детали трубопроводов для транспортировки агрессивных сред Кроме того,
они применяются для облицовки и футеровки емкостей, насосов, вентилей, кра-
нов и других конструкционных деталей химического оборудования. Трубы и ар-
матура, футерованные фторопластом-2 и фторопластом-2М, сохраняют свои
физнко-механические и антикоррозионные свойства в диапазоне рабочих темпе-
ратур, в том числе в вакууме. Нагнетающие трубы выдерживают давление до
150 кгс/см2, отличаются стойкостью к растрескиванию
В электротехнике фторопласт-2 н фторопласт-2М применяются для изоля-
ции проводов и защитных покрытий электротехнического оборудования, обмотки
кабелей, моторов.
Стойкость изоляции к прорезанию позволяет использовать эти фторопласты
в проводах для панелей счетно-решающих устройств, для авиационных контроль-
но-измерительных приборов и других типов электронного оборудования.
Способность к усадке позволяет изготовлять из них термоусадочные трубы
и шланги для защиты н изоляции электронных и электронагревательных систем.
Пленки фторопласта-2 способны сохранять поляризацию, возникшую при
обработке в электрическом поле Такой электрет имеет стабильный поверхност-
ный заряд в 10—20 эл. ед., действующий продолжительное время (до 10 лет).
Лаки на основе фторопласта-2 и фторопласта-2М, а также водные н спирто-
вые суспензии пригодны для получения свободных пленок методом полива и
покрытий по металлу, дереву, пластмассам, для пропитки стеклотканей и других
7* 195
материалов. Пропитанные суспензией этих фторопластов стеклоткани могут при-
меняться в виде диафрагм, уплотнительных материалов, для изготовления тексто-
литов с повышенными твердостью, жесткостью и химической стойкостью. Из
фторопласта-2 и фторопласта-2М можно изготовлять химически стойкие и стой-
кие к атмосферным воздействиям слоистые материалы с металлом, деревом,
пластмассой
В судостроении антикоррозионные покрытия из этих фторопластов могут
быть использованы для защиты надводных и подводных деталей и частей судна
от воздействия морской воды.
Прочная пленка из фторопласта-2 и фторопласта-2М, выдерживающая сте-
рилизацию, может применяться для упаковки реактивов, медицинских инстру-
ментов, фармацевтических препаратов, в качестве покрытия и облицовки раз-
личной упаковочной тары.
Из растворов этих фторопластов в диметилформамиде получают волокна
с прочностью 23—38 гс/текс и относительным удлинением при разрыве 16%.
Высокая стойкость фторопласта-2 и фторопласта-2М к атмосферным
воздействиям позволяет применять их в качестве защитного материала в
строительстве. Облицовка металлических, деревянных и пластмассовых строи-
тельных конструкций этими пластиками существенно увеличивает срок их
службы.
Суспензию фторопласта-2 марки СД выпускают по ТУ 6-05-041-325—71,
суспензию фторопласта-2М марки СД — по ТУ 6-05-041-326—71. Суспензии пред-
ставляют собой взвесь тонкодисперсного порошка с частицами размером 0,2—
0,3 мкм в смеси спирта с диметилформамидом (1 :0,5); они получаются механи-
ческим диспергированием. Суспензии предназначаются для получения покрытий
и пленок. Суспензии можно наносить на металлические и другие поверхности, вы-
держивающие температуру до 270 °C.
Суспензии фторопласта-2 и фторопласта-2М марки СД должны удовлетво-
рять следующим требованиям:
Суспензия фторопласта-2
(ТУ 6-65-041-325—71)
Суспензия фггоропласта-гм
(ТУ 6-05-041-326—71)
Внешний вид........
Жидкость желтоватого цвета. Допускается расслаи-
вание, исчезающее при перемешивании или встря-
хивании
Концентр аци я суспен-
зии, %, не менее . .
Вязкость, с...........
Внешний вид пленоч-
ного покрытия после
сплавления суспензии
при 85—90 °C . . . .
14
14-16
14
14—18
после*прогрева при
250±20°С . . . .
Твердое прозрачное покрытие толщиной одного слоя
не менее 20 мкм. После трех повторных нанесе-
ний покрытие должно быть сплошным
Прозрачное или мутноватое покрытие светло-жел-
того цвета, Не допускается отставание от по-
верхности металла
Разрушающее напряже-
ние при растяжении
воздушно-охлажден-
ных пленок, кгс/см2,
не менее ......
Относительное удлине-
ние при разрыве воз-
душно-охлажденных
пленок, %, ие менее ♦
400
10 150
196
Покрытия из суспензий фторопласта-2 и фторопласта-2М марки СД наносят
в зависимости от назначения толщиной 20—400 мкм. Покрываемая поверхность
должна быть тщательно очищена и обезжирена, а затем подвергнута песко-
струйной или дробеструйной обработке, оксидированию или фосфатированию,
после чего поверхность металла снова обезжиривается. Суспензия может нано-
ситься на подготовленную поверхность кистью, поливом, окунанием, пульвериза-
цией (с помощью краскораспылителей типа КРУ-1> КРУ-10 и др.).
При использовании суспензии с рабочей вязкостью по ВЗ-4 от 12 до 18 с
(при 18—22 °C) можно получать покрытия с толщиной слоя от 10 до 80—100 мкм
соответственно Каждый нанесенный слой суспензии подсушивается при комнат-
ной температуре до состояния влажного геля. Первый слой сплавляется при
250±20 °C, последующие слои — при 85—90 °C до образования прозрачной твер-
дой пленки. Все покрытие после нанесения последнего слоя подвергается термо-
обработке при 250±20°С для улучшения адгезии. После сплавления готовое по-
крытие охлаждается на воздухе или закаливается в холодной воде. Закалка уве-
личивает глянец, прозрачность и эластичность покрытия.
ФТОРОПЛАСТ-26
Фторопласт-26 (фторлон-26) — химически стойкий, термостойкий полимер,
сочетающий эластичность пластифицированного материала с высокими прочност-
ными показателями.
Ниже приведены основные физико-механические, теплофизические и электри-
ческие свойства фторо пласта-26:
Плотность, г/см3..................................... 1,79
Температура, °C
стеклования................................... . —40
разложения................................... Выше 320
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см* . 250—350
Удлинение при разрыве, %
относительное ................................... 400—600
остаточное................................... 80—180
Модуль упругости при статическом изгибе, кгс/см*
при 20 °C..........................................
» —60 °C.....................................
Твердость по ТШМ .................................
Удельное объемное электрическое сопротивление,
800-1000
3. 10*
38-40
10й—101а
12
0,05
0,01
Ом • см........................................
Диэлектрическая проницаемость при 103 Гц.........
Тангенс угла диэлектрических потерь при 10J Гц . .
В о долог лощение за 24 ч, %.....................
Фторопласт-26 стоек к концентрированным кислотам (96%-ной серной,
37%-ной соляной), щелочам (40%-ному едкому иатру) и окислителям (30%-ноЙ
перекиси водорода). В 98%-иой азотной кислоте фторопласт-26 набухает (сте-
пень набухания —10% после выдержки в течение 30 сут при комнатной темпе-
ратуре). Полимер стоек к бензину, этиловому спирту, четыреххлористому угле-
роду, незначительно набухает в ароматических углеводородах. Растворяется
в сложных эфирах и кетонах. Фторопласт-26 тропикостоек, устойчив к действию
морской воды, светостарению.
Выпускается двух марок:
марка Ф-26 — для получения пленки и изделий;
марка Ф-26Л — для термостойких лаковых покрытий.
197
Фторопласт-26 должен удовлетворять следующим требованиям (по
МРТУ 6-05-906—63):
Внешний вид
Внешний вид 15%-ного раствора в
смеси растворителей (ацетон: этил-
ацетат = 9:1)
Вязкость 15%-ного раствора в сме-
си растворителей (ацетон : этил-
ацетат» 9:1), с, не более
Вязкость по ВЗ-4 в специальной
смеси растворителей, с
Разрушающее напряжение при рас-
тяжении, кгс/см2, не менее
Удлинение при разрыве, %, не ме-
нее
относительное
остаточное
Термостойкость покрытия (200 °C,
1 ч)
Термостабильность (потери массы),
%, не более
Влажность, %, ие болге
Растворимость в специальной смеси
растворителей
Марка Ф-26 Марка Ф-26Л
Рассыпчатый комкующийся порошок
белого цвета, допускается желтова-
тый оттенок
Однообразный, без —
сгустков. Допу-
скается мутность
раствора
100 —
- 17-50
250 250
300 390
70 150
— Не должно рас-
трескиваться
0,6 0,6
0,1 0,1
— Растворяется, до-
пускается мут-
ность раствора
Переработка
торопласта-26
Прессование изделий из фторопласта-26 осуществляется при 215—230 °C и
давлении 300—400 кгс/см2 с последующим охлаждением в пресс-форме под дав-
лением до 50—60 °C.
Для изготовления пленки методом полива используют 15—20%-ные рас-
творы полимера в органических растворителях (кетонах, сложных эфирах) Для
нанесения лаковых покрытий на провода применяют 10%-ные растворы поли-
мера марки Ф-26Л в смеси растворителей. Покрытия наносят кистью или оку-
нанием.
Применение фторопласта-
26
Сочетание хороших химической стойкости, термостойкости, механической
прочности и эластичности позволяет использовать изделия, пленки и покрытия
из фторопласта-26 в химической (эластичные мембраны, прокладки), электротех-
нической (изоляция проводов) и других отраслях промышленности. Покрытия
из фторопласта-26 термостойки до 200—250 °C. Пленку из этого фторопласта
можно использовать также в качестве упаковочного материала для агрессив-
ных реагентов. Пленки выпускаются по МРТУ 605-1247—69 толщиной 50—
160 мкм, шириной 400—600 мм, длиной от 3 до 14 м, имеют разрушающее напря-
жение при растяжении 300—400 кгс/см2 и относительное удлинение при разрыве
400—500%.
198
ФТОРОПЛАСТ-1
Фторопласт-1 представляет собой полимер винилфторида с кристаллической
структурой. Его получают в виде легкосыпучего порошкообразного материала
белого цвета. Фторопласт-1 сочетает высокие твердость, прочность, стойкость
к истиранию, отличную стойкость к атмосферным воздействиям, хорошую адге-
зию, химическую стойкость, удовлетворительные диэлектрические свойства. По
комплексу свойств он близок фторопласту-2, но отличается от него меньшей
плотностью (1,38—1,40 г/см3), лучшими адгезией к субстратам, диэлектрическими
свойствами и более низкой стоимостью.
Фторопласт-1 при массовом производстве должен быть самым дешевым по-
лимером из всех фторопластов. Он уступает фторопласту-2 по термостойкости.
Термическая деструкция фторопласта-1 начинается при температуре, близкой
к температуре течения расплава 220 °C). Поэтому фторопласт-1 в противопо-
ложность всем фторопластам, как правило, перерабатывают в изделия из рас-
плава с термостабилизаторами.
Фторопласт-1 выпускают в опытных масштабах.
Физико-мехаиические свойства фторопласта-1
Показатели основных физико-механических свойств прессованных образцов
фторопласта-1 приведены ниже: х
Плотность, г/см3.................................. 1,38—1,40
Разрушающее напряжение, кгс/см2
при растяжении....................................... 500—600
при статическом изгибе.......................... 800—900
Относительное удлинение при разрыве, %.............. 70—150
Твердость по Бринеллю, кгс/мм2....................... 10—12
Ударная вязкость, кгс - см/см2........................ > 100
Теплофизические свойства фторопласта-1
Ниже приведены показатели теплофизических свойств фторопласта-1:
Температура, °C
плавления..................?................ 190—198
стеклования.................................... —180
разложения.................................... >220
Термический коэффициент линейного расшире-
ния. 1/°С...................................... 5-10
Рабочая температура эксплуатации, °C
минимальная.................................... —70
максимальная................................. 110—150
Термостабильность при 150 °C, ч............. >3 • 103
Особенности структуры фторопласта-1 (высокая степень регулярности и на-
личие водородной связи) обусловливают высокую вязкость расплава полимера
даже умеренных молекулярных весов.
199
торопласта-1
Электрические свойства
Ниже приведены показатели электрических свойств фторопласта-1:
Удельное объемное электрическое сопротивле-
ние, Ом • см
при 20 °C ... ........................... 4«1013—7*10и
> 100°С................................ 2-1010—1,5-10п
Диэлектрическая проницаемость
при 10® Гц.................................. 5,0-5,5
» 10б Гц............................... 8,5—9,9
Тангенс угла диэлектрических потзрь
при 103 Гц................................... 0,009
» 10е Гц............................... 0,02
Электрическая прочность, кВ/мм
при толщине образца 100 мкм................. 130—140
При" толщине образца 2 мм................ 25
Химические
свойства
торопласта-
Фторопласт-1 имеет
лее
высокую химическую стойкость к различным
агрессивным средам, чем иефторированные полимерные материалы, но уступает
по этому показателю большинству фторопластов. Он стоек ко многим кислотам,
не являющимся сильными окислителями, к действию соляной кислоты, едкого
натра, хлора. Пленки фторопласта-1 устойчивы к кипящим четырех хлористому
углероду, бензолу, ацетону, метилэтилкетону в течение 2 ч. Они не растворяются
в спиртах (метиловом, этиловом), петролейиом эфире, ксилоле и других летучих
растворителях.
Фторопласт-1 при комнатной температуре ие растворяется в обычных рас-
творителях; при 109—ПО °C он растворяется в диметилформамиде, диметилацет-
амиде, диметилсульфоксиде, в высококипящих кетонах, например циклогексаноне,
в тетраметилеисульфоне, тетраметилмочевние. При охлаждении до 20 °C полимер
выпадает из растворов в виде геля.
В таблице приведены показатели механических свойств пленки из фторо-
пласта- 1 после испытания на химическую стойкость при 50 °C в различных
средах.
Химические свойства фторопласта-1 ,
Химический
реагент
До экспозиции / После двух недель После четырех недель
0р, КГС/сМ2 еотн* * Ор, КГС/СМ2 ®отн* * КГС/СМ2 г ®ОТИ’ *
Ледяная уксусная
кислота ..........
«•Бутанол.........
«-Гептан .........
Перхлорэтилеи . . .
Плавиковая кислота,
35%-иая...........
Едкий натр, 50%-иый
274
274
274
274
274
274
140 183 140 302
140 387 140 323
140 253 130 443
140 442 130 394
140 366 140 387
140 232 135 196
135
130
130
125
140
100
200
Прочие свойства фторопласта-1
Некоторые другие показатели свойств фторопласта-1 приведены ниже:
Насыпная плотность, г/см3 * . *.............
Показатель преломления п™...................
Характеристическая вязкость в диметнлформ-
амиде при 100 °C............................
Коэффициент треиия (пленка — металл) ....
Усадка, %...................................
Абразивостойкост ...........................
Стойкость к атмосферным воздействиям ....
Стойкость к гидролизу.......................
Водопоглощение (погружение н воду), % ...
Газопроницаемость прн 23 °C,
см3 • мкм/(м2 • ч * атм)
двуокись углерода ..........................
гелий ..................................
водород ................................
азот....................................
кислород................................
Паропроницаемость при 23 °C, г • мкм/(м2 • ч * атм)
уксусная кислота ..........................
бензол..................................
четыреххлористый углерод................
этилацетат ... .........................
этиловый спирт .........................
гексан. . . . •.................• ...
Окрашиваемость . ...........................
0,2-0,4
1,45
0,6—4,5
0,15-0,30
2,5-4,0
Высокая
Отличнаи
Высокая
0,5
182
23300
15600
5080
22,8
12.7
254
3,9
13,0
Неограниченная
Прозрачные пленки из фторопласта-1 хорошо пропускают солнечные лучи
в близкой к ультрафиолетовой, видимой и близкой к инфракрасной областях
спектра. Под воздействием радиации в полимере протекают процессы деструк-
ции и сшивания.
Переработка фторопласта-1
Вследствие близких значений температуры вязкотекучего состояния и тем-
пературы разложения переработка фторопласта-1 в изделия из расплава затруд-
нена. При переработке из расплава под воздействием высокой температуры и
давления происходит деструкция полимера с выделением фтористого водорода.
Это может привести к взрывному разложению полимера в результате автоката-
литического действия выделяющегося фтористого водорода. Поэтому для получе-
ния изделий нз фторопласта-1 нужны специальные методы переработки. Одним
из таких методов переработки является растворение фторопласта-1 в латентных
растворителях (т. е. растворителях, не растворяющих полимер при низких тем-
пературах, но растворяющих его при высокой температуре). Латентные раство-
рители применяют успешно при изготовлении изделий малой толщины (пленок,
покрытий).
При получении пленок фторопласта-1 экструзией с применением высококи-
пящих латентных растворителей (диметилфталат, дибутилсебацинат, у-бутиро-
лакТои, диметилсульфоксид и др.) температура пленкообразоваиия существенно
понижается вследствие нарушения упорядоченности полимера, и увеличивается
интервал между температурой плавления и разложения полимера Растворители
удаляют в процессе экструзии и сушки пленки. Пленку подвергают ориентации
в продольном и поперечном направлениях. Температура экструзии пленки ко-
леблется от 120 до 175 °C и зависит от температуры кипения растворителя.
Температура экструзии должна быть ниже температуры кипения латентного
201
растворителя. Быстрое испарение растворителя в процессе экструзии может при-
вести к образованию пузырей в пленке.
При переработке экструзией в отсутствие растворителя полимер должен»
иметь более низкую вязкость расплава н должен содержать смазку, например
полиэтиленовый илн полиэфирный воск (1,5—2,0 вес.%), а также термостабили-
зирующие добавки* (3 вес.%).
Экструзию осуществляют при 165—175 °C, скорости подачи материала
33—37 г/мии, степени сжатия 2,2—3: 1 при отношении длины к диаметру 20: 1.
Ниже приведены показатели основных свойств пленки из фторопласта-1 тол-
щиной 40 мкм:
Разрушающее напряжение при растяжении,
кгс/см2
при 25 °C......................................... 910
» 100 °C......................................... 42
Относительное удлинение при разрыве, %
при 25 °C...................................... 150
» 100 °C........................................ 165
Модуль упругости при растяжении, кгс/см2 . . 22 400
Стойкость к многократным перегибам, циклы . , 4* 101—7 • 104
Усадка, %
при 100 °C..................................... Незначительна
» 150 °C................................. 1,0
Пленка не содержит пластификатора. Она отличается хорошими антиадге-
зионнымн свойствами. Можно улучшить адгезию пленки и придать ей способ-
ность склеиваться с помощью клеев или при нагревании. Пленка нз фторо-
пласта-1 способна к вытяжке, вакуум-формоваиию, тиснению, восприятию печати.
Она невосприимчива к пятиообразованию, легко поддается влажной очистке.
Покрытия на основе фторопласта-1 можно наносить на субстраты в внде-
дисперсий, растворов в форме пластизолей или органозолей. Дисперсии высоко-
молекулярного полимера в латентных растворителях (до 70%-ных) наносят на
металлические поверхности, сушат с последующим сплавлением и удалением
остатков растворителя при температуре до 220 °C. Дисперсии содержат пигменты,
стабилизаторы, загустители Метод нанесения — разбрызгивание, накатка. По-
крытие износят из 25%-иых растворов низкомолекулярного полимера в летучем
органическом растворителе Высокомолекулярный полимер применяется для по-
крытий в форме пластизолей, представляющих собой пасты, т е. дисперсии поли-
мера в жидком нелетучем пластификаторе, растворяющем полимер при темпера-
туре выше 75 °C с образованием твердого геля, в котором полимер и пласти-
фикатор сохраняют совместимость при охлаждении. Органозоли полимера
отличаются от пластизолей дополнительным содержанием жидкого разбавителя.
Композицию наносят на субстрат любым способом, затем ее подвергают
термообработке для испарения растворителя или для гелеобразования при при-
менении пластизоля. После термоотверждения покрытий субстрат подвергают
термообработке при высокой температуре (200—270 °C) в течение от 30 с да
10 мни Толщина покрытия 10—50 мкм.
Покрытия из фторопласта-1 можно получать также нанесением порошка иа
предварительно нагретые металлические детали с последующим спеканием его.
Полное сплавление пленки осуществляется при 315 °C. Для изготовления комби-
нированных материалов из пленки и рулонного металла на обезжиренную и фос-
фатированную или хромированную поверхность металла с помощью валков или*
поливом наносят раствор клея в летучем растворителе. Затем растворитель
испаряют, а клеевой слой активируют нагреванием На активированный клеевой
слой помещают пленку, после чего материал охлаждают водой или воздухом &
сматывают в рулон или укладывают в штабели (пластины) В пленке, применяе-
мой для дублирования, одна или обе поверхности должны быть восприимчивы
* Используют те же термостабилизаторы, что и прн переработке поливи-
нилхлорида.
202
к клею. Активируют поверхность пленки обработкой химическими реагентами,
пламенем газовой горелки либо высокочастотным искровым зарядом в атмо*
сфере азота. Клеи могут быть термопластичными, эластомерными н термо-
реактивными. К термопластичным отиосятси, например, клеи акрилового типа;
к термореактивным — эпоксидные клеи, а к эластомерным — клеи полиэфирного
и каучукового типа, имеющие бутадиен-иитрильное, неопреновое или акриловое
основание.
Применение фторопласта-1
Фторопласт-1 применяется главным образом в химической промышленности
и в строительстве, где особенно важны его стойкость к атмосферной и химиче-
ской коррозии, механическая прочность, длительность эксплуатации.
Пленка из фторопласта-1 — уникальный материал для антикоррозионной и
декоративной отделки наружных и внутренних стен зданий, промышленных со-
оружений, общественных учреждений, вагонов, самолетов. Пленкой можно по-
крывать различные материалы, включая дерево, металлы, строительные мате-
риалы, пластмассы. Дублированные с пленкой металлы( алюминий, сталь, бронза,
латунь, свинец, олово, никель, различные сплавы) могут подвергаться последую-
щему формованию, штамповке. Пленка может склеиваться с гальванизированной
сталью, фанерой, строительной древесиной, картоном, изоляционными плитами»
армированными пластиками, кровельными материалами, изоляцией для труб, об-
моточной фольгой, бумагой. Она может использоваться как защитное или деко-
ративное покрытие для сборных строительных панелей и облицовочных плит.
Для повышения стойкости к загрязнению и выцветанию обои из поливинилхло-
рида иа бумажной основе можно покрывать фтороплвстом-1, увеличивая срок их
службы в 3—4 раза (до 10—12 лет). Пленка из фторопласта-1 может наслаи-
ваться на панели из усиленных стеклянным волокном полиэфиров, иа АБС-пла-
стики и различные полимерные пленки.
В химической промышленности фторопласт-1 можно использовать для анти-
коррозионной защиты химических аппаратов, трубопроводов, цистерн, предназна-
ченных для транспортировки агрессивных жидкостей, а также в паровых авто-
клавах.
В промышленности пластических масс фторопласт-1 можно использовать
как аитиадгезионное покрытие форм для облегчения удаления изделий из фе-
нольных, полиэфирных, эпоксидных смол при их формовании (при температуре
не выше 205 °C) и при изготовлении слоистых материалов. Благодаря антиадге-
зиоииым свойствам плеика из фторопласта-1 может успешно применяться
в качестве разделительного листа в производстве слоистых материалов из стекло-
ткани. В этом случае стеклоткань пропитывают отверждающим составом, сушат
и частично отверждают. Затем слои ткани помещают между стальными пласти-
нами с листом из фторопласта-1 между верхним слоем ткаии и пластиной пресса.
Давление прессования 70—105 кгс/см2, температура 160—165 °C. Пленка легко
отстает, образуя высококачественную поверхность.
Пленка из фторопласта-1 может перерабатываться формованием эластичным
мешком, при котором она легко принимает форму предметов сложной конфигу-
рации и сохраняет вакуум при отверждении. Лента из фторопласта-1 имеет
большую усадку, поэтому она может применяться для обеспечения давления при
•отверждении изделий из армированных пластиков и хорошего отклеивания после
отверждения.
В качестве электроизоляционного материала фторопласт-1 может приме-
няться в конденсаторах, а также для наружной изоляции.
Пленку нз фторопласта-1 можно успешно использовать для упаковки хими-
ческих реактивов и фармацевтических препаратов, для устройства теплиц и пар-
ников; покрытия из фторопласта-1 можно применять для защитной изоляции
бытовых электроприборов, деталей электрооборудования, для отделки авто-
мобилей.
Защитные покрытия из фторопласта-1, так же как из фторопласта-2, очень
«стойки к УФ-лучам, способны выдерживать воздействие атмосферных осадков
е течение более 20 лет.
203
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
Фторопласты являются в основном безвредными веществами. Однако про*
дукты их термоокислительной деструкции могут содержать мономеры (тетра-
фторэтнлеи, трифторхлорэтилеи и др.), окись углерода, фторфосген, фтористый
водород, перфторизобутилен и другие летучие фтороргаиические вещества. Наи-
более токсичными являются фторфосген, фтористый водород н перфтор изо-
бутилен.
Такие парогазовоздушные смеси вызывают отравления и являются причиной
ряда заболеваний у работающих на производстве, поэтому при переработке
фторопластов необходимо строго соблюдать правила охраны труда и техник»
безопасности.
ЛИТЕРАТУРА
Чегодаев Д. Д., Наумова 3. К., Дунаевская Ц. С. Фторопласты^
Под ред. Л. В. Черешкевича. Л., Госхимиздат, 1960. 192 с.
Du Pont de Nemour a. Co., Engineering Facts about Teflon, № 6.
The Character of Fluon PTFE. Second Edition. 1CI Ltd., 1963.
Kunststoffe Hoechst. Hostaflon TF. Farbwerke Hoechst A. G. Marz, 1970.
Чегодаев Д. Д., Явзина H. E. Применение суспензий фторопласта-4. Под
ред. Л. В. Черешкевича. Л., ЛДНТП, 1960. 172 с.
Лазар М,, Радо Р., К л и м а и Н. Фторопласты. Пер. со словацк., М.*
«Энергия», 1965. 194 с.
Черешкевич Л. В. н др., Пласт, массы, 1967, № 11, с. 28.
Малкевич С. Г. и др., Пласт, массы, 1970, № 5, с. 13.
Дунаевская Ц. С. и др., Пласт, массы, 1970, № 5, с. 28.
Бугоркова Н. А., Чегодаев Д. Д., Черешкевич Л. В., Пласт, массы*
1970, № 5, с. 65.
Juji Но shi, Mod. Plast, 1971, v. 48, № 1, p. 110—112, 114.
Hawker R. H., Rubb. a. Plast. Weekly, 1962, 20 October, p. 623—635.
«Plastics» (Japan), 1963, v. 8, p. 93.
Papayoan noy A., «Kunstoff-Rundschau», 1965, Bd. 12, № 3, S. 139—142.
Горяйнова А. В., Бойков Г. К., Тихонова М. С. Фторопласты в ма-
шиностроении.. М., «Машиностроение», 1971. 214 с.
Гильмаи И. С., Лебедушкина С. В., Хим. волокна, 1963, № 6, с. 28.
Р ого вии 3. А., Зазулина 3. А., Изв. высших учебных заведений. Химия
и химическая технология.
Николаева Т. Н., Курятннкова В. Г., Пласт, массы, 1960, № 1, с. 44.
Николаева Т. Н. и др., Пласт, массы, 1964, № 5, с. 45.
Гальперин Е. А. и др., «Кристаллография», 1964, т. 9, № 1, с. 102.
Шигорина И. И., Звягинцева Н. В., Егоров Б. Н., «Лакокрасочиые-
материалы и их применение», 1972, № 4, с. 39.
Stallings J., J. Appl. Polymer Set, 1970, v. 14, № 2, p. 461—470.
Воронков Б. Д., Киричек Б. И. Антифрикционные и корр оз ион но стойкие-
материалы на основе фторопласта-40П. Л., ЛДНТП, 1968. 72 с.
Каталог-справочник «Фторуглеродные пластики», отделение НИИТЭХИМа, Чер-
кассы, 1974, 80 с.
ПОЛИМЕТАКРИЛАТЫ
Полиметакрилаты представляют собой ролимеры эфиров метакриловой
кислоты.
На основе полиметакрилатов в широком масштабе выпускают листовые и
гранулированные материалы, а также порошки и пленки. В зависимости от на*
значения гранулированные материалы и порошки перерабатывают в изделия
лнтьем под давлением, экструзией и прессованием или используют в виде рас-
творов для получения лаков, пленок и клеев. Наибольшее практическое значение
имеет полиметилметакрилат.
ЛИСТОВОЙ МАТЕРИАЛ (ОРГАНИЧЕСКОЕ СТЕКЛО)
Листовой материал, получают полимеризацией в массе метилметакрилата
или его сополимеризацией с другими мономерами под действием инициаторов
радикальной полимеризации. В зависимости от назначения в состав полимериза-
ционной смесн вводят пластификаторы, красители, замутнители, стабилизаторы
и другие компоненты.
Полимеризацию проводят в формах из полированного силикатного стекла,
стали или алюминия. Между листами формы помещают эластичные прокладки
и форму скрепляют зажимами. Формы, залитые полимеризационной смесью,
выдерживают в изотермических условиях: сначала при сравнительно невысокой
температуре (20—60 °C) до отверждения, а затем — при температуре, близкой
к температуре размягчения получаемого стекла. По окончании полимеризации
формы охлаждают и отделяют листы органического стекла от формы. Органиче-
ское стекло толщиной более 25 мм, оптические свойства которого не регламен-
тируются, в технике обычно называют блоками.
Выпускают прозрачные бесцветные, прозрачные цветные и замутненные
органические стекла.
Прозрачное бесцветное органическое стекло
Прозрачное бесцветное органическое стекло выпускают следующих марок.
Стекло органическое листовое для остекления самолетов марок СО-95
(ГОСТ 10667—63), стекло органическое конструкционное СОЛ (ГОСТ 15809—70)
и стекло органическое техническое ТОСП (ГОСТ 17622—72). Представляет собой
полиметилметакрилат, пластифицированный дибутилфталатом.(Предназначается
для остекления, для приборостроения, для изготовления изделий технического
назначения в машиностроении и других отраслях промышленности.
Стекло должно удовлетворять следующим требованиям:
Марки
СО-95 СОЛ ТОСП
Температура размягчения, °C, не меиее
для листа номинальной толщины
до 2,5 мм включительно...................... 90 90 —
3,0—4,0 мм............................... 90 90 90
5,0—24,0 мм.............................. 95 90 90
более 24,0 мм............................ 95 — —
205
Продолжение
Марки
СО-95 СОЛ ТОСП
Содержание остаточного монометра, %, не бо-
лее • .............................. 1,0 1,0 _
Разрушающее напряжение прн растяжении,
кгс/см2, не менее
для листа номинальной толщины
до 6,0 мм .............................. 650 —
более 6,0 мм............................ 650 650
Относительное удлинение прн разрыве, %, не
менее
для листа номинальной толщины
до 6,0 мм.................................. 2,5 —
более 6,0 мм............................ 2,5 2,5
Модуль упругости при растяжении, кгс/см2, не
менее
для листа номинальной толщины
до 6.0 мм................................... 27 • 103 —
более 6,0 мм............................ 27* 103 27- 103
Ударная вязкость, кгс * см/см2, не менее
для листа номинальной толщины
до 2.5 мм включительно..................... 9 —
3,0—4,0 мм................................. 9 8
5,0—24,0 мм . , . . ...................... 16 15
более 24,0 мм.............................. 16 —
Серебростойкость (стойкость к поверхностному '
растрескиванию) по дибутилфталату, ч, не
менее............................................. 24 24
Светопрозрачность, %, не менее
для листа номинальной толщины
до 24,0 мм................................... 91 91
более 24,0 мм................................. 90 —
Светостойкость (синженне прозрачности после
облучения лампой ПРК-2 в течение 50 ч), %,
не более......................................... 2,5 2,5
Угловое смещение, мин, не более
для листов размером до 1600X1400 мм и
номинальной толщины
1,5 мм..................................... 3
2,0—2,5 мм................................ 3
3,0—10,0 мм . ............................. 5
12,0 мм.................................... 7
14,0—18.0 мм............................... 8
20,0—24,0 мм............................... 9
26,0 —30,0 мм.............................. 9
для листов размером 1600X1400 мм и но-
минальной толщины
3,0—10,0 мм . « . . ,...................... 6
12,0 мм.................................... 8
14.0—18,0 мм............................... 9
20,0-30,0 мм............................... 9
5
5
7
8
9
6
9
9
206
Пръдолжение
Марки
СО-95 СОЛ ТОСП
Игра изображения, мни, не более
для листов размером до 1600X1400 мм н
номинальной толщины
1,5 мм .................................... 2 —* —
2,0—18,0 мм................................ 2 2 —
20,0—24,0 мм............................... 2 3 —
26,0—30,0 мм............................... 2 — —
для листов размером 1600X1400 мм н но-
минальной толщины
3,0—18,0 мм................................ 2 2 —
20,0—30,0 мм............................... 2 — —
Стекло органическое листовое для остекления самолетов марок СО-120
(ГОСТ 10667—63), стекло органическое конструкционное СТ-1 (ГОСТ
15809—70), стекло органическое техническое ТОСН (ГОСТ 17622—72). Пред-
ставляет собой непластифицированный полиметилметакрилат с добавкой фенил-
салицилата. Области применения те же, что и для марок, указанных выше.
Стекло должно удовлетворять следующим требованиям:
Марки
СО-120 СТ-1
Температура размягчения, °C, не менее
для листа номинальной толщины
до 2,5 мм включительно................... 120 108
3,0—6,0 мм............................... 120 НО
7 7,0-24,0 мм.............................. 120 110
более 24,0 мм............................ 120 —
тосн
105
НО
Содержание остаточного мономера, %, ие более 1,0 1,0
Разрушающее напряжение при растяжении,
кгс/см2, не менее
для листа номинальной толщины
до 6,0 мм...............................
более 6,0 мм.........................
Относительное удлинение при разрыве, %, не
менее
для листа номинальной толщины
до 6,0 мм...............................
более 6,0 мм „.......................
Модуль упругости при растяжении, кгс/см2, не
менее
для листа номинальной толщины
до 6,0 мм................................
780 -
780 780
3,0 “
3,0 3,0
более 6,0 мм........................
Ударная вязкость, кгс • см/см2, не менее
для листа номинальной толщины
до 2,5 мм включительно..............
29* 103 —
29* 103 29- 103
3,0—4,0 мм............................
5,0—24,0 мм...........................
более 24,0 мм.........................
Серебростойкость (стойкость к поверхностному
растрескиванию) по дибутилфталату, ч, не
менее................*........................
9 —
9 8
16 15
16 -
24 24
8
12
207
Продолжение
Марки
СО-120 СТ-1 ТОСН
Светопрозрачность, %, не менее
для листа номинальной толщины
до 24.0 мм.................................. 91
более 24,0 мм........................... 90
Светостойкость (снижение прозрачности после
облучения лампой ПР К-2 в течение 50 ч), %,
не более..................................... 2,5
Угловое смещение, мнн, не более
для ‘Листов размером до 1600X14
мм и
номинальной толщины
91
2,5
1,5 мм ..................................... 3
2,0—2,5 мм.................................. 3
3,0—10,0 мм................................ 5
12,0 мм..................................... 7
14,0—18,0 мм................................ 8
20,0—24,0 мм................................ 9
26,0—30,0 мм................................ 9
для листов размером 1600X1400 мм и но-
минальной толщины
3,0—10,0 мм................................. 6
12,0 мм..................................... 8
14,0—18,0 мм . . 9
20,0—30,0 мм................................ 9
5
5
7
8
9
6
9
9
Игра изображения, мнн, не более
для листов размером до 1600X1400 мм и
номинальной толщины
1,5 мм....................................... 2
2,0—18,0 мм.................................. 2
20,0—24,0 мм.............................. ' 2
26,0—30,0 мм................................. 2
2
3
для листов размером 1600X1400 мМ и но-
минальной толщины
3,0—18.0 мм.............................. 2
20,0—30,0 мм............................... 2
2
Стекло органическое листовое для остекления самолетов марок СО-140
(ГОСТ 10667—63), стекло органическое конструкционное 2—55 (ГОСТ 15809—70),
стекло органическое техническое ТОСС (ГОСТ 17662—72). Представляет собой
сополимер на основе метилметакрилата. Области применения те же, что и для
марок, указанных выше.
Стекло должно удовлетворять следующим требованиям:
Марки
СО-140 2-55 ТОСС
Температура размягчения, °C, не меиее
для листов номинальной толщины
до 2,5 мм включительно................ 140
3,0—6,0 мм............................ 140
7,0—24,0 мм........................... 140
более 24,0 мм......................... 140
Содержание остаточного мономера, %, ие бо-
лее .......................................... 1,0
133 —
133 125
133 130
208
П родолжение
Марки
2-55
CO-140
TOC с
Разрушающее напряжение при растяжении,
кгс/см2, не меиее
для листов номинальной толщины
до 6,0 мм.............................
более 6,0 мм......................
850
850
850
Относительное удлинение при разрыве, %, не
менее
для листов номинальной толщины
до 6,0 мм включительно..................
более 6,0 мм........................
Модуль упругости при растяжении, кгс/см2, не
менее
для листов номинальной толщины
до 6,0 мм................................
более 6,0 мм................... . . .
Ударная вязкость, кгс-см/см2, ие меиее
для листов номинальной толщины
до 2,5 мм включительно.......................
3,0—4,0 мм...........................
5,0—24,0 мм..........................
24,0 ммг.............................
Серебростойкость (стойкость к поверхностному
растрескиванию) по ацетону, мин, не менее .
Светопрозрачность, %, не менее для листов но-
минальной толщины
до 24,0 мм...................................
более 24,0 мм » .....................
Светостойкость (снижение прозрачности после
облучения лампой ПРК-2 в течение 50 ч),
%, не более ........................... . . .
Угловое смещение, мии, не более для листов
размером до 1600X1400 мм и номинальной
толщины
1,5 мм .................................а*,.
35.103
35 • 103
9
9
16
16
20
90
88
2,5
35.103
8
15
20
90
8
12
2,11—2,0 ММ............................
3,0—10,0 мм............................
12,0 мм.................................
14,0—18,0 мм...........................
20,0—22,0 мм...........................
24,0 мм................................
26,0—30,0 мм............................
для листов размером 1600X1400 мм номи-
нальной толщины
3,0—10,0 мм............................
12,0 мм................................
14,0—18,0 мм...........................
20,0—30,0 мм
8
9
9
9
15
6
8
9
9
6
9
9
209
Продолжение
Марки
2-55
CO-140
Игра изображения, мнн. не более
для листов размером до 1600X1400 и номи-
тосс
нальной толщины
1,5 мм................................... 2
2,0—18,0 мм............................... 2
20,0—24,0 мм.............................. 2
26,0—30,0 мм.............................. 2
для листов размером 1600—1400 мм и но-
минальной толщины
3,0—18,0 мм............................... 2
20,0—30.0 мм.............................. 2
2
3
2
Стекло органическое часовое марок СОЛ-Ч и СТ-Ч (ГОСТ 14183—69).
Представляет собой пластифицированный и непластифицированный полиметил-
метакрилат Предназначается для изготовления часовых стекол
Стекло марок СОЛ-Ч и СТ-Ч должно удовлетворять следующим требованиям:
сол-ч ст-ч
Температура размягчения, °C................... 95—105 108—118
Усадка линейная, %, ие более...................... 2,3 2,3
СеребростоЙкость, ч. не меиее...................... 6 6
Светопрозрачность, %, не менее..................... 90 90
Органическое стекло марки Т-2-55 (ТУ 6-01-360—69). Представляет собой
сополимер иа основе метилметакрилата с добавкой термостабнлизатора Пред-
назначается для приборостроения и изготовления деталей технического назна-
чения
Стекло должно удовлетворять следующим требованиям:
Температура размягчения, °C, не менее................... 133
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2,
не менее.............................................. 850
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее. 2,5
Модуль упругости при растяжении, кгс/см2 не менее . 35* 103
Ударная вязкость, кгс • см/см2, не менее............... 12,0
Термостабильиость (после прогрева стекла толщиной
10 мм при 230 °C в течение 5 ч)
разрушающее напряжение прн растяжении при
20 °C кгс/см2, не менее........................... 700
ударная вязкость при 20°C, кгс* см/см2, не ме-
нее ............................................... 7,0
светопрозрачность, %, не менее.................ч 65
СеребростоЙкость по ацетону, мин, не менее......... 20
Светопрозрачность, %, не менее
для листов номинальной толщины
до 10 мм'................................................ 90
более 10 мм...................................... 88
Светостойкость, %, не более............................. 2,5
Угловое смещение, мин, не более
для листов размером до 1600X1400 мм и номи-
нальной толщины
4,0—10,0 мм...................................... &
12,0—14,0 мм..................................... 7
для листов размером до 1250X1150 мм и номи-
нальной толщины
16,0— 18,00 мм.............................. 8
20,0 мм.......................................... 12
24,0; 26,0 мм.................................. 15
210
Продолжение
для листов размером 1600X1400 мм и номиналь-
ной толщины
4,0—10,0 мм.................................
12,0—16,0 мм................................
Игра изображения, мин, не более
для листов размером до 1600X1400 мм и номи-
нальной толщины 4,0—14 мм.......................
для листов размером до 1250X1150 мм и номи-
нальной толщины
16,0—18,0 мм..................
20,0; 24,0, 26,0 мм................... . . .
для листов размером 1600X1400 мм и номиналь-
ной толщины
4,0—14,0 мм.................................
16 мм.......................................
6
9
2
2
3
Прозрачное бесцветное органическое стекло выпускается
прямоугольной формы следующих размеров
По ГОСТ 10667—63:
Длина, мм . . 500 650 800 950 1100 1100
Ширина, мм . 400 500 700 850 1000 1100
Толщина, мм . От 0,8 до 30
2
3
в виде листов
1250 1600
1150 1400
Допустимые отклонения по длине и ширине не должны превышать 4-100 мм,
по толщине — от ±0,35 до ±2 мм в зависимости от номинальной толщины
По ГОСТ 15809—70:
Длина, мм................ 500 650 800 950 1100 1100 1200 1250 1600
Ширина, мм............... 400 500 700 850 1000 ПОР ПОР 1150 1400
Толщина, мм............. 0,8—24,0 4,0—18,0
Допустимые отклонения по длине и ширине не должны превышать ±100,
—50 мм, по толщине — от ±0,35 до ±2 мм в зависимости от номинальной тол-
щины Органическое стекло марки 2-55 номинальной толщины 0,8—3,0 мм не
выпускается
По ГОСТ 17622—72:
Толщина мм Размер (длина и ширина), мм Предельное отклонение на максималь- ные размеры листов для всех толщин, мм
ТОСП и тосп 1-го сорта ТОСС 1-го сорта тосп, тосн, ТОСС 2-го сорта
1,0, 1,5
Не выпускается
4-150
От ЮОХЮО до
1250ХП50
2,0
3,0—18,0
20,0—24,0
25,0—60,0
60,0—250,0
От 500X400 до
1250ХН50
От 500X400 до
1600X1400
От 500X400 до
П00ХИ50
От 400X300 до
800X600
От 400X300 до
800X580
То же
От 500X400 до
1250ХП50
От 500X400 до
1100ХП50
Не выпускается
То же
Для всех
толщин не
меиее
юохюо
То же
4-150
4-150
4-150
+ 150
+ 150
211
Допустимые отклонения по толщине для стекол 1-го сорта составляют от
±0,40 до ±15 мм; для стекол 2-го сорта — от ±0,45 до ±15 мм в зависимости
от номинальной толщины, длины и ширины.
По ГОСТ 14183—69:
Номинальная толщина, мм Предельные отклонения от номинальной толщины, мм Раэнотолщниность, мм, не более
ВЫСШИЙ сорт 1-й сорт высший сорт 1-й сорт
0,6
0,7
0,8
1,0
1,1
1,2
1,5
2,0
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1 '
0,1
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
Длина,
мм
100, 200 и
выше крат-
ная 20
180 и выше
кратная 36
Ширина,
мм
20 и выше
кратная 20
27, 28, 30,
36, 40, 56.
60, 66
70 и выше
кратная
указан-
ным зна-
чениям
1
Предельные отклонения по ширине должны быть ±1,0 мм; предельные от-
клонения по длине должны быть ±5,0 мм.
По ТУ 6-01-360—69:
Длина, мм ...................... 500 650 800 850 950 1100 1250 1600
Ширина, мм...................... 400 550 700 850 850 1000 1150 1460
Толщина, мм.................... 4,0—26,0 4,0—16,0
Допустимые отклонения по ширинб^и длине +100, —50 мм, по толщине от
+1,00, —0,65 до ±2,5 мм в зависимости от номинальной толщины.
Прозрачное цветное органическое стекло
Прозрачное цветное органическое стекло выпускается следующих марок.
Стекло органическое техническое марок ТОСП, ТОСН и ТОСС
(ГОСТ 17622—72) выпускается красного, желтого, оранжевого, зеленого и си-
него цвета. Применяется в различных отраслях народного хозяйства. Стекло-
должно удовлетворять требованиям, указанным выше. Спектральные характери-
стики стекол не регламентируются. Цветное стекло выпускается номинальной
толщиной 3,4 и 5 мм и размером до 1150 X 1250 мм.
Органическое стекло марок 15-1,5 пд и 15-4,5 пд (ТУ 6-01-751—72) пред*
ставляет собой полиметилметакрилат, окрашенный газовой сажей. Применяется
в качестве нейтрального светостойкого стекла для светофильтров в приборострое-
нии.
Стекло должно удовлетворять следующим требованиям:
Температура размягчения, °C, не меиее.................... 105
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2, ие
менее.................................................. 700
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее . ч . . 3,0
Ударная вязкость, кгс • см/см2, не менее............... 9,0
Светопрозрачность, %.....................................15 ±5
212
Стекло для светостойких нейтральных светофильтров выпускается в виде
листов прямоугольной формы следующих размеров:
Номинальная
толщина, мм
Предельное
отклонение
по толщине,
мм
Ширина,
мм
Длина,
мм
Предельное отклонение,
по
ширине,'
мм
длине,
мм
4,5
500
1000
500
1000
500
1000
500
1000
—50
—50
+ 100
+ 100
Кроме указанных выше цветных прозрачных органических стекол иа основе
полиметилметакрилата выпускается органическое стекло для разнообразных све-
тофильтров фиолетового, синего, зеленого, желтого, оранжевого, красного и дру-
гих цветов. Спектральная кривая пропускания, доминирующая длина волны,,
коэффициент пропускания и чистота цвета стекол для светофильтров согласовы-
ваются между потребителем и изготовителем и строго регламентируются. Стекло
Органическое для светофильтров применяется в медицине (светофильтры для
контрольных очковых линз), в радиотехнической, автомобильной, судостроитель-
ной, приборостроительной и других отраслях промышленности.
Стекло для светофильтров должно удовлетворять следующим требованиям:
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2, не
меиее................................................... 700
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее ... 2,5
Ударная вязкость, кгс-см/см2, ие менее . ............... 10
Температура размягчения, °C, не меиее..................... 100
Стекло органическое для светофильтров выпускается в виде прямоугольных
листов номинальной толщиной 1; 1,5; 2; 3; 4; 5; 6; 10; 12; 14 и 16 мм и размером
Ьт 40 X 40 до 1150 X 1250 мм.
Замутненное органическое стекло
Замутненное органическое стекло выпускается следующих марок.
Стекло органическое светотехническое марок СН, СО, СНПТ и СОПТ
(ГОСТ 9784—61) представляет собой полиметилметакрилат, замутненный спе-
циальными добавками. Ниже приведена характеристика этих стекол:
СН — пластифицированное, неокрашенное;
СО — пластифицированное, окрашенное;
СНПТ — иепластифицированное, неокрашенное, повышенной теплостой-
кости;
СОПТ — иепластифицированное, окрашенное, повышенной теплостой-
кости.
Предиазиачаютси в качестве светотехнического материала для изготовления
рассеивателей светильников cf люминесцентными лампами и лампами накали-
вания.
Окраска стекла в различные цвета согласовывается между потребителем и
изготовителем.
215
Выпускаются следующие группы стекол, различающихся светотехническими
характеристиками:
Группа Степень
рассеяния
I 0,02—0,15
II 0,16—0,40
III 0,41—0,60
IV 0,61—0,80
V 0,65—0,80
VI -
Коэффициент
пропускания
т
0,90—0,70
0,80—0,60
0,70—0,50
0,65-0,40
0,39-0,20
Коэффициент отра*
женин р, не меиее
0,85
Чистота цвета
лимитируется следующими требованиями:
Группы
I, II, ЛИ, IV
V
(Т+р), не менее
марки СН, СНПТ марки СО, СОПТ
0,95 0,90
0,90 0,85
Стекло должно удовлетворять следующим требованиям:
Марки
СН И СО СНПТ и СОПТ
Ударная вязкость, кгс • см/см2, не менее . 8,5 8,5
Твердость по Бринеллю, кгс/мм2, не
менее ...................................... 13 13
Теплостойкость по Вика, °C, не менее . . 90 115
Стекло марок СН, СО, СНПТ и СОПТ выпускается в виде прямоугольных
листов различных размеров.
Размеры листов
Длина, мм Ширина, мм Допуск по длине и ширине, мм Толщина, мм - Допуск по толщине, мм
500 400 1
650 800 550 1 700 f +50 1, 2, 3, 4 +0,4 от —0,2 до ±0,5
950 850 J
1100 1000 )
1250 1400 1150 1 1000 | + 100 3, 4 ±0,5
1600 600 J
Стекло с перламутровым эффектом (МРТУ 6-01-412—69) представляет собой
пластифицированный полиметилметакрилат, наполненный жемчужным патом.
Предназначается для производства художественных изделий народного потре-
бления. Выпускается цветным и бесцветным. Цвет стекла устанавливается по
соглашению сторон. Ударная вязкость стекла должна быть не менее 7 кгс-см/см2.
Стекло с перламутровым эффектом выпускается в виде листов прямоуголь-
ной формы размером от 500X500 до 1250 XI150 мм и толщиной 3±0,6*
4 ± 0,7 и 5 ± 0,8 мм.
214
Физико-механические свойства органических стекол
Показатели основных физико-механических свойств ориентированных (со
степенью вытяжки 50%) и неориентированных органических стекол при разных
температурах приведены в таблице на стр. 216, 217.
Повышение температуры испытания стекол сопровождается снижением по-
казателей прочностных свойств — разрушающего напряжения при растяжении и
статическом изгибе, модуля упругости при растяжении. Значение ударной вяз-
кости остается практически постоянным. При температурах, близких к темпера-
турам размягчения стекол, ударная вязкость и относительное удлинение при раз-
рыве резко возрастают, а все другие прочностные показатели уменьшаются
Из сопоставления показателей физико-механических свойств стекол в ориен-
тированном и неориентированном состоянии следует, что показатели таких
Рис. 1. Зависимость показателей физико-механических свойств органических
стекол от степени ориентации:
/ — разрушающее напряжение при растяжении Ср*, 2—ударная вязкость а; 3 — модуль
упругости прн растяжении Лр; /—относительное удлинение при разрыве 8.
свойств, как ударная вязкость, относительное удлинение при разрыве и т. д.„
выше для ориентированных стекол во всем исследованном диапазоне темпе-
ратур.
На рис. 1 показана зависимость некоторых физико-механических свойств-
органических стекол от степени вытяжки. С увеличением степени вытяжки
выше 50—70% дальнейшего возрастания показателей физико-механических
свойств не происходит (за исключением ударной вязкости).
Сравнительные данные о чувствительности к концентраторам напряжений
(отверстиям) ориентированных и неориентированных органических стекол при-
ведены в таблице на стр. 218.
Статическая прочность изделий, изготовленных из ориентированного органи-
ческого стекла, в два и более раза выше, чем у изделий из неориентированного
стекла. Это объясняется высокой пластичностью этого материала, его большой
сопротивляемостью растрескиванию, малой чувствительностью к концентраторам
напряжений и, что особенно важно, способностью выдерживать значительные
деформации без каких-либо признаков разрушения.
Отличительной особенностью ориентированных органических стекол, а также
деталей на нх основе является их поведение при ударных нагрузках. При такого
рода испытаниях в широком диапазоне температур происходят локальные раз-
рушения, в то время как неориентированной материал в аналогичных условиях
разрушается полностью.
Длительная эксплуатация органического стекла СОЛ показала/ что оно
надежно работает в интервале температур от —60 до 4-60 °C. Разрушающее
напряжение при растяжении при этом изменяется от 1400 кгс/см2 при —60 °C
до 400 кгс/см2 при 60 °C. Температура, при которой разрушающее напряжение
21S
Физико-механические свойства
Показатели
-60
СОЛ
20 60
80
-СО
20
СТ-1
€0
80
Темпера
100
Разрушающее
напряжение,
кгс/см2
при растяже-
нии . . . .
При статичес-
ком изгибе
Относительное
удлинение при
разрыве, % . .
Модуль упругости
при растяжении,
кгс/см2 ....
Ударная вязкость,
кгс • см/см2 . .
1410
1 120
1 540
55 000
25,8
14,5
775
710
1 195
990
30 600
29 000
13,0
430
410
690
31,0
21,0
19200
18000
29,8
14,2
205
150
395
530
11 400
14 000
36,8
15,4
1440
1 135
1835
31,4
14,9
830
780
1 010
1 180
20,0
30 900
32 100
33,3
13,8
500
510
885
27,0
6,0
20 800
23 750
39,9
340
380
425
610
30,7
16 200
21 750
49,9
15,5
185
120
235
365
7300
12 900
18,2
'Твердость по
Бринеллю,
кгс/мм2 . . . .
21,1
21,5
Стрела прогиба, мм
6,1
23,0
16,3
10,8
23,0
23,0
23,0
23,0
23,0
Примечание. В числителе даны показатели
свойств для ориентированного стек
лри растяжении стекла снижается до 400 кгс/см2, является верхним пределом
рабочей температуры при условии полного прогрева стекла по сечению
На основании аналогичных соображений устанавливаются температуры и
для работы органических стекол в условиях установившегося и иеустановивше-
гося перепада температур. Такой подход к определению рабочих температур сте-
кол подтверждается данными их долговечности при допустимых в эксплуатации
напряжениях, равных 100 кгс/см2.
Ниже приведены данные о долговечности теплостойких органических стекол
различных марок дли наибольших значений рабочих температур при напряжении
100 кгс/см2:
СОЛ СТ-1 2-55 т-2-55
Температура испытания, °C ... . 60
Разрушающее напряжение при рас-
тяжении, кгс/см2.......... ~400
Средняя долговечность при напря-
жении 100 кгс/см2, ч.............. > 3000
80
100
380 360 370
> 1000 > 1000 > 1000
216
органических стекол
2-55
Т-2-55
тура, °C
-00
20
60
80
100
120
20
80
ЮЭ
120
1415
1225
1 945
30,5
15,7
5,0
1080
925
1550
1210
12,9
39 800
41600
32,0
14,8
29,9
19,0
700
1075
975
13,3
28 250
29 300
33,1
15,3
23,0
10,5
ла, в знамеиате ле—для
520
745
810
17,6
23 900
25 300
363
15,6
23,0
12,1
335
555
560
51,0
18300
20 500
38,7
15,9
23,0
23,0
160
175
350
210
12,0
8300
10 900
16,4
23,0
23,0
неориентированного.
1055
1 000
1 760
1200
10,4
33
39200
40 800
28,9
15,0
27,4
63
730 580
иоо . 980
30 100 25 200
16,5 163
113 14,5
305
370
465
720
>50
21,2
14 800
19 100
23,8
18,8
215
315
12200
17,4
Выбор допустимых рабочих температур в условиях неоднородного темпера-
турного поля определяется значениями разрушающего напряжения стекол при
растяжении. Допустимый перепад температур соответствует разрушающему на-
пряжению ~400 кгс/см2.
Одинаковые значения разрушающего напряжения при полном прогреве стекол
и при перепаде температур ие обеспечивают одинаковых значений долговечности.
Как правило, установленное соответствие между разрушающим иапряжеинем
и долговременной статической прочностью при полном прогреве не подтвер-
ждается при перепаде температур. Долговечность стекол при перепаде темпера-
тур значительно меньше, чем при полном прогреве, при приблизительно оди-
наковых значениях кратковременной статической прочности. Это обусловлено
тем, что в случае перепада температур происходит неравномерное распре-
деление нагрузки вследствие различной способности к удлинению разных слоев
стекла.
При испытании иа долговечность образцов стекол в условиях перепада тем-
ператур основную нагрузку несут холодные слои образца.
217
Сравнение физико-механических свойств органических стекол
Марка стекла Разрушающее напряжение при растяжении. кгс/см2 Снижение разрушаю- щего напряжения, % Коэффициент чувствитель- ности к концентра- торам напряжении
стекла без отверстий стекла с отверстиями
СОЛ s неориентированное . . 772 433 44 0,50
ориентированное . . . 890 779 13 0,09
ст-1 неориентированное . . 797 450 44 0,51
ориентированное . . . , 843 865 0 0
2-55 неориентированное . . 863 ЕЗЗ 39 0,40
ориентированное . . . 1152 1054 9 0,06
Т-2-55 неориентированное . . 875 455 48 0,62
ориентированное . . . 960 674 30 0,28
Долговечность ориентированного органического стекла СТ-1 (со степенью
вытяжки ~50%) при 80 °C составляет более 1000 ч при напряжении 150 кгс/см2,
а для неориентированного органического стекла — при 100 кгс/см2.
Высокие показатели долговечности, усталостной прочности, стойкости к об*
разоваиию «серебра», ударной вязкости, относительного удлинения при разрыве,
малая чувствительность к концентраторам напряжений, а также высокие экс-
плуатационные показатели позволяют повысить допустимые напряжения для
ориентированного материала до 150 кгс/см2 вместо 100 кгс/см2, установленных
для неориентированного органического стекла.
При эксплуатации ориентированных органических стекол СТ-1 и 2-55 в усло-
виях неоднородного температурного поля температура наружной поверхности
ориентированного материала может быть выше температуры размягчения стекла.
Рабочие температуры ориентированных термостабильиых стекол Т-2-55
совпадают с рабочими температурами неориентированных материалов только при
полном прогреве и ие совпадают при перепаде температур. В последнем случае
температура поверхностного слоя может лишь незначительно превышать темпе-
ратуру размягчения. При температурах, значительно превышающих температуру
размягчения термостабильиых ориентированных стекол, наружный поверхностный
слой самопроизвольно растрескивается иа некоторую глубину.
Теплофизические свойства органических стекол
Органические стекла при переработке и эксплуатации подвергаются воздей-
ствию высоких температур, значительно превышающих температуры их размяг-
чения.
Для характеристики теплостойкости органических стекол определяют темпе-
ратуру размягчения, термомехаиические свойства, позволяющие установить тем-
пературные области различных состояний полимера, теплостойкость, стойкость
к тепловому старению, а также теплопроводность, температуропроводность,
теплоемкость и термические коэффициенты линейного расширения.
Температуры размягчения, интервалы температур стеклования (Го) и теку-
чести (Т’т), определенные по термомеханическим кривым, а также интервалы
температур резкого увеличения потери летучих (Гп) и появления видимых де-
фектов вследствие деструкции (Тд) органических стекол приведены в таблице.
218
Температуры, характеризующие теплостойкость органических стекол
Марка
стекла
Темпера-
тура
размягче-
ния
по методу
ИФП, °C
Продолжи-
тельность
термообра-
ботки» ч
Дефекты
СОЛ
СТ-1
2-55
Т-2-55
90—95
110-120
133—138
133-138
90-105
110-125
130-145
130-145
>155
> 175
> 190
>300
(деструк-
ция)
1
1
5
1
5
1
150—160
> 180
> 160
180-190
190-200
>230
170—180
180—190
170
200—220
200—210
230—250
>210
220—240
Пузыри
Желтое
окраши-
вание
То же
5
Для сравнительной оценки термостабильности полимерных сгекол и опреде-
ления верхних температурных пределов их переработки, а в некоторых случаях
и эксплуатации, снимаются кривые потери массы образцами размером 20Х20Х
ХЮ мм при продолжительности термообработки 1—5 ч (рис. 2). Для всех
Рис. 2. Кривые термостабильности органических стекол при термообработке
в течение 1 ч (а) и 5 ч (б):
1 — 2-55; 2— Т-2-55; $ —СТ-1; 4— СОЛ.
исследуемых стекол (СОЛ, СТ-1, 2-55) вблизи температуры перехода в вязкоте-
кучее состояние наблюдается увеличение потери летучих веществ и иа стеклах
появляются дефекты в виде пузырей, что свидетельствует о начале деструкции
полимеров. Поэтому температуры перехода в вязкотекучее состояние прини-
маются за верхние температурные пределы переработки и применения указанных
органических стекол.
Для термостабилизированных стекол верхний температурный предел исполь-
зования определяется по термостабильности и стойкости к действию тепла с уче-
том временного фактора. Стойкость к тепловому воздействию полимерных стекол
оценивают по изменению разрушающего напряжения при растяжении, ударной
вязкости при различной продолжительности термообработки.
Разрушающее напряжение при растяжении стекла СТ-1 после 5-часовой об-
работки при 160 °C снижается иа 11°/о, после термообработки при 170 °C на
стекле появляются пузыри.
219
Теплофизические свойства органических стекол
Марка стекла
Плот*
ность,
Кг/мЗ
Удельная теплоемкость, Коэффициент теплопровод*
кал/(г-°С) цости, ккал/(м• ч• °C)
Коэффициент температу-
ропроводности, м2/ч
20 °C 50 °C 100 °C 120 °C
20 °C 50 °C 100 °C 120 °C
20 °C 50 °C 100 °C 120 °C
СОЛ...............................
СТ-1..............................
СТ-1 (после прогрева при 145 °C
в течение 100 ч) ...............
2-55..............................
2-55 (после прогрева при 175 °C в
течение 100 ч).............. .
Т-2-55............................
1206
1189
1100
1200
1180
1204
0,300
0,413
0,340
0,404
0,357
0375
0,356
0,460
0375
0,440
0395
0,421
0,464
0,537
0,436
0,512
0,456
0,510
0,506
0,565
0,460
0,540
0,483
0,545
0,158
0,156
0,146
0,160
0,150
0,155
0,164
0,160
0,150
0,166
0,157
0,164
0,174
0,166
0,155
0,178
0,167
0,190
0,178
0,168
0,158
0,182
0,172
0,187
3,10
2,59
3,23
2,90
3,56 3,37 3,10
3,44 334 2,93
Зависимость термического коэффициента линейного расширения органических стекол от температуры
Термический коэффициент линейного расширения а-10®, 1/°С
Марка стекла
СОЛ...............................
СТ-1..............................
'2-55.............................
Т-2-55........................ .
64
40
2,92
2,50
3,12
2,81
3,02
2,85
63 66 71 86 96 125 а**
а** 77 82 86 90 111
40 60 69 73 83 84 118
75,6 75,6 75,6 75,6 94,5 98,7
Разрушающее напряжение при растяжении стекла 2-55 начинает умень-
шаться при 200—210 °C, при этой же температуре наблюдается появление
пузырей.
Существенное снижение прочности стекол Т-2-55 наблюдается после термо-
обработки при 240 °C.
На рис. 3 приведены данные о зависимости ударной вязкости от темпера-
туры термообработки.
Для стекол Т-2-55 после термообработки при 230 °C наблюдается снижение
ударной вязкости приблизительно на 30%, а при 240 °C на 60%.
Рис. 3. Зависимость ударной вяз-
кости органических стекол ют тем-
пературы термообработки:
/ —СТ-1; 2— Т-2-55; 3-2-55.
Температура^
Показатели некоторых теплофнзических свойств органических стекол различ-
ных марок, а также результаты Измерения коэффициентов линейного термиче-
ского расширения приведены в таблице на стр. 220.
«Серебро», причины его образования и способы предупреждения
Поверхностное растрескивание (образование «серебра») полиметилметакри-
латного органического стекла в начальный период проявляется как синева* или
помутнение, затем трещины развиваются до значительной глубины, достигающей
1—2 мм и более.
Размеры трещин изменяются в широких пределах. Как правило, они возни-
кают на поверхности и распространяются в направлении, перпендикулярном на-
правлению действия максимального иапряжеиия.
Все виды «серебра» можно подразделить на две группы — ориентированное
и неориентированное, в зависимости от растягивающих напряжений (направлен-
ных и хаотически действующих). При одноосном растяжении всегда образуется
ориентированное «серебро», при двухосном — иеориентироваииое «серебро».
В условиях искусственного и естественного старения, испарения низкомолеку-
лярных веществ, при действии органических растворителей и некоторых других
факторов образуется неориентированное «серебро».
Появление «серебра» вызывает значительные изменения физико-механиче-
ских, оптических и других свойств органических стекол.
Ниже приводятся показатели некоторых свойств пластифицированного поли-
метилметакрилатного органического стекла СОЛ при образовании «серебра»:
Ударная вязкость, кгс*см/см2
без «серебра»................. 13,1
с «серебром».................. 6,1
Прозрачность, %
без «серебра»..................... 92
с «серебром».................. 76
Некоторые показатели механических свойств образцов органического стекла
марки СОЛ различной толщины, пораженных «серебром», приведены в таблице.
221
Физико-механические свойства органического стекла марки СОЛ
Обычно появление «серебра» уменьшает прочность материала. Наряду с этим
возможна длительная эксплуатация деталей из органического стекла с незиачи-
обнаружили значительного снижения прочности: разрушение при испытании
почти во всех случаях происходило не по
месту расположения «серебра».
При возникновении «серебра» под дей-
ствием исходных и эксплуатационных растяги-
вающих напряжений чрезвычайно важную роль
играют факторы, снижающие прочность по-
верхностного слоя стекла: действие раствори-
телей и их паров, влаги, УФ-лучи, темпера-
турные перепады на поверхности образца
и т. п.
Стойкость образца к появлению «серебра»
t зависит от растягивающего напряжения а
следующим образом:
тельным «серебром» на нх поверхности. Статические испытания таких деталей
не ।
Напряжение, кгс/см2
Рис. 4. Зависимость времени
появления «серебра» от растя-
гивающих напряжений.
t = ea-v
где 0 и у — постоянные, характерные для дан-
ного растворителя.
Для оценки * исходных внутренних напря-
жений органического стекла введено испытание
на серебростойкость по дибутилфтал ату. В на-
стоящее время органическое стекло выпускается с серебростойкостью по днбутил-
фталату ^50 ч, т. е. с исходными напряжениями не более 12 кгс/см2.
На рис. 4 представлена зависимость времени появления «серебра» от вели-
чины растягивающих напряжений при действии дибутилфталата при 40 °C.
Данные о стойкости образцов из органического стекла марки СОЛ к обра-
зованию «серебра» при различных растягивающих напряжениях приведены ниже:
Напряжение, кгс/см2
Стойкость, мин
при 20 °C . . . .
» 60 °C ... .
100 200 300 40СГ 500
. . 602 700 120 000 50 10 0
. . 240 10 1 0 0
Установлено, что «серебро» возникает при 60 СС и напряжениях 125 кгс/см2
через 2 ч, а полное разрушение образцов наступает через 1700 ч. Таким образом,
время с момента нагружения до появления видимых трещин составляет меиее
1%, т. е. долговечность образца определяется в основном скоростью распростра-
нения трещин.
222
Данные о стойкости к растрескиванию при действии растягивающих напря-
жений образцов стекол марок СТ-1 и 2-55 приведены на рис. 5.
«Серебро» образуется главным образом в области вынужденной эластич-
ности. Если слои органического стекла в вынужденно-эластическом состоянии
расположены внутри образца, а поверхностные слои находится в стеклообразном
280 600 760 0 80 180 2Ю 320
Напряжение> кгс/см2
Рис. 5. Зависимость времени появления «серебра» от величины
растягивающих напряжений при различных температурах:
/ — ориентированное состояние; 2—неориентированное состояние.
и высокоэластическом состоянии, то «серебрения» не наблюдается ни при малых,
ни при больших значениях растягивающих напряжений (см. таблицу).
Долговечность органического стекла
Напряжение,
кгс/см2
Т емпература поверхности» °C
наружной
Долговеч-
ность, мин
Появление «серебра»
внутренней
100 100 22
200 100 22
300 60 22
300 100 -50
400 100 —50
400 60 22
>465
>8658
>2160
>208
>30
>11
При нагружении
То же
»
Серебро не появилось
То же
При нагруженнн
Из приведенных данных следует, что только в том случае, когда темпера-
тура одной поверхности 100, а другой —50 °C, «серебро» не возникает. Во всех
случаях «серебро» возникает только с холодной стороны в поверхностном слое
с температурой 22 °C.
Появление «серебра» вызывается действием почти всех органических рас-
творителей.
223
По своей активности в отношении образования «серебра» растворители мо-
гут быть расположены в следующий ряд [активность бензина БР-1 («Галоша»)
принята за единицу]:
Беизин БР-1 («Галоша») . . 1
Бензин авиационный Б-70 . . 1,5
Четыреххлористый углерод . 2,1
Этиловый спирт........... 25,2
Бензиловый спирт......... 39,7
Этилацетат................ 54,9
Ацетон............. . , . 76,6
Хлороформ................. 126,6
Дихлорэтан........\ . . . 195,8
Для каждого растворителя существуют предельные значения напряжений,
ниже которых «серебра» не образуется.
Выдержка на воздухе с относительной влажностью 60% и более приводит
к значительному увеличению внутренних растягивающих напряжений и, как
следствие, к понижению серебростойкости СеребростоЙкость по дибутилфталату
уменьшается, например, с 70 до 1—5 ч. Длительная выдержка стекла в воде по
своему действию на его СеребростоЙкость аналогична выдержке стекла иа воз-
духе с высокой относительной влажностью.
Снижение серебростойкости стекла под влиянием влаги зависит от содер-
жания в нем низкомолекулярных веществ. Чем больше содержание таких ве-
ществ, тем более резко снижаетси серебростойкость стекла. Даже при весьма
длительном воздействии воды или среды с высокой относительной влажностью
на органическое стекло (4—6 и более месяцев) «серебро» не возникает на стекле
со сравнительно невысоким содержанием низкомолекулярных веществ (1—2%).
При облучении стекла УФ-лучами в течение 600 ч «серебро» на органическом
стекле СОЛ серийного производства также ие образуется. Сочетание действия
высокой относительной влажности (90%) и УФ-лучей вызывает появление «се-
ребра» через 50 ч. При совместном воздействии среды с высокой относительной
влажностью и УФ-лучей в атмосфере озона образуется «серебро» на стекле СТ-1
через 70 ч, а иа стекле 2-55 через 36 ч.
Оптические свойства органических стекол
Оптические свойства органических стекол СТ-1, 2-55, СОЛ и Т-2-55 характе-
ризуются показателем преломления, коэффициентом оптического напряжения,
общей прозрачностью, спектральной прозрачностью в ультрафиолетовой, види-
мой и инфракрасной областях спектра, светостойкостью, угловым смещением,
игрой изображения.
Показатели оптических свойств органических стекол
ведены ниже:
различных
Показатель преломления
при 21 °C........................
» 45 °C.....................
» 60 °C...............* . . .
» 75 °C.....................
» 90 °C................. .
Светостойкость (снижение прозрач-
ности прн облучении стекла лам-
пой ПРК-2 в течение 50 ч), %,
не более ........................
Угловое смещение, мин............
Игра изображения, мин . . • . . .
Оптический коэффициент напряже-
ния при 18—20 °C, брюстеры . .
СОЛ СТ-1 2-55
1,4930 1,4895 1,4961
1,4892 1,4870 1,4933
1,4873 1,4848 1,4919
1,4850 1,4830 1,4900
1,4825 1,4820 1,4890
2,5 2,5 2,5
3-9 з„9 3-9
2-3 2—3 2—3
2,2—2,4 4,6—4,8 2,0
марок при-
Т-2-55
1,4960
1,4945
1,4930
1,4910*
1,4900
2,5
3-9
2-3
1,2-1,5
* Испытания проводили при 60 °C.
Коэффициент пропускания в ультрафиолетовой части спектра для всех ма-
рок органических стекол повышается с увеличением длины волны. Данные о све-
топропускаиии органических стекол приведены в таблице на стр. 225. В интер-
вале длин воли от 3000 до 5500 нм стекла практически непрозрачны.
224
00
Спектральное светопропускание * органических стекол
Коэффициент спектрального светопропускания, %
видимая
область,
нм
СОЛ
СТ-2
90—92
90—92
ультрафи олетова я
область, ям
300 320 340 360 380 400
11 0 53 0 76 11 86 85 >88 89 89 90
инфракрасная область, нм
750 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600
92 90 90 61 60 70 45 49 7 0 2
90 92 92 90 60 69 42 49 5 1 8
* Спектральное светопропускание измерялось на образцах стекол толщиной 5 мм спектрофотометрами СФ-4, Сф*2М, ИКС-14, СФ-10,
*
Переработка органических стекол
❖0 80 120 160 200
Температура,9О
Рис. 6. Зависимость макси-
мальных удлинений органиче-
ских стекол при одноосном
растяжении от температуры:
/—2-55; 2 — СТ-1; 3 — СОЛ; 4 — Т-2-55.
Формование органических стекол часто связано со значительной вытяжкой
материала (до 100%),
Ориентацию, т. е. равномерную вытяжку разогретого органического стекла
в нескольких направлениях, производят на машинах различных конструкций.
Способность органического стекла к вытягиванию характеризуется величиной
максимальных удлинений при разных температурах (рис. 6). Наряду с вытяж-
кой стекол применяется также сжатие, кото-
рое производится с помощью прессов (таким
способом получают плиты из непластифициро-
ваниого полиметилметакрилата).
Мерой ориентации является степень растя-
жения или сжатия, определяемая по формуле
где h\ — исходная толщина листа; йг— конеч-
ная толщина листа.
В зависимости от размеров деталей и от
конфигурации можно выделить два основных
метода формования:
метод свободной вытяжки — формование
без соприкосновения рабочих поверхностей
стекла с поверхностью формовочного приспо-
собления;
метод формования с помощью матриц и
пуансонов — оптические поверхности стекла
соприкасаются с оформляющими поверхностя-
ми формовочного приспособления.
Формование методом свободной вытяжки
осуществляется двумя способами: пневматиче-
ским и вакуумным (рис. 7, 8). Пневмоформо-
вание применяют для получения деталей, ко-
торые формуются при более высоком давлении (избыточное давление прн ва-
куум-формованин не превышает 0,8—0,9 кгс/см2).
К формованию с помощью матриц и пуансонов относится формование в за-
крытых штампах, формование на пуансоне окантовочной прижимной рамкой по
контуру заготовки, вакуум-формование в матрицу со свободным скольжением,
формование на пуансоне способом обтяжки, пиевмоформоваиие в матрицу
И др.
Для получения деталей с высокими показателями оптических свойств на
формообразующие поверхности наносят специальные смазки. Применение смазок
дает возможность начинать процесс формования непосредственно после извлече-
ния разогретой заготовки из термошкафа без предварительного охлаждения ее
поверхности. При формовании стекла СОЛ и СТ-1 применяется смазка АМС-30,
для стекла 2-55 — смазка АК-15.
Температура поверхности органического стекла в конце формования для
стекол СОЛ, СТ-1 и 2-55 должна быть соответственно 105, 115, 130 °C. Детали
с формовочного приспособления рекомендуется снимать при температуре стекла
ие выше 45 °C.
Ориентированное органическое стекло обладает высокой пластичностью, по-
этому детали из него можно изготавливать изгибанием холодных или слегка
подогретых листов в контурных рамах с последующей фиксацией формы путем
термообработки (метод холодного формования).
Сварка. Зависимость прочности сварного шва стекол СОЛ и СТ-1 от тем-
пературы сварки, проводившейся в течение 15 мни при давлении 20 кгс/см2,
представлена на рис. 9.
При сварке материал становится монолитным, и при испытании на разрыв
разрушение образца часто проискодит ие по сварному шву.
226
Механическая обработка органических стекол производится главным образом'
путем сверления и фрезерования.
Метод оценки качества механической обработки, принятый для металлов (по
износу режущего инструмента), в данном случае неприменим, так как не изнбс
является определяющим критерием при механической обработке органического
стекла;
Рис. 7. Схема установки для ва*
куум-формования прн помощи про-
тяжных формообразующих колец:
/—вакуум-камера; 2—формообразующее
кольцо; 3 — прижимное кольцо; 4 —винто-
вые зажимы; 5—указатель глубины вы-
тяжки; 3—органическое стекло.
Рис. 8. Схема установки для пиевмо-
формования при помощи протяжных
формообразующих колец:
/—пневмокамера; 2 — прижимное кольцо;
3—винтовые зажимы; 4—указатель вы-
соты вытяжки; 5—органическое стекло.
Основным критерием оценки качества органического стекла служит величина
внутренних напряжений, которые возникают в стекле в процессе механической
обработки. Наиболее простым методом оценки напряжений в поверхностных
Рис. 9. Зависимость прочности сварного шва органических стекол
от температуры сварки:
/ — СТ-1; 2—СОЛ; 3 —СОЛ, подвергнутое дополнительной обработке при
130 °C.
слоях стекла является метод действия органических растворителей и пластифи-
каторов. Допустимое значение напряжений (~10—15 кгс/см2) фиксируется по
отсутствию «серебра» при действии иа стекло СТ-1 дибутилфталата в течение
24 ч, а на стекло 2-55— ацетона в течение 10 мни.
При сверлении рекомендуется применять сверла с углом при вершине, рав-
ным 120°, С увеличением скорости резания стойкость стекла к образованию «се-
ребра» уменьшается. Так, при сверлении стекла СТ-1 со скоростью резания
3,14 м/мин даже без охлаждения серебростойкость по дибутилфтал ату состав-
ляет более 24 ч.
При фрезеровании стекол СТ-1 и 2-55 высокая серебростойкость обеспечи-
вается применением фрез с передним углом 20° и задним углом 15—20°.
227
8*
Наилучшие результаты по серебростойкости дают фрезы диаметром 30 мм с семью
зубьями.
Значительное повышение серебростойкости органических стекол при сверле-
нии и фрезеровании наблюдается при применении смазочио-охлаждающих жид-
костей.
Монтаж деталей из органического стекла производят болтовым, безболто-
вым и мягким креплением.
При болтовом креплении стекло прижимается к каркасу болтами, винтами
нли заклепками через отверстия в стекле или специальные вырезы (фестоны).
Возможность перемещения стекла в заделке и выход его из-под болтов при
эксплуатационной нагрузке в значительной степени снижают местные напряже-
ния и позволяют отжигать изделия в собранном виде.
Безболтовое крепление органических стекол обеспечивает более равномер-
ное распределение напряжений в местах заделки стекол в каркас. Стекло к кар-
касу прижимается металлическими накладками, которые крепятся к каркасу бол-
тами или винтами.
Иногда применяют комбинированный метод крепления — болтовой и без-
болтовой. В этом случае по продольным профилям стекло крепится при по-
мощи металлических накладок, а по передней и задней дугам — болтами через
отверстия.
При комбинированном мягко-жестком креплении по переднему ободу стекло
крепится болтами через отверстия, по продольным профилям — иа капроновой
ленте, которая приклеивается к кромке стекла. По заднему ободу стекло сопря-
гается с каркасом без какого-либо закрепления. При мягком креплении стекло
крепится на капроновой ленте по всему периметру.
Кроме капроновой ленты в настоящее время применяют термостойкую лав-
сановую ленту ЛЛ.
Для мягкого крепления стекол применяют клей В31-Ф9 и ПУ-2 с рабочей
температурой до 150 °C и клеи ВОЮ-Т(М) —до 210 °C. Разработаны также гер-
метики У-ЗОМ и У-30-МЭС-10, применяемые до температуры 150 °C, и «виксинт»
У-2-28 - до 200 °C.
ЛИТЬЕВЫЕ, ЭКСТРУЗИОННЫЕ И ПРЕССОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Литьевые и экструзионные материалы получают двумя методами: сополиме-
ризацией в массе метилметакрилата с небольшими количествами метил- или бу-
тилакрилата в присутствии инициаторов и регуляторов полимеризации с после-
дующим измельчением полученных блоков (дакрилы) и суспензионной полимери-
зацией или сополимеризацией метилметакрилата с бутилакрилатом (ЛСОМ).
В качестве инициаторов полимеризации чаще всего используют перекись
бензоила и перекись лаурила, в качестве регуляторов—лаурилмеркаптан и дру-
гие меркаптаны.
При суспензионной полимеризации для стабилизации суспензии применяют
различные поверхностно-активные вещества, преимущественно водорастворимые
соли акриловой и метакриловой кислот или их сополимеры. Полимеризацию про-
водят в эмалированных реакторах емкостью 1—6 ма, снабженных мешалкой и
рубашкой для назревания и охлаждения. По окончании полимеризации получен-
ный полимер отделяют от жидкой фазы, промывают водой от стабилизатора и
сушат в специальных сушилках.
Переработку литьевых и экструзионных материалов проводят обычными спо-
собами при 180—220 °C. Перед переработкой полимеры высушивают при 80 °C
в течение 4 ч. Специфика изготовления изделий из литьевых полимеров и сопо-
лимеров метилметакрилата заключается в том, что в используемом оборудова-
нии предусмотрен отсос мономеров, образующихся при повышенных температу-
рах при переработке.
Прессовочные материалы (полиметилметакрилат Л-1) получают суспензион-
ной полимеризацией. Переработку проводят па прессах обычного типа.
Выпускаются полимеры следующих марок.
Дакрил-2М (ТУ 6-01-707—72). Представляет .собой сополимер метилмет-
акрилата (98%) с метилакрилатом (2%). Выпускается прозрачным бесцветным и
228
прозрачным окрашенном по согласованию с потребителем. Предназначается для
изготовления автомобильных деталей методом литья.
Дакрил-2М должен удовлетворять следующим требованиям:
\ Показатель текучести расплава (диаметр сопла 2,095 мм,
нагрузка 12,9 кгс, 190 °C), г/10 мин.......... 0,8—2,0
Остаток после просева иа сите с сеткой (ГОСТ
3826—66), %
Кг 6,0 ...».................................. Отсутствует
№ 2,0, не менее................................... 50
Кг 0,7, не менее................................... 98
Ударная вязкость с надрезом, кгс • см/см2 .... *1,6
Теплостойкость при изгибе, °C.......................... 90
Светопрозрачность, %, ие менее......................... 90
Коэффициент светорассеяния, %, ие более .... 3,0
Дакрил-4Б (ТУ 6-01-742—72). Представляет собой сополимер метилмет-
акрилата (96%) с бутилакрилатом (4%). Выпускается прозрачным бесцветным.
Предназначается для изготовления изделий медицинского назначения.
Дакрил-4Б должен удовлетворять следующим требованиям:
Показатель текучести расплава (диаметр сопла 2,095 мм,
нагрузка 12,9 кгс, 190 °C), г/10 мин.................. 2,0—3,5
Содержание остаточного мономера, %, ие более.......... 0,7
Остаток после просева на снте с сеткой (ГОСТ 3826—
66), %
№ 6,0, ие более......................................... 0,5
№ 7,0. ие меиее................................... 96,5
Светопрозрачность, %, ие менее........................ 90
Дакркл общего назначения (ТУ 6-01-544—70). Представляет собой сополи-
мер метилметакрилата с метилакрилатом (2%) — дакрил-2МО и с бутилакрила-
том (4%)—дакрил-4БО. Предназначается для изготовления светотехнических и
электротехнических изделий, труб и других изделий народного потребления, изго-
товляемых методом литья под давлением и экструзией. В зависимости от пока-
зателя текучести выпускается трех марок: А, Б и В.
Дакрил общего назначения должен удовлетворять требованиям, приведен-
ным в таблице.
Свойства дакрила общего назначения
Дакрил-2МО
А Б В
Дакрил-4БО
Внешний вид............
Показатель текучести рас-
плава (диаметр сопла
2,095 мм, награзка
12,9 кгс, 190 °C), г/10 мни
Частицы неправильной формы фазмером
0,7—6,0 мм
0,50-0,79
0,80-2,00
2,01 -2,5
1,0-3,5
Полиметнлметакрилат суспензионный для литьи к экструзии (ТУ 6-01-67—72).
Представляет собой полиметилметакрилат — ЛСОМ и сополимер метилметакри-
лата (96%) с бутилакрилатом (4%)—ЛСОМ-4Б. Предназначается для изготов-
ления изделий технического и хозяйственного назначения методами литья под
давлением н экструзией. Выпускается прозрачным или замутненным в виде гра-
нул. Степень замутнения определяется назначением материала.
По согласованию с потребителем полимер литьевой гранулированный может
выпускаться окрашенным в различные цвета. '
229
Полиметилметакрилат бесцветный прозрачный гранулированный должен удо-
влетворять следующим требованиям:
л сом л сом-4 Б
Внешний вид..........................
Г ранулы длиной до
6 мм, диаметром до
4 мм круглого или
иного сечения
Показатель текучести расплава (диаметр
сопла 2,095 мм, нагрузка 12,95 кгс, 190°С),
г/10 мин.................................
Разрушающее напряжение при растяжении,
кгс/см2, не менее........................
Относительное удлинение при разрыве, %,
не менее.......................• . . . .
Теплостойкость по Вика, °C, ие менее . . .
0,4—1,5 0,8—2
660 650
3,5 3,5
НО 107
Замутненный полимер выпускается следующих групп, различающихся свето-
техническими характеристиками:
Степень Коэффициент интегрального
Группа рассеяния светопропускания, %
I 0,02—0,15 0,90—0,75
II 0,15—0,40 0,85—0,65
III 0,40—0,60 0,75-0,55
IV 0,60-0,80 0,65-0,40
Полиметилметакрилат Л-1 специального и технического назначения
(ТУ 6-05-1344—71). Представляет собой порошок, полученный суспензионной
полимеризацией метилметакрилата с добавкой пластификатора. Предназначается
для изготовления изделий технического назначения.
Полиметилметакрилат Л-1 перерабатывается в изделия методом горячего
или холодного прессования порошка, предварительно набухшего в метилмет-
акрилате, а также из растворов в органических растворителях (ацетон, дихлор-
этан и др ) для получения пленок и клеев.
ПОЛИМЕТАКРИЛАТЫ ДЛЯ ЛАКОВ, ПЛЕНОК И КЛЕЕВ
Полиметакрилаты для лаков, пленок и клеев получают полимеризацией в
суспензии, эмульсии, растворе или в массе. Выпускают следующих марок.
Полибуталметакрилат суспензионный (ТУ 6-01-252—68). Представляет собой
мелкозернистый продукт, полученный суспензионной полимеризацией бутилмет-
акрилата. Перерабатывается из растворов в органических растворителях (толуол,
ацетон, этилацетат и др.), используемых для различных технических целей.
Полимер должен удовлетворять следующим требованиям:
Относительная вязкость 0,1 %-ного раствора в хлоро-
форме ...........................................1,06—1,12
Содержание, %, не более
остаточного мономера •.............................. 13
влаги................................................. 0,7
Пленка полибутил мет акрилатная (МРТУ 6-01-335—69). Представляет собой
пластифицированный полибутилметакрилат, полученный полимеризацией в массе
с последующей строжкой блоков иа пленку. Применяется для прокладок и лаков
различного технического назначения,
230
Пленка выпускается следующих размеров:
Толщина, мм................
Допуск
на толщину 0,5 мм . . . .
для всех других толщни .
Размер (ширина и длина, мм) .
0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5
+0,1 мм
±0,1 мм
Максимальный 620XI050
Минимальный 200X250
По согласованию с потребителем могут выпускаться нланки других толщин
и размеров.
Пленка полнбутнлметакрилатная должна удовлетворять следующим требо-
ваниям:
Вязкость 5 %-ного раствора
пленки в ацетоне, сП . . . .
Содержание полимера в пленке,
%, не менее...............• .
1-Й сорт 2-й сорт 3-Й сорт
12—50 12—-50 12—50
87 87 85
Полииэобутил метакрилат (ТУ 6-01-259—68). Представляет собой мелкозер-
нистый продукт, полученный суспензионной полимеризацией нзобутнлметакри-
лата. Перерабатывается нз растворов в органических растворителях (толуол, аце-
тон н др.), используемых для технических целей.
Полинзобутилметакрилат должен удовлетворять следующим требованиям:
Относительная вязкость 0,1%-ного раствора в хлоро-
форме ......................................... 1,08—1,13
Содержание, %, не более
остаточного мономера.......................• . . . 1,5
влаги.......................................... 0,8
Смола БМК-5 (ТУ 6-01-432—69). Представляет собой сополимер бутнлмет-
акрилата и метакриловой кислоты, получаемый суспензионной или эмульсионной
полимеризацией. Применяется для изготовления лаков и клеев. Удельная вяз-
кость 0,5 % -ного раствора сополимера в ацетоне 0,1 б—0,25. По согласованию
с потребителем смола может выпускаться с вязкостью 0,25—0,40. Содержание
метакриловой кислоты в сополимере 3,9—4,7%. Содержание влаги до 3%.
Смола АС (ТУ 6-01-370—69) представляет собой сополимер бутилметакри-
лата с амидом метакриловой кислоты, полученный полимеризацией в растворе
изопропилового спирта с последующим выделением полученного полимера. При-
меняется для изготовления лаков и эмалей.
Смола должна удовлетворять следующим требованиям:
Удельная вязкость 0,5%-ного раствора сополимера
в ацетоне....................................... 0,14—0,20
Содержание, %
азота в сухой смоле............................... 0,9—1,2
влаги....................•.................... До 7
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
Полиметакрилаты при комнатной температуре являются нетоксичными и
^взрывоопасными материалами.
Прн переработке органического стекла, литьевых и экструзионных материа-
лов при температуре выше температуры размягчении возможно выделение метил-
метакрилата. Предельно допустимая концентрация паров метилметакрилата в воз-
духе рабочей зоны 10 мг/м3.
Листовое органическое стекло, литьевые и экструзионные материалы должны
перерабатываться в помещениях, оборудованных прнточно-вытяжиой вентиляцией
й устройствами с отсасывающей вентиляцией от мест газовыделения.
231
ЛИТЕРАТУРА
Марек О., Томка М. Акриловые полимеры. М.-Л., «Химия», 1966, с. 320.
Дебский В. Полиметилметакрнлат. М, «Химия», 1972, с. 152.
Перов Б. В., Гудимов М. М. Ориентированное органическое стекло. М#4.
1961, с. 50.
Гудимов М. М., Каргин В. А., Перов Б. В., Думнов М: В., ДАН
СССР, 1959, т. 128, № 4, с. 715—718.
Перов Б. В., О с н к и н а Е. С., Гудимов М. М. Механ. полимеров, 1969^
№ 2, с. 274—281.
Перов Б. В., Оснкнна Е. С., Куклин Э. А., Механ. полимеров, 1971, № 4„
с. 586—593. *
Паншин Б. И., К а с ю к В. Д., Механ. полимеров, 1969, № 6, с. 963—969.
М и к и т и ш и н С. И.; Тынный А. Н., Физ.-хим. мех. материалов, 1972, т. 8„
№ 1, с. 116—117.
Просвирин В. И., Механ. полимеров, 1971, № 3, с. 562—564.
Белик А. Н., Пантелеев Е. П., Просвирин В. И., Механ. полимеров^
1971, № 4, с. 745—747.
Просвирин В. И., Механ. полимеров, 1972, № 1, с. 181—182.
Бессонов М. И., Кувшинский Е. В., Физ. тв. тела, 1961, т. 3, № 5„
с. 1314—1323.
Гудимов М. М., Пер од Б. В., Осикина Е. С., ДАН СССР, 1969, т. 185^
№ 2, с. 349—352.
Просвирин В. И., Механ. полимеров, 1970, № 3, с. 465—470.
Осикина Е. С., Гудимов М. М., Физ.-хим, мех. материалов, 1967, т.
№ 1, с. 54-57.
Фролова М. И., Пласт, массы, 1965, № 5, с. 58—60.
Гудимои М. М., Барышников О. А., Пласт, массы, 1965, № 2, с. 69—70_
Фролова М. И., Чекмодеева И. В., Хабахпашев А. Г., Приборы »
техн, эксперимента, 1967, № 4, с, 239.
Рубцов М. А., Фролова М. И., Чу кин В. С., Приборы и техн, экспери-
мента, 1969, № 4, с. 59—60.
Перов Б. В., Осикина Е. С.» Волкова В. П., Механ. полимеров, 1971*.
Ns 1, с. 17—23,
ПОЛИВИНИЛАЦЕТАТ, ПОЛИВИНИЛОВЫЙ СПИРТ,
ПОЛИВИНИЛАЦЕТАЛИ
Поливинилацетат получается радикальной полимеризацией винилацетата —
сложного винилового эфира уксусной кислоты, образующегося при взаимодей-
ствии уксусной кислоты н ацетилена либо уксусной кислоты, этилена и кислорода.
В качестве инициаторов полимеризации применяются органические и неорганиче-
ские перекиси, гидроперекиси и азосоединения. Кислотным или щелочным омы-
лением поливинилацетата получают поливиниловый спирт, а при действии на
него соответствующих альдегидов и кетонов — различные поливинилацетали и
лолнвинилкетали.
Полимеры на основе сложных виниловых эфиров отличаются универсаль-
ными адгезноннымн свойствами.
Наиболее распространенными представителями полимеров этого класса яв-
ляются поливиннлацетат, поливиниловый спирт и некоторые поливинилацетали —
гполивинилформаль, поливинилэтилаль, поливннилформальэтилаль, поливинилбу-
тираль, поливинилбутиральфурфураль, поливинил кеталь.
ПОЛИВИНИЛАЦЕТАТ (ПВА)
Г—СН2—СН—
OCOCH3Jrt
В промышленности полимеризацию винилацетата проводят в растворе эмуль-
сии, суспензии и в массе (в блоке). Наибольшее распространение на практике
получил метод полимеризации винилацетата в растворе («лаковый» метод).
1. Лаковую полимеризацию винилацетата проводят в среде растворителей,
которые, растворяют как мономер, так и полимер (спирты, сложные эфиры и др.).
В тех случаях, когда ПВА предназначается для переработки в поливиниловый
спирт, в качестве растворителя применяют метанол.
В качестве инициаторов реакции применяют перекись бензоила или динитрил
^зо-бис-изомасляной кислоты. Молекулярный вес образующегося полимера зави-
сит от ряда факторов (природы растворителя и инициатора, концентрации ком-
понентов, температуры, глубины конверсии мономера и др.) и колеблется от
10 000 до 150 000. Получаемый раствор ПВА в растворителе — «лак» используют
как таковой или нз него выделяют полимер.
Для поливинилацетатных лаков, применяемых для склеивания различных
материалов или нанесения покрытий, в качестве растворителя обычно исполь-
зуют этиловый спирт илн этилацетат.
Для повышении твердости и теплостойкости покрытий, стойкости к истира-
нию и водостойкости винилацетат сополимеризуют с эфирами малеиновой нли
'Фумаровой кислоты. Адгезионные свойства лаков значительно улучшаются при
-использовании в качестве сомономера бутилакрилата.
233
Поливииилацетат в виде спиртового раствора (ТУ 6-10-1081—70) выпускается
трех марок, различающихся по вязкости бензольных молярных растворов:
Марки
С-4 С-8 С-12
Вязкость молярного раствора в бензоле, сП . .
Содержание, %
сухого вещества............................
мономера в пересчете на сухой остаток,
не более...........*....................
Цвет по шкале..............................
3—6 6—10 10—14
45—55 45—55 45—55
1,2 1,2 1,2
№ 3 № 3 № 3
Сополимеры бутилакрилата с винилацетатом в растворе этилацетата (лаки
БАВ) (ТУ 6-09-707—71) выпускаются трех марок, отличающихся по составу
сополимера и вязкости раствора:
Марки
БАВ-1 БАВ-1М БАВ-4М
Состав сополимера (винилацетат:бутил-
акрилат), вес. % ......................... 50:50 50:50
Вязкость 40%-ного раствора при 20°C, П . . 220—280 180—240
Содержание, %
сухого вещества.......................... 40±2 40±4
непрореагировавшнх винилацетата и
бутилакрилата, не более.............. 4,4 5,5
70:30
2-15
40±2
4,4
По внешнему виду лаки представляют собой вязкие липкие прозрачные бес-
цветные или слегка желтоватые растворы, образующие после высыхания пленку»
Их можно разбавлять сложными эфирами, кетонами, спиртами, ароматическими
углеводородами, диметилформамидом.
Приготовленные из лаков пленки обладают высокой прозрачностью (свето-
пропускание не ниже 99%), имеют относительное удлинение при разрыве до
1000% и разрушающее напряжение при растяжении 5—8 кгс/см2. Лаки БАВ
обеспечивают высокую адгезию различных пленочных материалов к ткани, бумаге.
2. Суспензионную полимеризацию винилацетата проводят в водном растворе
стабилизатора прн 65—95 °C в присутствии растворимых в мономере инициато-
ров (перекись бензоила, динитрил азо-бис-изомасляной кислоты). В качестве
стабилизатора суспензии обычно применяют поливиниловый спирт, содержащий
10—15% неомыленных ацетильных групп. Поливинилацетат получается в виде
шариков диаметром 0,1—2 мм.
При суспензионной полимеризации получается полимер с более высоким мо-
лекулярным весом (до 2 000000), чем при лаковой
Суспензионный поливииилацетат (ТУ 6-05-1593—72) выпускается семи
марок, которые должны удовлетворять требованиям, приведенным в таблице.
Свойства суспензионного поливинилацетата различных марок
Показатели
Марки
№ 15 №25 №50 №75 № 100 К Ц
Вязкость моляр-
ного раствора,
сП..............
Растворимость
в бензоле . .
в этиловом
спирте . .
Ю—15 16—25
Полная
26-50 51—75 76-100
Полная
Не регламентируется
45-60 9-12
Не опреде-
ляется
Суспензионный поливииилацетат растворим в смеси спиртов и сложных эфи-
ров. Марки № 50, 75, 100 и К хуже растворяются в спиртах, образуют мутные
растворы.
234
3 Эмульсионную полимеризацию винилацетата проводят в водном растворе
поливинилового спирта (или с добавкой других эмульгаторов н стабилизаторов)
прн 65—85 °C в присутствии перекисных и гндроперекисных инициаторов и акти-
ваторов Поливинилацетатные дисперсии отличаются высокой стабильностью, со-
держат около 50% сухого вещества и используются как таковые (например, в
качестве клея) либо как компоненты различных композиций.
В зависимости от назначения размер частиц полнвиннлацетатных дисперсий
колеблется от 0,1 до 3 мкм. Размер частиц 1—3 мкм обеспечивает агрегатную
устойчивость дисперсий прн замораживании до —40 °C и оттаивании. Диспер-
сии с частицами меньшего размера, как правило, не обладают морозостойкостью.
Для придания поливинилацетатным дисперсиям необходимой консистенции в ннх
вводят неионогенн^е загустители — высоковязкий поливиниловый спирт, водорас-
творимые эфиры целлюлозы и др
Гомополимерные поливиннлацетатные дисперсии при высыхании образуют
хрупкие пленки, мутные илн слегка опалесцирующие вследствие несовместимо-
сти поливинилацетата с применяемым в качестве защитного коллоида поливини-
ловым спиртом Для придания пленкам и покрытиям сплошности и эластичности
в поливинилацетатные дисперсии вводят до 35% пластификаторов (обычно дибу-
тилфталат) При введении более 7% пластификатора устойчивость дисперсий
к низким температурам уменьшается, поэтому в холодное время года пластифици-
рованную дисперсию транспортируют в термоизолированных цистернах или совме-
щают дисперсию с пластификатором на месте применения при комнатной темпера-
туре Введение в пластифицированную дисперсию в процессе изготовления неко-
торых добавок, например малеинового ангидрида, придает ей морозостойкость.
Поливиннлацетатные дисперсии могут высушиваться в специальных распыли-
тельных сушилках Получившиеся поливиннлацетатные порошки хранятся и
транспортируются также и при низких температурах, а после смешения с водой
легко редиспергируются с получением стабильных дисперсий.
Поливиннлацетатные дисперсии (ГОСТ 18992—73) выпускаются 22 марок.
Свойства некоторых наиболее распространенных марок дисперсий приведены в
таблице на стр 235
Свойства поливинилацетатных дисперсий некоторых марок
Показатели
ДВ ДБ
48/4 Н 47/7С
47/7В
ДБ*
48/4НЛ
ДБ *
48/4СЛ
Внешний вид
Вязкая жидкость белого
цвета, без комков и по-
сторонних включений
Вязкость дисперсии (по стан-
дартной кружке ВМС), с .
‘Содержание, %
мономера, не более . . .
сухого остатка, не менее
пластификатора (днбутнл-
фталата) в пересчете
на сухое вещество . .
Показатель концентрации во-
дородных ионов (pH) . . .
8-10
0,5
52
5-10
4,5-6
Вязкая жидкость
белого цвета без
комков и посто-
ронних включе-
ний. Образует
прн высыхании
однородную про-
зрачную пленку
8-15 15-25
0,4 0,4
51 51
5-10 5-10
5-6 5-6
Применяется для изготовления
высококачественных красок.
235
Пленки из поливинилацетатных дисперсий обладают хорошей адгезией к
различным поверхностям и стойкостью к световому старению. Дисперсии с ча-
стицами размером до 0,5 мкм образуют пленки, отличающиеся большой водостой-
костью и стойкостью к мокрому истнранню, что особенно важно при использо-
вании дисперсий в лакокрасочной промышленности.
Поливиннлацетат — аморфный прозрачный бесцветный полимер без вкуса
н запаха, нетоксичен. Содержит 1—2% звеньев типа «голова к голове» (с пони-
жением температуры полимеризации это количество несколько уменьшается).
Характеристическая вязкость связана с молекулярным весом выражением
[Т)1 = /СЛ4а
Значения К н а для некоторых растворителей приведены в таблице.
Значения /С и а
Обозна чения: д—диффузия, о—осмометрня» с—рассеяние света, сед —седиментация
в ультрацентрифуге.
Растворитель
Температу-
ра, °C
К-104
Метод
калибровки
И] по М
ЛЫ0“3
Ацетон 30 1,02 0,72 с 27—1300
Бензол 30 5.63 4> 0,62 0 26—860
Бутанол 25 0,62 о, сед, д 17—1200
Метанол 25 3,8 0,59 о 40—220
Метилэтилкетон . . 30 1,07 0,71 с 27—1300
Выпускаемые марки ПВА различаются по вязкости молярных растворов
(86 г полимера в 1 л бензола при 20 °C):
М-10-3 .................. 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220
Вязкость молярного рас-
твора ПВА й бензоле,
сП...................... 3 7,5 13 20 27 34 42 50 58 66 82
Вследствие высокой реакционной способности полнвинилацетатных радика-
лов образующийся полимер имеет разветвленное строение, за исключением поли-
меров, полученных особыми способами полимеризации (например, полимеризация
в растворе до конверсии мономера 50—60%). С увеличением степени разветвлен-
ности, особенно прн получении высокомолекулярного полимера методами суспен-
зионной н эмульсионной полимеризации, изменяются свойства растворов ПВА.
Физико-механические и электрические свойства
поливинилацетата
Показатели фнзико-механическнх н электрических свойств поливинилацетата
приведены ниже:
Плотность, г/см3
при 20 °C.......................... . . . .
» 50 °C................................
» 60 °C................................
а> 120 °C..............................
> 200 °C.............•................
1,19
1,17
1,16
1,11
1,05
236
Продолжение
Показатель преломления . ...... 1,4665
Разрушающее напряжение при растяжении *
при 20 °C, кгс/см^....................... 200—500
Относительное удлинение при разрыве (при
20 °C и 0 %-ной относительной влажно-
сти), %................................. 10—20
Модуль упругости при изгибе при 20 °C,
кгс/см*.................................. 13 • Ю3—23 • 10э
Ударная вязкость, кгс • см/см2............ 5—8
Температура стеклования, °C...................... 28—31
Температура размягчения, °C..................... 35—50
Температура текучести (молекулярный вес
до 25 000), °C................................. 120
Температура деструкции, °C........................ 170
Теплостойкость, °C
по Вика...................................... 44—50
> Мартенсу.................................. 30—32
Удельная теплоемкость, кал/(ч • °C).............. 0,39
Коэффициент теплопроводности, кал/(см • с • °C) 38 * 10"5
Термический коэффициент расширения,
1/°С
линейного................................. 86* 10”6
объемного............................. 67 • 10"5
Удельное поверхностное электрическое сопро-
тивление, Ом............................. 10п
Диэлектрическая проницаемость прн 20 °C и
частоте 1 кГц............................ 3,06
Тангенс угла диэлектрических потерь при
20 °C и частоте 60 Гц................... 2,5 • 10"
Электрическая прочность, кВ/мм............ 1,0
Водопоглощение при 25 °C, °/о
за 16 ч.................................. 1,5—2
> 144 ..............................• 7
Влагопроннцаемость, г/(см*ч*мм рт. ст.) . . 1,2 *10"7—2,8* 10"7
Газопроницаемость для водорода, смэ/(см • с • _8
• мм рт. ст.) .............................. 7,47 • 10"
Дипольный момент (для звена полимера,
в массе), Км................................ 6,67 • 10"
•^Прочность ориентированных образцов сильно
лирного веса, температуры и степени ориентации*
зависит от молеку-
Физнко-механические свойства ПВА в большой степени зависят от молеку-
лярного веса. С увеличением молекулярного веса его свойства улучшаются. Для
ПВА характерно явление сверхвысокой высокоэластической обратимой деформа-
ции (до 40 000%) и возможность достижения весьма значительной прочности
прн растяжении (до 4000 кгс/см2).
Диэлектрическая проницаемость н тангес угла диэлектрических потерь зна-
чнтельнЬ изменяются с температурой и частотой. С уменьшением частоты тока
до 60 Гц диэлектрическая проницаемость увеличивается до 6,1; тангенс угла ди-
электрических потерь tg д имеет максимальное значение прн 107—108 Гц. С пони-
жением температуры максимальное значение tg д полнвннилацетата смещается
в область более низких частот.
237
ПВА обладает хладотекучестью; устойчив к старению в атмосферных уело*
виях. Прн температуре ниже О °C становится хрупким. Введение «внешнего»
пластификатора увеличивает эластичность поливинилацетата:
Разрушающее напряжение прн
растяжении, кгс/см2............
Относительное удлинение прн раз-
рыве, % .......................
Содержание пластификатора
(дибутилфталата), вес. ч.
на 100 вес. ч. полимера
5 10 15 20 25 30
230 90 50 - 40 35 10
50 250 450 570 500 250
ПВА хорошо растворяется в сложных эфирах, хлорированных и ароматиче-
ских углеводородах, метиловом спирте, кетонах, уксусной кислоте, тетрагндрофу-
ране, пиридине; сильно набухает в четыреххлористом углероде и высших спиртах.
Добавление к спиртам (пропиловому, изопропиловому) небольших количеств
воды делает их растворителями ПВА.
Вязкость растворов зависит от характера растворителя и снижается с умень-
шением его растворяющей способности:
Вязкость
10%-ного
раствора ПВА •
при 20 °C, сП
Вязкость
10%-ного
раствора ПВА *
при 20 °C, сП
Бензиловый спирт 360
Хлороформ......... 122
Циклогексанон ... 83
Метнленхлорид ... 62
Бензол.................. 20
Метилацетат .... 16
Этнлацетат........ 15
Метанол............... 10
Ацетон................... 8
* Молекулярный вес 260 000.
ПВА не растворяется в алифатических углеводородах, бензине, керосине,
минеральных маслах, скипидаре, гликоле, глицерине, сероуглероде, циклогек-
сане.
Химические свойства поливинилацетата
Химические свойства ПВА определяются наличием эфирных групп и боко-
вых цепей, соединенных с главной цепью сложноэфирными связями. ПВА легко
омыляется растворами щелочей или кислот и подвергается алкоголизу под дей-
ствием каталитических количеств алкоголятов щелочных металлов с образова-
нием поливинилового спирта. Продукт гидролиза ПВА в соляной и серной кис-
лотах обладает некоторой непредельностью, возникающей вследствие распада
поливиниловых эфиров этих кислот с отщеплением атомов водорода.
Концентрированная азотная кислота окисляет ПВА до щавелевой кислоты.
При нагревании ПВА выше 180 °C происходит деструкция, сопровождающаяся
выделением уксусной кислоты и образованием двойных связей в основной цепи
полимера. В присутствии каталитических количеств минеральных кислот, хлори-
стого цинка, хлористого алюминия деструкция начинается прн более низкой тем-
пературе.
Дисперсии сополимеров винилацетата
Применение низкомолекулярных пластификаторов для придания эластично-
сти пленкам и покрытиям из ПВА имеет ряд существенных недостатков: мигра-
ция и улетучивание пластификатора ускоряют старение покрытий, большинство
пластификаторов обладает повышенной токсичностью, поэтому пластифицирован-
ные композиции не могут быть использованы для изготовления изделий, сопри-
касающихся с пищевыми продуктами, и т. п.
Для улучшения свойств поливинилацетатных дисперсий применяют внутри-
молекулярную пластификацию путем эмульсионной сополимеризации винилаце-
тата с различными мономерами — эфирами ненасыщенных моно- и дикарбоновых
238
Свойства дисперсий сополимеров винилацетата и пленок на нх основе
Показателя
Вязке сть
по «стандартной круж-
ке ВМС», с, не ме-
нее .................
» Гепплеру, П . . .
» ВЗ-4, с............
8
15—200
10
25—200
Содержание, %
сухого остатка, не ме-
иее .................
остаточного винилаце-
тата, не более . . .
Средний размер частиц,
мкм......................
Разрушающее напряжение
при растяжении, кге/см2
Относительное удлинение
при разрыве, % . . . .
Концентрация водородных
ионов (pH)...............
Морозостойкость (сохране-
ние основных свойств
при замораживании при
—40 °C и оттаивании) . .
Потери массы после вы-
держки в воде, при 20 °C
-течение 24 ч, %, не
более ......................
50
0,8
1,0
60—90
270—350
4—6
Выдер-
живает
5
50
1,0
1,0
50-90
300—350
2,5—6,0
Не вы-
держива-
ет
4
8
15—100
50
0,8
2,0
50-90
300—400
4—6
8
15—100
50
0,8
1,0
40—55
350—400
4—6
Выдерживает
Не выдерживает
Выдерживает
8
15—100
50
0,8
1,0
25-40
450—500
4—6
8
20—100
50
0,8
1,8
50—90
280—-350
4—‘6
8
20—100
50
0,8
1,8
20—40
400-600
2,5—6,5
10-30
50
0,5
0,2—0,4
35—50
450-550
3,5-4,5
70—150
50
0,5
0,5—2
100—120
350-400
3,5—4,5
Не опре-
деляется
50,5
0,5
Выше 1
100-120
300-400
3,5—4,5
кислот, другими сложными виниловыми эфирами, этиленом. Из эфиров ненасы-
щенных монокарбоновых кислот обычно применяют бутнлакрнлат и 2-этилгек-
силакрилат, из эфиров ненасыщенных дикарбоновых кислот — дибутилмалеинат,
ди-2-этнл гексил малеинат, бутилизододецилмалеииат, несимметричные эфиры ма-
леиновой кислоты, бутилового спирта и фракции спиртов, содержащих 12—20 ато-
мов углерода. В качестве сомономеров используют также внннлпропионат и
винилбутират. '
Сополимерные дисперсии винилацетата стабилизируются защитными кол-
лоидами, поверхностно-активными веществами или нх смесями. Содержание од-
ного из указанных сомономеров в сополимере с винилацетатом составляет 20—
35 вес %, а этилена в соответствующем сополимере —10—20 вес.%. Сополимер-
ные дисперсии имеют ряд преимуществ перед гомополимерными поливинилаце-
татнымн дисперсиями. Они обладают хорошей способностью к пленкообразова-
нию даже при пониженных температурах. Пленки на их основе более водо-, све-
то- и атмосферостойки, устойчивы к щелочному гидролизу, более прозрачны.
Сополимерные дисперсии отличаются и хорошими адгезионными свойствами.
В промышленности выпускаются дисперсии сополимеров винилацетата с
дибутилмаленнатом трех марок: С-135 (ТУ 6-05-1079—70), С-230 (ТУ ЛП-158—67),
С-302 (ТУ Л П-279—70); винилацетата с бутилизододецилмалеинатом марки
ДСМН-1-20 (ТУ 6-05-41-339—71); винилацетата с несимметричным эфиром ма-
леиновой кислоты, бутилового спирта и фракции спиртов с 12—20 углеродными
атомами марки ДСМН-2-25 (ТУ 6-05-41-339—71); винилацетата с ди-2-этнлгек-
силмаленнатом марки ДСМ 8-1-25 (ТУ Л П-291—70); винилацетата с 2-этнлгек-
силакрилатом марки ДСА 8-1-25 (ТУ ЛП-133—65); винилацетата с этиленом трех
марок: СВЭД-Ю, СВЭД-ЮВ и СВЭД-ЮК (ТУ 6-05-041-399-72).
Требования, предъявляемые к различным маркам сополимерных дисперсий,
приведены в таблице.
Применение поливинилацетата и сополимеров винилацетата
Основным свойством полимеров и сополимеров винилацетата, обусловливаю-
щим их разностороннее применение, является способность к образованию пленок
при высыхании из растворов нлн дисперсий. Высокая прозрачность, отличная
клеящая способность, растворимость в большом числе органических растворите-
лей обеспечивают широкое применение ПВА и сополимеров винилацетата в ка-
честве свизующего для клеев и лаков и как вспомогательного средства в тек-
стильной промышленности.
ПВА в виде спиртового раствора применяется для склеивания и лакировки
бумаги, ткани, кожи, янтаря, металла, стекла. Метанольные растворы ПВА ис-
пользуются для получения поливинилового спирта н его ацеталей.
Лак БАВ-1 применяется в текстильной промышленности в качестве основ-
ного пленкообразующего в производстве плащевых тканей нз полиамидных во-
локон, как полимерный пластификатор для снижения хрупкости полнметилмет-
акрилата, эпоксидных смол и т. п. Лак БАВ-1М применяется в радиотехнической
промышленности в качестве демпфирующей смазки для диффузорных громкого-
ворителей с целью улучшения нх электроакустических параметров. Лак БАВ-4М
используется в полиграфической промышленности. Он обеспечивает высокую
прочность склейки различных пленок с типографскими оттисками.
Суспензионный ПВА применяется в качестве связующего для получения
высоконаполненных пластмасс, клея для склеивания различных материалов, для
лакировки целлофана и для получения поливинилового спирта.
Водные дисперсии ПВА и сополимеров винилацетата получили наиболее ши-
рокое распространение Они применяются в качестве связующего и плеикообразу-
ющего в малярных красках. Краски на основе дисперсий отличаются легкостью
поглощения и выделения влаги в отличие от красок на основе масляных лаков.
Краски изготовляют перетиранием пигментов с окрашивающими веществами
на краскотерочной машине до образования однородной вязкой пасты, которую
затем смешивают с нейтрализованной поливинилацетатной дисперсией и дибутил-
фталатом.
Для улучшения коалесцирующей способности, водостойкости, прочности по-
крытий к истиранию в краски вводят также другие добавки. Краски пригодны
240
для окраски по штукатурке и дереву. Они высыхают за 2—3 я и образуют проч*
ные покрытия с матовым оттенком. Пленки из тонкой дисперсии (частицы
<0,5 мкм) образуют блестящие покрытия, более стойкие к мокрому истиранию.
Покрытия после трехдиевиой сушки стойки к действию теплой мыльной воды
и к влажной атмосфере, ие образуют пузырей и трещин, светостойки и менее
подвержены старению, чем цинковые белила и краски на натуральной олифе.
Поливииилацетатные краски на основе гомополнмериых дисперсий приме-
няются для внутренней окраски жилых помещений. Краски и а основе дисперсий
сополимеров винилацетата (марки-С-135, С-302, ДСМ 8-1-25, ДСА 8-1-25, СВЭД-
10) образуют более стойкие к атмосферным воздействиям и нестареющие покры-
тия и могут применяться для окраски наружных поверхностей — фасадов зда-
ний и др.
Поливинилацетатные дисперсии применяются в качестве связующего в строи-
тельной промышленности. Прн добавлении к цементу поливинилацетатной дис-
персии получают спецнальный цемент с повышенной прочностью на растяжение,
истирание, стойкий по отношению к атмосферным воздействиям и с улучшенной
способностью схватываться.
пластнкатом, а также слу-
(марки С-135, С-230, С-302,
Смеси поливинилацетатных дисперсий с песком, цементом и наполнителями
неорганического и органического происхождения пригодны для изготовления по-
лов, причем цементные и бетонные полы обладают повышенной стойкостью к
ударам н растяжению, кроме того, они не образуют пыли.
В производстве строительных материалов в качестве добавки к бетону
используется дисперсионный порошок, получаемый из поливнннлацетатных дис-
персий сушкой при распылении.
Поливинилацетатные дисперсии широко применяются в качестве клеев раз-
личного назначения. Для этой цели используются поливииилацетатные дисперсии
с частицами размером 1—3 мкм, приготовленные в присутствии поливинилового
спирта как защитного коллоида. Вязкость клеевых дисперсий колеблется от 500
до 10 000 сП. Кроме дисперсий в клеевые композиции вводятся загустители, рас-
творители, пластификаторы, наполнителя, отвердители, агенты, придающие лип- г
кость Клеи на основе поливнннлацетатных дисперсий применяются для склеива-
ния дерева, бумаги, тканей, кожи, стекла и других материалов. Клеи на основе
сополимеров винилацетата с эфирами малеиновой кислоты и этиленом хорошо
склеивают бумагу н картон с поливинилхлоридным
жат связующими в производстве стеклопластиков
ДСМН-1-20, СВЭД-ЮК).
Поливииилацетатные дисперсии применяются в
склеивания бумаги и ткани с картоном и т, д. Для
вания дисперсии модифицируют малеиновым ангидридом.
Поливииилацетатные дисперсии нашли применение в качестве вспомога-
тельного средства в текстильной промышленности — для придания грнфа тек-
стильным изделиям из хлопка, искусственного шелка и синтетического волокна.
Гомополимериые поливииилацетатные дисперсии придают текстильным тканям
жесткий гриф, а дисперсии сополимеров — мягкий. Обычно дисперсии исполь-
зуются вместе с аминосмолами или крахмалом.
Дисперсии сополимеров применяются в производстве нетканых материалов.
Сополимеры винилацетата и- ненасыщенных карбоновых кислот используются в
качестве шлихты для тканевой оснрвы, легко удаляемой из готовой ткани про-
мывкой горячей водой.
переплетных работах — для
уменьшения времени склеи-
ПОЛИВИНИЛОВЫЙ СПИРТ (ПВС)
сн2—СН—
Ан
п
В промышленности ПВС получают кислотным или щелочным илкоголизом
поли винилацетата в спиртовых растворах В присутствии серной кислоты обра-
зуется ПВС, содержащий некоторое количество кислого сернокислого эфира,
241
Такой полимер обладает пониженной термостойкостью н при нагревании жел-
теет. Обычно процесс алкоголиза проводят в среде метилового спирта в присут-
ствии небольших количеств щелочи.
Введением в реакционную среду кислот (например, ортофосфорной) на опре-
деленной стадии омыления поливинилацетата можно получить ПВС с заданным
содержанием негндролизованных ацетильных групп.
Свойства ПВС в большой степени зависят от метода его получения. Изменяя
условия полимеризации исходного вниилацетата и омыления поливннилацетата^
можно варьировать свойства ПВС в широких пределах.
ПВС является кристаллическим полимером и содержит синдио-, изо- и атак-
тические участки.
Выпускаемые в промышленности ПВС представляют собой порошок или-
гранулы от белого до слегка желтоватого цвета. ПВС разделяется на два сорта:
полностью гидролнзованный, содержащий не более 4 вес.% ацетильных групп, и
частично гидролнзованный, содержащий от 10 до 27% ацетильных групп. По-
мимо этого каждый сорт различается по молекулярным весам.
Физико-механические свойства полностью гидролизованного
поливинилового спирта
Показатели физико-механических н теплофнзических свойств поливинилового
спирта приведены ниже:
Плотность, г/см3 . . . /.....................
Насыпная плотность, кг/л.....................
Показатель преломления ......................
Температура плавления (деструкция), °C ... .
Разрушающее напряжение, кгс/см2*
прн растяжении...........................
> статическом изгибе..................,
Относительное удлинение при разрыве, % . . ,
Модуль упругости прн нагибе, кгс/см2.........
Ударная вязкость, кгс • см/см2...............
Теплостойкость, °C
по Внка ..................................
» Мартенсу ..............................
Температура прессования, °C ............. • .
Удельная теплоемкость, кал/(ч*°С)............
Термический коэффициент линейного расшире-
ния, 1/°С..................................
1,19-1,32
0,25-0,35
1,49-1,53
220-240
600-1400
600-650
0-5
4-6
150-170
135-145
130-150
0.4
7- 10-s—12- 10~в
Пленки нз ПВС отличаются малой газопроницаемостью. Прочность и тепло-
стойкость ПВС возрастают с увеличением молекулярного веса и уменьшением
содержания ацетильных групп.
Растворимость ПВС в воде также зависит от содержания ацетильных
групп. Поливиниловый спирт, содержащий до 5% ацетильных групп, набухает
в холодной н растворяется в нагретой до 90—100 °C воде. ПВС с 5—10% аце-
тильных групп легко растворяется в воде при 65—100 °C, с 10—15% ацетильных
групп — при комнатной температуре и при нагревании, с 20—27% ацетильных
групп — прн 20 °C, но осаждается из раствора при температуре выше 40 °C. ПВС,
содержащий больше 30% ацетильных групп, теряет способность растворяться
в воде, -но растворяется в водных растворах спиртов.
ПВС растворяется прн нагревании в многоатомных спиртах, диметилформ-
амиде, моноэтаноламине, феноле, мочевине, днметнл форм амиде. Стоек к действию
органических растворителей.
242
Свежеприготовленные водные растворы ПВС бесцветны и прозрачны. При
хранении растворы, особенно концентрированные, желатинизируются — образуют
студни.
Молекулярный вес полностью гидролизованного ПВС может быть рассчитан
по его характеристической вязкости по уравнению.
fa] = 8,87- 10” 4-М0-62
Химические свойства поливинилового спирта
Для ПВС характерны все реакции многоатомных спиртов. Гидроксильные
группы могут вступать в реакции этерификации с образованием простых и слож-
ных эфиров, в реакции конденсации с альдегидами и кетонами, с металлическим
натрием и т. п.
ПВС может быть переведен в нерастворимое состояние термообработкой при
200—220 °C и обработкой формальдегидом и другими альдегидами, а также
путем образования нерастворимых комплексных соединений с некоторыми не-
органическими веществами (борной кислотой, бурой, соединениями хлора, медно-
аммиачным основанием и др.) и сшивания с помощью соответствующих орга-
нических веществ (дикарбоновые кислоты, эпихлоргидрин, диметилолмочевина»
триметилоламин, фенолоспирты, динзоцнанаты н Др.).
ПВС, получаемый щелочным алкоголизом поливинилацетата, выпускается
по ГОСТ 10779—69 и техническим условиям (для специальных назначений).
Требования, предъявляемые к ПВС различных марок, приведены на стр. 243 и 244.
*
Применение поливинилового спирта
Поливиниловый спирт широко применяется в химической промышленности
для синтеза поливинилацеталей, в качестве эмульгатора при суспензионной и
эмульсионной полимеризации винилацетата (марки ПВС 6/4, ПВС 7/2, ПВС 8/2»
ПВС 8/14), суспензионной полимеризации стирола (марка ПВС 8/14), винил-
хлорида (марка ПВС 9/27) и других мономеров; для производства синтетиче-
ского волокна, обладающего высокой прочностью, стойкостью к истиранию, хи-
мической стойкостью, низкой теплопроводностью, гигроскопичностью, стойкостью
к морской воде, воздействию микроорганизмов Волокно из ПВС применяется
как в чистом виде, так и в смеси с хлопком, шерстью, вискозой. Из него из-
готовляют рыболовные снастн, брезенты, химически стойкие фильтровальные
ткани, спецодежду, специальные сорта бумаги и т. п.
Показатели свойств ПВС приведены в таблице.
В текстильной промышленности ПВС используется для шлихтования воло-
кон и пряжи из натуральных, искусственных и синтетических волокон (марки
ПВС 7/2, ПВС 8/2, ПВС 8/1,7, ПВС 8/14, ПВС Ш). Шлихта из ПВС (или его
смесь с крахмалом) образует прочную клеевую пленку на пряже, снижая ее об-
рывность. Расход ПВС на шлихтование в 2—2,5 раза ниже расхода крахмала,
шлихта легко смывается горячей водой.
В полиграфической и радиотехнической промышленности ПВС применяется
в качестве клея и для изготовления цинковых клише, печатных плат (марки
ПВС 5/2, ПВС Р/2, ПВС П/2), в электронной промышленности — для изготовле-
ния светочувствительных эмульсий в производстве кинескопов цветных телевизо-
ров (марки ПВС А и ПВС Б).
В бумажной промышленности ПВС применяется при изготовлении масло-
стойкой прочной полупрозрачной бумаги (марки ПВС 8/14, ПВС А н др.). Для
этой цели ПВС в виде водного раствора наносят на бумагу или добавляют к
бумажной массе.
В литейном производстве и производстве керамики ПВС служит хорошим
связующим материалом при изготовлении тонких формовочных порошков для
керамики и стержневых смесей для литья (марки ПВС 5/3, ПВС 8/2, ПВС
8/1,7). Стержневые смеси с ПВС малогазотворны, обладают высокой прочностью,
243
Показатели
Внешний вид................
Вязкость 4%-ного раствора, сП
Характеристическая вязкость,
ДЛ/г .........................
Содержание, %
летучих веществ, не более
ацетильных групп в сухом
продукте .................
ацетата натрия в сухом про-
дукте, не более ..........
Концентрация водородных ионов
(pH) 4%-ного раствора . . . .
Растворимость в воде, %, не
менее ........................
Прозрачность 4%-ного водного
раствора, % ..................
Свойства поливинилового спирта различных марок
ГОСТ 1077В—69*
ПВС 5/2 ПВС 5/3 ПВС 6/4 ПВС 7/2 ПВС 8/2 ПВС 8/1.7 ПВС 8/14 ПВС 9/27
Порошок или крупинки белого цвета либо слегка
желтоватого цвета
Не опреде-
ли ется
0,44—0,58
5-8
99,5
6,0-9,0 9,1 -12,0112,1 -17,0 17,1-25,0
0,44—0,58 0,59—0,69 0,70—0,74 0,75—0,84
4 4
<3,0 1,0-4,0
Не определяется
5—8 5-8
99,0 99,0
4
0,8—2,0
1,5
5-8
99,0
4
0,8-2,0
0,7-1,5
5—8
99»0
Порошок
белого
цвета
17,1-25,0
0,75—0,84
4
<1,7
0,8
5-8
99,0
Не определяется
Порошок белого или
слегка желтоватого
цвета с отдельными
кусочками, раствори-
мыми в воде
15,0—20,0
0,75-0,84
4
10,0-14,0
Не опре-
деляется
5-7
99,5
45,0-65,0
0,85-0,96
7
22,0-27,0
0,5
4 5-7
99,5
* В обозначении марки числитель дроби указывает десятикратное значение характеристической вязкости, а знаменатель—максимальное
содержание ацетильных групп.
ТУ 6-05-1470—71
Показатели
ПВС Р/2 ПВС П/2
Вязкость 4%-ного Годного рас-
твора, сП.....................
Характеристическая вязкость,
Дл/г..........................
Содержание, %
летучих веществ, ие более
ацетильных групп . .
ацетата натрия, не более . .
Концентрация водородных ионов
(pH) 4%-ного раствора . . . .
Растворимость в воде, %,не ме-
иее ..........................
Прозрачность 4%-ного водного
раствора, %, ие менее . . . .
Не определяется
Не опреде-
ляется
99,5
80
0,40—0,58
0,8-2
0>9
99,5
80
Продолжение
ту 6-05-05-467—73 ТУ 6-05-1592-72 ТУ 6-05-041-548—74 В Ф С-42-39—72
ПВС С ПВС ш ПВС А ПВС Б ПВС 1000
21-30
ЗОЛ-45
Не опреде-
ляется
Не определяется
7 5
10-20 14-18
Не определяется
г
Не определяется
99,5 99,0
Не определяется
5
10-15
0,5
5—7
99,6
5
10-15
0,5
5-7
99,6
80
Не опреде-
ляется
0,23-030
4
4—8
0,7
5,1—6,2
99,85
80 Не опреде-
ляется
легко выбиваются нз отливок, повышают качество литья. Цикл сушки таких
стержней в 3—4 раза ниже по сравнению со стержнями, получаемыми с исполь-
зованием натуральной или искусственной олифы.
В судостроительной промышленности поливиниловый спирт (марка ПВС С)
в виде водного раствора 20—25 %-ной концентрации используется для на-
несения на декоративные поверхности с получением на них после высыхания
раствора водорастворимой защитной пленки толщиной 0,03—0,04 мм. Пленка
стойка к воздействию органических растворителей, красок, масел и т. п, уда-
ляется путем смывания водой илн сдирания. ПВС С применяется также в ка-
честве разделительного слоя прн контактном формовании корпусов малых судов
и других изделий из стеклопластика.
В медицине ПВС применяется в качестве клеев, пластырей, стерильных сал-
-феток, хирургических нитей, фармацевтических препаратов (синий иод н др.),
для изготовления плазмозаменяющнх и дезинтоксикацнонных растворов (марка
ПВС 1000). ПВС этой марки не обладает побочным биологическим действием,
полностью выводится из организма. Стоимость его в 6—8 раз ниже стоимости
поливиннлпирролидона, применяемого для этих целей.
Ориентированные пленки из ПВС поляризуют свет, обладают высокой про-
зрачностью, могут быть окрашены в любые цвета. Они применяются для изго-
товления светофильтров, поляроидов для различных оптических систем.
Водорастворимая пленка из ПВС широко используется для упаковки сель-
скохозяйственных ядохимикатов, товаров бытовой химии, загрязненного белья,
фотореактивов, дезинфицирующих средств, красителей и т. п., а также в каче-
стве временной технологической защиты декоративных поверхностей, предметов
оборудования, мебели в период достройки судов, монтажа оборудования и т. д.
Водорастворимая пленка бесцветна, прозрачна, эластична, нетоксична, обладает
высокой механической прочностью, быстро растворяется в холодной и горячей
воде, легко поддается сварке или склеиванию водой.
Пленка выпускается по ТУ 6-05-041-452—73 в виде полотна толщиной
•60 ± 15 и 80 ± 20 мкм, шириной 300—1250 мм и длиной куска не менее 3 м. Ее
разрушающее напряжение прн растяжении должно быть не менее 200 кгс/см2 н
относительное удлинение при разрыве — не менее 100%.
Растворы ПВС в воде являются превосходными клеями для приклеивания
бумаги к бумаге и бумаги к дереву (марки ПВС 5/2, ПВС 5/3, ПВС 6/4, ПВС
7/2 и др.). Для увеличения водостойкости к ПВС добавляют другие полимеры
(например, крахмал, карбоксиметилцеллюлозу), глину, а также вводят различ-
ные наполнители.
ПОЛИВИНИЛАЦЕТАЛИ
Ацетали поливинилового спирта обычно получают гидролизом поливннил-
ацетата с последующим присоединением альдегида к образовавшемуся поливи-
ниловому спирту. Поэтому кроме ацетальных групп полимер содержат ацетиль-
ные н гидроксильные группы.
Существуют различные промышленные способы производства поливинилаце-
талей. Наибольшее распространение получил метод ацеталнрования ПВС альде-
гидами нли кетонами в водном растворе в присутствии кислотных катализато-
ров. При определенной степени ацеталирования полимер выделяется из раствора,
процесс завершается в гетерогенной среде. Поливинилацеталь отфильтровывают,
промывают для удаления адсорбированной кислоты и сушат.
246
Показатели
Физико-мехаиические и электрические свойства поливинилацеталей
Поливинил-
формаль
Пол НВ НИИ л-
этилаль
Поливнинл-
формаль-
этилаль
Поливинил-
бутираль
Поливинил*
бут и рал ь-
фурфураль
Поливннил-
кеталъ
Плотность, г/см3......................
Показатель преломления Пр.............
Разрушающее напряжение, кгс/см2
при растяжении....................
> статическом изгибе .......
Относительное удлинение при разрыве,
%.....................................
Модуль упругости при изгибе, кгс/см2 . .
Ударная вязкость, кгс - см/см2........
Твердость по Бринеллю, кгс/мм2........
Теплостойкость, °C
по Вика ..........................
> Мартенсу........................
Термический коэффициент линейного рас-
ширения, 1/®С.........................
Удельное электрическое сопротивление
поверхностное, Ом.....................
объемное, Ом - см.................
Водопог лощение за 24 ч при 20 °C, % . .
Влагопроиицаемость, г/(см • ч • мм рт. ст.)
Диэлектрическая проницаемость
при I кГц.........................
» I МГц..........................
Тангенс угла диэлектрических потерь
при I кГц.........................
» 1 МГц..........................
Электрическая прочность, кВ/мм........
1,24
1,5
600-—700
1 000—1 300
5—11
40 000
15—30
19
115—120
90—95
5,4-10-5
4- 101в
3- 101в
1,3
1,3- ю-7
4.5
3,3
0,01
0,02
20—26
600—700
1,20
600—700
1 ЗЭО 1 200
5—10
40 000
10—30
17
120
100
1 - ю18
8- 101в
1,2
2,8- 10-7
3,1
2,6
0,06
0,16
27—35
3-11
32 000
15—30
16—17
122
95
1 • Ю1в
5- Ю1в
8,0
3,4
3,1
0,01
0,022
28
1,10
1,485
280—595
800— I 000
15—25
20000—22 000
1,05
450-500
1 000— 1 1
•И
•И
10—11
60—75
48—54
9,2-10-5
1-10**
8-101*
0,4—1,0
1,2- 10-7
3,4
3,33
0,007
0,024
16
5—15
23 900
100—130
13
80—85
55—60
13- ю-6
5- 1015
5-1016
0,4
3,3
2,8
0,006
0,022
25
1,18
1,511
700—800
8—18
33 000
20—35
17
115
90
1 - 10й
1,5- Ю1в
1,2
4,0
0,03
Физико-механические и электрические свойства
поливинилацеталей
Свойства поливинилацеталей зависят от степени полимеризации исходного
поливинилацетата, соотношения гидроксильных, ацетильных и ацетальных групп
в полимере, химического строения ацеталирующего соединения. Чем выше сте-
пень полимеризации (до некоторого предела), тем выше температура размягче-
ния, разрушающее напряжение при растяжении, относительное удлинение при
разрыве н морозостойкость поливинилацеталей.
С увеличением степени замещения гидроксильных групп уменьшаются твер-
дость и прочность поливинилацеталей, снижается температура размягчения, но
возрастают водостойкость и эластичность и улучшаются диэлектрические свой-
ства.
Поливинилацетали с высокой степенью ацеталировання растворимы в аро-
матических углеводородах н других слабополярных растворителях, С уменьше-
нием степени замещения поливинилацетали начинают растворяться в смесях
-спиртов и ароматических углеводородов, а прн дальнейшем снижении степени
ацеталироваиия — в спиртах. Плохо растворим лишь полнвиннлформаль.
С увеличением молекулярного веса алифатического альдегида, образовав-
шего ацеталь, возрастают водостойкость, морозостойкость, эластичность и рас-
творимость полимеров в органических растворителях, но снижаются температура
размягчения, плотность, твердость и прочность. При увеличении длины ацеталь-
иой группы на один атом углерода теплостойкость поливинилацеталей (за исклю-
чением поливинилформаля) снижается в среднем на 12 °C. Разветвленные алифа-
тические и циклические альдегиды с тем же числом атомов углерода, что и в ли-
лейных алифатических альдегидах, образуют поливинилацетали с более высо-
кими температурой стеклования и теплостойкостью. Ароматические альдегиды
усиливают гидрофобные свойства полимеров. Все поливинилацетали на основе
низших альдегидов отличаются высокой адгезией к различным материалам, в том
числе к металлу и стеклу. Адгезия возрастает от поливинилформаля к полнви-
ннлбутнралю. *
Свойства поливинилацеталей можно модифицировать введением в поливи-
ниловый спирт нескольких различных альдегидов (раздельно или в виде смесей).
При этом получаются так называемые смешанные полив^илацетали Свойства
смешанных поливинилацеталей не^ являются линейной функцией состава поли-
меров.
Показатели физико-механическнх и электрических свойств поливинилацета-
лей, выпускаемых в промышленности, приведены в таблице.
Химические свойства поливинилацеталей
Химические свойства поливинилацеталей определяются наличием функцио-
нальных групп в их макромолекулах, прежде всего гидроксильных. Полимеры
способны этернфнцироваться, оксиалкилироваться, ксантогенироваться. При об-
работке минеральными кислотами в жестких условиях поливинилацетали раз-
лагаются с выделением альдегидов.
Поливинилацетали можно перевести в нерастворимое состояние путем бло-
кирования их свободных гидроксильных групп некоторыми неорганическими со-
единениями (борной кислотой, солями меди, хроматами и др.). Для сшивания
макромолекул поливинилацеталей можно использовать глиоксаль, алкил-п-то-
луол-сульфонаты, многоосновные кислоты, фенолоформальдегидные, мочевнно-
тиомочевнно- и меламиноальдегидные смолы. С диизоцианатами и днэпоксид-
ными соединениями сшивание поливинилацеталей происходят без выделения
ВОДЫ.
Поливинилацетали разлагаются прн температуре выше 180 °C с образованием
токсичных продуктов. Кислород воздуха способствует образованию гидропереки-
243
сей, выделению альдегида и сшиванию полимера. Термический распад поливи-
нилацеталей ингибируется некоторыми азометинами, фенолами, производными
салициловой кислоты, аминами, Соединениями, являющимися донорами хлора,
и др.
В промышленности выпускаются следующие поливинилацетали.
Поливинил форм аль содержит в своем составе 68—85% звеньев п оливин нл-
формаля, 12—29% звеньев поливинилового спирта и до 3% звеньев полнвинил-
ацетата.
Поливинилформаль выпускается двух марок: ПВФ и ПВФ-Н, которые дол*
жны удовлетворять следующим требованиям:
ПВФ
(ГОСТ IO7SB—64)
ПВФ-Н
(ТУ 6-05-041-340—72)
Внешний вид
Крупные частицы
светло-желтого
цвета
Мелкозернистый
продукт от светло-
желтого до желтого
цвета
Вязкость 10%-иого раствора смолы
в смеси этилового спирта и ди-
хлорэтана (1:1 по объему) по
вискозиметру ВЗ-1 при 20 °C, с
Вязкость молярного раствора исход-
ного поливинилацетата в бензоле,
сП....................\.........
Содержание, %, не более
поливииилформаля................
влаги ......................
50-90
7-8
68-72
3
10-30
3-5
70-85
3
Поливинилформаль нерастворим в спиртах жирного ряда и углеводородах;
растворяется в бензиловом спирте, феноле, крезоле, смеси спиртов и хлорирован-
ных углеводородов н частично в смеси этилового спирта с толуолом.
Поливинилэтилаль содержит 79—83% звеньев поливиннлэтилаля, 18—
14% поливинилового спирта и до 3% поли винилацетата.
Выпускается по МРТУ 05-1100—67 в виде белого порошка; должен удов-
летворять следующим требованиям:
Содержание, %
этнлальных групп........
ацетильных групп, не более
Кислотное число!, не более . . .
Влажность, %, не более
Растворимость ....
40-44
3 .
0,18
3
10%-иый раствор в эти-
ловом спирте должен
быть прозрачным или
слегка мутным
Для изготовления полйвинилэтнлаля применяется поливинилацетат с вяз-
костью молярного раствора в бензоле 6—23 сП. Поливинилэтилаль хорошо рас-
творим в спиртах, сложных эфирах, хлорированных углеводородах, в смеси
спирта с бензолом и др.
Полнвииилформальэтилаль является смешанным ацеталем поливинилового
спирта, получаемым конденсацией поливинилового спирта с формальдегидом н
ацетальдегидом. Содержит 41,5—43,5% звеньев поливиннлметилаля, 37—38% по-
ливинилэтнлаля, 16,5—17,5% поливинилового спирта и до 3% поливинил ацетата.
249
Выпускается по ГОСТ 10400—63; должен удовлетворять следующим тре-
бованиям:
Внешний вид
Условная вязкость 10%-ного рас-
твора смолы в смеси этилцелло-
зольва н дихлорэтана по виско-
зиметру ВЗ-1, с
Содержание, %
формальных групп, не менее
золы, не более
влаги, не более
Соотношение между формальными
н этилальными группами, не ме-
нее
Растворимость в смесн этнлцелло-
зольва и хлорбензола (1 :1 по
массе), %, не менее
Стабильность 10%-ного раствора
смолы в смеси растворителей
Куски размером до 10 мм от белого до
светло-желтого цвета крупитчатого или
волокнистого строения, не остекловав-
шиеся. Допускается наличие рассыпаю-
щихся в руке агрегированных кусков
размером до 40 мм
20-60
20
0,2
3,0
1
99,5 (раствор должен быть прозрачным
без механических примесей)
После выдерживания в стеклянной банке
с притертой пробкой при 12—25 ®С в те-
чение 24 ч раствор должен оставаться
прозрачным, не содержать осадка и не
изменять вязкости
Для изготовления поливинилформальэтилаля (винифлекса) применяется по-
ливинилацетат с вязкостью молярного раствора в бензоле 8—9 сП. Винифлекс
растворим в смеси этилового спирта с бензолом, спирта с хлорированными угле-
водородами, в бензиловом спирте и других растворителях.
Поливинилбутираль представляет собой продукт конденсации ПВС с мас-
ляным альдегидом; содержит 65—78% звеньев поливинилбутираля, 32—19% по-
ливинилового спирта и до 3% поливинилацетата.
Выпускается по ГОСТ 9439—73 следующих марок:
ПП — пленочный поливочный для изготовления полнвинилбутиральной клея-
щей пленки методом полива;
ПШ-1 (более распространенная) н ПШ-2 — пленочные шлицевые для изго-
товления поливиннлбутнральных клеящих пленок методом экструзии;
ЛА н.ЛБ — лаковые для изготовления грунтов н лаков;
КА и КБ —клеевые для изготовления клеев; НК — для напыления, изго-
товления клеев н пластмасс.
Показатели свойств поливннилбутираля приведены в таблице.
Для изготовления поливинилбутираля применяется поливинилацетат со сле-
дующими значениями вязкости молярного раствора в бензоле (в сП):
ЛА и ЛБ........... 7-16 ПП................
КА, КБ н НК ... . 18-36 ПИ1...............
18-26
28-36
Поливинил бутираль растворим в спиртах, хлорированных углеводородах,
смесях спирта с бензолом и других растворителях. Нерастворим в бензине, керо-
сине, жнрах, этиловом эфире. Хорошо совмещается с пластификаторами (дноу-
тилфталатом, дибутилсебацинатом, триэтиленглнкольдибутиратом, триэтиленгли-
коль-ди-2-этнлгексоатом и др.). С увеличением молекулярного веса поливннилбу-
тираля и содержания бутиральных групп возрастает количество пластификатора,
совмещающегося с полимером.
250
Свойства поливинил бутираля различных марок
Показатели ПП ПШ-1 ЛА ЛБ КА КБ НК
Внешний внд . . . .
Вязкость прн 20 °C, с
Содержание, %
ацетильных
групп, не бо-
лее ..............
бутирильных
групп . . . .
золы, не более »
влаги, не более
Остаток, %, после
просева на сите с
сеткой
№ 0355К (ГОСТ
3584—73)
№ 2К (ГОСТ
3584—73). . .
№ 01К (ГОСТ
3584-73) . . .
Xs 05К (ГОСТ
3584—73), не
более . • . •
Кислотное число, не
более ............
Растворимость в эти-
ловом спирте . . •
Коэффициент погло-
щения света, %,
не более .........
Коэффициент рас-
сеяния света,
нт/фот - мм, не бо-
лее ..............
Насыщенность цве-
та (после прогре-
ва), сатроны, не
более ............
Порошок белого цвета без посторонних включений
5—13 14—26 8—18119—30 31—48 49—105131-105
3
44—48
0,08
3—8
3
44—48
0,08
2
3
41 —48
0,1
3
3
43-48
0,08
3
Не опре- Отсут-
деляется ствует
Не определяется
0,12
Полная
1,4
5,0
0,6
Не
определяется
Отсутствует
Не определяется
Не определяется
0,12
Не опре-
деляется
0,12
0,12 0,12 0,12
Полная
Не определяется
Не определяется
0,6
Не определяется
60—90
0,12
3 3
Поливииилбутиральфурфураль является
смешанным поливинилацеталем,
представляющим собой продукт конденсации поливинилового спирта с масляным,
альдегидом И фурфуролом. Выпускается по МРТУ 6-05-1102—67 трех марок А,
В и С, требования к которым приведены в таблице.
Для изготовления поливинилбутиральфурфураля применяется поливинилаце-
тат с вязкостью молярного раствора в бензоле 14—21 сП.
Поливииилкеталь, получаемый при взаимодействии поливинилового спирта
с циклогексаноном, содержит 44—70% звеньев поливинил кеталя, 27—54% поли-
винилового спирта и 2—3% поливннилацетата.
251
Свойства поливииилбутиральфурфураля
Показатели
Марка А
Марка В
Марка С
Внешний вид................
Вязкость 10%-ного раствора
в этиловом спирте по
ВЗ-1, с •..................
Вязкость 10%-ного раствора
в смеси спирт—ацетон (1.1)
Содержание, %
бутиральных групп, не
менее . . . •.............
фурфуральиых групп . .
ацетильных групп, не
более ................
золы, ие более ........
летучих, не более . . . .
Кислотное число, не более . .
Растворимость в этиловом
спирте ....................
Растворимость в смеси спирт—
ацетон (1:1).............*
Размер частиц.............
Зернистая смола желтоватого цвета
без посторонних включений
— 30—90
20—70
10-30
30,0 30,0 30,0
7—10 8—11 8—11
3,0
0,1
3,0
0,12
3,0
0,1
3,0
0,12
3,0
0,1
3,0
0,12
10 %-ный раствор смолы
в спирте должен быть
прозрачным или слегка
мутным и не содержать
— видимых глазом нераст-
воримых или набухших
частиц
Пленка, получен- ' —
иая из 10%-ного
раствора, долж-
на быть проз-
рачной и не
содержать ви-
димых глазом
нерастворимых
частиц
Должны проходить через сито
№ 3 (ГОСТ 5336—67)
Должны
проходить
через сито
№ 15 (ГОСТ
5336—67)
Выпускается по ТУ П-160—67 в виде крупки или чешуек от белого до
светло-желтого цвета; должен удовлетворять следующим требованиям:
Вязкость 10%-ного раствора в смеси этиловый
спирт — вода (80 : 20) по ВЗ-1, с, не более. . 50
Содержание, %
поливинилкеталя............................... 60—70
ацетильных групп, не более....................... 3
Влажность, %, не более.............................. 20
Растворимость в смеси этиловый спирт —вода
(80:20)...................................... Полная, допу-
скается опа-
лесценция
252
Для изготовления поливинилкеталя применяется поливинилацетат с вяз-
костью молярного раствора в бензоле 7—9 сП
Применение поливинилацеталей
Поливииилформаль широко применяетси в качестве составной части эла-
стичной изоляции медной проволоки, используемой в моторо- и приборострое-
нии. Пленки из поливинилформаля, модифицированного резольными смолами,
обладают большой прочностью, твердостью, хорошими диэлектрическими свой-
ствами, повышенными химической стойкостью и термостойкостью Электроизо-
ляционные покрытия на основе поливинилформаля ие требуют дополнительной
изоляции пряжей, что упрощает технологию изготовления проволоки и позволяет
уменьшить габариты приборов и моторов Длительная эксплуатация таких при-
боров и моторов допускается при 105 °C, кратковременная — при 125—135 °C
Из поливинилформаля и фен олоформ альдегидной смолы «резол-300»
(ГОСТ 10759—64) изготавливают электроизоляционный лак ВЛ-941 (метальвии).
В качестве растворителя применяют днкрезол, разбавителя — сольвент каменно-
угольный технический
Электроизоляционный лак ВЛ-941 выпускается по ГОСТ 10760—64:
Внешний вид
Вязкость при 20 °C по ВЗ-1,
с, не более
Содержание, %
сухого остатка, не ме-
нее
золы, не более
Внешний вид пленки лака
Адгезия к меди
Стойкость пленки лака к дей-
ствию растворителей
Прозрачная вязкая жидкость от
светло-желтого до темно-коричне-
вого цвета, не содержащая геле-
образных частиц и посторонних
включений
800
15,8
0,05
Поверхность пленки после высыха-
ния должна быть гладкой, без ше-
роховатостей от светло-коричневого
до коричневого цвета, без зелени
Медную пластину размером 100 X
X 10 Х<М мм покрывают лаком
окунанием и сушат при 200 °C в те-
чение 10—15 мин, затем образец
изгибают многократно на 180° до
разрушения пластины — пленка не
должна отслаиваться
Те же образцы, прогретые в тече-
\ ние 1 ч, опускают в кипящую смесь
растворителей (7 вес. ч. этилового
спирта и 3 вес. ч. толуола) и вы-
держивают в течение 5 мии —плен-
ка не должна иметь побелений,
вздуваться, набухать и вспучи-
ваться
Лак ВЛ-941 и покрытия на его основе при замораживании и оттаивании ие
меняют своих свойств
Термостойкость и химическая стойкость электроизоляционных покрытий мо-
гут быть повышены введением в композицию эпоксидных смол или ди изоциана-
тов Провода с таким покрытием могут выдерживать нагревание при 130 °C в те-
чение 20 000 ч Для улучшения сопротивления изоляции действию поверхностных
нагрузок применяют лаки на основе поливинилформаля, совмещенного с поли-
эфирами, полиамидами и полиимидами.
Поливииилформаль, совмещенный с феиолоформальдегидной смолой резоль-
ного типа, может использоваться в качестве клея для соединения алюминиевых
сплавов с различными материалами и металла с деревом,
253
Из поливинилформаля изготовляют пенопласты с высокими ударной вяз*
костью и модулем упругости при сжатии.
Многокомпонентные смеси поливинилформаля с другими полимерами, на-
пример полиизобутиленом, хлорсульфированным полиэтиленом, могут приме-
няться для изготовления деталей электротехнического назначения.
Поливинилэтилаль образует высокопрочные твердые блестящие и бесцвет-
ные пленки, не обладающие ползучестью. Пленки хорошо сопротивляются исти-
ранию и имеют высокую стойкость к атмосферным воздействиям. Применяется
в качестве связующего для покрытий по дереву, например для изготовления ка-
рандашных грунт-красок. Поливинилэтилаль, совмещенный с пластификаторами,
наполнителями и другими компонентами, перерабатывается в изделия методом
литья под давление^, экструзией и пневмоформованием.
Поливииилформальэтилаль, совмещенный с фенолоформальдегндной смолой
(раствор ФЦ по ГОСТ 10401—63), применяется для изготовления электроизо-
ляционного лака ВЛ-931. В качестве растворителей используют этилцеллозольв
и хлорбензол.
Электроизоляционный лак ВЛ-931 выпускается по ГОСТ 10402—63; должен
удовлетворять следующим требованиям:
Внешний вид
Вязкость лака по ВЗ-1, с
Содержание, %
сухого остатка
золы, не более
Технологическая проба при
эмалировании
Однородная жидкость от желтого
до светло-коричневого цвета без
механических примесей. Допу-
скается легкая опалесценция
300-600
20-25
0,2
Лаковая пленка, которой покрыт
эмалированный провод, после ис-
пытания в кипящей спнрто-толуоль-
ной смеси в течение 5 мин ие
должна иметь видимых изменений
Поливинилбутираль применяется для изготовления пленок, используемых
в качестве промежуточного слоя в безосколочиых стеклах, а также лаков, клеев,
покрытий, литьевых композиций и для других целей. ч
Пленки из пластифицированного поливинилбутираля обладают высокой клея-
щей способностью в широком диапазоне температур, устойчивостью к воздей-
ствию света и поэтому вытеснили другие полимерные материалы в производстве
триплексных стекол, используемых в автомобиле- и самолетостроении. Поливииил-
бутиральные пленки получают методом полива из раствора поливинилбутираля
с пластификатором в смеси растворителей или экструзией (шлицеванием) смеси
поливинилбутираля и пластификатора.
Поливиннлбутиральиая клеящая пленка (ГОСТ 9438—73) изготовляется
из полнвинилбутираля, пластифицированного 16—18% днбутилсебацината. Вы-
пускаются пленки пяти марок: наиболее широко применяются марка А-17 — поли-
вочная нз поливннилбутираля марки ПП и марка Б-17 — шлицевая нз поливинил-
бутираля марки ПШ-1, которые должны удовлетворять требованиям, приведенным
в таблице.
Для предотвращения слипания при транспортировке пленки посыпают би-
карбонатом иатрня. Для приготовления безосколочиого стекла пленку промы-
вают водой, сушат, подвергают аклиматизации и затем запрессовывают между
двумя стеклянными листами; возможно склеивание нескольких слоев
Поливинилбутираль обладает хорошей адгезией ко многим поверхностям и
применяется для изготовления клеев. Спиртовые растворы поливинилбутираля и
фенолоформальдегндной резольной смолы выпускаются под названием склей
БФ» При нагревании клеевая пленка переходит в неплавкое и нерастворимое
состояние В зависимости от соотношения компонентов клеи БФ различных ма-
рок предназначаются для склеивания металлов, пластмасс, стекла, керамики, де-
рева, тканей, а также для изготовления стеклотекстолита. Для получения эла-
стичных клеев, которыми склеивают ткани и кожу, в композицию вводят пластн-
254
Свойства некоторых марок поливинилбутиральной клеящей пленки
Показатели
Марка А-17
Марка В-17
Внешний ВИД.....................
Размеры пленки
средняя толщина, мм.................
разнотолщиниость к средней тол-
щине, мм, не более
0,35.........................
0,40...........................
0,50...........................
0,75...........................
1,00..........................
ширина, мм.........................
длина, м, ие менее ............
Плотность, г/см3..................
Содержание летучих, %, не более . .
Разрушающее напряжение при растя-
жении, кгс/см2, не менее..........
Относительное удлинение при разрыве,
%, не менее.......................
Термический коэффициент линейного
расширения, 1/°С..................
Коэффициент с вето поглощен ия, %, ие
более ............................
Коэффициент светорассеяния,
нт/фот • мм, не более...............
Насыщенность цвета, сатрон, не более
до прогрева ........................
после прогрева .................
Морозостойкость при 60±2°С в тече-
ние 6 ч.............................
Термостабильность при 60 ±*2 °C в тече-
ние 100 ч..........................
Адгезия, кгс/см2, не меиее
к силикатному стеклу................
к полированной стали ...........
Усадка, %, не более.................
Пленка должна быть гладкой, блестя-
щей или матовой, с полосами мел-
ков шагреин, не оставляющими
видимых следов при триплексова-
нни. Не допускаются дыры и пятиа,
полосы любого вида н происхожде-
ния, не исчезающие при триплёксо-
вании
0,35 ±0,05
0,5+0,05
1,0+0,10
0,06
Не определяется
0,06
Не определяется
0,15
От 440 ±20
до 1100 ±20
10
1,05
2,0
250
160
6-Ю”5
1,45
6,0
0,4
0,7
0,35 ±0,05
0,40 + 0,05
0,50+0,05
0,75 ±0,075
1,0 ±0,10
0,08
0,08
0,08
0,15
0,15
От 410 ±20
до П00±20
10
1,05
2,0
250
160
6-10-5
1,8
Не определяется
1 0,3
0,7
Отсутствие отлипов и сколов на гра-
нице пленка — стекло
Отсутствие отлипов, пузырей и желто-
коричневых пятен
80
80
100
Не определяется
ЗВ
20
255
фицирующие добавки, обладающие адгезионными свойствами к склеиваемым
материалам.
Поливинилбутираль применяется для получения различных покрытий. Грун-
товочный лак для защиты подводной части морских судов от обрастания водо-
рослями и ракушками состоит из спиртового раствора поливинилбутираля и хро-
мата циика. и разбавителя, содержащего фосфорную кислоту и воду. При сме-
шении обоих растворов и нанесении их иа поверхность образуется пленка, чрез-
вычайно прочно связанная с металлом. Высокие показатели антикоррозионных
свойств покрытий позволяют применять поливинилбутиральные грунтовочные
лаки для защиты металлических деталей и сооружений, находящихся в воде.
При этом отпадает необходимость предварительной обработки поверхности по-
крываемого металла.
Ткани, покрытые пластифицированным полнвинилбутиралем с добавкой на-
полнителей, красителя, стабилизатора, смазывающего вещества и вулканизирую-
щего агента, обладают прочностью, мягкостью, малой слипаемостью и медленно
стареют даже при действии солнечного света. Такие ткаии пригодны для изго-
товления плащей, накидок и других видов одежды.
Методом газопламенного напыления получают поливинилбутиральные по-
крытия, устойчивые к воздействию органических кислот, углеводородов, масел.
Специальные композиции на основе поливинилбутираля, включающие феноло-
формальдегидную смолу и минеральный наполнитель, применяются в автомо-
бильной промышленности ддя выравнивания поверхностей кузовов и кабин авто-
мобилей.
х Поливинил бутир аль применяется для изготовления отделочных лаков, ис-
пользуемых для покрытия изделий из дерева, алюминия и магния. К спиртовому
раствору поливинилбутираля марок ЛА или ЛБ добавляется феиолоформальде-
гидная смола для повышения стойкости покрытия к удару и химическим воздей-
ствиям. При нагревании лаковая пленка отверждается.
Поливииилбутираль в виде 5%-ного раствора в смеси спирта и этилацетата
применяется для приготовления противогарных литейных покрытий при скорост-
ной технологии изготовления форм и стержней из твердеющих смесей на основе
жидкого стекла для чугунного, стального и цветного литья.
Из наполненных композиций или смесей поливинилбутираля с другими по-
лимерами (синтетическими каучуками, полиизобутиленом и др.) методом экстру-
зии изготовляют шланги, трубки, прутки, а методом литья под давлением —
различные изделия.
Поливииилбутиральфурфураль применяется в качестве связующего при из-
готовлении высокопрочных, теплостойких, термореактивных слоистых пластиков
и клеев. Он может быть также использован при изготовлении прессованных из-
делий.
Поли винил кеталь применяется для получения прочных, твердых и тепло-
стойких пленок. В композициях со смолами ои может применяться для изготов-
ления термостойких клеев и высокопрочных эмалевых покрытий для изоляции
проводов и деталей электротехнических приборов.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
Пожарная опасность поливинилацетата, поливинилового спирта и поливинил-
ацеталей определяется природой мономера, входящего в их состав. Смесь винил-
ацетата, ацетальдегида и низших винилалкиловых эфиров с воздухом взрыво-
опасна. Предел взрываемости для винилацетата от 2,5 до 17,5 объеми.%, ацет-
альдегида — от 3,97 до 57 объеми. %.
Винилацетат обладает наркотическим и общетоксическнм действием, раздра-
жает глаза и верхние дыхательные пути, предельно допустимая концентрация в
воздухе 10 мг/м8 Токсические свойства поли винил ацет ат а определяются нали-
чием винилацетата, а также характером входящих в него пластификаторов.
Альдегиды вызывают сильное раздражение слизистых оболочек глаз и ды-
хательных путей. Токсичность поливинилацеталей может проявляться при нали-
чии в них непрореагировавших альдегидов (формальдегида, ацетальдегида)#
стабилизаторов и пластификаторов. При использовании поливинилацеталей для
256
изготовления изделий токсическое действие могут оказывать также применяемые
растворители.
В производствах поливинилового спирта и его производных на всех ста*
днях процесса аппаратура, где возможно выделение газов вредных веществ»
должна быть герметична. Вредные и опасные жидкие продукты следует достав-
лять в герметичной таре. Электрооборудование необходимо устанавливать во
взрывобезопасном исполнении. Оборудование н коммуникации, на которых мо-
жет образоваться статическое электричество, должны быть заземлены
Необходимо строго соблюдать технологические регламенты, условия охраны
труда и требования техники безопасности.
ЛИТЕРАТУРА
Николаев А. Ф. Синтетические полимеры и пластические массы иа их основе.
Л., «Хцмия», 1966. 844 с.
Ушаков С. Н. Поливиниловый спирт и его производные. Л., Изд-во АН
СССР, 1960. 184 с.
Ху в инк Р„ Ставермаи А. Химия и технология полимеров. Л,, «Химия»,
1965. 676 с.
Энциклопедия полимеров. М., «Советская энциклопедия», 1972, т. I. с. 384—389,
227—230, 1973; т. II. с. 781, 798.
9 Зак 279
ПОЛИФОРМАЛЬДЕГИД
Полиформальдегид (полиметилеиоксид) представляет собой линейный поли-
мер полиацетальной структуры, в цепи которого чередуются атомы углерода и
кислорода: ••—СН2—О—СН2—О--.
Полиформальдегид — высококристаллический термопластичный материал,
твердый и жесткий.
По внешнему виду — это порошок молочно-белого цвета, иногда со слабым
запахом формальдегида.
Низкомолекулярные полиформальдегиды — пар а форм альдегид (параформ) и
а-полиоксиметилен— получают ступенчатой полимеризацией из водных раство-
ров формальдегида (формалина). Их используют для получения чистого моно-
мерного формальдегида.
Наибольший практический интерес представляют полимеры со средней сте-
пенью полимеризации 1000—4000 (средние молекулярные веса 30000—120000)*
Образцы с большим молекулярным весом обладают слишком высокой вязкостью
расплава и не перерабатываются на обычном оборудовании.
Высокомолекулярный полиформальдегид может быть получен путем ионной
(анионной или катионной) полимеризации очищенного от примесей мономера.
Обычно процесс осуществляют в жидкой ниертиой среде (углеводороде) при по-
стоянном подводе газообразного мономера. Молекулярный вес продукта регу-
лируют изменением температуры, концентрации катализатора и регуляторов дли-
ны цепи.
Другим важным промышленным способом является катионная полимериза-
ция триоксана — циклического тримера формальдегида, протекающая с раскры-
тием цикла. Полученный продукт аналогичен полиформальдегиду, синтезирован-
ному из мономерного формальдегида, однако процесс протекает с мейыпим теп-
ловым эффектом и легче регулируется. Полимеризацию можно проводить в рас-
творе или в расплавленном триоксане.
Немодифицированный полиформальдегид содержит на концах полимерных
.цепей гидроксильные группы, которые легко отщепляются при нагревании уже
при 80—120 °C, т. е. значительно ниже температуры плавления материала
(180°C). Поэтому в качестве термопласта используют модифицированные поли-
меры
Существуют два основных метода модификации с целью повышения тер-
мической стабильности полиформальдегида.
1. Блокирование концевых гидроксильных групп, например, путем ацетили-
рования. При этом получается полиметиленднацетат с концевыми ацетильными
группами, который термически устойчив в безкнслородной среде при 240 °C и
относительно устойчив в условиях переработки в расплаве при 200—230 °C.
2. Сополимеризация (в ходе синтеза) формальдегида илн триоксана с 2—
3% сомономера, обеспечивающего повышенную устойчивость продукта при нагре*
вании. Такими сомономерами могут быть соединения, содержащие углерод-угле-
родные связи (окись этилена, диоксолан и др.). Подобные сополимеры обладают
более высокой термостабильностью при переработке и эксплуатации материала,
чем модифицированные гомополимеры. Повышение термостабильиости и хими-
ческой стойкости компенсирует некоторое снижение кристалличности продукт^
из-за нарушения регулярности строения полимерной цепи вследствие сополиме-
ризации.
258
Промышленное производство полиформальдегида было начато в США в
1960 г. В 1975 г. мировое производство модифицированных полиформальдегидов
(общее название, принятое за рубежом — апетальные нлн полна детальные смо-
лы), достигло 200000 т*. Большую часть производимых материалов составляют
сополимеры. В СССР производство полиформальдегида организовано в '1961 г.
Вначале выпускался диацетат (гомополимер), с 1965 г. освоен выпуск сополиме-
ров на основе формальдегида (СФД) и триоксана (СТД), аналогичных по ка-
честву.
Полученный в ходе синтеза сополимер подвергают термической обработке
для удаления нестабильных концевых звеньев, смешивают с антиоксидантом,
термостабилизатором и экструдируют. Готовый продукт выпускается в виде гра-
нул молочио-белого цвета или окрашенных в различные цвета.
Физико-механические свойства полиформальдегида
Высокая степень кристалличности определяет многие свойства полиформаль-
дегида— отчетливо выраженную область плавления, твердость, жесткость.
Полиформальдегид сочетает высокий модуль упругости при растяжении и
изгибе с достаточно большой ударной вязкостью. Выпускаемые марки продукта
различаются главным образом текучестью (вязкостью) расплава.
Ниже приводятся показатели некоторых свойств сополимеров на основе
формальдегида (СФД) и триоксана (СТД):
Плотность, г/см3...........................
Показатель текучести расплава *, г/10 мин. . .
Разрушающее напряжение, кгс
при растяжении.............................
> сжатии..............................
» статическом изгибе .................
Относительное удлинение при разрыве, % . . .
Модуль упругости при растяжении, кгс/см2 . .
Ударная вязкость с надрезом при 20 °C,
кгс • с м/с м2.............................
Твердость по Бринеллю (при нагрузке 75 кгс),
кгс/мм2....................................
Коэффициент треиия по стали................
Теплостойкость, ®С
при нагрузке 4,6 кгс/см2....................
» » 1Д5 кгс/см2.................
1,41
2-30
650—700
1450
1250
10-15
25- 103-29- 103
5-9
12-13
0,35
160
115-120
* На пластометре Цвика или приборе ИИРТ при ую °C и нагрузке 2,16 кгс.
По значениям показателей предела текучести н модуля упругости полиформ-
альдегид превосходит все другие термопласты, кроме полиамида-68 Высокие
напряжения выдерживает полиформальдегид при статическом изгибе и сжатии.
По показателям долговременной прочности прн растяжении и изгибе и по уста-
лостной прочности полиформальдегид превосходит все другие термопласты,
включая полиамиды, поликарбонаты и полифенилеиоксид. Полиформальдегид об-
ладает наиболее высоким динамическим модулем упругости.
Теплостойкость прн изгибе при высоких нагрузках для образцов полиформ-
альдегида выше, чем для других термопластов, включая полиамид-68.
Ползучесть при растяжении полиформальдегида значительно ниже, чем у
полиамидов, но выше, чем у поликарбоната и полистирола.
Коэффициент трения по стали близок к этому показателю для полиамидов
и значительно ниже, чем для поликарбоната.
* В США выпускаются ацетальиые смолы под названиями «дельрин» (гомо-
полимер), «целкон»; в ФРГ — «хостаформ» и «ультраформ», в Японии — «дура-
кон».
9*
25$
Абразивная износостойкость полиформальдегида близка к аналогичному по-
казателю для поликарбоната и выше, чем для других термопластов, кроме поли-
амидов.
Ударная вязкость полиформальдегидов близка к ударной вязкости полиами-
дов, но ниже, чем у поликарбоната. х
'-so -ьо-го 0 20 W 60 80 100 120
Температура, °C'
-60 -20 0 20 W 60 80 100 120
Температура, ° О
Рис. 1. Зависимость разрушающего
напряжения при растяжении поли-
формальдегида от температуры.
Рнс/ 2. Зависимость предела теку-
чести при растяжении полиформаль-
дегида от температуры.
Температурные условия эксплуатации влияют на механические свойства по-
лиформальдегида (рис. 1—4). При низких температурах увеличивается модуль
упругости и уменьшается ударная вязкость. При —40 °C ударная вязкость сни-
жается до 4,5 кгс-см/см2. Прн 80 °C предел текучести при растяжении равен —
J__I__Г - I - I_I_L_ Г-- i- 1-
-60-W-2Q 0 20 4Z7 60 80 Ю0 120
Температура °C
Рис. 4. Зависимость твердости поли
формальдегида от температуры.
Рнс. 3. Зависимость ударной вяз-
кости полиформальдегида от темпе-
ратуры.
400—450 кгс/см2, разрушающее напряжение при растяжении составляет 300—
340 кгс/см2, относительное удлинение при пределе прочности колеблется от 75
до 150%. До 100 °C полиформальдегид еще сохраняет значительный запас проч-
ности.
Полиформальдегид значительно превосходит полиамиды по влагостойкости.
При эксплуатации в водной среде механические свойства материала изменяются
незначительно; максимальное набухание полиформальдегида составляет 0,7%.
260
Теплофизические свойства полиформальдегида
Гомополимер плавится в интервале 173—178 °C. Введение инородных струк-
турных единиц в полимерную цепь при сополимеризации приводит к некоторому
понижению температуры плавления. Сополимеры СФД и СТД плавятся при
166—171 °C. Соответственно понижаются температура размягчения н теплостой-
кость сополимеров.
Выше температуры плавления расплавы сополимеров формальдегида лишь
ограниченно стабильны прн контакте с воздухом н при длительной выдержке
в этих условиях могут разлагаться с выделением газообразного формальдегида.
Рис. 5. Зависимость коэффициента тепло-
проводности полиформальдегида от тем-
пературы*.
1*1 го 40 S0 80 Ю0 120 м
Температура С
Поведение полиформальдегида в этом отношении аналогично поведению таких
Термопластов, как поливинилхлорид и полнметилметакрилат. При 220 °C рас-
плав устойчив в течение 20 мин. Данные о теплофизнческих свойствах полнформ-
альдегида приведены ниже (см. также рис. 5):
Удельная теплоемкость при 20 °C, ккал/(кг -°C) ... 0,35
Коэффициент теплопроводности, ккал/(м • ч • °C)
при 20 °C........................................... 0,258
» 120 °C............................................ 0,233
Коэффициент температуропроводности, м2/с............ 0,24-10“®
Термический коэффициент линейного расширения, 1/°С 8,0-10- 5
Электрические свойства полиформальдегида
Полиформальдегид удачно сочетает хорошие диэлектрические свойства с вы-
сокой механической прочностью и влагостойкостью. Электрические свойства
полиформальдегида мало зависят от-изменения температуры.
Ниже приведены показатели электрических свойств полиформальдегида:
Удельное электрическое сопротивление
поверхностное, Ом.............................. 2- 1013
объемное, Ом-см............................... 8-10й
Диэлектрическая проницаемость
прн 50 Гц.......................................... 3,3
» 106 Гц............................................ 3,7
Тангенс угла диэлектрических потерь ~
при 50 Гц....................................... 3,3-10"’
» 10& Гц........................................... 7-10"
Электрическая прочность, кВ/мм ................... 26,0
Химические свойства полиформальдегида
Полиформальдегид имеет высокую стойкость по отношению к органическим
растворителям. Испытания более 400 веществ 27 различных классов показали,
что ни одно из них не растворяет полиформальдегид при температуре ниже
<60 °C. Он растворяется только в гексафторацетонгидрате.
261
В интервале температур 100—180 °C полиформальдегид растворим в фено-
лах, галогенпроизводных углеводородах, уксусном ангидриде, мети лен ди ацетате
и др.
Полиформальдегид устойчив к действию горячей воды, растворов солей,
морской воды, щелочей, растворов органических кислот. Минеральные кислоты
вызывают разложение полимера, кЪторое сопровождается выделением формаль-
дегида.
Полиформальдегид обладает малой проницаемостью по отношению к парам
органических веществ (включая спирты, эфиры, углеводороды) и в этом отноше-
нии значительно превосходит полиэтилен. Однако его проницаемость по отно-
шению к водяному пару почти в 10 раз выше, чем у полиэтилена.
Химическая стойкость полиформальдегида
Данные о химической стойкости полиформальдегида к действию различных
химических сред (испытания проводились на образцах толщиной 1 мм в течение
60 сут) приведены в таблице.
Химическая стойкость полиформальдегида
Обозначения: С—стойкий (изменение прочности при растяжении < 15К);
О—относительно стойкий (изменение прочности при растяжении 15—30?$); Н—нестойкий
(изменение прочности при растяжении > ЗОН).
Среда 20 °C 60 °C Среда 20 °C 60 °C
Азотная кислота 10%-иая
Дммиак 10%-ный .
Аммиак конц. . . .
Ацетон...........
Бензин...........
Бензол ..........
Бутаяол..........
Бутнлацетат . . .
Вода дистиллирова
н-
ная............
Глицерин ........
Диметилфталат . .
Дноксан..........
Диоктилсебацинат .
Кали едкое20%-ный
Кальция хлорид
10%-нын ....
Ксилол ..........
Масло минеральное
Метилацетат . . .
Метиленхлорид . .
Н
С
С
с
с
с
с
с
с
с
с
о
с
с
с
с
с
о
н
н
с
с
о
с
о
с
о
с
с
о
о
с
с
с
с
о
н
Метилэтилкетон ....
Муравьиная кислота
10%-ная...........
Серная кислота
10%-ная.............
80%-ная
Солянаи кислота 10%-ная
Перекись водорода
30%-ная............
Перманганат калия
10%-ный.............
Тетрагидрофуран . .t .
Тетрамин ............
Тиофен...............
Толуол ..............
Трихлорэтилен ....
Уксусная кислота
10%-ная..........
80%-ная..........
Фенол ...............
Фосфорная кислота
25 %-на я..........
О
С
с
н
н
с
с
о
с
о
с
о
с
о
н
с
о
н
н
н
н
н
с
о
о
о
с
о
с
н
н
н
Полиформальдегид горюч, сгорает на воздухе без остатка. Скорость горения'
2,8 см/с.
Для предотвращения (замедления) термоокислительной деструкции при
переработке в полиформальдегид вводя г антиоксиданты (типа А-2246) и термо-
стабилизаторы (дициандиамид). Длительное тепловое старение образцов при
80—120 °C приводит к снижению относительного удлинения при пределе теку-
чее гн н ударной вязкости. При старении под действием УФ-лучей введение до-
бавок сажи позволяет существенно повысить сопротивляемость материала.
262
Испытания в различных климатических условиях показали высокую стой-'
кость полиформальдегида к атмосферным воздействиям.
Материал нетоксичен.
Сополимеры СФД и СТД выпускаются (ТУ 6-05-1543 —72) четырех марок:
А, Б, В, Г; причем марка Г (высокомолекулярный) производится только на
основе СТД. Сополимеры марок А, Б и В предназначены для переработки ме-
тодом лнтья под давлением и различаются показателем текучести расплава. Со-
полимер марки Г предназначен для переработки литьем под давлением в простые
•формы и экструзией.
Требования к сополимерам приведены в таблице.
Физико-механические свойства сополимеров СФД и СТД различных марок
Показатели
Внешний вид................
Содержание влаги, %, не более . .
Показатель текучести расплава,
г/10 мин........................
Относительное удлинение при раз-
рыве, %, ие менее...............
Модуль упругости при растяжении,
кгс/см2, не менее...............
Предел текучести прн растяже-
нии *, кгс/см2, не менее . . . .
Ударная вязкость с надрезом,
кгс • см/см2, не менее
прн 20 °C.......................
» —40 °C...................
Твердость, кгс/см2, не менее . . .
Температура размягчения (короб-
ления), °C, не менее............
Гранулы, неокрашенные нли окрашенные
в различные цвета, размером не более
4X4 мм
0,2 0,2 0,2 0,2
7,5—10,0 16,1-30,0 10,1-Гб,0 2,0—4,5
15
25 • 103
600
6,0
4,5
1100
100
15
22- 103
550
5,0
4,0
1000
15
25- 103
600
6,0
4,5
1100
100
20
25 • 103
600
6,0
4,5
1000
100
• Значения разрушающего напряжения при 20 °C на 2—3% ниже, а при 109 °C на
—3% выше, чем предел текучести. 4
Сополимеры упаковывают в полиэтиленовые
мешки емкостью 20 кг.
Технологические свойства
Насыпная плотность гранул, г/см3 .... 0,60—0,78
Вязкость расплава (у = 70 с"1 н 190 °C),
кг • с/см2............................ 5,0.10“4—15,0.10"4
Температура перехода в вязкотекучее со-
стояние, °C........................... 160—168
Нижняя н верхняя температуры перера-
ботки, °C............................. 180 и 220
Усадка, %.............................. 2—4
Свариваемость........................... Удовлетворительная
Склеиваемость ......................... Не склеивается
Формуемость........................... Хорошая
263
ПЕРЕРАБОТКА ПОЛИФОРМАЛЬДЕГИДА
Основной метод переработки — литье под давлением. Относительно низкая
стабильность расплавленного материала требует тщательного контроля парамет-
ров технологического процесса литья, Содержание влаги в материале не должно
превышать 0,2%. Сополимеры можно многократно перерабатывать без замет-
ного ухудшения свойств. Поэтому отходы в виде литников и бракованных из-
делий после дробления можно перерабатывать повторно, добавляя их к све-
жему сырью в количестве не более 20%.
Полиформальдегид не комкуется, не налипает на стенки загрузочного
устройства и литьевой формы. Вязкость расплава высокая, поэтому давление
впрыска должно быть большим (1000—1500 кгс/см2). В связи с быстрой кри-
сталлизацией материала скорость впрыска при заполнении формы должна быть
максимальной, литники, по возможности, короткими и широкими, литьевые фор-
мы обязательно должны обогреваться с помощью электричества или теплоно-
сителя, 1
Для того чтобы избежать застаивания и разложения материала в мертвых
зонах цилиндра, внутренние полости цилиндра, сопла, наконечник шнека дол-
жны иметь плавные обводы без резких углов. О разложении материала свиде-
тельствует появление коричневых полос, пузырей и запаха формальдегида.
Температура литья зависит от конструкции машины н колеблется от 180 до
220 °C. При более низких температурах (н давлениях) материал перерабаты-
вается на машинах с предварительной пластикацией, при более высоких — на
поршневых машинах.
Температурный режим подбирается опытным путем, начиная от 180—190 °C,
с постепенным повышением температуры. До н после лнтья полиформальдегида
цилиндр машины обязательно очищается полиэтиленом с низким индексом рас-
плава (1—2 г/10 мин).
Прн конструировании форм для литья полиформальдегида необходимо учи-
тывать ограничения времени пребывания расплава материала в цилиндре. Гнезд-
ность формы рекомендуется определять из расчета допустимого времени пребы-
вания расплава в литьевом узле 10 мнн. Для расчета времени пребывания ма-
териала в литьевом узле т используют формулу
Т = -уТц (1)
где G — масса материала в литьевом цилиндре машины; g— масса одной от-
ливки; Тц — время цикла лнтья.
Время цикла лнтья тц (в с) можно определить по формуле
(т ____ро \
"168 -7 +0,5) + тр (2)
где Н — толщина изделия, см; Гц — температура литьевого цилиндра, °C; Тф —
температура формы, °C; тР — время пребывания формы в раскрытом состоя-
нии, с.
При конструировании форм следует избегать острых углов и разнотолщин-
ности, так как в узлах концентрации напряжений наблюдается резкое сниже-
ние ударной прочности материала. Усадка материала определяется опытным
путем на экспериментальных формах.
Температура формы поддерживается в пределах 40—120 °C. Повышение
температуры благоприятствует лучшему заполнению формы, увеличению проч-
ности изделий и улучшению их внешнего вида (появлению блеска).
Время выдержки под давлением определяется первым членом уравнения
(2), но вместо значения толщины изделия в формулу подставляют значение вы-
соты впускного канала формы (в см).
Толстостенные изделия подвергают последующей термообработке, нагре-
вая в очищенном минеральном масле до 120—150 °C в течение 10—25 мин.
Прн точном соблюдении температурного режима полиформальдегид легко
перерабатывается как на поршневых, так и на шнековых машинах, а также на
машинах с предварительной пластикацией,
264
ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИФОРМАЛЬДЕГИДА
Полиформальдегид выделяют в особую группу конструкционных термо-
пластов, в которую включают также полиамиды (типа найлон), поликарбонат,
а иногда и АБС-пластик и полифениленоксид.
Первые три полимера обладают сравнительно близкими прочностными ха-
рактеристиками. Поликарбонат имеет наибольшую ударную вязкость, он про-
зрачен, однако относительно пло-
хо противостоит усталостным на-
грузкам. Полиамиды обладают
наиболее высокой износостой-
костью, повышенной ползучестью,
но не влагостойки. Специфические
свойства полиформальдегида —
высокое сопротивление знакопере-
менным динамическим нагрузкам,
высокая жесткость.
Полиформальдегид имеет
большую сырьевую базу (уступая
только полиэтилену) и, следова-
тельно, в перспективе является
наиболее недорогим и массовым
конструкционным пластиком.
Хотя полиформальдегид и тя-
желее большинства других пласт-
масс, он иа 80% легче цинка, на
45% легче алюминия н на 20%
легче магниевых сплавов. Поли-
формальдегид успешно конкури-
рует с металлами и сплавами при
изготовлении изделий сложной
конфигурации, которые при отлив-
ке из металлов требуют последую-4
щей обработки.
Средняя эффективность при
замене цветных металлов 1 т
полиформальдегида составляет
~10 тыс. руб.; при этом расход
материала на единицу продукции
сокращается в 5—6 раз.
Основные направления приме-
нения полиформальдегида — это
детали машин, арматура, зубчатые
колеса, шестерни, втулкн, пружи-
ны, переключатели и т. п.
Широкое применение нахо-
дит полиформальдегид в автомо-
билестроении (рис. 6) для изго-
товления деталей переключатся
лей, ручек дверей, деталей прнбо-
Рис. 6. Детали автомобиля «Жигули».
ров, втулок, муфт сцепления, кар-
бюраторов н т. д. Общий вес де- Рнс. 7. Волокно полиформ и ворсовальная
талей из полиформальдегида на шишка.
одну машину в ближайшее время
достигнет 2,0—3,5 кг.
Полиформальдегид используют в машиностроении н приборостроении. Ти-
пичные примеры — детали конвейеров в пищевой промышленности, детали счет-
ных и пишущих машин, наручных и настольных часов, счетчиков н др.
Потребность в полиформальдегиде для изготовления шпуль в текстильной
промышленности (вместо бука) составляет в настоящее время 3000 т/год
265
В электротехнике полиформальдегид применяется там, где необходимо со*
четание хороших электроизоляционных свойств с прочностью и упругостью. Это
переключатели и пружины в телефонных я телеграфных аппаратах, а также в
электрических машинах, работающих в широком диапазоне температур во влаж-
ной среде.
В бытовой технике полиформальдегид успешно применяется для изготовле-
ния счетных лннеек, авторучек, защелок и других изделий, где прочность дол-
жна сочетаться с жесткостью и упругостью. Он используется также для изготов-
ления бутылей для хранения органических жидкостей и флаконов для аэрозолей.
Хорошие результаты дали испытания изделий из полиформальдегида в сан-
технике (арматура): ручек, задвижек, защелок, шарниров и т. п. Широкое ис-
пользование полиформальдегида в этих областях пока сдерживается относи-
тельно высокой себестоимостью пластика и ограниченностью его выпуска.
Рис 8. Часть ковра из волокна полиформ
и модульный переключатель.
Экструзией из полиформальдегида можно получать трубы н стержни. Тру-
бы из полиформальдегида можно применять для перекачки нефтепродуктов^
стержни используются для получения изделий механической обработкой (фре-
зерованием, сверлением, строганием н т. п.).
В опытном масштабе выпускаются партии полиформальдегида, наполнен-
ные стеклянным волокном, политетрафторэтиленом, сульфидом молибдена, са-
жей. Такой материал легко окрашивается.
На основе сополимеров формальдегида выпускается синтетическое волокно
полнформ. Полиформ — высокопрочное волокно, обладающее большой стой-
костью к действию воды, органических растворителей, нефтепродуктов, мине-
ральных масел, щелочей, растворов солей.
Выпускается полиформ в виде нити, моноволокна и штапеля. Полиформ
может применяться для изготовления технических изделий — транспортерных
лент, приводных ремней, тросов, фильтровальных тканей и т. д. (рис. 7 и 8).
Хорошие результаты получены при испытании рыболовных сетей, изготовленных
нз полнформа.
Технические данные волокна полиформ
Плотность, г/см3..................................... 1,4
Разрывное усилие, кгс.............................. 100—120
Начальный модуль упругости при разрывном
удлинения 8—12%, кгс/мм2 ........................ 1500—1800
Интервал допустимых температур примене-
ния, °C...................................... От —40 до 4-140
Допустимый кратковременный нагрев, °C . . . До 1<50
Гигроскопичность, %.................. <0,2
266
Структура потребления (в %) полиформальдегида
(полиацетальных смол)
Автомобилестроение.................................... 21
Детали машин н приборов............................... 19,5
Электротехника и связь................................ 12,8
Скобяные изделия н сантехника......................... 12,8
Бытовые приборы....................................... 11,8
Потребительские товары................................ 11,4
Экструдированные профили (листы, трубы, стержни) ... 5,0
Другие области применения................................ 5,7
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
При нарушении технологического режима переработки полиформальдегида
возможно его частичное разложение с выделением газообразного формальде-
гида, обладающего резким запахом и вызывающего раздражение слизистых обо-
лочек глаз и носоглотки^ Запах формальдегида может наблюдаться прн очень
малых (неопасных) его концентрациях в воздухе. Предельно допустимая кон-
центрация.— менее 5 мг/м3.
При массовой переработке литьевые и экструзионные машины следует обо-
рудовать местной вытяжной вентиляцией. Изделия, полученные нз полиформ-
альдегида, целесообразно охлаждать водой.
При аварийной остановке цилиндр машины должен обязательно быть очи-
щен от полиформальдегида путем продавливания полиэтилена. Нельзя совме-
щать на одних и тех же машинах переработку полиформальдегида н поливинил-
хлорида, так как следы ПВХ вызывают разложение полиформальдегида.
Появление запаха формальдегида может быть вызвано чрезмерно высокой
температурой в литьевом цилиндре, наличием мертвых зон либо неплотностей
-в головке, через которые материал может попадать на обогревательные эле-
менты, При разборке н наладке машины частично разложившуюся смолу по-
мещают в холодную воду, чтобы предотвратить выделение газообразного форм-
-альдегида.
ЛИТЕРАТУРА
Ениколопян Н. С., Вольфсон С. А. Химия и технология полиформальде-
гида. М., «Химия», 1968. 288 с.
Завгородний В. К., Калинчев Э. Л., Марам Е. П. Литьевые машины
для термопластов и реактопластов. М., «Машиностроение», 1968. 254 с.
ПЕНТАПЛАСТ
Пентапласт представляет собой высокомолекулярный простой полиэфир, по*
лучающийся полимеризацией 3,3-бис(хлорметил) оксациклобутана. Исходным
сырьем для его синтеза ёлужит пентаэритрит. При взаимодействии пентаэрит-
рита с хлористым водородом в присутствии уксусной, масляной или других
жирных кислот и последующем дегидрохлорировании образовавшегося моно-
эфира трихлоргндрина пентаэритрита раствором водной щелочи получается мо-
номер 3,3-бис (хлорметил) оксациклобутан, В присутствии катализаторов ионного
типа (трехфторнстого бора и его эфиратов или алкилалюмнния) он полимери-
зуется по схеме
Пентапласт содержит 45,5% хлора, что придает ему способность к самоза-
туханию. Связь хлорметильиых групп с атомом углерода, не имеющим атомов
водорода, обеспечивает сравнительную высокую термостабильность полимера.
Хлористый водород ие отщепляется вплоть до 280 °C. Этим пентапласт выгодно
отличается от других хлорсодержащнх полимеров, например от поливинилхло-
рида и поливннилиденхлорида, температура разложения которых близка к тем-
пературе переработки (около 170°C).
Вследствие симметричного расположения в пространстве объемных хлор-
метильных групп вдоль основной цепи пентапласт имеет кристаллическую
структуру, устойчив к действию органических растворителей и других реагентов^
а также о&яадает высокой теплостойкостью.
Пентапласт плавится при температуре ~ 180 °C и в расплавленном состоя-
нии имеет небольшую вязкость, что облегчает его переработку в изделия при
190—240 °C обычными методами, применяемыми для термопластов.
Изделия нз пентапласта могут эксплуатироваться при температуре до 120—
130 °C, а кратковременно — до 135—150 °C.
Получены полимеры и других галогенпроизводных оксациклобутана. Поли-
меры, содержащие бром и иод, имеют более высокую температуру плавления
(225 н 275°C соответственно), однако температура разложения, и в особенности
интервал между температурами переработки и разложения, ниже, поэтому они
не представляют практического значения. Пентапласт кристаллизуется в виде
двух кристаллических а- и 0-форм, дающих разные рентгенограммы. Темпера-
тура плавления cz-формы равна 180 °C, а 0-формы составляет 188 °C. При мед-
ленном охлаждении расплава полимера образуется преимущественно а-форма^
а при быстром охлаждении с последующей выдержкой или прогревом — 0-фор-
ма. Изделия нз пента пласта -обычно содержат обе формы. Предельная степень
кристалличности пентапласта равна 28 ±6%. Рентгеновскаи степень кристал-
личности в изделиях составляет обычно 22—30%. Например, отпрессованный при
200 °C и давлении 150 кгс/см2 и естественно охлажденный образец пентапласта
имеет общую степень кристалличности 27% (а-формы— 7%, 0-формы — 20%). >
Пентапласт из расплава кристаллизуется в сферолитной форме. Размер сферо-
268
литов обычно не превышает 40 мкм. Пентапласт кристаллизуется медленно, по-
этому легко аморфнзируется. Резкая закалка расплава в холодной воде при-
водит к практически полному отсутствию в полимере кристаллической фазы.
Модуль упругости такого пентапласта составляет 18—20 кгс/см2» что соответ-
ствует модулю упругости типичного каучука.
Аморфнзированный пентапласт медленно кристаллизуется прн комнатной
температуре (в течение недели); при 60°C процесс заканчивается за 10—30 мин,
при 100 °C — за несколько секунд. Модуль упругости прн изгибе возрастает при
этом в несколько сотен раз — с 20 до 9000 кгс/см2. Это важно знать при пере-
работке пентапласта в изделия.
Модуль упругости пентапласта при изгибе Е ниже температуры стеклова-
ния аморфных участков изменения в соответствии с уравнением
£ = 45 000— 110/
где i — температура, °C.
Температура стеклования аморфных участков пентапласта, определенная
различными термомеханнческимн методами, составляет от —5 до +7,5 °C. Од-
нако при воздействии механической вибрации температура стеклования повы-
шается до 15 °C при частоте 3 Гц н до 25 °C при частоте 90 Гц. Показатели
прочностных и деформационных свойств пентапласта резко изменяются в ин-
тервале 10—30 °C.
Опыт эксплуатации пентапласта показывает, что он имеет низкую морозо-
стойкость и соответственно высокую температуру хрупкости. Так, ударная вяз-
кость литьевых и экструзионных образцов пентапласта резко снижается в ин-
тервале температур от 0 до 10 °C. При дальнейшем понижении температуры до
—60 °C этот показатель изменяется мало. Поэтому механическую обработку, в
частности, листового пентапласта рекомендуется производить при 20—25 °C и
выше. Разрезать листы следует прн местном прогреве до 40 °C. Однако при от-
сутствии ударных н изгибающих воздействий образцы пентапласта можно дли-
тельно выдерживать при отрицательных температурах, а также прн цикличе-
ском чередовании нагрева и охлаждения.
Важным свойством пентапласта является его высокие механические пока-
затели при повышенных температурах. При 100 °C разрушающее напряжение
при растяжении для пентапласта выше, чем для большинства термопластичных
полимеров.
Отличительным свойством пентапласта является малая ползучесть под на-
грузкой прн повышенных температурах и низкий коэффициент трения. При оп-
ределенных условиях эксплуатации пентапласт обладает высокой стойкостью
к истиранию.
Работоспособность пентапласта по температуре и напряжению составляет
от 20 кгс/см2 при 135 °C до 180 кгс/см2 при 40 °C. Эти показатели сравнимы
с соответствующей характеристикой для полиамида 6,6.
Пентапласт выпускается промышленностью по ТУ 6-05-1422—71 в широком
диапазоне молекулярных весов. Основной характеристикой пептапласта является
приведенная вязкость 0,5%-ного раствора полимера в циклогексаноне при 20 °C.
Ниже приведены данные о соотношении приведенной вязкости и среднечнс-
лового молекулярного веса, определенного осмометрическим методом, для не-
фракиионированных образцов пентапласта:
Яуд/с, дл/г................................ 1Д 1,5 1,75 1,9 2,2
Af„ - 10-а................................. ПО 155 190 218 240
Среднечисловой молекулярный вес может быть рассчитан из соотношения
[rj] = 3,8 • 10-3 • А4®’837
Мп = 760 fo]1'195
где [ц] — характеристическая вязкость в циклогексаноне прн 40 °C,
В зависимости от назначения пентапласт изготовляется с приведенной вяз-
костью 1,1—1,6 дл/г для покрытий и 1,4—2,0 дл/г — для литья под давлением.
269
экструзии н прессования. Важным показателем пентапласта, характеризующим
его способность к переработке, является показатель текучести расплава, опре-
деляемый на приборе ИИРТ-2 при 200 °C и грузе 5 кгс. Так, пентапласт для
литья под давлением н экструзии труб должен иметь следующий показатель
текучести расплава (в г/10 мин):
для литья под давлением.................................... 0,8—1,6
для экструзии........................................ 0,8—4
для нзготовлеиия сварочного прутка...................... 2—9
для порошковых покрытий................................. 2—5
Температура текучести расплава (термомеханический метод) повышается
при увеличении приведенной вязкости в соответствии с уравнением
7^= 173 + 202 lg(T]yn/c)
Она представляет практический интерес, так как определяет температурные ус-
ловия переработки полимера.
Вязкость расплава пентапласта связана с приведенной вязкостью зависи-
мостью (190 °C, капиллярный вискозиметр)
1g 'Праспл 4 1g (т)уд/с) + 4,7
Вязкость расплава технического пентапласта в интервале температур перера-
ботки составляет 10*—106 П.
Физико-механические свойства пентапласта
Ниже приведены физико-механические свойства пентапласта:
Плотность, г/см3................................
Разрушающее напряжение, кгс/см2
при растяжении (50 мм/мин)
прн —50 °C.................................
» 0 °C.............................
» 20 °C.............................
» 100 °C..............................
при сжатии..................................
» статическом изгибе .....................
Относительное удлинение при разрыве. % . . . .
Модуль упругости при изгибе, кгс/см2
при —60 °C..................................
» 20 °C ................................
» 80 °C.................................
Ударная вязкость, кгс • см/см2
литьевые образцы
при —60 °C.................................
> 0 °C..............................
» 20 °C.............................
прессованные образцы прн 20 °C..............
Твердость по Бринеллю, кгс/мм2..................
Усадка, %.......................................
Ползучесть, %
при 65 °C за 9 000 ч под нагрузкой
105 кгс/см2.............................
35 кгс/см2..............................
при 137 °C за 5 000 ч под нагрузкой
70 кгс/см2.................................
8,8 кгс/см2.............................
Коэффициент трения при 20 °C н давлении 50 кгс/см2
пентапласт — пеитапласт.....................
пентапласт — сталь Ст. 5....................
Водопог лощение за 30 сут, %,...................
1,4
780
650
400-550
250
850
600-850
15-40
51500
9 000—13 000
4500
8
10
>140
20-40
8— 11
0,4—0,6
3
1
4,5
1.2
0,14
0,12
<0,01
270
Физико-механическне свойства листов пеитапласта (толщина 1—2 мм) при-
ведены ниже:
В продольном В поперечном
направленны направлении
Разрушающее напряжение при
растяжении (50 мм/мин), кгс/см2 370—400 405—425
Относительное удлинение при раз-
рыве, % ......................... 32-46 32-75
Ударная вязкость по Динстату,
кгс • см/см2 .................... 40—70 40—70
Усадка (150°С, 2 ч).............. От—0,3до0,6 От 0,2 до 0,3
Физико-механические свбйства пленок иа основе пентапласта (толщина
100—300 мкм) приведены ниже:
В продольном В поперечном
направлении направлении
Разрушающее напряжение при
растяжении (50 мм/мин), кгс/см2 320—420 340—400
Относительное удлинение при раз-
рыве, % ............................... 10—17 5—11
Усадка (150 °C, 2 ч).................... 0,1 -0,08
Теплофизические свойства пентапласта
Показатели теплофизических свойств пентапласта приведены ниже:
Температура, °C
плавления ....................................... 180
стеклования (дилатометрический метод)....... 7,5
Теплостойкость, °C
по Вика......................................... 155—165
» Мартенсу....................................... 42—45
Коэффициент теплопроводности, кал/(см * с • °C) . . . 3,13 • 10“4
Термический коэффициент линейного расширения, 1/°С
при—35-0 °C ......................................... 5-10“*
» 0-20 °C................................ 6,6-10~®
» 20-100 °C .............................. 8,2-10-5
Электрические свойства пеитапласта
Пентапласт сохраняет хорошие электрические свойства при высоких темпе-
ратурах и в условиях повышенной влажности:
Удельное электрическое сопротивление
поверхностное, Ом
при 20 °C ....................................... 1.1016
» 70 °C................................. 8,5-1016
после выдержки в воде в течение 24 ч прн
20 °C.................................... 6,1-1016
объемное, Ом • см
при 20 °C.......................................(1-3) * 1016
> 70 °C................................ 1 • 1015
посде выдержки в воде в течение 24 ч
при 20 °C................................ 1 • 1016
Диэлектрическая проницаемость
при 103 Гц................................... 3,1
> 106 Гц............................... 3,2
Тангенс угла диэлектрических потерь
при 50 Гц................................... 0,011
> 103 Гц........................... ... 0,014
> 10е Гц............................... 0,011
Электрическая прочность (толщина 2 мм), кВ/мм . . 21—27
271
Ниже приведены электрические свойства пленки на основе пентапласта
{толщина 100 мкм):
При 20 °C При 120 °C
Удельное объемное электрическое сопро-
тивление, Ом • см.......................... 8*1015 2«1013
Диэлектрическая проницаемость при !03 Гц 3,0 3,3
Тангенс угла диэлектрических потерь
при 10® Гц................................. 0,0078 0,0081
Электрическая прочность, кВ/мм......... 64 —
Химическая стойкость пентапласта
Наиболее ценным свойством пентапласта является его высокая химическая
стойкость. Пентапласт стоек к действию щелочей, кислот, солей и большинства
органических растворителей.
Ниже приведены допустимые температурные пределы эксплуатации пента-
пласта в различных средах:
25 °C . . . .
До 65 °C . .
До 105 °C . .
До 120 °C . .
Азотная кислота, 60%-ная; бромная вода; пла-
виковая кислота, 100%-ная; сероуглерод,
хлор-, нитробензол
Азотная кислота, 30%-ная; серная кислота,
96%-ная; альдегиды; кетоны; простые и слож-
ные эфиры
Азотная кислота, 10%-ная; плавиковая кис-
лота, 60%-ная; уксуснаи и муравьиная кис-
лоты; спирты; алифатические углеводороды
Серная кислота, 60%-ная; соляная кислота,
50%-ная; плавиковая кислота, 30%-иая; соли;
щелочи
Испытания пентапласта в агрессивных средах — в хлор и фторорганических
производствах показали его стойкость при 20—27 °C в азотной кислоте
(60%-ной), перхлорэтилене, едком натре (40%-ном), серной кислоте (92%-ной),
серной кислоте (до 96%-ной) после очистки хлороформа (3% органических
веществ), соляной кислоте абгазной с производства хлораля, соляной кислоте
абгазной с производства фреонов, смеси фтористоводородной (40,2 %-ной) и со-
ляной (12,8%-ной) кислот производства фреонов, трихлоруксусной кислоте-сырце
и ректификате, фтористоводородной кислоте (40%-ной), фреоне-113, хлорале,
Кремнефтористоводородной (до 45%-ной), фтористоводородной (до 75%-ной).
При повышенных температурах пентапласт стоек к абгазам хлорирования
этилового спирта (хлористый водород — 85—90%, хлор — 5—10%, хлорэтил —
2—3%) до 45 °C, перхлорэтилену при 50 °C, спиртовой адсорбции хлора (сумма
альдегидов по хлоралю 8—10%, соляная кислота 10—15%, вода 10%, осталь-
ное— этанол) прн 35—50 °C, полихлорпропану при 40 °C, четыреххлористому
углероду при 40 ЙС, смеси перхлорэтилена (42,5%) с четыреххлористым углеро-
дом (53,8%) и хлорэтаном (3—5%) при наличии следов хлористого водорода
и хлора при 40 °C, 25—30%-ной соляной кислоте при 40—100°C, соляной кис-
лоте с примесью монохлоруксусной кислоты, фенолам и дихлорфенолам пря
30—40 °C, хлористому водороду прн 100 °C, хлористому натрию при 90 °C.
Испытания пентапласта в агрессивных средах катализаторных производств
показали его стойкость при 20 °C в смеси соляной и азотной концентрированных
кислот (1 : 1), 35%-ной хромовой кислоте, 35%-ном нитрате хрома; при 20—60 °C
в 30%-ной серной кислоте, 70%-ной серной кислоте, влажной смеси окислов
азота, 30%-ной азотной кислоте, растворах нитратов редкоземельных элементов
(от слабых до концентрированных), концентрированном медноаммиачном рас-
272
творе; при 20—80 °C в плавиковой кислоте концентрации до 40%, 2%-ной платино-
хлористоводородной кислбте, хлоридах кальция, магния, цинка, 15%-ном молиб-
дате аммония, 30 %-ном монохромате калия, растворах хлористого палладия и
хлорпалладата натрия; при 90 °C — в 54%-ной фосфорной кислоте; при
20—100 °C во влажном хлористом водороде концентрацией более 90%, влаж-
ном сероводороде, нитратах кальция, алюминия, никеля; при температурах от
20 °C до кипения в 50%-ной серной кислоте, 20%-ной соляной кислоте при
20—120 °C в концентрированных растворах едкого натра и алюмината натрия;
при 120°С — в плаве сернокислого алюминия в 50%-ной серной кислоте. Пента-
пласт выдерживает длительные испытания при 20—25 °C в диоксане, трихлор-
этилене, толуоле, бутаноле, ксилоле, скипидаре, ацетонитриле, четыреххлори-
стом углероде, дихлорэтане, олифе комбинированной, алкидностирольном лаке
МС-40, при 20—80 °C в различных топливах: керосине, дизельном топливе, син-
тетическом масле Б-ЗВ, минеральных маслах.
Исследование пентапласта в контакте с медицинскими аэрозольными препа-
ратами при 45 °C в течение 1 года показало его высокую стойкость к большинству
применяемых сред. Степень набухания пентапласта не превышает 1,0% в следую-
щих средах: фреоне-12, смеси фреонов-11 и 12 (1 : 1), ингалипте (стрептоцид, нор-
сульфазол, этанол, вода, глицерин, тимол, масла, азот), каметоне (хлорбутанол-
гидрат, масла, камфора, ментол, фреоиы-11 и 12), фадезине (рыбий жир, масла,
этанол, фреоны-11 и 12), камфомене (масла, этанол, ментол, фреон-12 и др.), бо-
золе (борная кислота, 10%-ная, этанол, вода, фреон-12 и др.), астироне (масла,
этанол, спирты кашалотового жнра, фреон-12 и др.), борной кислоте, 4%-ной,
дермазоле (ундециленовая и салициловая кислоты, этанол, фреоны-11 и 12),
анестезоле (фурацилин, этанол, вода, азот и др.).
Пентапласт стоек к агрессивным средам гальванических и травильных вани.
Он успешно эксплуатируется в составах для пассивации, глубокого травления,
удаления окалины со сплавов, химического фрезерования, никелирования, хро-
мирования, цинкования, золочения. Так, пентапласт выдерживает воздействие
сред следующего состава:
соляная кислота 300—350, азотная кислота 55—65, фтористый натрий
40—50 при 60 °C (см3/л);
азотная кислота 750, фтористоводородная кислота 180—220 при 20 °C (г/л);
серная кислота 36—42%, фосфорная кислота 40—45%, хромовая кислота 5%
(по хромовому ангидриду) при 60°C (вес. %);
фосфорная кислота 180, серная кислота 100, азотная кислота 600, соляная
кислота 500 при 20°C (г/л).
Пеитапласт применяется в качестве конструкционного материала при экс-
плуатации в растворах йодистого н бромистого калия различных концентраций
с примесью иода прн температуре до 70 °C, в молочной кислоте при 20—80 °C.
Имеются данные об успешной эксплуатации покрытий из пентапласта в морской
воде в течение 5 лет Высокая химическая стойкость пентапласта обусловливает
возможность его использования в контакте с пищевыми средами Так, пента-
пласт можно применять в качестве конструкционного материала в среде мо-
лочной кислоты и различных пищевых продуктов.
Изделия из пентапласта могут эксплуатироваться в среде кислорода и ще-
лочи при 100 °C.
Пентапласт нестоек к сильным окисляющим агентам: при температуре
кипения к дымящей азотной кислоте, олеуму, хлорсульфоновой кислоте, перхлор-
этилеиу; при 60°C — к 85—98%-ной серной кислоте при поддуве хлора. Пента-
пласт растворяется при температуре выше 100 °C в циклогексаноне н хлорбен-
золе, 5%-ные растворы при охлаждении желатинизируются Пентапласт раство-
ряется также в кипящем диоксане и при НО—120 °C в диметилформамиде, но
из растворов полностью выделяется при понижении температуры до 60—65 °C.
Данные о газопроницаемости пленок различных полимеров толщиной 100 мкм
Для разных газов приведены в таблице.
Пентапласт наименее проницаем для компонентов растворов летучих элек-
тролитов (соляная, азотная кислоты). Так, проницаемость пленок пентапласта
для соляной кислоты составляют 0,4, для воды —17, в то время как для поли-
пропилена они равны соответственно 26 и 63 [1010-г/(см-ч-мм рт. ст.)].
273
Газопроницаемость, смЗ/(100 дм2 -24 ч)
Полимер
кислород
азот
двуокись
углерода
пары воды
Пентапласт.............
Поливинилхлорид , . . .
Полиэтилен.............
О
0,6
320
8,9
2,4
1500
0,6
0,2
1,0
КОМПОЗИЦИИ НА ОСНОВЕ ПЕНТАПЛАСТА
При введении в пентапласт минеральных наполнителей увеличиваются мо-
дуль упругости, твердость, теплостойкость, улучшаются прочностные свойства,
снижаются усадка, термический коэффициент линейного расширения, ползучесть
под нагрузкой, уменьшается стоимость изделий. Перспективными наполнителями
для пентапласта являются графит, микроизмельченная слюда, стекловолокно,
окись хрома и др. Показатели основных свойств наполненного пентапласта при-
ведены в таблице.
Свойства наполненного пентапласта
Наполнитель
Показатели
15%
СЛЮДЫ
25Я
слюды
10%
стекло-
волокна
(2—5 мм)
15%
окиси
хрома
15%
графита
Разрушающее напряжение
при растяжении (50 мм/мин),
кгс/см2....................
Относительное удлинение
при разрыве, %.............
Модуль упругости при изгибе,
кгс/см2....................
Ударная вязкость, кгс • см/см2
Твердость по Бринеллю,
кгс/мм2....................
Теплостойкость, °C
по Вика ...................
» Мартенсу............
Удельное объемное электри-
ческое сопротивление,
Ом • см....................
Тангенс угла диэлектрических
потерь ....................
Электрическая прочность,
кВ/мм......................
630
25
24 ^00
40—50
13,9
168
62
3,6* Ю16
0,0 И
24
615
15
32 600
25
14,8
175
4,7* 1016
0,011
26
670
20
21 070
30
12,3
169
63
3,7* 1015
0,011
20
560
19
13 400
> 140
9,8
160
54
5,6- 1016
0,0’4
21
530
17
22 ООО
40-50
10,0^
165
59
101*
Малые (1—2%) количества зернистых наполнителей (окись хрома, дву-
окись титана, аэросил и некоторые другие) вызывают уменьшение модуля упру-
гости, твердости и некоторое повышение эластичности пентапласта. Пентапласт,
наполненный 1—2% окиси хрома, применяется для изготовления листового ма-
териала.
Кабельный пентапласт (ТУ 6-05-041-375—72) представляет собой композицию
пентапласта с жидким теплостойким пластификатором (например, с 16,7% ди-
до деци лфталата) .
274
Основные показатели свойств кабельного пентапласта приведены ниже:
Плотность, г/см3................................... Jt32
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2,
не менее
при 20 °C............................................ 200
> 105 °C......................................... 100
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее . 200
Модуль упругости при изгибе, кгс/см2 .......... 4000—4200
Ударная вязкость при —20°C, кгс-см/см2............. 100
Твердость по Бринеллю, кгс/мм2........................ 4,4
Температура плавления, °C........................ 172—174
Теплостойкость по Вика, °C............................ 125
Морозостойкость, °C
в статическом состоянии......................... —50
в динамическом состоянии..................... От —15
до —25
Удельное объемное электрическое сопротивление,
Ом • см, не менее
npi? 20 °C........................................... Ы01<
> 105 °C........................................ МО1»
Диэлектрическая проницаемость при 50 Гц......... 3,2
Тангенс угла диэлектрических потерь при 50 Гц,
не менее.......................................... 0,035
Электрическая прочность (при толщине образца К мм),
кВ/мм, ие менее................................. 24
Водопоглощение за 24 ч при 30 °C, %.............. 0,04
Термостабильность (потери массы при нагревании
в течение 6 ч при 160 °C), %.................... 0,6
Рабочая температура, °C.......................... 105
На основе кабельного пентапласта разработан силовой кабель для пита-
ния двигателей погружных электронасосов, откачивающих иодобромиую воду
при ~80 °C. Техническая характеристика кабеля приведена ниже:
Номинальное сечение, мм2 . . От 6 до 35
Рабочее напряжение, кВ . . . До 3
Рабочая температура, °C . . 105
ПЕРЕРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ ПЕНТАПЛАСТА
Пентапласт перерабатывается всеми методами на обычном оборудовании,
применяемом для термопластов. Пресс-формы изготавливают из обычных ста-
лей, поскольку при лереработке пентапласта хлористый водород ие выделяется.
Пентапласт перерабатывается в термостабилнзированном виде. В качестве ста-
билизаторов пеитапласта используется диафеи НН, С-49, бисалкофеи БП в смеси
с эпоксидной смолой ЭД-5, иргаиокс 1010 и др.
Для литья под давлением и экструзии применяют гранулированный пента-
пласт с добавками стабилизаторов (красителей и наполнителей). Грануляция
пентапласта производится на экструдерах при температуре головки 190—210 °C.
Перед переработкой гранулы пентапласта ие подсушиваются, так как материал
негигроскопичеи.
Пентапласт превосходно перерабатывается литьем под давлением, так как
вязкость расплава сравнительно невысока и он легко заполняет тонкие секции
в формах. Литье под давлением проводят при 200—230 °C и давлении 800—
1200 кгс/см2. Продолжительность цикла зависит от толщины стенок получае-
мого изделия, продолжительность выдержки отливки в форме составляет от 20 с~
при толщине 1 мм до 60 с при толщине 10 мм. Для обеспечения стабильных
размеров изделия форма должна быть нагрета до 90—100 °C, так как при этой
температуре скорость кристаллизации пентапласта оптимальна. После оконча-
ния работы рабочие части литьевой машины следует очистить блочным
275
полистиролом или полиэтиленом. Прн правильном режиме переработки изделия из
пентапласта не имеют остаточных напряжений, и поэтому при изменении темпе-
ратуры в процессе эксплуатации их размеры не изменяются. Малая н стабиль-
ная усадка (0,4—0,6%) позволяет получать из пентапласта детали с точными
размерами, чго особенно важно для приборостроения и вычислительной техники.
Сравнительно малый температурный интервал между температурой пере-
работки в расплаве (200—230 °C) и теплостойкостью (140—150 °C) обусловливает
малые термические напряжения в изделиях из пентапласта по сравнению с дру-
гими полимерами. Это позволяет применять пентапласт в конструкциях, армиро-
ванных металлом. По реологическим свойствам н условиям литья пентапласт
напоминает полипропилен, однако интервал переработки лежит в более узких
пределах. По термостабильностн пентапласт превосходит полиамиды, поливинил-
хлорид, полиформальдегид. Малое изменение плотности пентапласта при пере-
ходе из аморфной (1,38 г/см3) в кристаллическую (1,41 г/см3) фазу и сравни-,
тельно небольшой интервал между температурами литья и эксплуатации обусло-
вливают возможность получения изделий различной сложности и армированных
металлом с хорошими технологическими свойствами.
Из пентапласта получены изделия массой до 2 кг, а также плоские детали
с площадью проекции 250 см2 прн толщине 8—12 мм и хорошо оформленные
резьбовые соединения. Отлитые детали имеют 4—6 класс точности.
Из пентапласта методом лнтья под давлением изготавливают детали на-
сосов, шестерни, арматуру, вентили. Так, пентапласт рекомендуется для изго-
товления сильфонных прямоточных цельнопластмассовых вентилей с Z)y до
100 мм, = 6 кгс/см2, работающих при температуре до 120 °C, вентилей
электромагнитных с Ьу до 40 мм, Рр = 5 кгс/см2; деталей машин для произ-
водства искусственных волокон; деталей оборудования молочной промышлен-
ности (со специальными биологически инертными термостабнлизаторами); дета-
лей радиотехнической приборостроительной и вычислительной техники.
Наполненный пентапласт может применяться для изготовления деталей нар-
козных аппаратов, уплотнительных колец, манжет, шестерен и других изделий,
требующих повышенных жесткости, тепло- и электропроводности.
Экструзией пентапласта получают листы, трубы, пленки, прутки и другие
профильные изделия. Экструзию листов толщиной 1—4 мм и шириной
1450 ± 50 мм осуществляют при температуре по зонам от 190 до 225 °C. При-
меняют однозаходный шнек со степенью сжатия 1 : 3, с короткой зоной сжатия
и сравнительно большой дозировочной зоной. С уменьшением толщины листа
(особенно при получении пленок толщиной 200—300 мкм) целесообразно ис-
пользовать шнеки с более длинной зоной сжатия. При этом рекомендуется
применять фильтрующий пакет сеток для улучшения гомогенизации расплава.
Оптимальная частота вращения шнека 25—35 об/мин. Тонкая пленка (50—
200 мкм) может быть получена как экструзией через щелевую головку, так в
раздуванием заготовки, получаемой на кольцевой головке. При экструзии пле-
нок температура головки 210—230 °C.
Пентапласт с успехом применяется для футеровки стальных труб длиной
до 6 м (Dy пентапластовых труб составляет 50—150 мм при толщине стенки
2—3 мм), а также для изготовления монтажных элементов (тройников, растру-
бов, отводов) методом литья под давлением в металлическую арматуру. Для
экструзии труб используются одношнековые и двухшнековые экструдеры со шне-
ком диаметром 90—100 мм. Процесс экструзии таких труб осуществляют при
180—200 °C. После выхода из головки изделие должно подаваться в ванну с го-
рячей водой для равномерной кристаллизации. При получении толстостенных
изделий рекомендуется двухступенчатое охлаждение: при 60—70 °C н при 90—95 °C.
Изделия из пентапласта могут быть получены также прессованием при
температуре формы 185—210 °C и давлении 50—150 кгс/см2. Продолжительность
выдержки 5 мин на 1 мм толщины изделия; охлаждение под прессом до
60—70 °C. Изделия, полученные прессованием, имеют гладкую блестящую по- 4
верхность, но нх механические свойства, особенно ударная вязкость, хуже, чем
свойства изделий, полученных литьем под давлением.
Из пентапласта методами порошкового напыления или из суспензии полу-
чают антикоррозионные покрытия. Для нанесения порошковых покрытий из
пентапласта марки А применяют струйное, вихревое, вибровихревое и электро-
276
статическое напыление. Поверхность металла Тщательно обезжиривают, о песко-
струи ва ют, обрабатывают наждачной бумагой, щетками, фосфатируют или
оксидируют. Температура оплавления при нанесении порошка 230—250 °C.
Спиртовая суспензия пентапласта, содержащая 10—16% полимера, вы-
пускается по ТУ 6-05-041-405—73. Покрытия наносят пульверизацией, окунанием
нлн поливом. Покрытие подсушивают при 60—90 °C, а затем оплавляют каждый
слой при 195—205 °C в течение 15—60 мин. Рекомендуется наносить покрытие
на. грунтовочный подслой из лака пентапласта. В качестве растворителя при
получении лака применяют циклогексанон. Полимер растворяют при повышен-
ных температурах. При нанесении покрытий распылением или кистью раствор
не должен превышать 5%-ной концентрации. При нанесении покрытий окуна-
нием из 25%-иого раствора температура может колебаться от 70 до 100°C. После
оплавления покрытий, нанесенных из порошка нли суспензии, их закаливают
в холодной воде (для повышения адгезии и снижения внутренних напряжений),
после чего прогревают при 100 °C в течение 1 ч. Для достижения равновесных
физико-механическнх свойств можно выдерживать изделия с покрытием при
комнатной температуре в течение нескольких суток.
Покрытия из пентапласта применяются для антикоррозионной защиты тру-
бопроводной арматуры, например диафрагмовых вентилей с до 300 мм,
Рр — 10 кгс/см2, работающих при 120 °C, для покрытия гребных винтов, рото-
ров центрифуг диаметром 800 мм, отрезков труб с фланцами и т. п. Центрифуги
с пентапластовым покрытием эксплуатируются в витаминном и химическом
производствах в течение 3 и более лет.
Листовой пентапласт толщиной 1—2 мм (ТУ 6-05-041-470—73) применяют для
футерования химического оборудования — емкостей, аппаратов, цистерн и т. п.
Дли склеивания листов применяют полихлоропреновые клеи 88-Н, СВ-88. Сварку
стыков осуществляют горячим воздухом, используя присадочный пруток диа-
метром 3 мм (ТУ 6-05-041-520—74) при помощи пистолета-горелки с электрона-
гревателями, применяемого прн сварке винипласта. Электрическая мощность сва-
рочного пистолета 450—600 Вт. Температура горячего газа на расстоянии 5 мм
от сопла 300—340 °C. Сплошность сварных швов проверяется электроискровым
дефектоскопом. Листовой пентапласт применяется также для футеровки гальвани-
ческих и травильных ванн методом вкладыша. При этом в отдельных случаях
используются листы пентапласта толщиной 3—4 мм. Защита пентапластом
химического оборудования позволяет отказаться от применения дорогих спла-
вов или нержавеющей стали, кроме того, пентапласт значительно превосходит
по химической стойкости гуммировочные покрытия и многослойную футеровку
диабазовой плиткой.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
При нарушении технологических режимов переработки пентапласта возможно
его частичное разложение с выделением окиси углерода, хлористого водорода,
формальдегида, хлорангидрида угольной кислоты.
Участки переработки пентапласта и рабочие места следует оборудовать
общеобменной н местной вентиляцией.
ЛИТЕРАТУРА
Кронин Е., Химия и технология полимеров, 1958, № 1, с. 141.
Майгельдинов И. А., Цюр К. И., Высокомол. соед., 1963, т. 5, № 2, с. 252,
Гинзбург Б. М., Копылова Е. Л., Пласт, массы, 1964, № 9, с. 47.
Brzezinski J., Polymery, 1964, v. 9, № 9, р. 267.
Бугоркова Н. А. и др., «Лакокрасочные материалы и их применение», 1970,
№ 1, с. 34.
М у л и н Ю. А. и др., Пласт, массы, 1972, № 7, с. 63; 1974, № 5, с. 36; 1974, № 8,
с. 44, 49.
Тезисы докладов 1 Всесоюзного совещания «Результаты и перспективы иссле-
дований в области переработки пентапласта и расширения сферы его приме-
нения». г, Черкассы, 1973. 124 с.
277
СИНТЕТИЧЕСКИЕ КЛЕИ
Клеи представляют собой вещества или смеси веществ органического, эле-
ментоорганического или неорганического происхождения, которые • благодаря
-сочетанию хорошего прилипания (адгезии), механической прочности (когезии),
отсутствию хрупкости, минимальной усадке при отверждении пригодны для
прочного соединения различных материалов.
Большинство современных клеев являются композициями на основе различ-
ных полимеров, клеящие свойства которых зависят прежде всего от строения
и структуры макромолекул, а также от ряда других факторов.
Методы изготовления клеящих материалов на основе различных синтетиче-
ских полимеров весьма разнробразиы, так как полимеры могут использоваться
в виде растворов в органических растворителях или в мономерах, без раствори-
телей, в виде клеевых смол, отверждающихся И присутствии специальных доба-
вок, различных эмульсий и т. п.
Клеи могут быть однокомпонентными и многокомпонентными. В первом
-случае они производятся иа химическом предприятии и поступают иа завод-
потребитель в готовом виде. Многокомпонентные клеи изготовляются на месте
потребления из отдельных компонентов, причем каждый из компонентов такого
клея может храниться в течение достаточно длительного времени.
Наиболее обширную группу клеев представляют собой растворы различных
полимеров (полиизобутилен, каучуки, фенолоальдегидные смолы, поливинил-
хлорид, полимеры простых виниловых эфиров, поливииилацетат, полиакрилаты,
полиамиды и др.) или их смесей (например, фенолоформальдегидные смолы
с поливинилацеталями, полиамидами) в органических растворителях.
Получение таких клеев является весьма несложной операцией растворения
готовых полимеров в органических растворителях, причем в большинстве слу-
чаев растворение производится без нагревания.
Полнота растворения контролируется по внешнему виду отобранной пробы
клея. Раствор фильтруют через металлическую сетку или ткань для очистки от
посторонних включений. Готовый клей испытывают в соответствии с техниче-
скими условиями (внешний вид, плотность, концентрация, вязкость и клеящая
способность).
В некоторых случаях полимеры растворяют не в органических раствори-
телях, а в мономерных продуктах, так называемых реактивных растворителязГ
(растворы каучуков в стироле и др.).
Значительную группу клеящих материалов " составляют клеевые смолы,
являющиеся или основой клеев, отверждающихся при введении специальных
добавок (отвердителей), или компонентами более сложных клеевых систем.
Основой клеевых смол являются в большинстве случаев термореактивные
•соединения, представляющие собой линейные полимеры, олигомеры или моно-
мерные вещества, способные при воздействии катализаторов, отвердителей, ини-
циирующих добавок, повышенной температуры и других факторов превра-
щаться в неплавкие и нерастворимые конечные продукты, обладающие хорошей
теплостойкостью и высокой клеящей способностью.
Наиболее широко используемые в клеевых композициях тер море активные
смолы (фенолоформ альдегидные, карбамидные, эпоксидные и др.) обычно от-
верждаются в присутствии кислых, щелочных катализаторов или отвердителей
при комнатной или повышенной температуре. Отверждение термореактивных
278
смол сопровождается возникновением усадочных явлений, в ряде случаев отвер-
жденные смолы обладают значительной хрупкостью, что снижает прочность
клЛвого соединения. Для уменьшения усадок в клеи на основе термореактив-
ных смол часто вводят наполнители. Минеральные наполнители повышают
теплостойкость клеевых соединений. Для повышения эластичности термореактив-
ные смолы совмещают с термопластичными полимерами или эластомерами.
Клеевые соединения на основе термореактивных соединений, отвержденные
без нагревания, обладают, как правило, относительно невысокими прочностными
характеристиками, в особенности при повышенных температурах. Эти клеи
в большинстве случаев являются двухкомпонеитиыми: смола и отвердитель.
Отвердитель обычно смешивают со смолой непосредственно перед применением
клея, так как время, в течение которого такая смесь пригодна для использова-
ния, обычно ограничивается несколькими часами.
Применяя различные растворители, можно создать композиции с опреде-
ленными технологическими свойствами: вязкостью, жизнеспособностью и т. д.
В группу клеев, основой которых являются термопластичные полимеры,
входят композиции на основе полимеров диметилвинилэтинилкарбинола, произ-
водных акриловой и метакриловой кислот, полиамидов, поливинилового спирта
и различных каучуков. Особенностью таких клеев является хорошая эластич-
ность и относительно невысокая теплостойкость. Они предназначаются главным
образом для склеивания неметаллических материалов в изделиях несилового
назначения. Исключением являются карбинольный, метилолполиамидный
(МПФ-1), полиакриловые и эластомерные клеи, которые могут быть использо-
ваны для склеивания металлов как между собой, так и с различными пласти-
ческими массами, резинами и другими материалами.
Клеи иа основе термопластичных полимеров применяются в виде растворов
в органических растворителях или в мономерах, а также в виде клеящих лент
и пленок.
Природа склеиваемого материала существенно влияет на процесс склеива-
ния , и выбор клея. Полярные материалы необходимо склеивать полярным»
клеями. При склеивании пластмасс лучшими клеями являются растворы или
расплавы полимеров той же химической природы, что н склеиваемый материал.
Для соединения целлюлозных материалов, содержащих гидроксильные
группы, лучшими клеями являются феиоло- и мочевиноформальдегидные смолы,
полиуретаны и полиэпоксиды.
Состояние поверхности склеиваемых материалов может существенно влиять
на процесс склеивания и качество клеевых соединений.
В воздухе всегда содержится различное количество влаги, двуокиси угле-
рода, сероводорода, микроорганизмов, пыли и других загрязнений, оседающих
на склеиваемых поверхностях до склейки и в момент склеивания. Кроме того,
при обработке склеиваемых изделий для придания им требуемой формы (про-
катка, литье, фрезеровка, формование, полировка, прессование, распиливание,
обтачивание и т. д.) применяются различные смазки, загрязняющие обработан-
ные поверхности. Следовательно, необходимо тщательно очищать склеиваемые-
поверхности. Необходимо также соответствующим образом хранить подгото-
вленные для-склейки поверхности с момента окончания подготовки до момента'
склейки.
При обычной обработке поверхностей, например полировкой, устраняются
неровности поверхности, оставшиеся неровности заполняются металлической
пылью, в результате образуется тонкий слой, поведение которого по отношению-
к адгезивам отличается от поведения обычной металлической поверхности.
При подготовке поверхности металлов для склеивания следует удалить за-
грязнения, подготовленные для склеивания детали использовать в течение опре-
деленного срока, в противном случае обработку необходимо повторить.
Влияние обработки поверхности металлов на прочность клеевых соединений
весьма значительно; например, обезжиривание поверхности ацетоном при склеи-
вании эпоксидным клеем позволяет повысить прочность соединения на равно-
мерный отрыв с 500—600 до 800—1000 кгс/см2.
В ряде случаев обезжиривание склеиваемых поверхностей металлов не-
обеспечивает максимальной прочности соединения; более эффективными яв-
ляются методы химической обработки поверхности.
279-
Алюминиевые сплавы обрабатывают электрохимическим путем или в кислот-
ных ваннах, в результате чего образуется окисная пленка на поверхности ме-
талла Кроме того, такая обработка, создавая шероховатую пленку, увеличи-
вает площадь склеивания.
Сталь, магниевые сплавы, медь, латунь и т. п. требуют специальных мето-
дов обработки.
Поверхность неметаллических материалов перед склеиванием обычно обез-
жиривается; придание шероховатости ие всегда обязательно.
В большинстве случаев жидкий клей наносят на склеиваемые поверхности
с помощью кисти Удобно наносить клей пульверизацией, при этом, однако,
вязкость клеевой композиции следует уменьшить с помощью различных разба-
вителей. В качестве разбавителей обычно используются растворители, входящие
в состав клея.
При работе с очень вязкими системами (например, с клеями, содержащими
наполнители) можно использовать шпатели
В зависимости от свойств клея и качества пригонки склеиваемых поверх-
ностей наносят два или более слоев, причем каждый последующий слой должен
ложиться под прямым углом к предыдущему.
Количесство наносимого на склеиваемую поверхность клея следует строго
контролировать, так как толщина клеевого шва сильно влияет на качество
склеивания. Для большинства клеев толщина клеевого слоя колеблется от 0,05
до 0,25 мм.
Режим склеивания — давление, температура и продолжительность вы-
держки— зависит от природы склеиваемого материала, характера подготовки
поверхности, качества пригонки соединяемых деталей и свойств применяемого
клея. Для склеивания при повышенных температурах используются прессы,
обогреваемые паром, электричеством и контактными электронагревателями,
а также нагретые в печах.
КЛЕИ НА ОСНОВЕ ТЕРМОРЕАКТИВНЫХ ПОЛИМЕРОВ
Клеи на основе
и
фенолоформальдегидных смол
Фенолоформальдегндные смолы являются основой многочисленных клеевых
композиций для склеивания металлов, древесины, пластических масс и ряда
других материалов. Обладая хорошими адгезионными свойствами, фенолоформ-
альдегидные смолы в отвержденном состоянии представляют собой весьма
хрупкие продукты и поэтому в большинстве случаев используются в модифици-
рованном виде. Немодифицированные феиолоформальдегидные смолы приме-
няются преимущественно при склеивании древесины и некоторых других пори-
стых материалов
Клеи иа основе немодифицироваииых фенолоформальдегидных смол
Эти клеи изготавливаются преимущественно на основе фенолоформальдегид-
ных смол резольного типа, отверждаемых при комнатных температурах с по-
мощью кислых катализаторов Для ускорения отверждения температуру можно
повысить до 50—60 °C В качестве кислых отвердителей чаще всего используют
сульфонафтеновые кислоты (контакт Петрова). В некоторые клеевые компо-
зиции вводят растворители (ацетон, этиловый спирт).
Основное назначение клеев из немодифицированных фенолоформальдегидных
смол — склеивание древесины, фанеры, древесных пластиков, древесностружеч-
ных плит, пенопластов, пищевой тары и др. Клей В31-Ф9 предназначается для
склеивания органического (полнметилметакрилатного) стекла. Общим недостат-
ком клеев этого типа является гидролизующее действие на целлюлозу, приводя-
щее к снижению прочности в местах, граничащих с клеевым слоем, а’также
токсичность вследствие наличия свободного фенола и формальдегида.
Клеи изготавливаются путем смешения исходных компонентов перед упо-
треблением на месте применения.
280
Марка клея
Состав клеевхолодного отверждения на основе ^модифицированных феиолоформальдегидных смол
Марка смолы Вязкость смолы. сП Содержание, %, не более Количество катализа- тора *, вес. ч. Название растворителя Количе- ство рас- творителя, вес. ч.
свободного фенола свободного формаль- дегида воды
ВИАМ Б-3
КБ-3
ВИАМ Ф-9
ВИАМ Б
(ТУ 6-05-1368—70)
Б
(ТУ МХП 4158-54)
ВИАМ Ф-9***
(ТУ 6-05-1384—70)
500—1000
150-—300
500—1000
21,1
5,0
2,5
4,0
3,5
20,0
28,0
32-38
1400
а **
1600—2100
а **
1400
Ацетон (или спирт)
Ацетон
Спирт
10
7—10
10
* Контакт Петрова 1-го сорта (ГОСТ 463—53).
** Кислотное число керосинового контакта.
**• В состав композиции вводится также резорцин.
Режимы склеивания фенолоформальдегидными клеями холодного отверждения и свойства клеевых соединений
Марка клея Разрушающее напряжение клеевого соединения древесины при сдвиге при 20 °C, кгс/см2 Режим склеивания Расход клея, г/м 2 Жизне- способ- ность, ч Применение
открытая выдержка выдержка под давлением
темпе- ратура, °C продолжи- тельность, ч давление, кгс/см2 темпер а- тура, °C время, ч
130 20
5—15 0,5—5,0
ВИАМ Б-3
КБ-3
ВИАМ Ф-9
В31-Ф9
130
140 при —60 °C,
130 при 20 °C,
130 при 60 °C
100(клеевое сое-
динение органи-
ческого стекла)
при ±60 °C
20
20—25
5-15
10—15
5—10
* При склеивании органического стекла.
** При склеивании органического стекла с синтетической
0,3—5,0
2,5-5,0
1-3
20 5-20 150—350 2—4 Склеивание древесины, фанеры, шпона, древес- ных пластиков, тексто- лита, пенопластов и др.
20 5—25 180—250 2,5-4 То же
18—23 <30 150 —200 2,0—3,5 Склеивание древесных материалов, пеноплас- тов, различных тканей
20-25 20—30 мин 150—200 * и 700—800 ** 3,5—5,0 Склеивание органичес- кого стекла и склеива- ние его с лавсановой и капроновой тканями
тканью.
Применяются также пленочные клеи, представляющие собой сульфатную
бумагу, пропитанную водорастворимой фенолоформальдегидной смолой.
Состав клеев холодного отверждения на основе немодифицированных
фенолоформальдегидных смол (в расчете на 100 вес. ч. смолы) приведен
в таблице.
Режимы склеивания ^модифицированными фенолоформальдегидиыми
клеями холодного отверждения и свойства клеевых соединений приведены в таб-
лице на стр. 281.
Фенолоформальдегидный клей холодного отверждения В31-Ф9 состоит нз
смолы ВИАМ Ф-9, резорцина и этилового спирта; в качестве отвердителя при-
меняется керосиновый контакт 1-го сорта. Клей предназначается для склеива-
ния органического стекла различных марок между собой и с лавсановой или
капроновой лентой, работающих в интервале температур от —60 до +130 °C.
Клей готовится смешением компонентов перед употреблением; жизнеспособность
3,5—5 ч, вязкость — 30—160 с по ВЗ-1. Расход клея прн склеивании органиче-
ского стекла 150—200 г/м2.
Открытая выдержка при склеивании при 20—25 °C составляет 5—10 мин,
закрытая выдержка прн той же температуре колеблется от 20 до 30 мин. При
давлении 1—3 кгс/см2 клеевое соединение выдерживают не менее 10 ч при тем-
пературе не ниже 20 °C. После снятия давления склеенное изделие выдерживают
не менее 24 ч.
Разрушающее напряжение При сдвиге клеевых соединений органического
стекла между собой и органического стекла с капроновой лентой при ±60 °C
достигает 100 кгс/см2. После воздействия температуры 60 °C в течение 5
переменных температур ±60 °C в течение 30 циклов, воды в течение 30 сут
ГС
прочность клеевых соединений органического стекла между собой и с капро-
новой лентой не уменьшается.
Фенолоформальдегидные клен горячего отверждения представляют собой
продукты конденсации фенола с формальдегидом в щелочной среде.
Клеевые смолы существуют в виде водорастворимых, эмульсионных н спир-
торастворимых продуктов различных вязкости и концентрации.
Они применяются для склеивания фанеры, различных видов фанерных плйт,
фанерных труб, челночного материала (клеевая смола С-1), фанеры повышен-
ной водостойкости (клеевая смола С-35), древесных слоистых пластиков (клее-
вые смолы СБС-1, СКС-1, СП-1) н пищевой тары (смола СБТ).
Для производства древесностружечных плит рекомендуются фенолоформаль-
дегидные смолы типа С-1, С-35 и СБТ пониженной вязкости (20—30 с по
ВЗ-4). Растворы требуемой вязкости приготавливают разбавлением водой гото-
вых водорастворимых смол, содержащих 40—45% сухих веществ (см. таблицу
на стр. 283).
Для склеивания файеры применяются клеевые фенолоформальдегидные
смолы с вязкостью от 100—150 до 300 °Е, содержащие 33—35% сухих вещестЬ.
Допускается смешивание различных смол для приготовления клеев с оптималь-
ными свойствами.
Применяют также пленочный клей, представляющий собой сульфатную
бумагу, пропитанную водорастворимой фенолоформальдегидной смолой С-50.
Бакелитовая пленка (марок А и Б) на смоле С-50 характеризуется следую-
щими показателями:
Масса 1 м2, г.................
Содержание растворимой смолы, %,
не менее .....................
Разрушающее напряжение при ска-
лывании, кгс/см2, ие менее . , .
То же после кипячения в воде в те-
чение 1ч......................
Марка А
60—75
Марка Б
>50
75 75
22 Не регламентируется
19 22
Бакелитовая пленка хранится и транспортируется в подвешенном состоя-
нии при 20—25 °C н при относительной влажности не более 70% в течение
6 месяцев.
282
Свойства фенолоформальдегидиых клеевых смол горячего отверждении для склеивания древесины
Показатели С-1 С-35 СБС-1 СКС-1 ЦНИИФ♦ водо- стойкая \СП-1 « к г СБТ •• Примечание
Концентрация, %
Вязкость
по Энглеру, °Е
по В 3-4, с
Содержание свободного
фенола, %, не бо-
лее
Разрушающее напряже-
ние при скалывании,
кгс/см2, ие меиее
в сухом состоянии
после кипячения
в воде в тече-
ние 1 ч
Щелочность (в перес-
чете на едкий натр),
%, не более
Срок хранения, сут.
43—48
100-300
12
22
18
3—3,5
20-30
35 ±2
150-300
11
(5
10
4,5
15—30
50—55
15-40
40—100
14
30
180
50—55
15-40
40-100
16 (
30
180
* Содержание свободного формальдегида в смоле не более 0,1896.
** Содержание свободного формальдегида в смоле не брлее 0,3596.
40-120
11-15
45-50
15-45
20 20
15 18
4,5-5,5 2,5
60
20-30
40—45
30—100
150-300
0,25
15
10
Смола С-1 готовитси на кри-
сталлическом феноле
Смола С-35 может быть
изготовлена иафеноле МЛК
Смолы СБС-1 (на феноле) и
СКС-1 (на трикрезоле)
являются спиртораствори-
мыми продуктами
2,5 Смола СБТ представляет
собой водорастворимый
продукт конденсации фенола
и мочевины с формальдеги-
дом в щелочной среде с
добавлением резорцина
20—30
Феиолофурфуролоформальдегндиые смолы ФМ-3 и ФМ-4 (ТУ 38-9-Г-22—68),
представляющие собой продукты конденсации фенолоспиртов с фурфуролом
в присутствии малеинового ангидрида (катализатор) и диэтиленгликоля в ка-
честве стабилизатора, предназначаются в качестве клеев для изготовления водо-
стойкой шлифовальной шкурки. Концентрация клеев 70—75%, вязкость по ,ВЗ-4
составляет 150—250 (ФМ-3) и 800—1200 (ФМ-4). Скорость полимеризации при
150 °C не более 250 с. Срок хранения 6 месяцев.
Клеи на основе модифицированных
фенолоформальдегидных смол
л
Для модификации фенолоформальдегидных смол с целью получения клеев,
пригодных для склеивания металлов и неметаллических материалов в силовых
конструкциях, применяют различные синтетические каучуки и поливинилацетали.
Фенолокаучуковые клен
К фенолокаучуковым клеям относятся композиции ВК-32-200, ВК-3, ВК-4,
ВК-13, ВК-13М и ВК-32-2. Онн представляют собой двухкомпонентные системы
из фенолоформальдегидной смолы и резиновой смесн, содержащей необходимые
добавки. Компоненты смешиваются перед употреблением.
Клен ВК-32-200, ВК-3, ВК-4, ВК-13 н ВК-13М применяются для склеивания
при нагревании металлов в силовых конструкциях. Клей ВК-32-2 служит для
крепления прн обычной температуре стекловолокнистой теплоизоляции к ме-
таллам.
Режимы склеивания для конструкционных фенолокаучуковых клеев при-
ведены в таблице на стр. 284.
Режимы склеивания фенолокаучуковыми клеями
Марка
клея
Температура
склеивания,
on
Продолжи-
тельность
выдержки
под давле-
нием,
ч
Давление,
кгс/см2
Число
наносимых
слоев
Расход
клея,
г/м2
Жизнеспо-
собность,
ч
ВК-32-200
вк-з
ВК-4
ВК-13
ВК-13М
180±5
165±5
200 ±5
200
150
1
1
2
2
2
8-20
8-20
8-20
6—8
3-6
150—300
150—300
150—300
200—250
150-200
>24
6—24
24
24
24
Основные свойства клеевых соединений на жидких фенолокаучуковых клеях
ВК-32-200, ВК-3, ВК-4, ВК-13 и ВК-13М при 20 °C приведены в таблице.
Свойства клеевых соединений на жидких феиолокаучуковых клеях
Марка клея
ВК-32-200
ВК-3
ВК-4
ВК-13
ВК-13М
Разрушающее напряжение
при сдвиге, кгс/см2 при равномерном отрыве,5 кгс/см2' при неравномерном отрыве, кгс/см
170 170 30
190 200 50
175 170 32
170 190 45
220 * 200 45 f
284
Некоторые конструкционные фенолокаучуковые клен (ВК-3, ВК-32-200,
ВК-13М) выпускают в пленочном варианте (пленка без подложки). Такие клея-
щие пленки применяются с подслоем нз жидкого клея той же марки или без
подслоя. Пленочные клеи имеют технологические преимущества по сравнению
с жидкими клеящими составами. Они рекомендуются при склеивании ровных
или слегка изогнутых поверхностей.
Существуют два основных типа пленочных клеев: с подложкой (ткань или
-сетка главным образом из полиамидного или стеклянного волокна) или без
подложки. Прочностные характеристики жидких и пленочных клеев (без под-
ложки) различны (см. таблицу на стр. 285).
Свойства жидких н пленочных фенолокаучуковых клеев
Марка клея
Разрушающее напряжение при сдвиге,
кгс/см^
При -60 °C при 20 °C при 0°С при 2Q0 °C при 300 °C
ВК-32-200 (МРТУ 6-17-223—62)
жидкий ....................
пленочный..............
ВК-3 (МРТУ 6-17-289—68)
жидкий ....................
пленочный..............
ВК-4 (АМТУ 501-70)
жидкий.....................
пленочный..............
ВК-13М (ТУ 6-17-366—70)
жидкий.....................
пленочный..............
180
230
350
300
280
240
170
160
170
150
150
125
170
150
125
120
160
130
70
45
60
50
70
60
45
40
35
22
30
25
Данные о прочности при неравномерном отрыве клеевых соединений дур-
алюмина на фенолокаучуковых клеях приведены в таблице на стр. 285.
Прочность при неравномерном отрыве клеевых соединений
дуралюмнна иа фенолокаучуковых клеях
Разрушающее напряжение при неравномерном отрыве, кгс/см
Марка клея
при —60 °C
при 20 °C
при 80 °C
при 200 °C
ВК-32-200 20 30
вк-з 38 65
ВК-4* 25 32
ВК-13 33 45
ВК-13М 60 45
* Клеевые соединения стали ЗОХГСА,
10—12
16—20
6 (300 °C)
16
8
285
Длительная прочность клеевых соединений на фенолокаучуковых клеях
характеризуется следующими данными:
Марка клея
Разрушающее
напряжение
при сдвиге,
кгс/см2
Время
до разрушения, ч
В к-32-200 140
ВК-3 80
ВК-4 130
ВК-13 125
ВК-13М 90
500
ЙЕ
500
1000
500
Показатели усталостной
ведены в таблице на стр. 286.
прочности клеевых соединений дуралюмина при*
Усталостная прочность при сдвиге клеевых соединений
дуралюмина на феиолокаучуковых клеях *
Максимальное напряжение цикла** при 20°C, кгс/см2
Марка клея
на базе
105 циклов
на базе
106 циклов
на базе
107 циклов
В К-32-200
ВК-3
ВК-4
ВК-13
ВК-13М
90
95
82
85
90
75
80
105
85
* Испытание проводили при 20 °C. а
** Коэффициент асимметрии цикла при испытании т= —МиИ —0,1.
°макс
Температура, °С
Рис. I. Зависимость разрушающего напряжения при сдвиге клеевых соеди*
нений на фенолокаучуковых клеях от температуры.
Прочность клеевых соединений дуралюмина на фенолокаучуковых клеях
прн сдвиге и равномерном отрыве при температурах от —60 до 4-300 °C по*
казана на рис. 1 н 2.
286
Клеевые соединения на фенолокаучуковых клеях хорошо выдергивают
длительное ’воздействие температуры до 200 °C.
Данные о водостойкости клеевых соединений на этик клеях приведены
ниже:
Марка клея.................. ВК-32-200 ВК-3 ВК-4 ВК-13 ВК-13М
Снижение прочности после
выдержки в воде в течение
30 сут, %................... 0 15—20 5—7 10-15 3—10
Изменение прочности клеевых соединений при сдвиге после их выдержки
в различных условиях характеризуется данными, приведенными в таблице на
стр. 282.
Сч
Температура, °C
Рис. 2. Зависимость разрушающего напряжения при равномерном
отрыве клеевых соединений на фенолокаучуковых клеях от тем-
пературы.
Изменение прочности клеевых соединений при сдвиге
после пребывания клеевых соединений на фенолокаучуковых
филеях в различных условиях
Марка клея
Склеиваемый
металл
Темпера-
тура
испыта-
ния.
Продол-
житель-
ность
хранения,
годы
Уменьшение прочности
прн хранении, к
на откры-
той
площадке
в неотап-
ливаемом
складе
ВК-32-200 Сталь ЗОХГСА 20 200 5 5 10 23
вк-з Алюминиевый сплав 20 5 5
Д-16 80 5 25
ВК-4 Сталь ЗОХГСА 20 5 22
275 5 12
ВК-13 Алюминиевый сплав 20 3 14
Д-16 300 3 14
ВК-13М То же 20 7
200 15
15
23
5
25
17
17
13
25
12
30
Клей ВК-32-2 представляет собой жидкий продукт черного цвета, приго-
тавляемый смешением двух компонентов. Применяется для приклеивания стекло-
волокнистой изоляции к металлу. Расход клея колеблется от 200 до 300 г/м2.
287
Открытая выдержка производится до отлипа, после чего теплоизоляцию накла-
дывают на поверхность металла и слегка прижимают или прикатывают рези-
новым роликом.
Склеивание осуществляется при 20—25 °C в течение 3 сут. Монтажные
работы могут производиться через 1 сут после склеивания, так как прочность
к этому времени достигает 20—^ВО кгс/см.
Данные о разрушающем напряжении при отдире клеевых соединений стек-
ловолокнистого теплоизоляционного материала со сталью на клее ВК-32-2 при
различных температурах приведены ниже:
Температура испытания *, °C...... 55 20 60 150 200 300
Разрушающее напряжение при отдире,
кгс/м............................. 49 73 20 15 23 32
* При 200 и 300 °C образцы разрушаются по теплоизоляции.
При более длительном нагревании при 150 °C прочность соединения увели-
чивается:
Продолжительность
нагревания
прн 150 °C, мин
Разрушающее
напряжение при отдире
при 150 °C, кгс/м
Характер разрушения
10
30
60
180
11
28
34
46
По клею
18% по теплоизоляции
100% по теплоизоляции
То же
Клеевые соединения стекловолокнистых материалов с металлом на клее
ВК-32-2 устойчивы к действию керосина, бензина, минерального масла, воды
и могут быть длительно (до 200 ч) работать при 150—200 °C:
Разрушающее напряжение
при отдире, кгс/м
при 20 °C при 200 °C
Характер
разрушения
Контрольные образцы.................. 63
Нагревание при 150—200 °C в тече-
ние 200 ч........................... 20
Выдержка
в бензине 5 сут .................... 56
в керосине 5 сут................. 53
в минеральном масле 5 сут 58
в воде 10 сут
после нагревания при 150 °C
в течение 3 ч.................... 60
непрогретые образцы......... 14
13 По клею
20 Ю0% по тепло*
изоляции
13 По клею
14 То же
12 >
54 >
10 >
К фенолокаучуковым клеям относится однокомпонентный клей ПФК-19,
представляющий собой раствор фенолоформальдегидной смолы ПФ-27, моди-
фицированный каучуком. Предназначается для склеивания при нагревании
(125—130 °C) металлов и неметаллических материалов; клей применяется также
в производстве фольгированных материалов для печатных схем. По внешнему
виду — это мутная жидкость светло-коричневого цвета с вязкостью (по ВЗ-1)
30—50 с при 20 °C; концентрация клея 11—15%.
Разрушающее напряжение клеевых соединений при сдвиге при 20 °C — не
менее 130 кгс/см2, прн 200 °C — не менее 40 кгс/см2.
288
Фенолополивинил ацетй л ьные клеи
Клеи на основе фенолоформальдегидиых смол, модифицированных различ-
ными ацеталями поливинилового спирта, представляют собой высокопрочные
клеящие композиции, которые в основном предназначены для склеивания ме-
таллов и неметаллических материалов. Это однокомпонеитные системы, отвер-
ждающиеся при нагревании.
Клеи типа БФ (БФ-2.И БФ-4) представляют собой композиции, полученные
путем совмещения резольной фенолоформальдегндной смолы с поливинилбути-
ралем. Клей БФ-2 обладает более высокой теплостойкостью по сравнению
с клеем БФ-4.
К клеям этого типа относится клей БФ-6, который применяется для склеи-
вания тканей и некоторых других неметаллических материалов. В состав клея
БФ-6 кроме поливинилбутираля и фенолоформальдегндной смолы входит также
касторовое масло, дибутилфталат и канифоль.
Значительно более теплостойки клеи БФР-2, БФР-4, а также композиции*
ВС-ЮТ и ВС-350; основой двух последних является фенолоформальдегидная'
смола, модифицированная смесью поливинилацеталя с алкоксисиланом.
Режимы склеивания этими клеями приведены на стр. 289, основные свой-
ства — на стр. 290.
Режимы склеивания феиолополивииилацетальными клеями
Марка клея
Темпера-
тура
склеива-
ния,
°C
Давле-
ние,
кгс/см3
Продол-
житель-
ность
выдержки
под давле-
нием.
мин
Число
наноси-
мых
слоев
Расход
клея,
Г/м2
Жизне-
способ-
ность,
месяцы
БФ-2
(ТУ МХП 1369—49)
БФ-4
(ТУ МХП 1367—49)
ВС-ЮТ
(ТУ УХП 285—62)
ВС-350
(ТУ 35 ХП 390—61)
БФ-6
(РТУ БССР 1377—67)
БФР-2
(ТУ НИИПМ П-437—65)
Нфр-4
(ТУ НИИПМ П-395—64)
140-160
140—160
Ю0±5
200 ± 5
150—180
175—180
175—180
5-20
5—^0
0,5—5,0
0,5—5,0
0,1—0,5
10—20
10—20
55—60
55—60
60
60
15—90 с
120
120
1—2
и более
1-2
и более
1-2
1-2
150-200
150-200
150—300
150-300
200—250
200—250
6
е
6
6
6
в
6
2
2
Клеи БФР-2 и БФР-4 представляют собой фенолоформальдегндную смолу
резольного типа, модифицированную поливинилбутиральфурфуралем.
Клей БФР-2 имеет вязкость по ВЗ-1—70—90 с, сухой остаток 14—18%^
клей БФР-4 — 40—80 с и сухой остаток 10—14%.
Данные о длителщюй прочности клеевых соединений на фенолополивииил-
ацетальных клеях приведены ниже:
Марки клея
БФ-2 и БФ-4 ВС-ЮТ ВС-350
А
Разрушающее напряжение
при сдвиге, кгс/см2 . . . .
Время, .................
60 Ю0 40 (при 350 °C)
2000 300 5
10 Зак. 279
289
Свойства клеевых соединений на однокомпонеитиых
фенолополнвинилацетальных клеях
Марка клея Вид клея Темпера- тура отвержде- ния, °C Разрушающее лапряжеине Применение
при сдвиге, кгс/см 2 при равно- мерном отрыве, кгс/см2 при неравно- мерном отрыве, кгс/см
120-140
220
БФ-2
БФ-4
ВС-ЮТ
ВС-350
БФ-6
БФР-2
БФР-4
Жидкий,
пленка
Жидкий,
пленка
Жидкий
»
120-140
180
180
100—120
(горячий
утюг)
175-180
220
170
180
40*
> 110 (до
200 °C)
150 (до
200 °C)
350 30 Склеивание сталей,
алюминиевых и ти-
тановых сплавов,
пластмасс и дру-
гих материалов
320 — То же
600
360
8—10
10-12
Склеивание метал-
лов и неметалли-
ческих материалов
То же
Склеивание ткани,
бумаги, ковров
Склеивание метал-
лов, пластмасс,
производство
фольгированных
материалов
Склеивание различ-
ных материалов;
изготовление пе-
чатных схем
»
»
Разрушающее напряжение при растяжении склеенной ткани.
Данные об усталостной прочности клеевых соединений на фенолополивинил-
ацетальных клеях приведены в таблице.
Усталостная прочность при сдвиге клеевых соединений
на фенолополнвинилацетальных клеях
Марка клея Склеиваемый материал Максимальное напряжение цикла, кгс/см2
иа базе 10® циклов иа базе 106 циклов на базе 7 10 циклов
БФ-2 Дуралюмин 36 32 28
ВС-ЮТ Сталь ЗОХГСА 108 86 75
ВС-350 Сталь ЗОХГСА 108 92 80
Прочность клеевых соединений при сдвиге и равномерном отрыве при раз-
личных температурах иллюстрируется кривыми, приведенными на рис. 3 и 4.
При нагревании прн 60 °C в течение 500 ч прочность при сдвиге клеевых соедн-
290
нений на клее БФ-2 не уменьшается. После нагревания при 80 °C в течение
1800 ч или при 200 °C в течение 200 ч прочность клеевых соединений на клее
ВС-ЮТ также не изменяется. Выдержка в течение 200 ч при 200 °C и 5 ч при
350 °C не влияет на прочность при сдвиге клеевых соединений стали на клее
ВС-350. Нагревание при 200 °C в течение 600 ч существенно не влияет на проч-
ность при сдвиге соединений на клее БФР-2 (рис. 5).
Температура,, 9С
Рис. 3. Зависимость разрушающего напряжения при сдвиге клеевых
соединений на фенолополивинилацетальных клеях от темпера-
туры.
Температура,^
Рис. 4. Зависимость разрушающего напряжения при равномерном
отрыве клеевых соединений на фенолополивинилацетальных клеях
от температуры.
Данные о водостойкости клеевых соединений
ниже:
на этих клеях приведены
Марка клеи................
Снижение прочности после
выдержки в воде в тече-
ние 30 сут, %.............
БФ-2 и БФ-4 ВС-ЮТ ВС-350
0 45 15
Данные об изменении разрушающего напряжения прн сдвиге клеевых со-
единений на клеях БФ-2, ВС-ЮТ и ВС-350 после выдержки в течение 5 лет
в различных условиях приведны в таблице иа стр. 292.
10*
291
Поведение клеевых соединений на клеях ВФ-2, ВС-ЮТ
и ВС-350 при хранении
Марка клея Склеиваемый металл Температура испытания. °C Уменьшение прочности прн хранении, %
иа открытой площадке в неотапливаемом складе
БФ-2 Алюминиевый сплав 20 0 12
д-16 60 42 55
ВС-ЮТ Сталь ЗОХГСА 20 30 15
300 50 20
ВС-330 Сталь ЗОХГСА 20 27 30
350 12 0
Клей ФРАМ-30 (ТУ П-354-63) представляет собой спирто-ацетоиовый рас-
твор фенольной смолы с ускорителем — 5%-ным спиртовым раствором едкого
натра. Применяется для склеивания различных металлов между собой и с хи-
мически обработанным фторопластом. По внешнему виду это прозрачная или
слегка мутная жидкость от желтого до буро-красного цвета. Концентрация не
°i юо гоо зоо _wo 500 воо
Продолжительность нагревания, у
Рис. 5. Зависимость разрушающего
напряжения при сдвиге от продол-
жительности нагревания при 20 и
200 °C клеевых соединений на клее
БФР-2.
менее 10%. На склеиваемые поверхности наносят три слоя. Выдержка под дав-
лением 8—10 кгс/см2 при 180±5°С составляет 2 ч. Разрушающее напряжение
при сдвиге при 20 °C клеевых соединений не менее 150 кгс/см2, при неравномер-
ном отрыве — не менее 30 кгс/см. Срок хранения клея 6 месяцев.
Клеи на основе резорциноформальдегидных смол
Клеи на основе резорциноформальдегидных смол характеризуются способ-
ностью быстро отверждаться при комнатных температурах в присутствии кислых
и щелочных катализаторов. Способность клеев этого типа переходить в неплав-
кое и нерастворимое состояние в присутствии щелочных катализаторов имеет
особое значение при склеивании древесины, так как в этом случае исключается
опасность гидролиза.
Резорциноформальдегидные клеи предназначаются для склеивания древе-
сины, различных пористых материалов, а также используются для производ-
ства фанеры повышенной водостойкости, древесных слоистых пластиков, дре-
весностружечных плит и строительных конструкций.
Клей ФР-12 (МРТУ 6-05-1202—69) состоит из резорциноформальдегидной
смолы ФР-12Б и отвердителя — параформальдегида. Для получения клея смолу
292
и отвердитель тщательно перемешивают до образования однородного раствора.
Концентрация клея 60%. Жизнеспособность клея, 2—4 ч. Вязкость смолы (без
отвердителя) по ВЗ-1 при 20 °C составляет 8—30 с. Разрушающее напряже-
ние при сдвиге клеевого соединения древесины не менее 130 кгс/см2.
На основе сланцевых алкилрезорциновых смол изготовляются клеи и ма-
стики для соединения различных неметаллических материалов (см. таблицу иа
стр. 293).
' Свойства смолы ДФК-4 и мастики ДФК
Показатели
Смола ДФК-4
(ТУ 38-9-Г-23—68)
Мастика ДФК
(РТУ ЭССР 1378—67)
Внешний вид
Вязкость по ВЗ-1
при 50 °C, с
Концентрация, %
Содержание хроми-
рующихся соеди-
нений
Срок хранения, ме-
сяцы
Применение
Жидкость коричневого
цвета
<200
88-92
(в пересчете иа фенол)
Изготовление клея ДФК-40
и клеевых паст для сое-
динения древесины,
пластмасс, металлов и
минеральных материалов
Масса от светло- до темно-
корнчневого цвета
Очень вязкая масса
< 1,2 мг-экв
брома на 1 г мастики
6
Приклеивание линолеума,
плиток на тканевой ос-
нове, ПВХ, паркета к де-
ревянным и бетонным ос-
нованиям
Клей РАФ-10 (ВТУ П-160—59) является спиртовым раствором резорциио-
поливинилацетальноформальдегидной смоль) с добавкой специального ускори-
теля. Назначение — склеивание органического стекла, капрона, акрилового во-
локна, фено- и аминопластов. Рабочая температура до 120 °C; концентрация
клея 31—34%; pH смолы без ускорителя 4,5—6. Разрушающее напряжение при
скалывании клеевого соединения органического стекла при 20 °C не менее
130 кгс/см2 .
Срок хранения смолы 9 месяцев.
Эпоксидные клеи
Эпоксидные композиции, отверждаемые кислыми веществами, например
ангидридами некоторых органических кислот, при склеивании нагреваются и
обладают более высокой теплостойкостью по сравнению с композициями, содер-
жащими в качестве отверждающего агента органические амины. Склеивание
ими проводят при комнатных температурах.
Эпоксидные клеи холодного отверждения
В композициях холодного отверждения в качестве отвердителей используют
различные алифатические амины. Наиболее широко применяются гекса метилен-
диамии и полиэтилен по л иамииы. Отвердителями могут служить также низко-
молекулярные полиамиды, образующиеся при взаимодействии жирных кислот
с алифатическими диаминами.
К эпоксидным клеям, отверждающимся при комнатной температуре, отно-
сятся клен Л-4, ВК-9, КЛН-1 и В К-16 Режимы их склеивания приведены
в таблице на стр. 294.
293
Режимы склеивания эпоксидными клеями холодного отверждения
Марка клея Т емпе- ратура, °C Давление, кгс/см2 Продолжи- тельность выдержки под давле- нием, ч Число наноси- мых слоев Расход клея, г/м 2 Жизне- способность, ч
Л-4 (эпоксидная смола,полиэти- ленполиамин, дибутилфталат) 20 0,1-3,0 96 1 200-250 45—90 мин
ВК-9 18-23 0,1-0,5 24 1 160—300 2,5
КЛН-1 * 18—25 0,5-2,0 24 1 150—250 2
ВК-16 20 0,5—0,3 72 1-2 150—300 1
60 1 1-2 150-300 1
* Оптимальная прочность
достигается
через 7—10 сут после склеивания.
Основные области применения — склеивание металлов и неметаллических
материалов преимущественно в конструкциях иесилового назначения. Клен при-
готовляют путем смешения компонентов на месте потребления.
Свойства эпоксидных клеев холодного отверждения
Разрушающее напряжение
Марка
клея
Вид клея
при
сдвиге,
кгс/см2
при
равно*
мерном
отрыве,
кгс/см2
Применение
Л-4
В К-9
КЛН-1
ВК-16
Пастообразная
масса
Вязкая жидкость
Пастообразная
масса
60
150
150
Вязкая жидкость
85—140
145
205
250
120—145
Склеивание метал-
лов в конструк-
циях несилового
назначения: кон-
тровка болтов
Склеивание сталей»
алюминиевых и ти-
тановых сплавов
Склеивание метал-
лов и конструк-
ционных неметал-
лических материа-
лов; изготовление
клеесварных сое-
динений
Склеивание алюми-
ниевых сплавов»
анодированных и
нержавеющих ста-
лей между собой
и с неметалличе-
скими материа-
лами в конструк-
циях, работающих
в интервале от
—60 до -j-250 °C
294
Основные области применения — склеивание металлов и неметаллических
Л-4, ВК-9, КЛН-1 и ВК-16 приведены в таблицах на стр. 295.
Прочность клеевых соединений дуралюмина
иа эпоксидных клеях холодного отверждения
Разрушающее напряжение при неравномерном отрыве, кгс/см
Марка клея
при —60 °C при 20 °C при 60 °C
при 125 °C
В к-9
КЛН-1
ВК-16
24
12-22
16-20
40 4
16—20 (при 200 °C) 5—8 (при 250 С°)
Усталостная прочность при сдвиге клеевых соединений
дуралюмииа при 20 °C на эпоксидных клеях Л-4, ВК-9 и ВК-16
Марка клея Максимальное напряжение цикла, кгс/см2
на базе 105 циклов на базе 10е циклов на базе I07 циклов
Л-4 25 18 10
ВК-9 50 40 30
ВК-16 60 50 40
Длительная прочность клеевых соединений на клее ВК-9, который исполь-
зуется в ряде случаев как конструкционный клей, прн 20 °C и разрушающем
Рис. 6. Зависимость разрушающего напряжения при сдвиге клеевых
соединений на эпоксидных клеях холодного отверждения от тем-
пературы испытания.
напряжении сдвига 70 кгс/см2 составляет 500 ч; на клее ВК-16 при 20 °C и раз-
рушающем напряжении 80 кгс/см2 — более 500 ч.
Изменение разрушающего напряжения при сдвиге и равномерном отрыве
клеевых соединений в зависимости от температуры испытания показано на
рис. 6 и 7.
295
Клеевые соединения на клее ВК-16 могут работать при 200 °C в течение
500 ч и при 250 °C — 100 ч.
После выдержки в воде в течение 30 суток прочность клеевых соединений
дуралюмииа на клеях Л-4 и ВК-9 снижается соответственно на 40 и 20%;
прочность клеевых соединений на клее ВК-16 практически не изменяется.
К эпоксидным клеям холодного отверждения относятся также клей ЭПО
(ТУ 30191—70) и компаунд К-139 (ТУ П-313—62). *
«а
Рис. 7. Зависимость разрушающего напряжения при равномерном
отрыве клеевых соединений на эпоксидных клеях холодного от-
верждения от температуры испытания.
Клей ЭПО является композицией на основе алкилрезорциновой эпоксидной
смолы марки ЭПС-t, смолы ЭД-16, дибутилфталата и молотой слюды; отвер-
дитель состоит из смеси полиэтиленполиамина, молотой слюды и аэросила.
Режимы склеивания эпоксидными клеями горячего отверждения
Марка клея Давление, кгс/см 2 Т емпера- тура склеива- ния °C Продолжительность выдержки под давлением, ч Число наносимых слоев Расход клея, Г/м2 Жизне- способ- ность, ч
ВК-1 0,3—3,0 120—160 5-1 1 200-250 72
ВК-1М 0,5—1,0 200 5 1 250-350 2
• 0,5—1,0 120 3 1 250-350 2
ВК-1МС 0,5—1,0 120 3 1 150-200 2
Эпоксид П и ПР 0,3—3,0 180+5, 1 1 150—200 1 год
ВК-32-ЭМ 0,3-3,0 155±5 1 1 200—250 24
Д-2 0,5-1,0 120 10 1 200—250 24—48
К-153 1,5—5,0 20 18 1 200—250 1
100 4 1 200—250 1
ФЛ-4С 5 80—140 Выдержка прн постепенном повышении температуры 2 150—300 8
ТФЭ-9 0,4—2,0 200 2 1 150 48
Т-111 До 1,0 300 3 4Я
296
Назначение — склеивание металлов, стекла, керамики, древесины и других ма-
териалов. Разрушающее напряжение при сдвиге клеевого соединения стали не
менее 80 кгс/см2. Выпускается комплектно в металлических тубах массой до
500 г.
Компаунд К-139 состоит из эпоксидной смолы Д-20, модифицированной
полиэфиром МГФ-9 и карбоксилатным каучуком СКН-26. Применяется для
склеивания и герметизации различных детален и узлов аппаратуры. Композиция
отверждается при комнатной температуре в присутствии 13 вес. ч. полиэтилеи-
полиамина на 100 вес. ч. компаунда. Жизнеспособность не менее 2 ч. Вязкость
* no ВЗ-1 не более 25 мин. Компаунд хранится в течение 1 года.
Эпоксидные клеи горячего отверждения
Клеи горячего отверждения отличаются от эпоксидных клеевых композиций,
полимеризующихся без нагревания, более высокими прочностными характеристи-
Рис. 8. Зависимость разрушаю-
щего напряжения при сдвиге
клеевых соединений иа эпоксид-
ных клеях горячего отверждения
от температуры испытания.
Температура.,0 С
Рис. 9. Зависимость разрушающего
напряжения прн равномерном отрыве
клеевых соединений на эпоксидных
клеях горячего отверждения от тем-
пературы испытания.
Температура., °C
ками и повышенной теплостойкостью. Они могут использоваться для изготовле-
ния клееных конструкций силового назначения из металлов и неметаллических
материалов. Режимы склеивания н свойства этих клеев приведены в таблицах
на стр. 296 и 298, а также иа рис. 8 н 9.
297
*
Марка клея
ВК-1
ВК-1М
ВК-1МС
Эпоксид П
и ПР
ВК-32-ЭМ
Д-2
ТФЭ-9
Свойства эпоксидных клеев горичего отверждения
Разрушающее напряжение
Вид клея
Вязкотекучая
масса
Пастообраз-
ная масса
Вязкая жид-
кость
Пруток или
порошок
Пастообраз-
ная масса
То же
Вязкая масса
при
сдвиге»
кгс/см2
при
равно-
мерном
отрыве
кгс/см2
Применение
210
150—250
260—330
90—145
740
240
750
445
500
740—760
Т-111 То же 150—200
К-153 (компа-
унд
К-153, отвер-
дитель и це-
мент)
ФЛ-4С
135
Жидкий клей
* Готовая смесь компонентов.
105
100
165
Клеевое, клеесварное
и клеерезьбовое
соединение стали,
алюминиевых и ти-
тановых сплавов
Аналогично клею
ВК-1 для клеевых
соединений любой
ко нфигурации
Клеесварное соеди-
нение в изделиях
из алюминиевых,
титановых сплавов
и стали
Склеивание металлов
между собой и со
стеклотекстоли-
тами *
Склеивание металлов
и стеклопластиков
То же
Склеивание стали,
алюминиевых спла-
вов и кремнийорга-
нических пласт-
масс, работающих
длительно при 200—
250 °C и кратковре-
менно до 300 °C
Склеивание ферри-
тов, стали, титана,
керамики, стекло-
текстолитов; рабо-
чая температура
до 300 °C
Склеивание метал-
лов, стеклопласти-
ков, древесных ма-
териалов, резин и
других материалов
Клеесварное соедине-
ние алюминиевых
сплавов
298
Прочность при неравномерном отрыве клеевых соединений
на эпоксидных клеях горячего отверждения
Марка клея
Разрушающее напряжение при неравномерном отрыве,
кгс/см
при —60 °C
при 20 °C
при 60 °C
при 150 °C
ВК-1 ........
ВК-1М........
ВК-1МС , . . .
Эпокснд П и Пр
ВК-32-ЭМ . . .
ФЛ-4С........
20
12
17
12
20
16
32
10
15
17
15
14
4
32
Усталостная прочность при сдвиге клеевых соединений дуралюмииа
иа эпоксндиых клеях горячего отверждения при 20 °C
Максимальное напряжение цикла, кгс/см2
Марка клея иа базе 105 циклов л иа базе 10 циклов 7 иа базе 10 циклов
ВК-1 62 53 45
ВК-1М 62 52 40
ВК-1МС 60 52 50
Эпоксид П и Пр . . 70 48 25
ВК-32-ЭМ 75 55 37
ФЛ-4С 41 34 25
Прочность клеевых соединений на клее ВК-1 не снижается после нагрева-
ния при 150 °C в течение 300 ч, на клее ВК-1М — в течение 100 ч, а на клее
ВК-1МС — в течение 500 ч. После нагревания при 65 °C в течение 500 ч проч-
ность клеевых соединений на клее ФЛ-4С практически не изменяется. Проч-
ность при сдвиге клеевых соединений на клеях К153 и эпоксид П после 500-ча-
сового нагревания при 100 °C также не снижается.
Данные о длительной прочности клеевых соединений на эпоксидных клеях
горячего отверждения при 20 °C приведены ниже:
Марка клея
ВК 1 ВК-1М
Напряжение при сдвиге,
кгс/см2..............110 80
Время до разрушения, ч 500 50Э
ВК-1МС Эпоксид П и Пр ВК-32-ЭМ ФЛ-4С
*
85 96 95 30
500 100 (прн 60 °C) 180 389
Показатели водостойкости клеевых соединений на эпоксидных клеях горя-
чего отверждения приведены ниже:
Марка клея. . ВК-1 ВК-1М Эпоксид П и Пр ВК-32-ЗМ Д-2 К-153 ФЛ-4С
Снижение
прочности
после вы-
держки в во-
де в течение
30 сут, %. . 30 0 1 5-10 0—5 5—10 10 45
299
При хранении клеевых соединений дуралюмина на клее эпоксид, на клее
эпоксид П или Пр в течение года на , открытой площадке разрушающее напря-
жение при сдвиге уменьшается при 20 °C на 15%, а при 100 °C на 30%
Эпоксидные модифицированные смолы марок К-115, К-168, К-201, К-293
(МРТУ 6-05-1251—69), представляющие собой дифеиилолпропановые смолы
(ЭД-20 и ЭД-16), модифицированные полиэфиром МГФ-9 и дибутилфталатом
(для марки К-293), применяются для склеивания и герметизации различных
узлов и деталей аппаратуры. Отверждаются малеиновыми и метилтетрагидро-
фталевым ангидридами (при повышенных температурах), полнэтиленполиами-
ном и другими аминами при умеренных температурах.
Клей К-50 на основе смолы Э-40 (ТУ 38-105246—71) применяется в качестве
адгезионного подслоя под герметик У-30 для работы в любых климатических
условиях
Клеевая паста «полиметалл» (ТУ 1-103—68) представляет собой смесь
эпоксидной смолы, отвердителя, пластификатора и наполнителя Назначение —
склеивание металлов, керамики, стекла, дерева.
Режимы склеивания полиуретановыми клеями ПУ-2 и ВК-5
Марка
клея
Давление,
кгс/см2
Температура склеивания, °C Продолжи- тельность выдержки под давле- нием, я Число наносимых слоев Расход клея, Г/М2 Жизнеспо- собность, ч не Менее
ПУ-2 0,5—5,0 0,5—5,0 110±5 20 3—4 24
ВК-5 2,0 18-25 24
200—250
200—250
100-200
Свойства клеевых соединений
на полиуретановых клеях ПУ-2 и ВК-5*
Марка
клея
Компоненты клея
Внд
клея
Разрушающее
напряжение
Применение
ПУ-2
Полиэфир 24К
(ГОСТ 5587—70),
продукт 102Т
(МРТУ 6-02-283—
65), цемент, ацетои
Пасто-
образная
масса
140-185 350
ВК-5
Полиэфир 24К
(ГОСТ 5587—70),
диэтиленгли-
кольуретан
(ТУ 6-03-267—70),
калиевая соль
метакриловой
кислоты (МРТУ
6-02-466—68), аце-
тон
Жидкий
ПО 220
Склеивание ме-
таллов, пласт-
масс, органиче-
ского стекла,,
древесины и
других мате-
риалов
Склеивание ме-
таллов и сте-
клопластиков
* Приготавливаются иа месте потребления смешением компонентов.
300
Свойства полиуретановых клеев, применяемых для склеивания органического стекла
Т4
Марка
клея
Вид клея
Склеиваемые
материалы
Разрушающее напряжение при сдвиге, кгс/см2
при -60 «С прн 20 °C при 80 °C
Режим склеивания
давление, кгс/см2 темпера- время, ч
Примечание
ПУ-2
Пастообраз-
ная масса
ПУ-2 Б То же
Свойства
Марка
клея
ВК-11
ПУ-2М
Органическое стекло
СТ-1
Органическое стекло
СТ-1 + капрон
Органическое стекло
2-55 + лавсан
Органическое стекло
СТ-1
Органическое стекло
СТ-1 + капрон
150
130
140 95 1—3 70—120 3-6
100 95 1-3 70—120 * 3~ 6
220 130 1—3 70-120
(при 120 °C)
230 185 1,5—2,0 20 24
120 90 1,5-2,0 20 24
Р ас ход кл ея 200—
250 г/м2 при склеи-
вании органического
стекла с металлом
и 750—800 г/м2—орга-
нического стекла с
капроном и лавсаном
После нагревании при
80 °C в течение 500 ч
и выдержки в воде
в течение 30 сут
прочность клеевых
соединений не сни-
жается
полиуретановых клеев для приклеивания тканей и декоративно-облицовочных материалов и режимы склеивания
Компоненты клея
Вид клея
Склеивае-
мые
материалы
Разрушающее напряжение при отднре •» кгс/м Режим склеивания Расход клея, г/М 2 Жизне- способ- ность, ч
при —60 °C при 20 °C при 60 °C давление темпера- тура, °C время, ч
Полиэфир 24К (ГОСТ
5.587—70), продукт 102Т
(МРТУ 602-283—65),
перхлорвиниловая смо-
ла (ГОСТ 10004—62),
ацетон, этнлацетат
Жидкий
Павинол-Ь
+ фанера
Павннол+
+ ДУР-
алюмин
120—130 100-110 60-75
Прика-
тывается
валиком
150—200
(2 слоя)
Легкоподвиж-
ная масса
Павинол+
+ фанера
70 50
Контакт-
ное
175-300 24
* После нагревания при 60 °C в течение 500 ч прочность клеевых (соединений иа клее ВК-11 ие снижается. После нагревания при 60 °C
з течение 500 ч разрушающее напряжение при отдире клеевых соединений фанеры и павинола на клее ПУ-2М — не менее 50 кгс/м.
Разрушающее напряжение при сдвиге клеевого соединения не менее
100 .кгс/см2. Выпускается в двух тубах: в одной находится смесь смолы с на-
полнителем, во второй — отвердитель, наполнитель и пластификатор. Масса туб
с клеем от 10 до 25 г.
Компаунд К-156 (СТУ 30-14212—64) представляет собой модифицированную
смолу Э-20; назначение — склеивание деталей в радиоаппаратуре. Отверждается
как аминами, так и ангидридами кислот, а также фенольными смолами и дру-
гими отвердителями.
Полиуретановые клеи
Клеи на основе различных полиуретанов обладают хорошей адгезией к
большинству материалов и применяются для склеивания как при комнатной
температуре, так и при нагревании. Для изготовления клеев применяются
гидроксилсодержащие полиэфиры и полиизоцианаты. 'Назначение клеев на
основе полиизоцианатов и полиэфиров — склеивание металлов и неметалличе-
ских материалов.
К полиуретановым клеям относятся клеи ПУ-2, ПУ-2М; ПУ-2Б, ВК-5 и
ВК-11.
Режимы склеивания и свойства полиуретановых клеев приведены в табли-
цах на стр. 300 и 301.
Полиуретановые клеи ПУ-2 и ПУ-2Б применяются также для склеивания
органического стекла друг с другом, а также с капроновой и лавсановой тканью
(см. таблицу на стр. 301).
Клей ПУ-2М предназначается для приклеивания декоративно-отделочных
материалов типа «павинол» к фанере. Свойства клеев ВК-11 и ПУ-2М при-
ведены в таблице на стр. 301.
Прочность при неравномерном
отрыве на клеях ПУ-2 и ВК-5
Разрушающее напряжение при неравномерном отрыве, кгс/см]
Марка клея
при —60 °C
при 20 °C
при 60 °C
ПУ-2
ВК-5
20
30
25
20
15
Усталостная прочность клеевых соединений на клеях ПУ-2 и ВК-5
Марка клея Максимальное напряжение цикла, кгс/см2
на базе 105 циклов на базе 106 циклов на базе 107 циклов
ПУ-2 60 43 26
ВК-5 50 35 20
Показатели прочности клеевых соединений на клеях ПУ-2 и ВК-5 при не-
равномерном отрыве приведены в таблице на стр. 302; данные об усталостной
прочности — на стр. 302. Влияние температуры на прочность клеевых соедине-
ний показано на рис 10 и 11.
302
Показатели длительной прочности клеевых соединений на полиуретановых
клеях ПУ-2 и ВК-5 приведены ниже:
ПУ-2 ВК-5
Разрушающее напряжение при сдвиге, кгс/см2
Время, ч
2000
40
50
Рис. 10. Зависимость разрушающего
напряжения прн сдвиге клеевых
соединений на полиуретановых клеях
от температуры.
Температура,^
Рис. 11. Зависимость разрушающего
напряжения при равномерном отрыве
клеевых соединений на полиурета-
новых клеях от температуры.
Поведение клеевых соединений на клеях ПУ-2 и ВК-5 в различных • кли-
матических условиях иллюстрируется данными, приведенными в таблице на
стр. 303.
Изменение прочности при сдвиге клеевых соединений дуралюмина
после выдержки в различных климатических условиях
Марка клея Продолжительность испытания, месяцы Уменьшение прочности при хранении. %
на открытой площадке в неотапливаемом складе
ПУ-2 20 0 0
60 15 10
ВК-5 20 25 20
60 35 4 30
Клеи на основе карбамидоформальдегидных смол
Продукты конденсации карбамида с формальдегидом наиболее широко при-
меняются для склеивания древесины, фанеры и других древесных материалов.
Они бесцветны н отличаются от фенолоформальдегидных смол большей
светостойкостью и значительно мевьшей токсичностью; однако карбамидоформ-
303
альдегидные клеи менее устойчивы к действию воды, атмосферным воздействиям
и имеют более низкую механическую прочность
Карбамидоформальдегидиые клеи представляют собой, как правило, двух-
компонентные системы, состоящие из смолы и отвердителя
В качестве отвердителей используются различные кислые вещества — мол< ч-
ная кислота, сульфонафтеновые кислоты (контакт Петрова) и аммонийные сили
сильных кислот.
Скорость отверждения зависит от природы отвердителя, его количества и
температуры отверждения При pH 5,5—6 смолы отверждаются при повышен-
ных температурах, при pH 3—5 отверждение происходит при обычной темпе-
ратуре
Для приготовления клеев применяются различные карбамидоформальдегид-
ные смолы, различающиеся рецептурой и технологией получения
Используются также комбинированные карбамидомеламиноформальдегид-
ные смолы, обладающие повышенной водостойкостью
Карбамидомеламиноформальдегидиая смола ММ-6 представляет собой си-
смолы 6,5—7,5
Смола содержит 0,5—1,5% свободного формальдегида. Срок хранения смолы
(при 20 °C) 3—4 месяца.
Свойства клеевых карбамиде
Показатели
МФ-17
(МРТУ
605-1006—
-66)
МФ (МРТУ
605-1006—ад)
МФС-1
М-1
(ВТУ
560-58)
М-48
м-60
(МРТУ
13-06-5—67)
Концентрация, %,
не менее ..........
Показатель прелом- .
ления .............
Вязкость, с
по ВЗ-1 ....
» ВЗ-4 ....
70
1,475—
1,500
40—100
Содержание свобод-
ного формальде-
гида, %, не более
pH................
Жизнеспособность
с 1% хлорида ам-
мония, ч..........
Продолжительность
отверждении с 1 %
хлорида аммония
при 100 °C, с .
Срок хранения, ме-
сяцы .............
3,0
7,0-8,5
24—48
90-120
4
65
1,465-
1,468
35—100
3,0
7,0—8,5
2—15
60-100
2
55—60
1,440-
1,450
Пасто-
образ-
ная
масса
1,0-1,2
12—24
70-90
1,5 сут
55-60
1,440—
1,450
40-60
1,0-1,5
5,5-6,5
2—4
55—60
14-30 сут
48—50
1,417—
1,425
13-20
0,9—1,2
2,5—4
55—70
12
57—63
1,448-
1,452
25—210
7,0-8,0
8—24
50—65
2
* Для производства фанеры и мебели.
* * Отнесено к 1% сухого остатка.
304
Смола предназначается для склеивания методом горячего прессования фа-
неры, фанерных плит, деталей и узлов мебели, музыкальных инструментов и
других изделий из древесины с повышенной водостойкостью Для склеивания'
строительных Конструкций из древесины может быть использовано нагревание
в поле токов высокой частоты Температура склеивания колеблется от 100 до
140 °C
При склеивании при комнатной температуре к смоле добавляют 1,0—10,5%
(от массы смолы) хлорида аммония
Разрушающее напряжение при скалывании клеевых соединений древесины
в сухом состоянии составляет 21—26 кгс/см2, после,выдержки в воде в течение
24 ч — 23,5—28 и после кипячения в воде в течение 1 ч—15—22 кгс/см2
Свойства клеевых карбамидоформальдегидных смол приведены в таблице
на стр 304, 305, а свойства карбамидоформальдегидных клеев в таблице иа
стр 306
Для склеивания бумаги, картона и приклеивания бумаги к стеклу приме-
няется нетоксичный клей МФ-60 (ТУ 2-29—68), представляющий собой одно-
родную текучую массу белого цвета Склеивающая способность клея опреде-
ляется следующим образом Клей наносят на полоску бумаги (10X3 см) и
покрывают ее сухим чистым листом такого же размера, прочное соединение
должно наступить через 4—5 мин Клей поставляется в стеклянных флаконах
или жестяных банках (по 50—400 г) Срок хранения 6 месяцев
формальдегидных смол
У
М-70
(МРТУ
13-06-9—67)
МФСМ УКС *
(МРТУ (МРТУ
13-06-1—67) 6-05-1006—66)
(ТУ УССР 13-9—69)
М-19 62 МФФ М
(МРТУ (МРТУ
13-06-4—67) 6-14-50—68)
Крепитель
К 2
(ТУ
84-162—70)
67-70
1,470-
1,475
60—300
3,0
6,0-7,0
0,5-2,0
20—50
3-4
60—70
1,450—
1,475
20—240
0,8—1,2
7,2-8,0
10-30
55—90
1—2
70
40—100
60-100
2
60-65
20—300
7,0—8,0
>8 (при
20 °C)
40—100
4
65—70
60-70
1,456—
1,480
60
60—300 20—300 60—150
3,1
7,0—8,0
0,016% **
7,2-8,0
2,0
7,5-8,5
50—55
12-30
0,5-3,0
(при 20 °C)
8,94
50—70
3
3
305
Состав * и жизнеспособность карбамидоформальдегидиых клеев
Марка
клея
Марка
карбамидо-
форм аль-
дегидной
смолы
(100 вес. ч.)
Отвердитель
название
количе-
ство,
вес. ч.
Жизне-
способ-
ность
клея» ч
Применение
К-17
МФ
МФС-1
М-4
М-48
М-60
М-70
МФСМ
Столяр-
ный син-
тетиче-
ский
МФ-17
МФ
МФС-1
М-4
М-48
М-60
М-70
МФСМ
МР-РХК
Щавелевая
кислота
Хлористый
аммоний
То же
Щавелевая
кислота
7,5—22,0
1,0—1,2
1,0
0,5—1,0
0,5—1,0
1,0
0,5-1,0
0,5-1,0
1,0
20
3-5
24-48
2-15
12—24
2-4
2,5-4,0
2-8
0,5—2,0
10-30
0,25—0,3
Горячее и холодное
склеивание фанеры и
мебели
То же
Склеивание фанеры и
мебели при нагрева-
нии
Горячее и холодное
склеивание древесины
Склеивание древесины,
фанеры и мебели прн
нагревании
Горячее и холодное
склеивание древесины
То же
Склеивание древесины,
фанеры и мебели при
нагревании
Склеивание древесных
изделий
»
»
»
♦ В качестве наполнителя применяется древесная мука (8—10% от массы смэлы)
Клеи на основе кремнийорганических соединений
Клеевые композиции на основе кремнийорганических соединений отличаются
высокой теплостойкостью, достигающей 1200 °C. Они предназначаются для
склеивания металлов, стекловолокнистых и полисилоксановых материалов.
Температуре^ °C
Рнс. 12. Зависимость разрушаю-
щего напряжения при сдвиге
клеевых соединений на клеях ВК-2>
ВК-8 и ВК-15 от температуры.
Клеи ВК-2, ВК-8 и ВК-15 представляют собой жидкие композиции (готовая
смесь компонентов) на основе кремнийоргаиической смолы и минерального на-
полнителя (см. таблицу на стр. 307 и рис. 12). Свойства клеев и режимы склеи-
вания приведены в таблицах на стр. 307 и 308.
306
Свойства клеевых соединений на кремнийорганическнх клеях ВК-2,
В К-8 н ВК-15
Марка клея Разрушающее напряжение Поименение
при сдвиге, кг с/см 2 при равно- мерном отрыве, кгс/см2 при нера- вномерном отрыве, кгс/см
ВК-2
(МРТУ 6-05-1214—69)
В К-8
(ТУ ХИ 11—68)
ВК-15
(ТУ 6-05-1456—71)
90 220 8—9
155 215 13-15
90 11
Склеивание металлов и
неметаллических мате-
риалов
То же
Склеивание стали, ти-
тана и теплостойких
неметаллических мате-
риалов
Режимы склеивания стали клеями ВК-2, ВК-8 и ВК-15
Марка
клея
Давление,
КГС/СМ2
Темпера-
тура
склеива-
ния,
°C
Продолжи-
тельность
выдержки
под давле-
нием, ч
Число
наносимых
слоев
Расход
клея,
г/м2
Жизне-
способ-
ность,
месяцы
ВК-2
ВК-8
ВК-15
8—15
8-15
1—3
200 ±5
180±5
150
150-200
150-200
150-250
12
6
6
1
3
2
2
2
1
После выдержки в воде в течение 30 суток прочность при сдвиге клеевых
соединений при 20 °C на клеях ВК-2, ВК-8 и ВК-15 снижается соответственно
на 8, 13—15 и 10%. Прочность при сдвиге клеевых соединений стали на клее
ВК-2 после 1 года хранения на открытой площадке снижается на 10% (испы-
тание при 20°C) и 20% (испытание при 425°C).
Клеи ВКТ-2 и ВКТ-3 представляют собой смеси модифицированной крем-
нийорганической смолы и сополимера бутилметакрилата с метакриловой кисло-
той в органических растворителях. Клеи предназначаются для приклеивания
стекловолокиистой теплоизоляции к металлам.
Клей ВКТ-3 содержит наполнитель и готовится путем введения в компо-
зицию ВКТ-2 наполнителя непосредственно перед применением.
Клеи отверждаются при комнатной температуре и атмосферном давлении.
Свойства клеев и режимы склеивания приведены на стр. 308.
Данные о прочности клеевых соединений на клеях ВК-2, ВК-8 и ВК-15 при
20 °C приведены ниже:
Разрушающее напряжение
ВК-2........
ВК-8........
ВК-15 . . . .
при равномер-
ном отрыве,
кгс/см2
220
214
109
при неравно-
мерном
отрыве, кгс/см
8
13—15
11
307
Свойства клеев на основе кремиийоргаиических соединений и режимы
склеивания теплозвуконзоляциоииых материалов В КТ-2 н В КТ-3
Марка клея
Разрушающее напряжение при отдире клеевого соединения теплоизоляции АТИМС и алюминиевого сплава Д-16 или стали, кгс/м Режим склеивания Расход клея, г/м 2
прн -60 °C прн 20 °C при 150 °C при 200 °C давле ние темпе- рату- ра, °C время, ч
ВКТ-2 * 20
(МРТУ 6-10-826—69)
ВКТ-3** 20
(МРТУ 6-10-826—69)
+300 +400
4 : 2
Кон- 15—30 5—24
такт-
ное
» 15—30 5—24
200—300
200—300
* Клеи ВКТ-2, ВКТ-3 кратковременно работают при 300—400 °C
** Клей ВКТ-3 готовится смешением клея ВКТ-2 с наполнителем.
Свойства клеевых композиций ВКТ-2 в ВКТ-3 приведены ниже:
Внешний вид........
Вязкость, с...........
Содержание сухого
остатка, % .........
Жизнеспособность . . .
вкт-2
Однородный опа-
лесцирующий
раствор от жел-
того до темно-
коричневого
цвета
6—15
40—45
^6 мес.
вкт-з
Вязкий продукт
белого цвета
45—60 мин
Кремнийорганические клеи КТ-15 (МРТУ 6*07-6036—64), МАС-1 (ТУ
П-730—68) и КТ-30 (ВТУ П-63—64) предназначаются для крепления вулканизо-
ванных полисилоксановых резин к металлам. Клей КТ-15 состоит из 60—
70%-ного раствора кремнийоргаиической смолы в ксилоле и отвердителя Жиз-
неспособность смеси компонентов 3 месяца. Клей МАС-1 В состоит из 50%-ного
раствора кремнийорганического продукта в смеси толуола и бутанола (1:1)
и отвердителя — перекиси бензоила. Отвердитель добавляют перед использова-
нием клея. Жизнеспособность композиции, содержащей о гвердитель, 1 месяц.
Клей КТ-30 представляет собой однокомпонентный раствор кремнийоргаии-
ческого продукта в толуоле или бензоле (ВТУ П-63—64). Применяется для
склеивания вулканизованных кремнийоргаиических резин с металлами (сталь,
алюминиевые и титановые сплавы).
Клеевые соединения на клеях КТ-15 н МАС-1 В выдерживают длительное
нагревание при 200 и 250 °C и кратковременное (15 ч) при 300 °C Клеевые со-
единения на клее КТ-30 работают в интервале температур от —60 до +300—
350 °C и при 250 °C — длительно.
Технология применения клеев КТ-15 и МАС-1 заключается в следующем.
На очищенную и обезжиренную поверхность наносят два слоя клея. Каждый
слой сушат при комнатной температуре, после чего на поверхность металла,
покрытую клеем, накладывают полисилоксановую заготовку, поверхность кото-
рой предварительно обезжирена растворителем. Вулканизацию проводят в пресс-
форме при 150 °C в течение 15—30 мин под давлением не ниже 1,5 кгс/см®. Не
снижая давления, пресс-форму охлждают в течение 10—15 мин по 20—25 °C.
308
Клей КТ-30 наносят тонким слоем только на металл. Открытая выдержка
при 18—25 °C составляет 5—10 мин; выдержка под давлением 0,2—0,3 кгс/см2
в течение 48 ч.
Показатели свойств клеев КТ-15 и МАС-1 В приведены в таблице на стр. 309.
Свойства кремнийорганических клеев КТ-15 н МАС-1В
Марка
клея
Темпера-
тура
испыта-
ния,
Разрушающее напряжение при равно-
мерном отрыве крепления полисилокса
новой резины 14р-6 к металлам,
Кгс/см2
Примечание
сталь
ЗОХГСА
дуралюмии
Д-16
титановый
сплав ВТ-1
КТ-15
МАС-1В
20
200
20
200
6-8
5—7
20,0
8,4
7-11
6—10
21,7
11,1
6—8
4—6
22,1
10,9
Разрушение образ-
цов происходит
по резине
То же
При склеивании (nprf 20—30 °C) резины марки ИРП-12-66 со сталью*
ЗОХГСА разрушающее напряжение при равномерном отрыве клеевого соедине-
ния при 20 °C составляет при 12 кгс/см2, при 200 °C — 4 кгс/см2.
Клеи-герметики эластосил (ТУ П-133—68) и эластосил-2 (ТУ 02-1-167—70)
представляют собой пастообразные массы белого цвета на основе полиоргано-
силоксанов. «Эластосил» применяется для склеивания и герметизации деталей
из стали, алюминия, меди и их сплавов, органического, силикатного стекла,
керамики и бетона. Эластосил-2 состоит из двух компонентов, кбторые упако-
вываются в разноцветные герметично закрытые тубы. При смешивании рав-
ных количеств компонентов образуется резиноподобная композиция, характери-
зующаяся хорошей склеивающей способностью к фарфору, керамике, стеклу,
дереву, металлам и другим материалам. Она может применяться также для
герметизации н заделки трещии в стенах, ваннах, раковинах и т. д. Срок хра-
нения клея-герметика эластосил— 3 месяца, эластосил-2 — 2 года.
Клеевые суспензии на основе кремнийорганических полимеров в толуоле*
и неорганических добавок (ТУ 84-20—68) применяются при изготовлении высо-
конагревостойких стеклотекстолитов и жаростойких проводов.
КЛЕИ НА ОСНОВЕ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ПОЛИМЕРОВ
t
Сюда относятся полиизобутиленовый и карбинольный клеи, клеи на основе
акриловых полимеров, полиамидов, поливинилацеталей и поливинилхлорида,
а также резиновые клеи.
< Полиизобутиленовый клей
Полиизобутиленовын клей (ТУ 6-15-186—68) представляет собой раствор-
высокомолекулярного полиизобутилена марки П-200 в бензине. Клей приме-
няется для приклеивания синели к ткани в производстве искусственного кара-
куля. Концентрация 21—24%. Вязкость по поплавковому вискозиметру при
20 °C колеблется от 50 до 70 с. Клей токсичен и огнеопасен.
Карбинольный клей
Карбинольный клей представляет собой композицию на основе диметил-
винилэтинилкарбинола; готовится из карбинольного сиропа (МРТУ 391—57)
с добавлением перед отверждением перекиси бензоила В качестве наполнителя
3091
используется портландцемент марки 400. Клей получают смешением компонен-
тов. Жизнеспособность смеси 1,5—2 ч. Вязкость по ВЗ-1 составляет 160—470 с.
Расход клея 80—120 г/м2. Давление прессования 1,5—2,0 кгс/см2; продолжи-
тельность выдержки под давлением при 20—25 °C составляет 20—25 ч; продол-
жительность выдержки после снятия давления равна 72 ч.
Данные о зависимости разрушающего напряжения при сдвиге клеевых со-
единений дуралюмина на карбинольном клее от температуры приведены ниже:
Температура, °C............................. —60 20 60
Разрушающее напряжение при сдвиге, кгс/см2 50 120 130
Применяется для склеивания металлов, керамики, пластмасс в несиловых
конструкциях, работающих при 60 °C.
Акриловые клеи
Полимеры производных акриловой и метакриловой кислот являются основой
клея для соединения металлов и неметаллических материалов. Наиболее широко
применяются клеи «циакрин» на основе алкилцианакрилата, КС-609 — раствор
полибутилметакрилата в бутиловом эфире метакриловой кислоты, а также
клей «бутакрил».
Циакрин — бесцветная или слегка желтоватая, не содержащая растворителя
композиция, быстроотверждающаяся при комнатной температуре. Она приме-
няется для склеивания металлов, стекла, дерева, резины, пластмасс н других
материалов. Склеивание проводится при комнатной температуре в отсутствие
катализаторов в течение очень короткого времени: для металла продолжитель-
ность выдержки под давлением составляет 1—3 мин, для стекла—10—20 с,
для дерева — 3—5 мин. Давление при склеивании — контактное. Клей хра-
нится в запаянных полиэтиленовых ампулах.
Клей циакрин выпускается нескольких марок, различающихся составом,
свойствами и назначением (см .таблицу на стр. 311).
Ниже приведены данные о зависимости разрушающего напряжения при
сдвиге (в кгс/см2) при соединении металлов на клее циакрин-ЭО от темпера-,
туры:
z Температура, °C
-60 20 100
Дуралюмин (поверхность обработана шкуркой) 107 125 78
Сталь ЗОХГСА...................................... 91 147 91
Титановый сплав ОТ-4 ............................ 72 185 128
Показатели прочности клеевых соединений дуралюмина на клее циакрин-ЭО
при сдвиге, равомерном и неравномерном отрыве при различных температурах
приведены ниже:
Температура, °C
-60 20 100
Разрушающее напряжение
при сдвиге, кгс/см2............................ 101 154 113
при равномерном отрыве, кгс/см2 ............ 220 220 226
при неравномерном отрыве, кгс/см2 .... 3 10 7
После выдержки клеевых соединений в воде, бензине и минеральном масле
в течение 10 сут при 20 °C их прочность практически не снижается.
Клей марки КС-609 на основе бутилметакрилата предназначается для по-
лучения клеесварных соединений. Он состоит из полибутилметакрилата
(40 вес, ч.)^ бутилметакрилата (60 вес. ч.), отвердителя и наполнителя — квар-
цевой муки (50—100 вес. ч.).
Для приготовления клея применяют предварительно очищенный от гидро-
хинона путем щелочной отработки мономерный бутилметакрилат. Прозрачный
вязкий раствор полибутилметакрилата в очищенном мономере пригоден к
310
Свойства клеев холодного отверждения иа основе эфиров цианакрнловой кислоты
Марка клея Состав Содержание азота. % Срок хранения, месяцы Применение Примечание
Циакрии-ЭО
(ТУ 14 П-1240—71)
Циакрин-ЭД
(ТУ 14 П-1144—70)
Циакрин-ЭП
(ТУ 14 П-1142—70)
Циакрин-ЭП 3
(ТУ 14 П-1143—70)
Этиловый эфир циаи-
акриловой кис-
лоты
Смесь этилового
эфира циаиакрило-
вой кислоты с ди-
аллилфталатом
Смесь этилового
эфира цианакри-
ловой кислоты
(90%) и дибутил-
фталата (10%)
Смесь этилового
эфира цианакри-
ловой кислоты,
дибутилфталата и
полимера этил-
цианакрилата
10,40—11,01
8,82—9,42
10,40—11,01
12
12
12
6 (при
температуре
не выше
5 °C)
Для технических и
медицинских целей
Склеивание металлов
и неметаллических
материалов
Склеивание металлов
и неметаллических
материалов и для
медицинских целей
Склеивание различных
материалов
Клей содержит
0,001-0,8% SO2
Растворим в нитро-
метане и диметил-
формамиде
* Разрушающее напряжение при сдвиге клеевых соединений дуралюмияа при 20 °C не менее 90 кгс/см2«
использованию в течение 10—12 сут. Отвердитель (диметиланилин) вводят в рас-
твор непосредственно перед применением клея. Кварцевую муку перед употре-
блением прокаливают при 120 °C в течение 3—4 ч. Жизнеспособность компози-
ции с момента введения отвердителя 5 ч.
Разрушающее напряжение при сдвиге клеевых соединений на клее КС-600
при 20 °C составляют 78 кгс/см2, а после выдержки в воде в течение 30 сут —
73 кгс/см2.
При 60 °C прочность клеевых соединений снижается в 2 раза по сравнению
с прочностью прн 20 °C. После выдержки клеевых соединений в течение 100 ч
при 80 °C их прочность не уменьшается.
Клей бутакрил технический (МРТУ 64-2-9—68) представляет собой быстро-
отверждающуюся композицию из порошкообразного сополимера метилового и
бутилового эфиров метакриловой кислоты н жидкого метилметакрилата с до-
бавкой ускорителя. Применяется для приклеивания абразивов к планшайбам
иа рошлифовальных станках, а также в качестве уплотнительного и заливоч-
ного материала при ремонте медицинской и пищевой аппаратуры.
Клей отверждается при смешении порошка и жидкости (при 18—20 °C)
в течение не более 75 мин. Теплостойкость отвержденной композиции ие более
80 °C. Поставляется комплектно. Срок хранения жидкости при температуре не
выше 15 °C—1 год.
Полиамидные клеи
Для изготовления клеев применяются немодифицировэнные и модифициро-
ванные полиамиды. Хорошими клеящими свойствами обладают метилолполи-
амидные смолы.
На основе метилолполиамидов приготовляют клеи ПФЭ-2/10 и МПФ-1.
Клей ПФЭ-2/10 представляет собой раствор смолы в смеси спирта и воды. Он
предназначается для склеивания силикатного стекла, кожи, керамики, бензина,
пластмасс, металлов, бумаги и других материалов.
Клеевые соединения устойчивы к действию масел, бензина, керосина и
ограниченно стойки к длительному действию воды.
Клей МПФ-1 представляет собой метилолполиамид, модифицированный ре-
зольной смолой. Он отличается от клея ПФЭ-2/10 более высокой теплостой-
костью. Предназначается для склеивания металлов (дуралюмин, сталь, магние-
вые сплавы) между собой, а также может эксплуатироваться в интервале тем-
ператур от —60 до +60 °C.
Свойства полиамидных клеев и режимы склеивания приведены в таблице
на стр. 313.
Данные о прочности клеевых соединений дуралюмина на клее МПФ-1 при
различных температурах приведены ниже:
Температура, °C
-60 20 60
Разрушающее напряжение
при сдвиге, кгс/см2 .......................... 131 175 94
при равномерном отрыве, кгс/см2 .......... 482 318 137
при неравномерном отрыве, кгс/см........ 36 65 42
Клеевые соединения устойчивы к- вибрации: при нагрузке 55 кгс/см2 соеди-
нения внахлестку выдерживают до разрушения 1,9-106 циклов При испытании
на длительную прочность (нагрузка 120 кгс/см2) клеевые соединения не разру-
шаются в течение 160 ч.
При действии воды или ее паров прочность клеевых соединений значи-
тельно снижается; при эксплуатации клеевых изделий, работающих в усло-
виях влажного и тропического климата, торцы клеевых соединений рекомен-
дуется защищать лакокрасочными покрытиями
Полиамидный клей марки ПК-5 (ТУ 84-29—68) представляет собой раствор
полиамидной пленки ПК-4 (ТУ МХП 17—57) в смеси резопцина н этилового
спирта. Применяется для склеивания изделий из пленки ПК-4. Концентрация
клея не меиее 40%; вязкость по ВЗ-4 не меиее 16 с.
.312
Свойства метилолполиамидиых клеев и режимы склеивания
Марка клея
Вязкость Концен- трация, % Режим склеивания Жизне- способ- ность, месяцы
давление, кгс/см2 темпера- тура, °C время» ч
ПФЭ-2/10*
(ТУ 84-23—68)
20-60 сП 20—30
МПФ-1 ** 30—60 с
(МРТУ 6-800—61 жидкий (по ВЗ-1)
и МРТУ 6-17-303—69
пленочный)
20—27
Склеиваниепроизводится
при комнатных и по-
вышенных темпера-
турах
1,0—5.0 155±5 1
6 (без
отверди-
теля)
6
* Отвердителем клея является спиртовый раствор малеиновой кислоты (Ю% от сухой-
смолы).
* * Выпускается в виде клеевой пленки и жидкости.
Прочность клеевого соединения внахлестку полосок пленки ПК-4 толщиной
не менее 20 мкм и шириной 20 мм составляет не менее 5 кгс. Срок хранения
3 месяца.
Канцелярский клей «адгезии» (ТУ 1-61—68) представляет собой раствор
технического полиакриламида АМФ (ТУ 7-01-04—66), пластифицированный
дибутилфталатом. В состав клея входят также натриевая соль карбоксиметил-
целлюлозы, поливииилацетатная эмульсия и аэросил. Предназначается для
склеивания бумаги. Концентрация клея не менее 7%. Срок хранения 1 год.
Клей «полиакриламид» (МРТУ 90-6—64) представляет собой 6—8%-ный вод-
ный раствор полиакриламида. Применяется для склеивания бумаги и других
материалов.
Полиамидный клей-расплав 69Т (ВТУ 22—70) представляет собой продукт
поликоидейсации этилендиамина с димеризованными метиловыми эфирами жир-
ных кислот льняного масла. Применяется в обувной промышленности для склеи-
вания кожи и других материалов.
Клей-расплав выпускается в виде темно-коричневых твердых гранул (крош-
ка) и цилиндриков различного размера с температурой размягчения (по ме-
тоду «кольца и шара») 100—110 дС. Прочность клеевого соединения кожи (вна-
хлестку), полученного при давлении 5—7 кгс/см2 и температуре на 30—40 °C
выше температуры плавления клея в течение 2—5 с, составляет 8—10 кгс/см2.
Срок хранения не более 6 месяцев.
Полиэфирные клеи
Клей-расплав КР-16-20 (ТУ П-673—69) представляет собой сополимер
фталевой и терефталевой кислот с этиленгликолем; наполнителем служит дву-
окись титана. Применяется в обувной промышленности. Температура размягче-
ния 200—215 °C. Срок хранения 5 лет.
Полиэфирная смола ПНТ-2 (ТУ В-115—68) получается поликонденсацией
диэтиленгликоля с фталевым и малеиновым ангидридом в диметакриловом
эфире триэтиленгликоля (продукт ТГМ-3). Применяется в качестве основы клея,
герметика или связующего для изготовления изделий иа стекловолокиистой
основе. Вязкость при 20 °C ие более 2000 сП. Срок хранения не более 3 месяцев.
Нитроглифталевый клей ЛК-1 представляет собой раствор глифталевой
смолы ФК-42 и коллоксилина в органических растворителях с добавкой пласти-
фикатора (ТУ МХП 2224—50). Применяется для приклеивания линолеума к
металлу и дереву.
313
Свойства клеев на основе полимеров и .сополимеров
Марка клея
Состав
Внешний вид Вязкость, с
Концен-
трация,
%,
не менее
Поливииилацетат
ная эмульсия
НВ
СВ
вв
Водная эмульсия
поливинилацета-
та» пластифици-
рованная дибу-
тилфталатом
(ГОСТ 10002—62)
Жидкость
белого
цвета
Без
дибутил-
фталата
5—9
10-20
>21
С днбу-
тилфта-
латом
10-15
15—40
> 40 с
50
50
50
Клей синтетиче-
ский
Смесь поливннил-
ацетатной
эмульсии ма-
рок СВ н ВВ
с дибутилфта-
латом (ТУ 6-15-
552-71 и ТУ
ЛБХ 11—69)
Жикость
белого
цвета
>15 с
(по кружке ВМС)
50
Клей поливииил-
ацетатиый
А
Б
Поливинилацетат-
ная эмульсия
марки СВ, пла-
стифицирован-,
ная дибутил-
фталатом
(ТУ МХП УССР
35—67 и ТУ
АрмССР654—69)
без воды
с 10% дистилли-
рованной воды
Жидкость
белого
цвета
>120-140
(по ВЗ-4)
>25-30
(по кружке ВМС)
50
45
Клей конторский
синтетический
Раствор поливи-
нилацетатной
эмульсии или
поливинилового
спирта в воде
(ТУ Латв ССР
2931—66)
Однородная
жидкость
без осадка
10—50
«Орион»
Смесь пластифи-
цированной
поливинилаце-
татной эмульсии
и 5%-иого вод-
ного раствора
карбоксиметил-
целлюлозы
(ТУ 1-60—67)
Белая
прозрачная
жидкость
без осадка
15-40
(по кружке ВМС)
45
314
винилацетата и поливинилового спирта и режимы склеивания
pH Режим склеивания Характери- стика клеевого соединения Срок хранения, месяцы Применение Примечание
4,5-6,0 4,5—6,0 4,5—6,0 Комнатная температура МЯЧ 6 (пласти- фицирован- ной эмуль- сии) Склеивание материалов для облицов- ки полов и стен Нетоксична
ч при комнатной температуре Разрушаю- щее напря- жение 9—28 кгс (образец размером 15X20 мм) 6 (при темпера- туре не ниже 5 °C) Склеивание картона, бя- зи, древе- сины
4,5—6,5 4,5—6,5 Клей наносится на склеиваемые поверх- ности при 20 °C; мак- симальная прочность достигается через 2—3 ч 12 12 Склеивание стекла, дере- ва, картона, бумаги, фар- фора, ткани и других не- металличес- ких материа- лов Клей не дает темных пятен на склеивае- мых материа- лах
МЯЧ Склеенные полоски бу- маги после выдержки в течение 5 мин не должны разрушаться по клеевому шву 6 Склеивание бумаги и картог а
Склеенные полоски бумаги после выдерж- ки в течение 25—30 с не должны разру- шаться по клеевому шву 12 Склеивание бумаги, на- клеивание этикеток Клей содержит антисептик
315
Маика клея
Состав
Внешний вид
Вязкость, с
Концен-
трация,
%,
ие менее
Конторский клей
«Синтекс»
Поливиннлацетат
и карбоксиме-
тилцеллюлоза
(ТУ 30-229—65)
Однородна я
вязкая
жидкость
белого или
кремового
цвета
10
Дисперсия сопо-
лимера винил-
ацетата с дибу-
тилмалеатом
С-135
(УТ 6-10-1079—70)
С-230
(ТУ п-158-67)
Продукт эмуль-
сионной сопо-
лимеризации
винилацетата
с дибутилма-
леатом
Вязкая
однородная
жидкость
белого
цвета
>10
(по кружке ВМС)
50—55
30
ГИПК-61
Спирто-ацетатный
раствор поли-
вииилацетата,
модифицирован-
ного феиоло-
формальдегид-
ной смолой с
добавлением
природной смолы
(ТУ 05-1435—71)
Жидкость
коричневого
цвета
<260
(по ВЗ-4)
40
Клей синтетиче-
ский СК-1
10%-ный водный
раствор поли-
винилового
спирта
(ТУ 38-2-30—68)
Бесцветная
вязкая
жидкость
316
П родолжение
pH
Режим
склеивания
Характери-
стика
клеевого
соединения
Срок
хранения,
месяцы
Применение
Примечай ие
6-9
Склеенные полоски бу-
маги после выдержки
в течение 3 мин ие
должны разрушаться
по клеевому шву
Склеивание
бумаги и
картона
Клей выпу-
скается упа-
кованным
в стеклян-
ные или
пластмассо-
вые флаконы
емкостью
от 20 до
60 г
Не регламентируется
В полиграфи-
ческой про-
мышленно-
сти
4,0-6,0
2,5—6,0
6
6
Клеи содер-
жат неболь-
шое количе-
ство свобод-
ных моно-
меров
Разрушающее напряже-
ние при равномерном
отрыве клеевого сое-
динения образцов
полистирольиых плит
размером 60X40X20 мм
со склеиваемой по-
верхностью 16 см2
при 20 °C — не меиее
0,4 кгс/см2
Склеивание
полистироль-
ных плит
Клеевое соединение
двух полосок бумаги
через 6 мин после
склеивания должно
быть прочнее склеи-
ваемой бумаги
Склеивание
бумаги, кар-
тона и бу-
маги с жес-
тью, стеклом
и древеси-
ной
При склеива-
нии бумаги
с жестью,
фанерой или
стеклом вы-
держка со-
ставляет
15 мин
317
Свойства клеев ва основе поливинил
/
Марка клея Состав Внешний вид Вязкость Концен- трация, %
Ц-1 Раствор поливинил- хлорида в цикло- гексаноне (ТУ 6-15-41—67) Бесцветная вязкая жидкость * 12-13
ПВХ Раствор хлорирован- ной поливинилхло- ридной смолы в органических рас- творителях (МРТУ 6-10-893—69) Однородная жидкость от светло-жел- того до темио- желтого цвета По шарику (ГОСТ 8420—57) 5-7 9-16 26—28 33—36 10-13
«Марс» Раствор хлорирован- ной поливинилхло- ридной эпоксидной смолы и смолы № 101К в органи- ческих раствори- телях (ТУ ЛатвССР 2924—66) Жидкость ко- ричневого цвета ^4,5 с (по ВЗ-4) >25
МЦ-1 Раствор поливинил- хлоридной хлори- рованной смолы в метилциклопен- тановой фракции и циклогексаноне (ТУ 6-15-266—69) Светло-желтая вязкая жидкость > 12
ХВК-2а Раствор перхлорви- ниловой смолы в органических рас- творителях с до- бавлением алкид- ной смолы и ди- бутилфталата (МРТУ 6-10-463—66) Светло-серая жидкость 15-40 с (по ВЗ-1) 24-32
318
хлорида н перхлорвиниловои смолы
Время высыха- ния Клеящая способность Срок хранения Применение Примечания
10—15мии Полоски поливи- нилхлоридной пленки после склеивания ие должны сме- щаться при натяжении ру- ками Склеивание изде- лий из поливи- нилхлоридной пленки Выпускается в стеклянных фла- конах емкостью 50 г
6 мес.
Прочность при
отслаивании по-
лосок кирзы
(шириной 1 см)
Приклеивание
кожаной и ре-
зиновой подош-
вы к верху
обуви
40 мин
40 мин
40 мин
> 2,5 кгс
>0,9 кгс
> 1,6 кгс
40 мии
Прочность при
отслаивании
полоски кирзы
не менее 6 кгс
6 мес.
Склеивание нату-
ральной, искус-
ственной кожи,
тканей, стекла,
фарфора, древе-
сины, фанеры
и других мате-
риалов
Выпускается в
стеклянных фла-
конах емкостью
50+2,5 г
24 ч
Прочность иа рас-
слаивание по-
лоски поливи-
нилхлоридной
пленки (шири-
ной 20 мм) не
меиее 0,5 кгс
Склеивание поли-
винилхлоридной
пленки, ткани
«Болонья», фар-
фора, кожи и не-
которых пласт-
масс
Выпускается в
стеклянных фла-
конах емкостью
50 и 100 мл
ч
Прочность клее-
вого соединения
ткани АОД к
файере не меиее
40 кгс/м
6 мес.
Приклеивание
хлопчатобумаж-
ной ткаии к фа-
нере, древеси-
не и металлам
Кислотное число
водной вытяжки
не более 0,5 мг
кон
319
Марка клея Состав Внешний вид Вязкость Концен- трация, Н
Перхлорви- ниловый 1 Раствор перхлорви- ниловой смолы в смеси органических растворителей (ТУ 6-15-135—68) Однородная масса светло- желтого цвета 7—6 с (по трубке с воздушным пузырьком) • 22±1
Перхлорви- ииловый Раствор перхлорви- ииловой смолы в смеси органических растворителей (ТК ЛЛКЗ 2—67) Жидкость светло-корич- невого цвета > 100 с(поВЗ-1) (ГОСТ 8420—57) >20
Перхлорви- ниловый Раствор перхлорви- ннловой смолы в органических рас- творителях с до- бавлением пласти- фикатора (РТУ Лит ССР 726—67) Однородный раствор 10—30 с (по шариковому вискозиметру) > 18
ПЭД-5 Смесь перхлорвини- ловой и эпоксидной смолы; отверди- тель — полиэтилен- полиамин (ВТУ П-293—62) > 50 с (по ВЗ-4) >22
Пер хлор ви- ниловый обувной Раствор перхлор- виниловой смолы в органических растворителях (ТУ 38-6-21—68) Однородная масса 25±2
пн-э Раствор поливинил- хлорида в органи- ческих раствори- телях с добавле- нием дибутилфта- лата и каучука СКН-26, совмещен- ного с эпоксидной смолой ЭД-20, отвердитель — полиэтиленполи- амин (ТУ ниипм П-380—64) Жидкость от желтого до светло-корич- невого цвета < 150 с (по Фор- ду — Энглеру)
320
Продолжение
Время *
высыха-
ния
Клеящая способность
Срок
хранения
Применение
Примечания
Прочность на рас-
слаивание по-
лоски кирзы
шириной 25 мм—
х не менее 6 кгс
6 мес.
Склеивание мате-
риалов, приме-
няемых в произ-
водстве обуви
Клей токсичен
90 мин
Прочность на рас-
слаивание по-
лоски кожи
шириной 2,5 см—
не менее 6кгс
Склеивание мате-
риалов при изго-
товлении и ре-
монте обуви
25 мин
Прочность клее-
вого соединения
полоски поли-
винилхлорид-
ного пластиката
шириной 50мм —
не менее 3 кгс
6 мес.
Склеивание изде-
лий из пласт-
масс на основе
поливинилхло-
рида
Выпускается в
стеклянных фла-
конах емкостью
15—50 г
Приклеивание
винипласта и
поливинилхло-
ридного пласти-
ката к металлу,
древесине, бе-
тону и другим
материалам
Прочность на рас-
слаивание по-
лоски кнрзы
шириной 25 мм—
не менее 6 кгс
15 сут
Склеивание мате-
риалов в обув-
ном производ-
стве
Прочность клее-
вых соединений
поливинилхло-
ридного пласти-
ката между со-
бой, с метал-
лом и пеноплас-
том ПХВ-1—не
меиее 2 кгс/см2
1 года
Склеивание поли-
винилхлорид-
ного пластиката
с металлами и
пенопластом
Кле$ не вызывает
коррозии метал-
ла
1] Зак 279
321
ЛИрка клея Состав Внешний вид ВЯЗКОСТЬ • Концен- трация, и
«В иникс» Раствор перхлорви- ниловой смолы в органическом рас- творителе (РТУЭССР 1288-65) Мутиая визкая жидкость желтого или светло-корич- невого цвета >10
>38 с (по ВЗ-4)
Клей для
поливи-
нилхло-
ридных
плащей
Раствор порхлорви-
ниловой смолы в
смеси органических
растворителей
(РТУ Латв ССР
2748—65)
Однородная
жидкость
светло-жел-
того цвета
Клей для
склеива-
ния сталь-
ных дета-
лей кузо-
ва авто-
мобиля
«Жигули*
Поливин илхлоридная
смола, модифици-
рованная эпоксид-
ной смолой
(МРТУ6-05-1243—69)
Пастообразная 5« 105—8* 105 сП
масса серого (по Брукфельду)
цвета
тип А
тип В
>87
>87
Клеи на основе полимеров и сополимеров винилацетата
и поливинилового спирта
Эти клеи в основном предназначаются для склеивания различных неметал-
лических материалов.
Состав и свойства клеев на основе полимеров и сополимеров винилацетата
и поливинилового спирта приведены в таблице на стр. 314—317.
Для склеивания бумаги и других неметаллических материалов применяются
поливинилацетатный лак, представляющий собой раствор полимера в этиловом
спирте (ТУ МХП 1376—50), и поливинилацетатный клей ПВА (ТУ ЭССР
76-57-68).
Маслестойкий быстровысыхающий клей (МРТУ 6-05-1265—69) готовится на
основе поливинилацетата итальянской фирмы «Маньетти — Марелли» и пред-
назначается для скрепления бумаги первичной обмотки катушек зажигания
автомобиля «Жигули».
Клеи на основе поливинилхлорида и перхлорвиниловой смолы
К клеям на основе поливинилхлорида и перхлорвиниловой смолы относятся
клеи Ц-1, ПВХ, «Марс», МЦ-1, ХВК-2а, перхлорвиниловый, ПЭД-5, перхлорви-
ниловый обувной, ПН-Э, «Виникс» для поливинилхлоридных плащей, клей для
322
Продолжение
Время высыха- ния Клеящая способность Срок хранения Применение Примечания
20 мии Прочность клее- вого соединения полоски поли- винилхлорид- ного пластиката шириной 50 мм — ие менее 1 кгс Склеивание поли- винилхлорид- ного пластиката Выпускается в тю- биках емкостью от 10 до 50 г
Прочность клее-
вого соединения
поливинилхло-
ридной пласти-
фицированной
пленки шириной
30 мм — не менее
0,5 кгс
3 мест.
Склеивание поли-
винилхлорид-
ных плащей,
передников,ска-
тертей, обло-
жек и т.д.
Время
отвержде-
ния при
23±2°С
—2 ч
Прочность клее-
вого соединения
стали при
23±2°С при
сдвиге, кгс/см2
Без от-
верди-
теля не
меиее
3 мес.
Склеивание сталь-
ных деталей
кузова автомо-
билей
При точечной
электросварке
клей сгорает вне
зоны контакта
электродов ие
более чем иа
3 мм
>110
>50
Жизне-
способ-
ность
клея:
20 сут
20 сут
склеивания стальных деталей кузова автомобиля сЖигули» и др. Характери-
стика этих клеев приведена в таблицах иа стр. 318—323.
Прочность клеевых соединений иа клее ПК-Ю
Склеиваемые материалы
Разрушающее напряжение при отднре,
кгс/м
при —60 °C
при 20 °C
при 60 °C
Дуралюмии+павинол...............
Магниевый сплав+павинол ......
Фанера+павииол .................
40*
40*
12*
80-90
80—90
50-60
100—110
100—110
60-75
* Разрушение по павинолу.
Для приклеивания декоративно-облицовочного материала — павинола при-
меняется клей ПК-Ю, представляющий собой раствор перхлорвиииловой смолы,
смолы ЭД-20 и дибутилфталата в смёси этилацетата и ацетона.
И* 323
Вязкость клея по ВЗ-1 составляет 18—22 с, расход колеблется от 150 до
250 г/м2; жизнеспособность клея 6 месяцев. Давление при склеивании создается
путем прикатки роликом.
Выдержка при температуре ±60 °C в течение 500 ч ие снижает прочности
клеевого соединения. После выдержки в течение 30 сут на воздухе с 98 %-ной
влажностью прочность клеевого соединения остается удовлетворительной.
Резиновые клеи
Синтетические каучуки, а также натуральный каучук являются основой раз-
личных клеевых композиций, которые предназначаются для склеивания резино-
вых изделий, крепления резины к металлам, древесине, стеклу и другим мате-
риалам.
Резиновые клеи представляют собой растворы каучуков или резиновых сме-
сей в органических растворителях.
Существуют две группы клеев — вулканизующиеся и невулканизующиеся.
К первой группе относятся клеи на основе термопрена и натурального
каучука, представляющие собой растворы этих полимеров в растворителях.
Прочность клеевых соединений на основе этих клеев относительно невелика.
Клеи второй группы кроме каучуков содержат вулканизующие вещества.
После вулканизации эти клеи образуют прочные клеевые соединения.
Вулканизацию проводят при 25—30 °C в присутствии активаторов и окис-
лителей или прн 140—150 °C.
я
Клеи на основе полихлоропрена
Резиновые клеи 88Н и 88НП представляют собой растворы резиновых сме-
сей на основе наирита и бутилфенолоформальдегидной смолы марки 101 в смеси
этилацетата и бензина БР-1 («Галоша») при соотношении 1:1.
Клеи поставляются в виде вязких растворов серого цвета. Они предназна-
чаются для приклеивания резни на любой основе к металлу, дереву, стеклу,
древесине и для склеивания их между собой. Клеевые соединения на клее
88НП могут эксплуатироваться в морской воде. Клеевые пленки нестойки к дей-
ствию масел и топлив.
Клей 4НБ на основе иаиритового каучука марки Б предназначается для
склеивания вулканизованных резин и резинотканевых материалов иа основе
иаиритового, натурального, натрийбутадиенового и иитрильного каучуков без
последующей вулканизации н невулкаиизованных резни и резинотканевых ма-
териалов.
Клей 4НБув предназначается для склеивания вулканизованных резин и ре-
зинотканевых материалов на основе наирита, натурального, натрийбутадиено-
вого каучуков, прорезиненного капронового полотна 300, губки Р-29 и других
материалов без последующей вулканизации и невулкаиизованных резни и ре-
зинотканевых материалов на основе наирита и нитрильных каучуков с после-
дующей вулканизацией. Рабочая температура эксплуатации от —50 до +120°С.
Свойства этих клеев и режимы склеивания приведены в таблице на стр. 325.
Клеи 88, НП-35, 88 НП-43 и 88 НП-130 (ТУ 38-195268—72) являются ком-
позициями холодного отверждения на основе наирита и бутилфенолоформаль-
дегидной смолы; применяются при сборке автомобиля «Жигули» для крепления
различных материалов к окрашенному металлу, стеклу и т. д.
Для приклеивания деталей из пористой монолитной кожеподобной резины,
кожи и других материалов, а также при изготовлении и ремонте обуви приме-
няется быстросхватывающий наиритово-кумароновый клей «Ремобувь-1» (РТУ
БССР 1071—64) Концентрация клея 16—20%. Разрушение склеенных полосок
монолитной подошвенной резины и ткани двухслойной кирзы размером 2,5 X
X Ю см должно происходить по клеевому шву. Срок хранения 1 год.
Клей ИРП-1268 (ТУ 38-10561—70) представляет собой раствор резиновой
смеси на основе наирита в бензине и этилацетате. Предназначается для склеи-
вания армированной металлом стеклоткани, а также приклеивание ткани к ре-
зйяе ИРП-1283. Концентрация 25 ±5%; срок хранения 2 месяца.
324
Свойства клеев на основе полихлоропреиа и режимы склеивания
Обозначения: аот—-разрушающее напряжение при отдире; ст — разрушающе0
напряжение при расслаивании.
Прочность клеевых
соединений вулканизован-
ной резины с дуралю-
мином илн сталью
Режнм склеивания
Марка клея
88 НП
(МРТУ
38-5-6022—85)
88Н
(ТУ МХП
УТ 88058)
4НБ
(ТУ 38-105463—72)
4НБув
<ТУ 38-105236—71)
СТОТ» Кгс/см2, арс’ кгс/см2,
ие менее не менее
после после после после
24 ч 48 ч 24 ч 48 ч
И 13 2,0 2,5
11 13 2,0 2,5
Прочность склеивания
губчатой резины Р-29
через 20 мнн после
склеивания — 1,4 кгс
Прочность склеивания
при расслаивании
прорезиненного ка-
пронового волокна
через 20 мин после
склеивания — не ме-
нее 1,00 кгс/см
давление,
КГС/СМ2
0,2
0,2
Прикаты-
вание
роликом
То же
темпера-
тура, °C
время
18—30 24 ч
>12 24 ч
>18 20-25 мии
20 20—25 мин
На основе иаирита производят также клеи для релина (ТУ 82—65) и клей
для пленки рельефного тиснения (ТУ 7-01—70).
Для приклеивания плиток из поливинилхлоридного линолеума, а также ре-
лина к бетонным, каменным и деревянным поверхностям применяется клей-
мастика КН-3 (ТУ 21-29-2—68), изготовляемая из иаирита, кумароновой смолы и
наполнителей.
Клей-мастика КН-2 (СТУ 36-13-62—62), состоящая из каучука, смолы, на-
полнителя и растворителя, предназначается для крепления резинового лино-
леума к бетону, цементу, дереву, древесноволокнистым и древесностружечным
плитам.
Клей ИПК-41 (МРТУ 6-05-1244—69), являющийся раствором резиновой
смеси на основе синтетического каучука и кумароно-ииденовой смолы в смеси
этилацетата и бензина, применяется для приклеивания обивки к потолку ку-
зова автомобиля <Жигули».
Клеи на основе бутадиен-акрилонитрильных каучуков
Клеи на основе бутадиен-акрилоиитрильиых каучуков предназначаются для
склеивания масло- и бензиностойких резин и для приклеивания их к металлам
(см, стр. 326—328).
Клей ФЭН-1 (ТУ 38-5-494—69), представляющий собой раствор нитрильного
каучука СКН-40 и фенолофурфу рольной смолы в амилацетате, предназначается
для крепления сырых резни на основе нитрильных каучуков к металлу в про-
цессе вулканизации. ,
325
Клен иа основе нитрильного каучука СКН-40* (ТУ 384)0512—70)
со
to
/*
Марка клея
Состав
Состояние
в поставке
Жизнеспо-
собность
Способ1
склеивания
Примечание
КР-16-18
КР-5-18
КР-5-18Р
ВКР-7
ВИ-4-18-Б
Каучук СКН-40Т
Каучук СКН-40Т,
синтетическая
смола ФР-12
То же
Каучук СКН-40Т
Каучук СКН-40Т,
смола ВИАМБ
* Растворитель —этнлацетат.
Однокомпоиент-
ный раствор
Поставляется от-
дельными ком-
понентами
То же
Однокомпонент-
иый раствор
б мес.
^2 суток
3 мес.
При нагревании Склеивание бензо-, масло- и керо-
синостойких невулканизованных
резин на основе иитрильных кау-
чуков и резинотканевых материа-
лов на основе нитрильного и
фторорганического каучуков
При комнатной Приклеивание вулканизованных и
температуре и невулканизованных резин и рези-
при нагревании нотканевых материалов на основе
I иитрильных каучуков к металлам
I и стеклоткани
То же Склеивание вулканизованных резин
и резинотканевых материалов иа
I основе иитрильных каучуков
При комнатной Склеивание вулканизованных резин
температуре и резинотканевых материалов иа
основе нитрильного и фторорга-
нического каучуков
При нагревании I Склеивание бензо-, керосиио- имас-
[ лостойких невулканизованных ре-
зин на основе иитрильных кау-
чуков и резинотканевых материалов
иа основе нитрильного и фторор-
ганического каучуков с последую-
щей вулканизацией
Свойства клеев на основе нитрильиого каучука СК Н -40
Марка
клея
Вязкость
по ВЗ-1
при 20 °C,
с
Концент-
рация.
%
Склеиваемые материалы
Разрушающее напряжение
при расслаивании при
20±5 °C. кгс/см, ие менее
после выдержки
при комнатной
температуре
после
вулкани-
зации
КР-6-18
КР-5-18
КР-5-18Р
ВКР-7
ВИ-4-18Б
15-25
10-20
10-20
12-17
8,5—11,5
8,5—11,5
14—17
Резина 181 или 3826
между собой
Резина 203Б или
3826 и сталь
Резина 203Б или
3826 между собой
Резина 203 Б
17—20 Бязь
0,5 (после
20 мии)
2,4
(после 48 ч)
0,6 (после
20 мин)
1,2 (после 2 ч
при/70 °C)
2,4
48*
ъо
* Разрушающее напряжение при равномерном отрыве при 20±5°С в кгс/см2.
Клеи на основе натурального каучука и термопрена '
На основе натурального каучука выпускается композиция 4508 (см.
стр. 331) с вязкостью по методу падающего шарика 5—10 с. Оиа применяется
для склеивания невулкаиизованных резин из натурального и натрийбутадиено-
вого каучуков с последующей вулканизацией, а также вулканизованных
резин.
Клей стерм опрен» (ТУ 38-6-78—70) представляет собой продукт, полученный
в результате обработки натурального каучука n-феиолсульфоиовой кислотой.
Предназначается для приклеивания невулкаиизованных и вулканизованных ре-
зин на основе натурального и иатрийбутадиенового каучуков (через прослойку
клея 4508) к металлам с последующей вулканизацией. Срок хранения 1 год.
Клеи СВ-1 (ТУ 38-105-173—70) и СВ-3 (ВТУ 38-9-110—65) являются само-
вулкаиизующимися композициями на основе раствора резиновой смеси и клея
«лейкоиат». Компоненты смешиваются перед применением. Жизнеспособность
клея СВ-1—не менее 4 ч. Разрушающее напряжение при отслаивании миткаля
(шириной 5 см) на клее СВ-1—не менее 5 кгс; резины 3826 иа клее СВ-3 —
не менее 3 кгс/см. 5
Клей СВ-1 предназначается для ремонта резиновых, резинотканевых и тка-
невых изделий, работающих при температуре до 100 °C. Клей СВ-3 применяется
для ремонта резиновых, резинотканевых изделий (покрытых резиной иа основе
нитрильиых каучуков) и для крепления резин на основе нитрильных каучуков
к стали.
Клей 23 СА (ТУ 38-105-290—71) представляет собой раствор резиновой
смеси в органических растворителях. Предназначается для защиты резиновых
изделий от свето-озонного старения. Концентрация 20—25%. Срок хранения
3 месяца.
Клеящая мастика сгумилакс» (ТУ 67 УССР ^8—71) иа основе синтетиче-
ского латекса марки СК-65 ТП и бутилкаучука БК 1520 применяется для при-
клеивания поливинилхлоридных плиток, синтетических ворсовых ковров, мою-
щихся обоев, полистирольных и керамических плиток к бетонному и деревян-
ному основанию, штукатурке и древесноволокнистым плитам.
327
Клей иа основе бутадиен-акрилонитрильных каучуков
00
Марка клея
Состояние
в поставке
Способ склеивания
Склеиваемые
материалы
Разрушающее
напряжение при
отслаивании при
20 °C, кгс/см,
не менее
Применение
ВКР-15
(ТУ 38-105170-70)
ВКР-16
(ВТУ 24-7—71)
ВКР-17
(ТУ 38-105413—72)
цниикп-кс
(ТУ 6-15-187—68)
Однокомпонент-
нын раствор
Два компонента,
поставляемые
комплектно
То же
Однокомпонент-
ный раствор
Паровая вулка-
низация
При 25 ±2 °C
или 80—85 °C
При температу-
ре не ниже
20 °C
При комнатной
температуре
Резина 3826 и
алюминиевый
сплав
Резина 181 и
алюминиевый
сплав
Резина 3826
Двухслойная
кирза
4
2,5 (после 74 ч
прн 25±2 °C)
0,6 (после 20 мнн),
2,7 (после 24 ч)
6 кгс (при шири-
не полоски
кирзы 25 мм)
Склеивание невулкани-
зованных резин и про-
резиненных тканей на
основе нитрильного
каучука и других ма-
териалов с металлами
Склеивание вулканизо-
ванных резин на ос-
нове нитрильного кау-
чука СКН-40 с метал-
лами
Склеивание вулканизо-
ванных резин на ос-
нове нитрильного кау-
чука (марок 3826,
203Б, 181 и др.)
В производстве обуви
Полиизоцианатный клей
Клей «лейконат» (ТУ МХП 2841—52) представляет собой раствор триизо-
цианата трифенилметана в дихлорэтане; применяется для склеивания с метал-
лами невулканизованных резин из нитрильного, наиритового и натурального
каучуков с последующей вулканизацией.
Разрушающее напряжение при равномерном отрыве клеевого соединения
вулканизованной резины П-64а или 3826 с металлами (после вулканизации при
143 °C в течение 30—60 мин) составляет 40 кгс/см2.
Вулканизованная клеевая пленка стойка против действия масел и топлив.
ЛИПКИЕ ЛЕНТЫ
Ленты со слоем липкого клея в течение Длительного времени сохраняют
липкость и при нанесении на поверхность материала прилипают к ней при лег-
ком нажатии рукой. Липкяе клеящие слои состоят из эластомера, обеспечиваю-
щего когезию клеевой пленки, веществ, придающих необходимую клейкость, и
различных добавок (пластификаторов, наполнителей, антиоксидантов и т. д.).
Обычно применяются полиизобутилен, перхлорвиниловая смола, синтетические
каучуки, канифоль, этилцеллюлоза.
Основой липких лент являются полиэтилен, целлофан, бумага, ткань, поли-
винилхлоридный пластикат (см. таблицу на стр. 332—334).
Липкая изоляционная лента на основе пленочного поливинилхлоридного пла-
стиката с нанесенным иа него односторонним клеевым слоем типа 70 (МРТУ
6-05-1274—69) предназначается для изоляции электропроводов автомобиля «Жи-
'гули». Выпускается черного, белого и красного цвета; ширина от 7 до 51 мм.
Приклеивающиеся таблички из полиэтилентерефталатной пленки с нанесен-
ным на одну сторону слоем клея, защищенным антиадгезяонной бумагой (ТУ
6-05-1317—71), применяются для маркировки узлов автомобиля «Жигули».
*
РАЗНЫЕ КЛЕИ
Синтетический клей для ткаии «Болонья» (ТУ ЛатвССР 2988—66) пред-
ставляет собой смесь резорцина, фенола, капрона и этилового спирта. Предна-
значается для ремонта плащей, курток и других изделий из полиамидной ткани
«Болонья» Концентрация не менее 30%. Вязкость по ВЗ-4 — не менее 50 с.
Срок хранения 6 месяцев.
Клей для скобок к сшивателям (ТУ ЛатвССР 6-09—70) состоит из поли-
виннлбутираля, низковязкого коллоксилина, дибутилсебацината, ортофосфорной
кислоты и смеси органических растворителей. Предназначается для склеивания
на специальных автоматах прн 60—80 °C со скоростью 1—3 мм/мнн металличе-
ских скобок к сшивателям для бумаг, белья и т д. Концентрация 8,5—11,5%;
вязкость по ВЗ-4 не более 140 с. Срок хранения 6 месяцев.
Нитроклей АК-20 (МРТУ 6-10-581—64) представляет собой раствор нитрата
целлюлозы, смолы и пластификаторов в смеси органических растворителей.
Предназначается для склеивания различных тканей между собой и для приклеи-
вания их к древесине и металлам. В зависимости от прочности клеевых соеди-
нений выпускается двух марок: АК-20А и АК-20Б. Прочность клеевого соеди-
нения при использовании клея марки А выше. Концентрация клея 20%; вязкость
по ВЗ-1 составляет 60—80 с; время высыхания не более 1 ч. Срок хране-
ния 1 год.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
Большинство клеев является в той или иной степени токсичными веще-
ствами, и при работе с ними необходимо соблюдать меры предосторожности.
Клеи на основе модифицированных фенольных смол типа БФ, ВС-ЮТ, ВС-
350, МПФ-1 и др., представляющие собой растворы полимеров в таких
329
Свойства резиновых клеев иа основе бутадиеи-иитрильиых и других каучуков
Марка клея
Состав клея
Вязкость
по ВЗ-1,
с
Концентрация» %
Склеиваемые
материалы
Разрушаю-
щее
напряже-
ние при
отслаи-
вании»
кгс/см,
не менее
Жизне
способ-
ность
Примечание
51-К-1
(ТУ 38-5-263—67)
51-К "2
(ТУ 38-40524—70)
51-К-Ю
(ТУ 38-40528—70)
51-К-13
(ТУ 38-40561—71)
Резиновая смесь
и бутилфеноло-
формальдегид-
ная смола
Резиновая смесь
на основе бута-
диеи-нитриль-
ного каучука,
хлорированных
полимеров и
эпоксидной смо-
лы
Сополимер бута-
диена, акрило-
нитрила и ме-
тилвинилпири-
дина
Хлорсодержа тин
полимер и эла-
стомер
8—30
8—30
8—30
8—30
28±2 Резина 201-ЗС 3
Состоит из трех
компонентов с
концентрацией
20 и 30%
Состоит нз трех
компонентов с
концентрацией
15, 20 и 30%
Состоит из двух
компонентов с
концентрацией
20%
3 мес.
Вулканизован-
ная резина
ИРП-1074 с
резиной и
сталью
То же
Резина
ИР П-1347 и
сталь
2,5—6,0
2,5-6,0
50*
6 ч
6 ч
Склеивание вул-
канизованных
резин при ком-
натной темпера-
туре
Склеивание вул-
канизованных
резин иа основе
полярных и непо-
лярных каучуков
между собой и
с металлами при
комнатной тем-
пературе
Склеивание раз-
личных вулка-
низованных ре-
зин со сталью и
другими мате-
риалами при ком-
натной темпера-
туре
Склеивание резин
из неполярных
ненасыщенных
каучуков со
сталью и други-
ми материалами
при нагревании
05
00
КН-15
(ТУ 38-Л405-71-72)
Бутадиен-ин-
трильный кау-
чук, хлориро-
ванный наирит
и бутнлфеноло-
формальдегид-
ная смола
15-21
18-25
Резина 51-2058 4,5
со сталью
3 мес.
9М-35ф
(ТУ 38-6-216—67)
20±2%
* Разрушающее напряжение прн равномерном отрыве в кгс/см2.
Марка
Вид клея
Резина со сталью 40 *
Клен на основе натурального каучука н термопрена
Склеиваемые
материалы
Разрушающее напряжение Режим склеивания
при равно- мерном отрыве, кгс/см2, не менее при от- слаивании, 'кгс/см давле- ние темпера- тура, QC время, ч
4508
(ТУ 38-105480—72)
«Термопреи»
(ТУ 38-6-78—70)
Жидкость
Миткаль или
бязь
3
Сухой
клей
Вулканизо-
ванная ре-
зина 2651
со сталью
5
Контакт-
ное
То же
20
8
Склеивание теп*
лозащитных ма-
териалов на ос-
нове полярных
полимеров меж-
ду собой и со
сталью при на-
гревании
Склеивание фтор-
органическнх
резин с металла-
ми при нагрева-
нии
Примечание
Вулканизованная клее-
вая пленка нестойка
против действия масел
и топлив
Для получении клея
листы термопрена из-
мельчают и растворя-
ют в бензине
Липкие ленты
Лента 1 ЛжжиЙ слой Основа Применение Примечания
L.—....» J
Полиэтиленовая с лип-'
ким слоем
(МРТУ 6-05-1250—69)
Полиэтиленовая лип-
кая для детского тех-
нического творчества
(МРТУ 6-05-111-6—68)
Склеивающая марка ЛВ
(МРТУ 6-17-314—69)
На оснсиве-пояикзобу-
тйлена
На основе низкомоле-
кулярного полиизо-
бутилена
Невысыхающий лип-
кин слой
Полиэтилен
>
Целлофан
Покрытие различных
поверхностей и
склеивание полиэти-
леновых пленок
Склеивание бумаги,
картона, елочных
украшений и др.
Склеивание упаковоч-
ной, писчей и других
тонких бумаг, а так-
же синтетических
пленок
Ширина ленты от 30
до 150 мм; срок хра-
нения 2,5 года
Лента выпускается ок-
рашенной или бес-
цветной; ширина от
15 до 50 мм
Ширина леиты от 12 до
100 мм
Липкая на бумажной
основе для окантов-
ки чертежей
(МРТУ 42-5402—66)
Маркировочная липкая
(МРТУ 6-05-1240—69)
Полявиинлхлоридная
липкая для изоляции
га зо неф тепродукто-
проводов
(МРТУ 6-05-1040—67)
На основе натураль-
ного каучука, кани-
фоли, ланолина, ва-
зелинового масла и
окнси цинка
На основе поливинил-
хлоридной хлориро-
ванной смолы
На основе пер хлор-
виниловой смолы
Тисненая бумага
Поливинилхлоридный
пластикат
Поливинилхлоридный
светотермос тонкий
пластикат
Окантовка чертежей и
бумаг с целью уп-
рочнения кромок
Ширина леиты 14 ± 1 мм;
срок хранения 1 год
Для маркировки
Ширина лент 12±1 мм;
высота цяфр 2,6—
—3,0 мм
В качестве изоляции
с целью защиты от
коррозии газонефте-
Пр о дук то п р О В О Д ОВ
при температуре от
30 до 55 °C
Ширина ленты 400, 450
н 500 мм. Ленту
можно наносить при
температуре не ниже
5QC
Поливиннлхлоридная
изоляционная для
ремонта кабельных
оболочек
(МРТУ 6-05-1165—69)
Электроизоляционная
липкая бытового на-
значения
(ТУ 6-05-42—71)
То же
>
Поливинилхлоридный
пластикат
Поли винилхлор идны й
све тотер мостойк ий
изоляционный пла-
стикат
Ремонт и сращнванне
кабельных оболочек
Ремонт и изоляция
электрических про-
водов в бытовых ус-
ловиях
Универсальная склеи-
вающая марка КЛТ
(МРТУ 6-05-21—69)
Склеивающая марки ЛТ
(МРТУ 6-17-276—68)
Лавсан
>
Полиэтнлентерефта лат-
ная с липким слоем
электроизоляционная,
марки ЛЛЭ
(МРТУ 6-05-1312—70)
Лейкопластырь
(МРТУ 42-487—66)
Полиэтилентерефта-
латная
я
Склеивание магнитной
леиты и других пле-
ночных материалов
Склеивание магнитной
ленты и специаль-
ных пленок
Для электроизоляци-
онных обмоток и
других подобных
целей
Ширина леиты от 15 до
50 мм; содержит вред-
ные примеси — сили-
кат свинца и трикре-
зилфосфат; срок хра-
нения 10 лет
Ширина ленты 15 ±2 мм;
цвет — синий, голу-
бой, красный, жел-
тый, зеленый н чер-
ный; содержит вред-
ные примеси; приме-
нение в бытовых
условиях для дру-
гих целен недопусти-
мо
Ширина 19±0,5 мм
Ширина 19±0,5 и
38 ±0,5 мм
Ширина от 10 до 100 мм
На основе на тура л ь-
ного каучука, кани-
фоли, ланолина, ва-
зелинового масла и
окиси цинка
Ткань шифон или шта-
пельное полотно
Применяется в меди-
цине для защиты
кожи и для других
целей
Выпускается в виде
леиты шириной от 1
до 6 см, намотанной
на катушки
Продолжение
Лента
Липкий слой Основа Применение
Примечания
Липкая для обувной
промышленности
(ТУ 17-333—63)
Т иоколов а я унлоти и-
тельная
(ТУ МХП 1393—50)
На осноге тиокола
марки Да
Ткань
Ткань типа марли
Для крепления швов
заготовок
обуви
верха
закле-
и дру-
Герметизация
ночных швов
гнх соединений при
клепке корпусов ле-
тательных аппара-
тов
Ширина ленты
срок хранения
Срок хранения
16 мм;
6 мес.
1 ГОД
Липкая полиграфичес-
кая
(ТУ 38-10559—70)
Двухстороннее покры-
тие на основе нату-
рального каучука
Ткань типа перкаль
Для приклеивания
типографских цинко-
вых клише и сте-
реотипов к металлу,
древесине и другим
материалам
Ширина не менее 60 см
Липкая для крепления
пластмассовых сте-
реотипов
(ТУ 38-195240—71)
На основе смеси на-
турального каучука
и иаирита
Для крепления пласт-
массовых стереоти-
пов на ротационных
и плоскопечатных
машинах
То же
Липкая электроизоля-
ционная
(ТУ 16-503-016—67)
Специальный элек-
троизоляционный
компаунд
Стеклолакоткань
Для электроизоляции
в производстве элек-
трических машин
Ширина ленты 20, 25 и
30 мм
растворителях, как спирт, этилацетат, ацетон, практически нетоксичны, так как
в них присутствуют лишь небольшие примеси свободного фенола.
Немодифицированные фенольные н карбамидные клеи более токсичны, по-
скольку в них содержатся в больших количествах свободные фенол и формаль-
дегид.
Не все фенольные клеи одинаково токсичны. Клей ВИАМ Ф-9 содержит
сравнительно небольшое количество свободного фенола и менее вреден, чем, на-
пример, клей ВИАМ Б-3. Предельно допустимая концентрация паров фенола и
формалина в воздухе до 5 мг/м3.
Токсичность эпоксидных клеев обусловлена не только самими смолами, но
и некоторыми отвердителями (например, аминами), которые вызывают раздра-
жение кожн.
Токсичность резиновых клеев определяется в основном токсичностью раство-
рителей, из которых наиболее вредными веществами являются дихлорэтан и аро-
матические углеводороды.
Феноло-каучуковые клеевые композиции токсичны в основном за счет рас-
творителей и отчасти за счет содержания небольших количеств свободного фе-
нола (в фенолоальдегидиых смолах).
Полиуретановые клеи («лейконат^, ПУ-2 и др.) являются наиболее токсич-
ными вследствие присутствия в их составе полиизоцианатов, вызывающих раз-
дражение слизистых оболочек и дыхательных путей. При их использовании дол-
жны соблюдаться специальные меры по технике безопасности, указанные ниже.
Клеи на основе производных акрилового ряда, представляющие собой рас-
творы полимеров в таких растворителях, как ацетон, относятся к слаботоксич-
ным материалам.
Приготовление клеев и склеивание необходимо осуществлять при обяза-
тельном соблюдении правил техники безопасности. Все работы с клеями сле-
дует проводить в специально отведенных для этого помещениях, оборудованных
хорошей приточно-вытяжиой вентиляцией, обеспечивающей безопасную для ра-
боты концентрацию токсичных веществ в воздухе.
Пол в помещениях, предназначенных для работ с клеями, должен быть вы-
ложен метлахскими плитками, иметь необходимый уклон и сточные канавки для
спуска воды. Стены рекомендуется облицовывать на высоту до 1,5—2,0 м плит-
ками или красить масляной краской.
На рабочих местах, особенно при применении клеев с повышенной токсич-
ностью, должны быть установлены дополнительные вытяжные приспособления
в виде местных отсосов, которые в зависнмостн от летучести компонентов клея
и характера производимых работ могут выполняться в виде вытяжных шкафов,
зонтов либо в виде бортовых или ннзовых отсасывающих устройств. Скорость
движения воздуха в рабочих отверстиях вытяжных устройств и местных отсо-
сов должна быть не менее 0,7 м/с. Приточный воздух должен подаваться в ко-
личестве 90% от объема удаляемого воздуха.
При работе с большими количествами токсичных материалов рабочие
должны быть снабжены респираторами, которые обеспечивают непрерывную
подачу свежего воздуха в зону дыхания. Рабочие, занятые приготовлением
клеев и склеиванием, должны иметь защитную одежду: комбинезон, резиновый
фартук, резиновые перчатки, косынки и т. д.
Пролитый на пол токсичный клей (или компонент клея) следует немедленно
убрать илн смыть. При розливе продукта 102Т (компонент клея ПУ-2) его необ-
ходимо засыпать опилками (концами, тряпками), собрать совком, вынести из
помещения и залить 5—10%-ным раствором аммиака. Остатки продукта 102Т
на месте розлива необходимо также залить раствором аммиака.
При попадаиин продукта 102Т на руки его следует удалить ватным там-
поном, смоченным ацетоном илн этилацетатом, и вымыть руки теплой водой
с мылом.
С продуктом 102Т следует работать особо тщательно. Вскрытие емкостей,
отбор проб для анализа, отвешивание и другие операции нужно выполнять в оч-
ках, резиновых перчатках, нарукавниках, фартуках и резиновой обуви при дей-
ствующей приточно-вытяжной вентиляции или еще лучше в вытяжном шкафу.
Тара с продуктом 102Т должна быть герметически закрытой; всасывание про-
дукта ртом при отборе проб для анализа с помощью пипетки недопустимо,
S35
К работе с клеями допускаются рабочие, прошедшие медицинский осмотр и
инструктаж по технике безопасности и производственной санитарии. Рекомен-
дуется проводить периодические медицинские осмотры работающих с клеями
По окончании рабочего дня следует принять теплый душ или умыться го-
рячей водой. Спецодежда должна храниться в отдельных шкафах
При попадании токсичных клеев или их компонентов на кожу необходимо
немедленно их удалить: фенол смыть мыльной водой, спиртом или слабым рас-
твором питьевой соды и затем тщательно промыть водой. После этого постра-
давшее место смазать вазелином или мазью от ожогов При сильных ожогах
после промывания необходимо сразу же обратиться к врачу. \
Формалин при попадании на кожу нужно смыть водой, прн попадании в
глаза — тщательно промыть сильной струей воды. Необходима немедленная по-
мощь врача.
При случайном попадании фенола нли формалина внутрь следует выпить
•большое количество молока и экстренно обратиться за врачебной помощью
Прн работе с клеями, содержащими растворители, мономеры и другие
-легковоспламеняющиеся вещества, необходимо строго соблюдать специальные
правила противопожарной безопасности.
ЛИТЕРАТУРА
Кардашов Д. А. Синтетические клеи. М, «Химиям, 1968. 592 с
Михалев И. И,, Ко л о б о в а 3. Н., Б а т и з а т В. П. Технология склеива-
ния металлов. М., «Машиностроение», 1965. 284 с.
Кардашов Д. А. Новые клеи на основе синтетических полимеров для
склеивания металлов и неметаллических материалов. Л., ЛДНТП, 1964.
286 с.
Кардашов Д. А. Эпоксидные клеи. М., «Химия», 1973. 191 с.
й
ПЛАСТИФИКАТОРЫ
Пластификаторы применяются для модификации полимеров с целью соз-
дания полимерных материалов с комплексом необходимых технологических
свойств и облегчения переработки пластифицированных полимеров в изделия.
При введении пластификаторов помимо увеличения эластичности улучшаются и
другие свойства пластифицированных материалов: морозостойкость, огнестой-
кость, стойкость к действию ультрафиолетовых лучей.
В качестве пластификаторов обычно используются органические соединения
различных классов: углеводороды, спирты, фенолы, простые эфиры, ацетали, ке-
тали, сложные эфиры карбоновых кислот, эфиры фосфорной кислоты, эпоксиди-
рованные эфиры и сложные полиэфиры. Основными показателями^ позволяю-
щими применить то или иное химическое соединение в качестве пластификатора,
являются: совместимость его с полимером; малая летучесть; химическая ста-
бильность; сохранение пластифицирующих свойств при низких температурах,
хорошие диэлектрические свойства; отсутствие токсичности; негорючесть; незна-
чительная экстрагируемость растворителями, маслами/моющими средствами и
мылами и др. Подобрать соединение,'которое отвечало бы всем этим требова-
ниям, практически невозможно, поэтому для придания полимеру комплекса
нужных свойств часто применяют смесь пластификаторов.
Из-за повышенных требований к эксплуатационным характеристикам пла-
стифицированных материалов выпускается сравнительно небольшое число ти-
пов пластификаторов, сходных по строению, обладающих оптимальной комби-
нацией свойств и пригодных для использования во многих областях^ Эти пла-
стификаторы можно разделить на две основные группы:
циклические пластификаторы, главными представителями которых являются
сложные эфиры фосфорной кислоты — триарилфосфаты; эфиры ароматических
кислот — фталаты и тримеллитаты;
ациклические пластификаторы, к которым относятся сложные эфиры ади-
пиновой, азелаиновой, себациновой, олеиновой, стеариновой и других кислот;
эпоксидированные соединения — преимущественно эпоксидированные раститель-
ные масла, а также полиэфирные пластификаторы с молекулярным весом от
800 до 7000
ПРОИЗВОДСТВО ПЛАСТИФИКАТОРОВ
В промышленности получение пластификаторов — преимущественно слож-
ных эфиров — заключается в прямой этерификации кислот спиртами Этот про-
цесс состоит из следующих основных стадий* этерификации, нейтрализации и
промывки полученного эфира, отгонки избытка спирта, обработки сорбентами и
фильтрации готового продукта Таким путем получают эфиры фталевой кисло-
ты — фталаты, эфиры алифатических моно- и дикарбоновых кислот и фосфорные
эфиры
Этерификация карбоновых кислот или их ангидридов спиртами проводится
в присутствии кислых катализаторов при 125—140 °C с азеотропной отгонкой
реакционной воды со спиртом под вакуумом В качестве катализаторов реак-
ции чаще в/гего применяют серную или бензолсульфокислоту. Контроль процесса
337
осуществляют по количеству выделившейся воды н кислотному числу реакцион-
ной массы, которое обычно в конце этерификации равно 2,5—3,0. Полученный
продукт — эфир-сырец нейтрализуют водным раствором каустической соды и
промывают водой. От промытого эфира острым перегретым паром под вакуумом
отгоняют непрореагировавший спирт и легколетучие продукты. Полученный по-
сле отгонки спирта эфир обрабатывают сорбентами (осветляющим углем и от-
бельными глинами) н фильтруют.
В последнее время в промышленности при проведении этерификации -ис-
пользуют амфотерные катализаторы — соединения элементов переходной валент-
ности, из которых наибольший интерес представляют производные алюминия*
титана и олова, в частности тетрабутоксититаи. С тетрабутоксититаном этери-
фикация карбоновых кислот спиртами осуществляется при 170—200 °C до до-
стижении кислотного числа не более 0,35. Применение этого катализатора поз-
воляет упростить стадии обработки эфира-сырца, повысить степень конверсии,
т. е снизить расходные нормы на сырье и улучшить качество пластификаторов.
Эфиры фосфорной кислоты — триарилфосфаты в промышленности получают
этерификацией хлорокиси фосфора крезолами (или другими фенолами) в при-
сутствии хлорида магния при 180—200 °C. Очистка полученного продукта про-
водится так же, как очистка продуктов этерификации карбоновых кислот спир-
тами Однако чаще всего полученные триарнлфосфаты подвергают дистилляции
под вакуумом.
Получение полиэфирных пластификаторов аналогично получению сложных
эфиров. Конденсационная теломеризация или переэтерификация эфиров дикар-
боновых кислот на основе низших спиртов (бутилового) осуществляется в при-
сутствии катализаторов при температуре 170—200 °C с отгонкой реакционной
воды или низкокипящего спирта под вакуумом.
ПЛАСТИФИКАЦИЯ
Под пластификацией полимеров понимается увеличение подвижности струк-
турных элементов полимера при введении в него специально подобранных ве-
ществ — пластификаторов, не взаимодействующих химически с полимером.
Пластификаторы вводятся в полимер с целью повышения деформируемости по-
лимерного материала при воздействии механических усилий во всех трех физи-
ческих состояниях — стеклообразном, высокоэластнческом и вязкотекучем Это
приводит к расширению температурной области стеклообразного состояния поли-
мера (морозостойкость материала повышается), увеличению его эластичности,
снижению температуры перехода из высокоэластического в вязкотекучее со-
стояние (расплав полимера перерабатывается при более низкой температуре).
Введение пластификатора в полимер приводит к снижению прочности и увели-
чению относительного удлинения полимера; возрастание подвижности отдельных
звеньев полимера вызывает снижение удельного объемного электрического со-
противления и повышение максимального значения тангенса угла диэлектриче-
ских потерь
Морозостойкость пластифицированного полимера существенно зависит от
химического строения пластификаторов. В качестве пластификаторов, придаю-
щих морозостойкость пластикатам, применяются диэфиры алифатических дикар-
боновых кислот: адипиновой, себациновой, 1,10-декандикарбоновой Поведение
пластифицированного материала в контакте с различными средами опреде-
ляется в основном свойствами пластификатора При контакте пластикатов, со-
держащих диэфнрные пластификаторы, с бензином происходит экстракция
пластификатора, интенсивность которой определяется природой, строением и ко-
личеством пластификатора в композиции Полиэфирные пластификаторы из пла-
стикатов экстрагируются незначительно. Значение экстракции зависит от состава
и молекулярного веса полиэфирных пластификаторов Пластикаты, из которых
пластификатор экстрагируется при выдержке в бензине в течение длительного
времени, набухают. При этом прочностные показатели снижаются, а относитель-
ное удлинение возрастает. Миграция пластификаторов из пластифицированного
полимера в контактируемый материал зависит как от вида пластификатора, так
и от природы контактируемого материала. Минимальной миграцией обладают
338
Полиэфирные пластификаторы. В качестве огнезащитных пластификаторов ши-
рокое применение нашли фосфорсодержащие пластификаторы. Для получения
пластикатов, устойчивых к долговременной эксплуатации при повышенных тем-
пературах, широкое применение нашли эфиры пентаэритрита, тримеллитовоЙ
и пиромеллитовой кислот, полиэфирные пластификаторы, которые исполь-
зуются в тех случаях, если наряду с теплостойкостью материал должен обла-
дать и бензомаслостойкостью.
Из полимеров, выпускаемых в промышленности, подвергается пластифика-
ции: поливинилхлорид, полиНинилидеихлорид, полистирол, поливинилацетат,
эфиры целлюлозы, полиакрнлаты, поликарбонаты, полиамиды, полиэфиры, эпок-
сидные и феиолоформальдегидиые полимеры, полиуретаны (см. таблицу на
стр. 340). Основное количество производимых пластификаторов (до 85%) ис-
пользуется для пластификации поливинилхлорида.
К пластификаторам предъявляется широкий комплекс требований, что обус-
ловливает их большой ассортимент. Они должны обладать высокой совмести-
мостью с полимерами, низкой летучестью, ограниченной миграцией, низкой рас-
творимостью в различных средах, негорючестью и рядом других специфических
свойств. Основным требованием к органическому веществу, применяемому в ка-
честве пластификатора, является его совместимость с полимером, т. е. образо-
вание истинного раствора пластификатора в полимере.
Если полимер самопроизвольно набухает в пластификаторе, это значит, что
он с ним совмещается—происходит молекулярное диспергирование за счет тер-
модинамического сродства пластификатора к полимеру. Если пластификатор не
имеет термодинамического сродства к полимеру, он не проникает самопроиз-
вольно в полимер, т. е. набухания ие происходит Однако при принудительном
смешении на вальцах или в экструдере пластификатор может коллоидно дис-
пергироваться в полимере, но образующаяся эмульсия является термодинамиче-
ски и агрегативно-неустойчивой, и система расслаивается. Внешне расслаивание
проявляется в выпотевании (образовании на поверхности изделия жирного на-
лета или капелек) пластификатора. В прозрачных пленках микроскопические ка-
пельки пластификатора становятся центрами рассеяния света, и материал мут-
неет. При отработке промышленных рецептур пластикатов обычно используют
ограниченно совместимые пластификаторы. Предел совместимости (концентра-
ция насыщенного истинного раствора пластификатора в полимере) зависит в
первую очередь от строения пластификатора, колебаний температуры, метода
переработки, условий эксплуатации пластифицированного полимера.
Наиболее корректным методом оценки совместимости пластификаторов с по-
лимером является термодинамический метод. Совместимость пластификаторов
с полимером можно оценивать также методом ядерно-магнитиого резонанса по
изменению спин-спиновой релаксации; нефелометрически, измеряя мутность пле-
нок пластиката; по скорости прохождения звука; по изменению вязкости рас-
твора полимера в пластификаторе; по эффекту контракции; по зависимости тем-
пературы стеклования от концентрации пластификатора Данные о совместимо-
сти некоторых пластификаторов с поливинилхлоридом приведены в таблице на
стр. 340.
. Эфиры ортофталевой кислоты
Эфиры ортофталевой кислоты, или, как их обычно называют, фталаты, яв-
ляются самым распространенным классом пластификаторов. Они составляют
свыше 80% от выпускаемых в промышленности пластификаторов как в СССР,
так и за рубежом. Широкое применение фталатов объясняется, с одной стороны
тем, что они в подавляющем большинстве случаев удовлетворяют требованиям,
которые предъявляются к пластификаторам (высокая совместимость со многими
полимерами, хорошая тепло- н светостойкость, высокие диэлектрические пока-
затели и др), а с другой — они имеют ёравиительио низкую стоимость н огра-
ниченную токсичность.
Фталаты низших алифатических спиртов (метилового, этилового, пропило-
вого) используются для пластификации эфиров целлюлозы. Фталаты высших
алифатических спиртов применяются для пластификации поливинилхлорида и
его сополимеров.
339
Совместимость некоторых пластификаторов с различными полимерами
Обозначения; с — совместны, ч/с—частично совместим; н/с — несовместим.
Пластификатор
Поли-
винил*
хлорид
Поли-
випил-
аце'тат
Поли-
винил-
бу ти-
раль
Нитрат
целлю-
лозы
Этил-
целлю-
лоза
Ацетат
целлю-
лозы
Ацетат
бутират
целлю-
лозы
Поли-
метил-
акрилат
Хлор-
каучук
Нит-
рильный
каучук
Диметилфталат . . . т
Диэтилфталат.........
Дибутялфталат ....
Ди(2-этилгексил)фталат
Диалкилфтал а т-789 . .
Диалкилфталат-68 . . .
Диалкидфталат-610 . .
Дикаприлфталат . . .
Дитрндецилфталат . .
Дидодецилфталат . . .
БуТилбензилфталат . .
Бутил-2-этилгексил-
фталат ............
Бутилдодецилфталат
Трноктилтрнмеллитат
Тримеллитат спиртов
С7-С9................
Дибутиладипинат . . .
Ди(2-этилгекснл)ади-
пинат ...............
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
Дикаприладипинат . .
Адипиновый эфир сме-
си изоспиртов С7—С9
Дибутилсебацинат. .
с
с
с
с
с
н/с
н/с
н/с
н/с
с
н/с
н/с
с
н/с
с
с
ч/с
ч/с
ч/с
ч/с
с
ч/с
ч/с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с .
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
ч/с
н/с
н/с
н/с
н/с
ч/с
н/с
н/с
ч/с
ч/с
с
с
н/с
н/с
ч/с
ч/с
с
с
с
ч/с
с
с
ч/с
ч/с
н/с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
Ди(2-этилгексил)себа-
цинат ...............
Дикаприлсебацинат . .
Себациновый эфир сме-
си изоспиртов С7—С9
Ди(2-этилгексиловый)
эфир смеси дикарбо-
новых кислот Сц—С13
Ди(2-этилгексиловый)
эфир декандикарбо-
новой кислоты . . . .
Дибутиловый эфир
декандикарбоновой
кислоты .............
с
с
с
с
с
с
н/с
н/с
н/с
с
*
ч/с
ч/с
ч/с
Дибутилтиодипропио-
иат . . . ...........
с
Ди(2-этилгексил)-тио-
дипропионат .........
Ди(2-этилгекснл)тиоди-
валерианат ..........
Эфир бутандиола-1,4 и
смеси жирных кис-
лот С7 —Сд . . . . .
Диэтиленгликольдика-
прилат ..............
Триэтиленгликольди-
каприлат ............
Трибутират глицерина
Трнбутилфосфат . . . .
Трифенилфосфат . . .
Трикрезилфосфат . . .
Ди-2-этилгексилфенил-
фосфат..............
Трихлорэтилфосфат . .
с
с
с
с
с
с
с
с
н/с
с
с
с
с
с
с
с
с
В СССР осуществлено промышленное производство следующих эфиров фта-
левой кислоты: диметилфталата, ди эти л фталата, дибутилфталата, ди (2-этил гек-
сил) фталата, фталата смеси нормальных спиртов С7—С9, фталата смеси нзо-
-спиртов Се—С8, дикаприлфталата, диизододецилфталата, диизоионнлфталата.
Ниже приводятся основные показатели свойств эфиров фталевой кислоты.
Диметилфталат (ДМФ) (ГОСТ 8728—66). ДМФ применяется в качестве
пластификатора для эфиров целлюлозы, особенно для ацетата целлюлозы и в
меньшей степени для нитрата целлюлозы. ДМФ используется в смеси с другими
пластификаторами, например с трифенилфосфатом, трнацетином, диэтил- и ди-
бутилфталатами. ДМФ пластифицирует поливинилацетат, резины и кумароновые
смолы, совмещается с полиакрилатами ,и полиметилметакрилатами.
Диэтилфталат (ДЭФ) (ГОСТ 8728—66). ДЭФ по своим пластифицирующим
свойствам близок к ди метилфталату.
ДЭФ применяется для пластификации эфиров целлюлозы. Он хорошо (до
70 вес. ч.) совмещается с ацетатом целлюлозы. В смеси с трифенилфосфатом
(1 :3) пленки на основе ацетата целлюлозы обладают повышенной стойкостью
к атмосферным воздействиям. ДЭФ совмещается также с полиакрилатами и по-
лиметилакрилатами.
Дибутилфталат (ДБФ) (ГОСТ 8728—66). ДБФ представляет собой сложный
эфир ортофталевой кислоты и н-бутилового спирта. В течение долгого времени
ДБФ был самым распространенным пластификатором, В последние годы наме-
рилась тенденция сокращения его потребления ввиду большой летучести и свя-
занным с этим быстрым ухудшением первоначальных свойств пленочных поли-
мерных материалов.
ДБФ используется для пластификации эфиров целлюлозы, поливинилхло-
рида и его сополимеров, каучуков и других полимеров.
Фталаты высших спиртов
Одними из основных пластификаторов, применяемых для пластификации
поливинилхлорида и его сополимеров, являются фталаты высших спиртов:
2-этилгексилового, смеси нормальных спиртов С7—С9 и смеси изоспиртов
С6-Са.
Ди(2-этилгексил)фталат (ДОФ) (ГОСТ 8728—66). ДОФ представляет собой
сложный эфир ортофталевой кислоты и 2-этилгексилового спирта. ДОФ яв-
ляется основным пластификатором для поливинилхлорида и его сополимеров.
Он придает им высокие эластичность и морозостойкость (—45°C), которые со-
четаются со стойкостью к действию ультрафиолетовых лучей и хорошими ди-
электрическими свойствами.
ДОФ широко применяется в качестве пластификатора в производстве ка-
бельных изоляционных и шланговых пластикатов, искусственной кожи и других
материалов на основе поливинилхлорида. Кроме того, ДОФ пластифицирует ни-
трат целлюлозы, полистирол и другие полимеры.
Диал кил фталат-789 (ДАФ-789) (ГОСТ 8728—66). ДАФ-789 представляет
собой сложный эфир ортофталевой кислоты и смеси нормальных спиртов
Ст—С9. ДАФ-789 пластифицирует поливинилхлорид и его сополимеры, прида-
вая им несколько более высокие показатели, чем при пластификации ДОФ (мо-
розостойкость до —55°C, лучшая эластичность). Применяется для тех же це-
лей, что и ДОФ, и является одним нз основных пластификаторов поливинил-
хлорида.
Диал кил фталат-68 (ДАФ-68) (ТУ 6-05-1347—70). ДАФ-68 представляет со-
бой сложный эфир ортофталевой кислоты и смеси нормальных и изоспиртов
Се—С8, получаемых методом оксосинтеза. Применяется для пластификации по-
ливинилхлорида и его сополимеров. По пластифицирующим свойствам близок
к ДОФ. ДАФ-68 широко используется также в производстве искусственной кожи
н пленочных материалов.
Дикапри л фтал ат (ДКФ) (ГОСТ 8728—66). ДКФ представляет собой слож-
ный эфир ортофталевой кислоты и вторичного октилового спирта (метилгексил-
карбинола). Применяется для пластификации поливинилхлорида, но его пласти-
фицирующие свойства хуже, чем ДОФ, кроме того, он уступает последнему по
тер мостой кости.
342
Диизоноиилфталат (ДИНФ} (ТУ 6-05-1356—70). ДИНФ представляет собо&
сложный эфир ортофталевой кислоты и изононилового спирта (преимущест-
венно 3,5,5-триметилгексанола-1). Применяется в основном для пластификации
поливинилхлорида и по своим пластифицирующим свойствам близок к ДОФ.
Вводить его в композиции рекомендуется в большем (на 10%) количестве, чем
ДОФ. ДИНФ обладает достаточно высокой термостойкостью, незначительной
летучестью; он придает материалам хорошие диэлектрические свойства.
Диизододецилфталат (ДДДФ) (ТУ 6-05-1321—70). ДДДФ представляет
собой сложный эфир ортофталевой кислоты и изододецилового Спирта (2,4-ди-
этилоктанола-1). Он хорошо пластифицирует поливинилхлорид, обладает низ-
кой летучестью, придает материалам достаточно высокую эластичность и со-
храняет первоначальные свойства после теплового старения. Ввиду того что
эффективность пластифицирующего действия ДДДФ меньше, чем ДОФ^
ДДДФ вводится в композиции в большем количестве. Применяется в производ-
стве искусственной кожи и термостойкого кабельного пластиката, работающего
при повышенной температуре (до 105°C).
Бутилбеизилфталат (ББзФ) (ТУ 6-05-1319—70). ББзФ представляет собой
несимметричный сложный эфир ортофталевой кислоты, в которой одна из карб-
оксильных групп этерифицирована н-бутнловым спиртом, а вторая — бензиловым
спиртом. Применяется для пластификации поливинилхлорида и его сополиме-
ров, эфиров целлюлозы и других полимеров. Придает им повышенную водо-
стойкость и стойкость к действию органических сред. Композиции, содержащие'
ББзФ, обладают высокой стойкостью к старению. ББзФ препятствует образо-
ванию пятен (загрязнений) на поверхности материалов.
В таблице на стр. 344, 345 приведены основные характеристики эфиров фта-
левой кислоты.
Эфиры ароматических поликарбоновых кислот
Эфиры тримеллитовой кислоты имеют низкую летучесть (при 100 °C лету-
честь три(2-этилгексил)тримеллитата в 10 раз меньше, чем у ДОФ), низкую
миграцию в лаковые покрытия, высокую термостойкость и низкую экстракцию
мыльной водой. Эфиры пиромелл^товой кислоты придают поливинилхлоридным
композициям высокую стабильность, эластичность при низких температурах,
хорошие электроизоляционные свойства. Осуществлено опытно-промышлениое
производство тетра (2-этилгексил) пиромеллитата и опытное производство три-
(2-этилгексил)тримеллитата. Эти эфиры по своим пластифицирующим свойствам
занимают промежуточное положение между свойствами эфиров дикарбоновых
кислот и полиэфирных пластификаторов.
Три(2-этилгексил)тримеллитат(ТОТМ) (ТУ П-508—66). СбНз(СООС8Н17)3^
молекулярный вес 546,78. ТОТМ представляет собой полный сложный эфир три-
меллитовой кислоты и 2-этилгексилового спирта. Растворим в органических рас-
творителях, нерастворим в воде. ТОТМ превосходит эфиры фталевой кислоты по-
те рмостойкост и и стойкости к экстракции маслами, мыльной водой и т. п. О»
несколько уступает фталатам по морозостойкости композиций.
Ниже приведена характеристика ТОТМ:
Внешний вид.............
Цвет по йодометрической
шкале, не темнее номера
Плотность при 20 °C, г/см3,
не ниже.................
Температура вспышки, °C,
не ниже.................
Удельное объемное элек-
трическое сопротивление
при 18 °C, Ом • см, не ме-
нее ....................
Кислотное число, не более
Число омыления..........
Прозрачная маслянистая жидкость
3
0,989
240
9,0 • 1010
0,10
303—311
343-
Характеристика эфиров
Показатели
Молекулярный
вес ....
Внешний вид . .
Цвет
по йодометри-
ческой шка-
ле, не менее
номера . .
по кобальто-
вой шкале,
не темнее
номера . .
Плотность при
20 °C, г/см3, не
менее . . . . .
Кислотное число
не более . . ♦
Температура
вспышки,
не ниже .
Удельное объем-
ное электриче-
ское сопротив-
ление при 20 °C,
Ом • см,
же . .
ие ни-
ДМФ
ДЭФ
(ГОСТ 8728—66)
194,19
ДБФ
278,36
ДОФ
сорт
сорт
390,57
ДАФ-789
1-й
сорт
ГОСТ 8728—66)
2-й
сорт
390 (средн.)
Число
ння *
омыле-
Прозрачная однородная маслянистая жидкость, без
0,5 0,5 1,0 1,0 6,0 3,0 9,0
м *** м
1,189 1,117 1,045 0,982 0,982 0,975 0,975
0,10 0,10 0,15 0,10 0,10 0,10 0,15
Не определяется 168 205 203 200 195
Не определяется 1.0 • 10й 5,0 • 1010 5,0 • 1010 3,0 • 1010
571-583 499-509 399-407 284-290 284-290 280-300 280-300
* Числа омыления соответствуют 99И-ному содержанию основного вещества.
344
ортофталевой кислоты
ДКФ
(ГОСТ 8728—вв)
ДАФ-68
(ТУ 6-05-1347—70)
ДИНФ
(ТУ 6-05-1356—70)
ДДДФ ББЗФ
(ТУ 6-05-1321—70) (ТУ 6-05-1319—70)
390,57
385 (средн.)
502
механических примесей, со слабым специфическим запахом
3,0
2,0
3,0
10
0,965
0,35
180
Не опреде
ляется
284-290
312
2,0
0,999
0,15
190
5,0-1010
300-325
0,964
0,15
205
Не опреде-
ляется
0,950
0,10
215
1,0 • 1012
210-230
1,105-1,120
0,15
190
в
Не опреде-
ляется
350-370
345
ТОТМ применяется для пластификации поливинилхлорида в производстве
’термостойкой кабельной изоляции, в автомобильной промышленности, при изго-
товлении прокладок к холодильникам и др.
Тетра(2-этилгексил) пиромеллитат (ТОПМ) (ТУ 6-05-211-802—72).
С6Н2(СООС8Н17)4, молекулярный вес 702. ТОПМ представляет собой полный
сложный эфир пиромеллитовой кислоты и 2-этилгексилового спирта.
Показатели основных свойств ТОПМ приведены ниже:
Внешний внд.............
Цвет по йодометрической
шкале не темнее номера
Плотность при 20 °C, г/см3,
не менее ...............
Температура вспышки, °C,
не ниже.................
Удельное объемное элек-
трическое сопротивле-
ние при 18°C, Ом*см,
ие ниже.................
Кислотное число, не более
Число омыления..........
Прозрачная однородная жидкость
без механических примесей
2
0,986
254
1,0* 10"
0,10
310-324
ТОПМ применяется для пластификации поливинилхлорида в производстве
термостойкого кабельного пластиката, работающего при температуре до 125 °C.
Он придает материалам высокую стабильность, эластичность и хорошие электро-
изоляционные свойства.
Эфиры алифатических дикарбоновых кислот
Эфиры алифатических дикарбоновых кислот получили большое распростра-
нение как пластификаторы, так как оии хорошо совмещаются с различными по-
лимерами, имеют небольшую летучесть, удовлетворительную стойкость к термо-
окислительной и гидролитической деструкции, менее токсичны, чем фталаты, и
придают полимерным материалам высокую морозостойкость. Нашей промыш-
ленностью освоено производство эфиров адипиновой, азелаиновой и себацино-
вой кислот.
В опытных условиях осуществлено производство морозостойких пластифи-
каторов, близких по свойствам к эфирам адипиновой и себациновой кислот.
К ним относятся эфиры смеси дикарбоновых кислот С4—С5 и Се—С>о, а также
1,10-декандикарбоновой кислоты.
Ди (2-этилгексил) адипинат (ДОА) (ТУ 6-05-1319—70). ДОА представляет
собой сложный эфир адипиновой кислоты и 2-этилгексилового спирта. ДОА
хорошо совмещается с поливинилхлоридом и его , сополимерами, а также с
большинством полярных термопластов. ДОА является высокоэффективным пла-
стификатором, он придает материалам высокую морозостойкость (до —60°C).
Однако ДОА имеет несколько более высокое давление пара, чем соответ-
ствующие эфиры азелаиновой и себациновой кислот. ДОА может быть исполь-
зован для пластификации полимеров, применяемых в пищевой промышленности,
прн условии специального разрешения Главного санитарно-эпидемиологического
управления.
Ди (2-этилгексил)азелаинат (ДОАз) (ТУ 6-05-1320—70). ДОАз представляет
собой сложный эфир азелаиновой кислоты и 2-этилгексилового спирта. ДОАз от-
носится к пластификаторам, придающим пластифицированным материалам вы-
сокие эластичность и морозостойкость. По своим пластифицирующим свойствам
ДОАз близок к свойствам ДОА, но менее летуч. Применяется в основном для
пластификации поливинилхлорида и его сополимеров.
Дибутилсебацинат (ДБС) (ГОСТ 8728—66). ДБС представляет собой слож-
ный эфир себациновой кислоты и нормального бутилового спирта. Из эфиров се-
бациновой кислоты это самый эффективный пластификатор. ДБС находит ши-
346
Характеристика эфиров алифатических дикарбоиовых кислот
Показатели
Молекулярный вес
Внешний вид . . .
Цвет
по йодометри-
ческой шкале,
не темнее но-
мера ..........
по платииоко-
бальтовой шка-
ле, не темнее
номера ....
Плотность при 20 °C,
г/см3, ие ниже . .
Температура вспыш-
ки, °C, не ниже . .
Удельное объемное
электрическое со-
противление при
20 °C, Ом • см не ниже
Кислотное число, не
более.............
Число омыления **
Потери массы, %,
не более .........
ДБС*
ДОС
ДОА ДО3
(ТУ 6-05-1319—70) (ТУ 6-05-1320—70)
сорт
2-й
сорт
ЬЙ 2-й
сорт сорт
(ГОСТ 8728—86)
ДОДКК-45
(ТУ 6-05-31-897—73)
ДОДКК-6Ю
(ТУ 6-05-31-896—73)
370,5 | 412,5 | 314 | | 426,71 | 350,8 (средн.) | 384,2 (средн.)
Прозрачная однородная жидкость, без механических примесей, со слабым специфиче-
ским запахом
0,5 0,5
3 10
доддк-по
(ТУ 6-05-211—73)
0,922
190
0,10
298-307
0,914
205
Не определяется
Не опреде-
ляется
0,15
265—280
0,2 **♦
0,933 0,933
0,913 0,913
183 183 215 212
5,0 X
X 1010
0,10
353—
360
0,15 0,15
353- 261-
360 ’ 270
5,0Х
ХЮ10
0,20
261-
270
I*
7 Не определяется
150
к
0,926-0,930
175
400
0,920-0,928
190
Не определяется
0,10
310-325
1,5 ***•
0,10
282-300
1,0 ***♦
• ДБС с 1974 г. присвоен государственный Знак качества, выпускается 1-м сортом с кислотным числом не бол^е 0т04
** Числа омыления соответствуют 99%-ному содержанию основного вещества*
*** Потерн массы прн нагревании 100 °C в течение 6 ч.
Потери массы при нагревании при 150 ®Q в течение 2 я»
200
0,908
218
2,0* 1011
0,10
245 ±5
Не опреде-
ляется
рокое применение для пластификации каучуков, поливинилбутираля, эфиров
целлюлозы и пленочных материалов, соприкасающихся с пищевыми продук-
тами.
Ди(2-этилгексил)себацинат (ДОС) (ГОСТ 8728—66). ДОС представляет
собой сложный эфир себациновой кислоты и 2-этнлгексилового спирта. ДОС
является одним из лучших высокоэффективных низкотемпературных и малолету-
чих пластификаторов поливинилхлорида и его сополимеров, придающих им вы-
сокую эластичность и морозостойкость (до —70 °C).
ДОС совмещается с этилцеллюлозой, ограничено совместим с нитратом
целлюлозы и ацетобутиратом целлюлозы. Применяется также для пластифика-
ции поливннилацетата, полистирола и полимет^крилата.
Ди(2-этилгексиловый) эфир дикарбоновых кислот С4 — С5 (ДОДКК-45)
(ТУ 6-05-31-897—73). ДОДКК-45 представляет собой сложный эфир 2-этилгек-
силового спирта и смеси, дикарбоновых кислот С4—Cs. По пластифицирующим
свойствам близок к ДОА и может применяться для пластификации поливинил-
хлорида в производстве искусственной кожи и пленочных материалов.
Ди(2-этилгексиловый) эфир дикарбоиовых кислот С6 — Сю (ДОДКК-6Ю)
(ТУ 6-05-31-896—73). ДОДКК-6Ю представляет собой сложный эфир 2-этнл-
гексилового спирта и смеси дикарбоновых кислот Се—Сю.
По пластифицирующим свойствам близок к ДОС, но несколько более ле-
туч Применяется для пластификации поливинилхлорида, каучуков и других
полимеров; придает им высокие эластичность н морозостойкость.
Ди(2-этилгексиловый) эфир 1,10-декаидикарбоиовой кислоты (ДОДДК-Н0)
(ТУ 6-05-211—73). ДОДДК-ИО представляет собой сложный, эфир 2-этилгекси-
лового спирта и 1,10-декандикарбоновой кислоты. Он является низкотемпера-
турным пластификатором, по своим пластифицирующим свойствам близок к
свойствам ДОС, но менее летуч. ДОДДК-110 применяется в производстве ка-
бельного пластиката, искусственной кожи и пленочных материалов; он придает
им высокие эластичность и морозостойкость (до —65 °C).
Основные характеристики эфиров алифатических дикарбоновых кислот при-
ведены в таблице на стр. 347.
Эфиры жирных кислот и гликолей
Сложные эфиры гликолей и жирных монокарбоновых кислот применяются
для пластификации каучуков, поливинилхлорида и других полимеров. Промыш-
ленностью выпускаются эфиры на основе триэтилеигликоля и смеси монокарбо-
новых кислот С?—Сэ, а также 2-этилгексановой кислоты. Эти эфиры хорошо
пластифицируют поливинилхлорид, эфиры целлюлозы и особенно каучуки; они
придают им высокие морозостойкость и эластичность. Однако эти пластифика-
торы обладают несколько пониженной водостойкостью по сравнению с эфи-
рами дикарбоновых кислот. В опытно-промышленных условиях осуществлено
производство морозостойкого пластификатора ди (бутилкарбитол) формаля
(ДБКФ), используемого для пластификации каучуков в производстве резиновых
технических изделий. ДБКФ придает материалам высокую морозостойкость и
улучшает их физико-механические свойства; он оказывает пластифицирующий
эффект, аналогичный действию ДБС.
Триэтиленгликольдикаприлат (ТУ Г-131—69). RCOO(CH2)2O(CH2)2O(CH2)2*
• OOCR (где R —СбНю—; C7H1S—; СвН17—). Триэтиленгликольдикаприлат пред-
ставляет собой сложный эфир триэтиленгликоля н смеси синтетических жирных
монокарбоновых кислот С7—Сд. Показатели его основных свойств приведены
ниже:
Плотность при 20 °C, г/см3, не менее ,.............. 0,959
Температура вспышки °C, не ниже........................ 195
Кислотное число, не более.............................. 0лЗ
Число омыления....................................... 250—285
Потери массы при нагревании в течение 6 ч при 100 °C,
%, не более.................................... . 0,2
348
Триэтиленгликольдикапрнлат хорошо совмещается с каучуками и поливи-
нилхлоридом, придавая изделиям эластичность и морозостойкость. Однако поли-
винилхлоридные пластикаты, пластифицированные этим пластификатором, имеют
довольно высокую водопроницаемость.
Триэтиленгликольди(2-этилтексоат) (ТЭГ-28) (ТУ 6-05-1318—70). С22Н420б,
молекулярный вес 402,57. ТЭГ-28 представляет собой сложный эфир триэтилен-
гликоля и 2-этилгексановой кислоты Выпускается промышленностью двух сор-
тов: 1-й сорт предназначается для пластификации поливинилбутнраля, 2-й сорт—
для пластификации каучуков и поливинилхлорида. ТЭГ-28 придает полимерам
эластичность н морозостойкость.
Показатели основных свойств ТЭГ-28 приведены ниже:
1-й сорт 2-й сорт
Внешний вид.............
Цвет
по йодометрической
шкале, не темнее
номера ..............
по платинокобальто-
вой шкале, не тем-
нее номера .........
Плотность при 20 °C, г/см3,
не менее ...............
Температура вспышки, °C,
не менее ..............
Кислотное число, не более
Число омыления..........
Прозрачная однородная жидкость
без механических примесей
0,5
2,0
100
0,965
190
0,10
0,963
278±5
185
0,15
278±8
Ди(бутилкарбитол)формаль (ДБКФ) (ТУ 6-05-31-887—73). Н9С4О( О СН2СН2)2 •
• СН2(ОСН2СН2)2ОС4Н9, молекулярный вес 336,47. ДБКФ является продуктом
конденсации бутилкарбитола с формальдегидом.
Показатели основных свойств ДБКФ приведены ниже'
Внешний вид.............
Цвет по йодометрической
шкале, не темнее номера
Плотность при 20 °C, г/см3
Показатель преломле-
ния Пд ...............
Кинематическая вязкость
при 20 °C, сП, не менее
Содержание летучих
(150 °C, 2 ч), %, не бо-
лее ..................
Кислотное число, не более
Температура вспышки, °C,
не менее ...............
Прозрачная однородная жидкость
без механических примесей
7
0,970 -0,973
1,4370—1,4385
7—8
1,0
0,1
175
ДБКФ применяется в качестве пластификатора каучука в производстве ре-
зиновых технических изделий. Он сообщает им высокую морозостойкость и хо-
рошие физико-механические свойства (аналогично ДБС).
Эфиры ортофосфорной КИСЛОТЫ
Фосфорсодержащие пластификаторы представляют собой эфиры ортофос-
форной кислоты и различных гидроксилсодержащих соединений. Фосфаты ока-
зывают пластифицирующее действие на большинство полимеров, придавая им
йегорючесть. Из эфиров ортофосфорной кислоты наибольшее распространение
Получили трикрезилфосфат, трифенилфосфат, триксиленилфосфат, смешанные
349
Характеристика эфиров
Показатели
ТФФ (ТУ 6-08-1611— 73) ТКФ (ГОСТ 5728—51) Марка А (ТК 6-05-1611—73)
1-Й 2-й 1-й 2-й 1-й 2-й
сорт сорт сорт сорт сорт сорт
Цвет по йодометри-
ческой шкале, не
темнее номера . .
Плотность, г/см3 . .
Показатель прело-
мления ... .
Содержание, %, ле-
тучих, не более
золы, не более
свободного кре-
зола ..............
свободного кре-
зола и фенола
(в пересчете
на фенол) . .
свободного кси-
ленола . . . .
свободного фе-
нола ..........
свободного три-
крезола . . .
Кислотное число,
не более .........
Реакция водной вы-
тяжки из золы . .
Температура пла-
вления, °C, не ниже
Температура вспыш-
ки, °C, не ниже .
3 1,170— 1,175 5 1,170— 1,175 -ч 3 1,165— 1,195 5 1,165— 1,195
0,1 0,25 0,1 0,2
*** 0,1 0,1
0,08 0,3
***
*** ***
0,1 , 0,1 *** ***
0,08 Не нор- мируется ***
0,10 0,10 0,17 0,4 0,11 0,20 Ней
46,5 45,5 *** ***
222 217 228 * 220
эфиры на основе фенола и алкилфенолов, (2-этилгексил)днфенилфосфат, эфиры
на основе алифатических спиртов и моноэфиров гликолей.
Трифенилфосфат (ТФФ) (ТУ 6-05-1611—73). (СвН5О)зРО, молекулярный
вес 326,3 ТФФ представляет собой сложный эфир фенола и ортофосфорноЙ кис-
лоты. По внешнему виду это белый кристаллический порошок, растворимый в
органических растворителях ТФФ придает полимерным материалам негорю-
честь. Он широко применяется при переработке эфиров целлюлозы (особенно
ацетата целлюлозы). Вследствие ограниченной совместимости и низкой эффек-
тивности ТФФ применяют в смеси с другими пластификаторами. ТФФ не при-
меняется в изделиях, соприкасающихся с пищевыми продуктами.
Трикрезилфосфат (ТКФ) (ГОСТ 5728—51). ОР(ОСвН4СНз)з, молекулярный
вес 368. ТКФ представляет собой сложный эфир ортофосфориой кислоты и
трикрезола. Выпускается в промышленности двух сортов и состоит в основ-
350
фосфорной кислоты
Марка Б (ТУ 6-05-1611—73) Марка Б (ТУ 6-05-1611—73) ТКСФ (ТУ 6-05-1611—73) ДАФФ (ТУ 6-05-1611—73) ТОФ (ТУ 6-05*1611—73) ТБЭФ (ТУ С-05-211-795—72)
1-й сорт 2-й сорт 1-й X сорт 2-й сорт 1-й сорт 2-й сорт
3 5 3 5 5 1 3 1 3
1,185— 1,185— 1,195— 1,195— 1,145— 0,975— 0,961— 0,920- 1,016—
1,205 1,205 1,210 1,210 1,155 0,996 0,996 0,930 1,035
1,4360— 1,4385
0,1 0,2 0,1 0,2 0,2 0,3 0,4 0,7
0.1 0.1 0,1 0,1 0,1
0,08 0,3 0,08 0,3
0.4
м*
м*
0,11 тральная 0,20 0,11 0,20 0,20 0,15 0,20 0,20 0,6
228 220 222 217 230 190 190 190 195
ном из эфиров т- и n-изомеров крезола. Небольшие количества эфира о-кре-
зола делают ТКФ токсичным. По внешнему виду это прозрачная маслянистая
жидкость, ТКФ применяется в смеси с другими пластификаторами для
придания огнестойкости полимерам. Он является малоэффективным пласти-
фикатором.
Фосфаты на основе смеси фенола и крезолов (марок А, Б и В)
(ТУ 6-95-1611—73). ОР(СНзСбН4О)з, молекулярный вес 368,18. Фосфат марки А
представляет собой полный сложный эфир ортофосфорной кислоты н техниче-
ского дикрезола.
Фосфат марки А выпускается двух сортов н примениется в производстве
искусственной кожи, лаков, красок и нитролинолеума; он придает им негорю-
честь. Фосфат марки А первого сорта применяется также в производстве ка-
бельного пластиката и липкой ленты иа основе поливинилхлорида.
351
Характеристика полиэфир
Показатели
Полиэфирные пластификаторы иа основе адипиновой кислоты
ПДЭА-4 ППА-4 (ТУ Г-158—70)
высший сорт (ОСТ 60568—73) 1-й сорт (ОСТ 60568—73) 2-й сорт (ОСТ 60568-73)
Внешний вид . .
Плотность, г/см3
Вязкость, сП . .
Температура
вспышки, °C,
не менее . . .
Кислотное число,
ие более . . .
Гидроксильное
число, %, не
более ..........
Светлая
вязкая
жидкость
с установлен-
ным по цвету
численным
нормативом
1,100-1,125
(25 °C)
250-400
(25 °C)
195
Вязкая одно-
родная
жидкость
не темнее
эталонного
образца
1,097—1,115
(25 °C)
200—350
(25 °C)
180
2
Вязкая
однородная
жидкость
от светло-
желтого до
темно-корич-
невого
цвета
1,097-1,115
(25 °C)
200-350
(25 °C)
180
2
0,35
Вязкая
жидкость
от светло-
желтого
до темно-
корнчневого
цвета
1,00-1,07
(25 °C)
20Э—300
(25 °C)
0,35
2
2
Фосфат марки Б представляет собой полный сложный эфир ортофосфор-
ной кислоты и смеси технического дикрезола и фенола (в соотношении 1:1).
Применяется в производствах линолеума, искусственной кожи, лаков и красок.
Он придает им огнестойкость.
Фосфат марки В представляет собой полный сложный эфир ортофосфорной
кислоты и смеси технического трикрезола н фенола (в соотношении 1:1). Вы-
пускается промышленностью двух сортов. Фосфат марки В 1-го сорта приме-
няется в производстве искусственной кожи; в производстве лаков и красок при-
меняется фосфат 1-го и 2-го сортов.
Трнксиленилфосфат (ТКсФ) (ТУ 6-05-1611—73). ОР[(СНз)2СбН3О]3, молеку-
лярный вес 410,65.
ТКсФ представляет собой полный сложный эфир ортофосфорной кислоты
и технического ксиленола. Применяется в производстве конвейерных лент; при-
дает им огнестойкость.
Ди(2-этилгексил)фенилфосфат (ДАФФ) (ТУ 6-05-1611—73). (OCsHnh*
•Р(О)ОС6Н5, молекулярный вес 398,48. ДАФФ представляет собой полный слож-
ный # эфир ортофосфорной кислоты, фенола н 2-этилгексилового спирта. По
внешнему виду это маслянистая жидкость, растворимая в органических раство-
рителях. ДАФФ хорошо пластифицирует нитрат целлюлозы и поливинилхлорид,
придавая им огнестойкость, эластичность и морозостойкость (до —50 °C). Он
малотокснчен и применяется в производстве искусственной кожи, линолеума
и др.
Три(2-этилгексил)фосфат (ТОФ) (ТУ 6-05-1611—73). OP (OCgHnJa, молеку-
лярный вес 434,65. ТОФ представляет собой полный сложный эфир ортофосфор-
ной кислоты и 2-этилгексилового спирта. По внешнему виду это прозрачная
маслянистая жидкость. ТОФ хорошо пластифицирует поливинилхлорид и его
352
ных пластификаторов
Полиэфирный пласти-
фикатор иа основе
себацяновой кислоты
Полиэфирные пластификаторы иа основе смеси адипиновой
и себацнновой кислот
ПАС-22
ПДЭС-1
(ОСТ 60568—73)
въ/сший сорт
(ОСТ 60568—73)
1-й сорт
(ОСТ 60568—73)
ПАСФв
(ТУ п-713—70)
Воскоподобиая
масса от жел-
того до корич-
невого цвета
а
1,02—1,03 (35 °C)
120—180 (35 °C)
212
3
0,35
Светлая вязкая
жидкость с
установлеии ым
по цвету чис-
ленным норма-
тивом
1,08-1,100 (25 °C)
450 -600 (25 °C)
220
2
0,3
Вязкая однород-
ная жидкость
не темнее эта-
лонного образца
1,07—1,10 (25 °C)
400-550 (25 °C)
200
2
0,35
Вязкая жидкость от
желтого до коричне-
вого цвета
1,04-1,1 (45 °C)
300—600 (45 °C)
220
2
1,0
сополимеры, придавая изделиям огнестойкость, высокую эластичность и морозо-
стойкость. Применяется в производствах линолеума, искусственной кожи и пле-
ночных материалов.
Трибутоксиэтилфосфат (ТБЭФ) (ТУ 6-05-211-795—72). ОР(ОС2Н4ОС4Н9)3.
ТБЭФ представляет собой полный сложный эфир ортофосфорной кислоты и мо-
нобутнлового эфира этиленгликоля.
По внешнему виду это маслянистая жидкость. ТБЭФ применяется для про-
изводства самоблестящих полирующих средств для ухода за полом.
Показатели основных свойств фосфатных пластификаторов приведены в
таблице на стр. 350, 351.
Полиэфирные пластификаторы
Полиэфирные пластификаторы вследствие более высокого молекулярного
веса менее летучи, чем мономерные пластификаторы; они мало мигрируют в
полимеры н более стойки к экстракции многими растворителями. Это обуслов-
ливает минимальные потери полиэфирных пластификаторов из композиций во
время переработки, при контакте с жидкими и твердыми средами и большую
стабильность свойств при старении. Полиэфирные пластификаторы применяются
для получения бензо- и маслостойких композиций на основе поливинилхлорида,
в производстве уплотнителей для холодильников, при изготовлении изоляции вы-
сокочастотных кабелей и различных бытовых изделий, стойких к действию
моющих средств и растворителей.
Полиэфирные пластификаторы получаются взаимодействием дикарбоновых
кислот с гликолями, взаимодействием дикарбоновых кислот, гликолей и модифи-
цирующих монофункциональных соединений (моиокарбоновых кислот или
12 Зак. 279
353
одноатомных спиртов), а также переэтерификацией эфиров дикарбоновых кислот
гликолями. Для синтеза полиэфирных пластификаторов используются преимуще-
ственно следующие дикарбоновые кислоты и гликоли: адипиновая кислота, себа-
циновая кислота фталевый ангидрид (или их диэфиры), диэтиленгликоль этилен-
гликоль, 1,2-пропиленгликоль, неопентилгликоль. В качестве монофункциональных
соединений применяются 2-этилгексиловый спирт, смесь жирных спиртов С?—Сэ,
лауриновая кислота, смесь жирных кислот С?—Сэ. Для получения полиэфирных
пластификаторов с требуемым комплексом свойств и более низкой стоимости
используются также смесн дикарбоновых кислот нлн гликолей.
Полиэфирные пластификаторы на основе себациновой кислоты стойки к
экстракции маслом, бензином, водой, мыльной водой и синтетическими моющими
средствами. Они хорошо совмещаются с ПВХ, обладают малой миграцией и
летучестью, придают поливинилхлоридным пленкам хорошую стойкость к ста-
рению.
Полиэфирные пластификаторы на основе адипиновой кислоты обладают хо-
рошей стойкостью к действию алифатических углеводородов, малой летучестью,
малой миграцией. Пленки, содержащие эти полиэфирные пластификаторы, стой-
ки к старению. Однако некоторые высокомолекулярные адипинаты ограниченно
совмещаются с ПВХ и отличаются пониженной стойкостью к хранению во влаж-
ном воздухе.
Полиэфирные пластификаторы на основе фталевой кислоты имеют низкую
текучесть, хорошую совместимость с ПВХ, устойчивость к экстракции бензином,
маслом, малую миграцию, низкую стоимость, однако они малоэффективны.
Основные показатели свойств полиэфирных пластификаторов приведены
в таблице на стр. 352, 353.
ЛИТЕРАТУРА '
Козлов П. В., ЖВХО им. Д. И. Менделеева, 1964, т. 9, № 6, с. 660.
Darby J. R., Sears J. L. Encyclopedia of Polymer Science and Technology.
N.Y., v. 10, 1969. 576 p.
Барштейн P. С. Итоги науки и техники. Химия и технология высокомоле-
кулярных соединений, 1973, т. 4, с. 185.
Т ициус К. Пластификаторы. М., «Химия», 1964. 476 с.
Барштейн Р. С., Котляровский Г. А., Пласт, массы, 1961, № 2, с. 57.
Мошкин П. А., Рубцова И. К. и др., Пласт, массы, 1960, № 10, с. 60.
Куненко А. И., Л юбом и л о в В. И., Абрамова Р. А., ЖПХ, 1959, т. 32,
с. 211.
Пластические массы. Сборник трудов НИИпластмасс. М., «Химия», 1970,
с. 22, 30. *
Состояние производства пластификаторов в СССР и за рубежом. Обзоры по
отдельным производствам химической промышленности. М., НИИТЭХИМ,
1973, вып. 27. 74 с.
Носовский Ю. С., Куценко А И. и др., Пласт, массы, 1973, № 4, с. 41.
Болотина Л. М., Куценко А. И., Максименко Е. Г., Пласт, массы,
1973, № 7, с. 13.
СТАРЕНИЕ И СТАБИЛИЗАЦИЯ ПЛАСТМАСС
Эффективность использования полимерных материалов определяется ста-
бильностью свойств самого материала, конструкцией изделия и условиями его
эксплуатации.
В ряде случаев увеличение продолжительности эксплуатации достигается
применением различных добавок, так называемых стабилизаторов. Однако даже
в этом случае не удается обеспечить полной стабильности исходных свойств ма-
териала вследствие развивающихся под влиянием окружающих условий физиче-
ских или химических процессов в полимерном материале. В результате свой-
ства изделия настолько изменяются, что оно становится непригодным к даль-
нейшей эксплуатации. Такие необратимые изменения свойств материала, проис-
ходящие под действием внешних условий, называются старением.
СТАРЕНИЕ ПЛАСТМАСС
К основным внешним условиям, которые влияют на полимерный материал
или изделие, относятся воздействия температуры, света и влаги. Совместное
действие этих факторов на материал проявляется в условиях атмосферного
старения, т. е. на открытой площадке в различных климатических зонах. Важ-
ным фактором, определяющим возможность применения полимерного мате-
риала, является стойкость к действию плесени. Для оценки стойкости материала
к действию перечисленных факторов как в искусственных, так и в естественных
климатических условиях проводят специальные испытания. Испытания в есте-
ственных климатических условиях проводят в соответствии с ГОСТ 17170—71^
согласно которому материал экспонируется (в виде стандартных образцов —
брусков, дисков, двухсторонних лопаток) в свободном состоянии на специаль-
ных стендах, устанавливаемых на открытой площадке под углом 45° к линии
горизонта и ориентированных на юг. Испытания в естественных климатических
условиях, проводимые в течение длительного времени (не менее пяти лет), поз-
воляют оценить изменения физико-механических, электрических и других свойств
материала, происходящие при комплексном действии всех' факторов, наиболее
характерных для зоны испытания.
Испытания материалов в искусственных условиях проводят либо при дей-
ствии одного из указанных факторов, либо при одновременном или чередую-
щемся действии нескольких внешних факторов. Определение стойкости пласт-
масс к атмосферным воздействиям в искусственных условиях проводят в соот-
ветствии с ГОСТ 17171—71, который предусматривает различные режимы испы-
тания и возможность применения разных источников световой радиаций
(ртутно-кварцевые лампы, ксеноновые лампы, угольная дуга закрытого типа). По-
лучаемые по этому стандарту результаты практически невозможно экстраполиро-
вать на естественные условия.
Для определения стабильности свойств материала при температурных воз-
действиях разработаны различные методические руководства, предусматриваю-
щие либо длительное и непрерывное действие только повышенных температур,
либо чередующееся действие положительной и отрицательной температуры.
Смена температур производится по циклам различной продолжительности.
12*
855
Изменение свойств полиолефинов при атмосферном старений
Обозначения: о —разрушающее напряжение при растяжении, кг с/см 2; е— относительное удлинение при разрыве, %: <тт—предел те-
куче ст и при растяжении, кгс/см2; tg б—тангенс угла диэлектрических потерь при 10 Гц; ПТР—показатель текучести расплава, г/10 мин;
П—светопропускаиие, 96,
Марка
полимера
Условия экспозиции
(климат)
Тол-
щина
об-
разца,
мм
Исходные
показатели
8
а
°р
Полиэтилен
низкой
плотности
10203-003
15802-020
16802-070
Умеренно холод-
ный
Сухой жаркий
Умеренно холод-
ный
Сухой жаркий
Теплый влажный
Умеренно холод-
ный
Сухой жаркий
Теплый влажный
0,2
1,0
0,2
0,2
600
600
600
600
600
600
600
600
600
540
500
540
500
540
500
120
130
120
100
120
100
120
100
120
90
100
90
•И
90
100
150
160
150
120
130
120
130
120
130
120
120
120
120
120
120
tg б-
• ю4
Показатели после старения *
е °р tg б* •104 8 т °р tg6- •10* 8 WT °р tg б- • 104
6 м< гсяцев 12 м сесяцев 1 8 ме< :яце1 1
270 150 150 100 170 170 14 30 180 180 22
190 160 160 50 160 160
50 30 180 180 Хру пкий
70 120 120 28 40 120 120 49 Хрупкий
290 120 120 30 ПО ПО 60 ПО ПО
40 120 120 50 Хр упкий
60 120 120 . 50 130 130 40 120 120
80 120 120 33 40 110 110 56 Хру пкий
180 120 120 80 120 120 20 110 ПО
60 100 100 Хрупкий
140 но 110 100 1001 100 50 100 100
40 по по Хрупкий
70 120 120 50 120 120 Хрупкий
ПО 120 120 30 ПО 110 40 Хрупкий
150 ПО 110 30 120 120 25 100 100 69
Продол-
житель-
ность
старения
до на-
ступле-
ния
хруп-
кости,
месяцы
>18
>18
14—16
16-18
24
10—12
19—20
13-14
22
12
22—24
8—10
18
13—14
24
Полиэтилен высокой плотности
20206-002 Умеренно холод- ный 1,0 630 260 мяв
Сухой жаркий 1,0 630 260
20706-016 Умеренно холод- ный 1,0 530 280 МВ
Сухой жаркий 1,0 530 280
20906-040 Умеренно холод- ный 1,0 500 250
Сухой жаркий 1,0 500 250
Полипропи- лен озп Умеренно холод- ный ft 1,0 700 280 270 6
Сухой жаркий 1,0 700 280 270 6
Теплый влажный 1,0 700 280 270 6
Полн-4-ме- тилпентен-1 tg б* •ю4 ПТР п
Умеренно холод- ный 2,0 340 4 45 1 78
Сухой жаркий 2,0 340 4 45 78
Теплый влажный 2,0 340 4 45 78
1 1 месяц
170 280
50 230 250 280 30
30 100 270 270 — м 20
200 270
2 месяца
270
240
Хрупкий
190
10
Хрупкий
Хрупкий
300
О
120
Хрупкий
4
2
4
2
3
2
0,5 месяца
200
230
8
0
1 месяц
120
120
18
2 месяца
Хрупкий
200
180
200
200
13
8
о
130
130
Хрупкий
18
Хрупкий
1-1,5
п
ст,
о
ПТР
.10*
•10
340 0,5 1 7 иесяца 100 78 340 1 14 месяц Не оп- реде- ляется
340 9 200 76 300 20 То же
330 9 Не оп- 78 300 19 >
реле-
ля етс я
о
•10
75 2 месяца 2—2,5
150 32 59
76 28 61 1-1,5
76 28 72 1,5
Стойкость полиолефинов к облучению лампой ПР К-2
при комнатной температуре
Марка
полимера
Толщина
образца,
мм
Продолжи- -
тельиость
облучения
до наступления
хрупкости, ч
Марка
полимера
Толщина
образца,
мм
Продолжи-
тельность
облучении
до наступления
хрупкости, ч
Полиэтилен низкой плотности
10203-003
15802-020
16802-070
0,2
1,0
0,2
1.0
0,2
560
1100
350—400
1000
250-300
Полиэтилен высокой плотности
20206-002 1.0 200
20706-016 1.0 150
20906-040 1.0 100
Проведенные в этом направлении работы указывают на возможность использова-
ния получаемых результатов для экстраполяции на другие температуры, что
позволяет в ряде случаев прогнозировать срок хранения материала.
Испытания- на совместное действие тепла и воздуха с различной относи-
тельной влажностью не стандартизованы и проводятся в основном по методи-
кам различных организаций. Испытания проводятся либо по непрерывным дли-
тельным, либо по циклическим режимам. Устойчивость пластмасс к действию
плесневых грибов определяется по ГОСТ 15153—69, Однако имеются и другие
методики, которые отличаются от этого ГОСТ как по оценке результатов испы-
тания, выражаемой в баллах, так и по составу культур плесневых грибов, при-
меняемых для заражения поверхности испытуемого материала.
Во всех рассмотренных видах испытаний образец материала не подвер-
гается действию каких-либо внешних механических, электрических и других
нагрузок.
Сложность физико-химических процессов старения может приводить к не-
монотонному изменению в ходе испытания контролируемого показателя, а также
к отсутствию симбатности в изменении нескольких одновременно контролируе-
мых показателей (например, разрушающего напряжения при растяжении, отно-
сительного удлинения при разрыве). Приводимые ниже данные испытаний поли-
мерных материалов в различных условиях показывают, скорее, тенденцию в из-
менении свойств, чем служат количественной характеристикой изменения опреде-
ляемого показателя. Это необходимо иметь в виду также и потому, что при-
веденные данные получены на образцах, свойства которых зависят от условий
их изготовления. Вполне очевидным является и то, что приведенные данные не
Характеризуют полностью в условиях, аналогичных условиям испытаний, пове-
дение какого-либо конкретного изделия, изготовленного из этого материала.
Свойства изделий, а также их стабильность в значительной степени зависят от
конструкции изделия, его размеров, способа и режима изготовления. Тем не ме-
нее приведенные данные могут быть полезными при подборе материала с учетом
предполагаемых условий эксплуатации.
Старение полиолефинов
Испытания на старение полиолефинов — нестабилизированных н стабилизи-
рованных образцов — проводили при различных температурах, при облучении
лампой ПРК-2 и в атмосферных условиях.
В таблицах на стр. 359, 360 приведены данные о смирении полиолефинов
в различных атмосферных условиях, при облучении лампой ПРК-2 и при разных
температурах.
858
Изменение свойств полиолефинов при тепловом старении при различных
температурах (толщина образца 1 мм)
Обозначения. 8—относительиое удлинение прн разрыве» tg б— таигеис угла
диэлектрических потерь при 10« Гц; ПТР—показатель текучести расплава» г/10 мин.
Марка полимера * Тем- пе- ра- тУра. Про- дол жи- тель- ность испы- тания» ч Исходные показатели Показатели после старения Продолжи- тельность старения, ч
е tg 6*104 ПТР 8 tg 0-104 ПТР до изме- нения показа- телей иа 50# до воз- раста- ния tg б ДО 5 • 104
8 ПТР
ПЭВД 0 620 3 1.6 1,1
15802-020 80 500 ' В мВ •BW 600 12 930 750 250
1000 •И» Вм« 140 27 Неизме-
римо высок
1500 ———— 50 83 То же
200 ’В" Вм« «в* 570 9 1.4
90 300 Вчв* «м^ 490 22 0,14 400 260 80
500 Вм« •вв 30 100 Неизме-
римо высок
*100 Вм* Вм« ^в« 420 20 0,16
100 200 Вм« 100 34 0,19 140 90 30
300 — Вм« •ВВ 80 79 Неизме-
рнмо высок
ПЭНД 0 600 2 1.2
20706-016 80 700 М-В-, В мВ •BW 600 2 2,6 1150 550 1050
1000 ^^^в Вм« ^в« 520 2 2,7
1300 1 мвв* 0 28 >50
100 ^^^в Вм« Вчв* 270 2,0 1,4
100 200 в»—1 м^^м •ВВ 0 9,0 2,0 80 140 120
J 250 В мВ В мВ там 0 15,0
10 Вм« 230 2 1,6
120 8 12 12
35 в» ^в* 0 6 13
Полипропилен 0 980 ^в* 2,1
ОЗП 120 2 ^в* 930 2,1 3,5 7
4 •ВВ 380 2,7
10 ^^^в 0 "*-^М 5,8
359
Продолжение
Марка полимера Тем- пе- ра- тура, °C Про- должи- те ль- ность испы- тания, ч Исходные показатели Показатели после старения Продолжи- тельность старения, ч
8 tg 6-104 ПТР 8 tg 6-104 ПТР до изме- нения показа- телей на 50# до воз- раста- ния tg б до 5-104
8 ПТР
Полипропилен ОЗП 135 1 2 3 там там 800 23 0 3,4 11,5 20,0 1.5 1.0
150 1 2 мн там 0 0 70 70 0,5 0,5
Поли-4-метил- пентен-1 * - 150 0 5 10 15 20 396 ** 3 32 352** 348** 177 167 3 4 13 22 63 97 100 Неизме- римо высок 5 12 1
* Толщина образца
♦ Предел текучести
2 мм.
при растяжении, кгс/см?.
Изменение свойств полиэтилена в процессе термомеханической
деструкции на вальцах при 160 °C
Обоз и а чения' Ор—разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см?; 8—отно-
сительное удлинение при разрыве, %; ат—предел текучести при растяжении кгс/см?*
tgct — таигеис угла диэлектрических потерь при 10* Гц.
Поли-
этилен
Марка
полиэти-
лена
Исходные
показатели
°т tg 6-104
Показатели после испытания Время сохра- нения СВОЙСТВ, мин
60 мин 120 мин
°р 8 °Т tg 6-104 °р 8 °Т tg 6-Ю4
ПЭВД 10203-003 15802-020 150 115 600 600 115 95 3 3 130 110 390 460 но 95 24 18 1 120 95 150 340 г 42 37 30 30
ПЭНД 20106-001 440 280 3 •и» 55 280 11 0 22 >30 150
20206-002 810 250 2 380 235 6 мм 120 235 13 30 >120
20706-016 320 240 2 •и» 110 240 7 17 230 12 30 >120
20806-024 400 250 1 •0W 0 240 18 ч •0W •«а <30 i 60
360
со
о
Изменение физихо-йехамических свойств полястирольных пластиков при атмосферном старении а различных
климатических условиях
Обозначения: он—разрушающее напряжение прн статическом изгибе. нгс/см2; а—ударная вязкость» кгс*см/см2; tg б—тангенс
угла диэлектрических потерь.
*
Полимер
Полистирол
блочный
Исходные показатели
Условия экспозиции
(климат)
1 1 1 > 1,1 1 1 ------------
Показатели после старении
1 год 3 года 5 лет
а си tg б а « tg б а аи tg6
20
суспензионный 23
эмульсионный 22
САМ
МС
МСН
Ударопрочный поли-
стирол
блочный УПМ
блочно-суспен-
зионный УПС
25
16
26
43
54
1000
1100
1070
1400
1100
1200
0,0002
0,0002
0,0005
0,0004
Гибкий 0,0008
Умеренно холодный
Сухой жаркий
Теплый влажный
Умеренно холодный
Сухой жаркий
Теплый влажный
Умеренно холодный
Сухой жаркий
Теплый влажный
Умеренно холодный
Сухой жаркий
Теплый влажный
Умеренно холодный
Сухой жаркий
Теплый влажный
Умеренно холодный
Сухой жаркий
Теплый влажный
3,0
2,0
2,0
2,4
2,0
2,0
4,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
14
8
12
22
20
26
730
560
640
740
500
645
850
750
830
640
790
740
890
1090
ИЗО
Умеренно холодный
Сухой жаркий
Теплый влажный
Умеренно холодный
Сухой жаркий
Теплый влажный
1,0
М
1Л
4,0
3,0
3,0
320
275
360
650
480
420
0,0007
0,0010
0,0009
0,0007
0,0008
0,0009
0,0012
0,0011
0,0012
0,0007
0,0026
0,0028
1,0
т
2,0
1,0
2
3
7
6
6
10
1,0
1,0
3,0
3,0
2.0
280
530
575
580
1020
250
400
450
0,0010
0,0011
0,0012
0,0038
1,0
ъо
1,0
1,0
т
ho
1,0
Ъ0
Го
200
190
360
360
т
200
Изменение физико-механических свойств АБС-пластиков при старении
Исходные
показатели
АБС-пла-
стик
Условия экстйпиции
(климат)
Показатели после старения
6 месяцев 1 год 3 года 5 лет
а °и а аи а °и а аи
а °и
СНП-2 55 Г ибкий Умеренно холодный 4 19,0 15
Сухой жаркий 11 870 10 870
Теплый влажный 14 15 13,0 740 5
СНК 60 > Умеренно холодный 12 640 7,0 580 4
Сухой жаркий 9,0 720 2,0 340 мм
Теплый влажный 17 730 8,0 725 3,0 240 2
СНП-2П 45 > Умеренно холодный 3 770 3,0 630 3,0 3
Сухой жаркий 1,5 360 3,0 591
Теплый влажный 3,0 720 3,0 440 3,0 590 3
650
370
190
660
600
Примечание. Обозначения см, на стр. 361.
Изменение физико-механических свойств полистирольных пластиков
при тепловом старении (60 °C)
Полистирол
Исходные показатели Показатели после старения
а °и 500 ч 1000 ч 2000 ч 3000 ч
а °и а °и а °и а °и
Блочный............
Суспензионный . . . .
Эмульсионный.......
САМ................
МС.................
МСН................
Ударопрочный
блочный УПМ . . .
блочно-суспензион-
ный УПС . . • .
АБС-пластики
СНК...........
СНК-А.........
СНК-М ........
СНК-МБ........
СНП-2.........
СНП-2П........
СНП-СЛ........
МСП...........
СТАН..........
20
23
22
25
16
26
43
54
60
90
90
90
55
45
90
45
107
1000 16
1100 23
1070 23
1400 24
1100 мм
1200
Г ибкий 35
» 39
Гибкий 55
»
» 72
> 82
» * 51
»
76
1000 54
Гибкий 77
970
1040
1000
1470
Гибкий
»
>
>
24
16
26
15
20
38
680 38
50
76
79
80
52
— 42
560 77
1090 50
900 60
960 15 940 15 950
1030 23 1020 23 990
1000 23 1000
1400 20 1150 20 1100
1025 16 1050 16 1040
1180 24 1210 24 1160
500 34 580 30 570
680 360 680 32 680
725 43 700 28 700
800 76 800 75 800
600 67 669 67 600
700 74 690 67 670
Гибкий 48 1000 48 1000
800 15 800 8 800
545 86 550
1000 42 1000 40 980
890 60 894 60 820
Примечание. Обозначения см. иа стр. 361.
362
Изменение физико-механических свойств АБС-пластиков
при тепловом старении (80 °C)
Примечание. Обозначения см. на стр. 361.
Изменение фнзико-механнческих и электрических свойств полистирола
при хранении в комнатных условиях (умеренно холодный климат)
Полистирол
Блочный...........
Суспензионный . . . .
Эмульсионный......
САМ...............
УПМ...............
УПС................
СНП-2..............
Исходные
показатели
Показатели после хранения
а °и tg 6*104 3 года 5 лет
а ан tg 6*104 а аи tg 6*104
20 1000 2 17 1000 2
23 1100 2 22 1100 2
22 1070 5 22 1070 5
25 1400 3 21 1100 5
43 Гиб- 7 36 39
кий
54 То же 49
55 3,3 47 Гиб- 320
кий
21
20
21
31
41
42
1000
1100
1100
1100
700
Гиб-
кий
0,0003
0,0007
Примечание. Обозначения см. на стр. 361.
Изменение физико-механических свойств полистирола
при облучении (ПРК-2)
Полистирол Исходные показатели Показатели после старении
а аи 10 ч 50 ч 100 ч 200 ч 300 ч
а аи а ан а ffH а о и “ °н
Блочный .... 20 1000 10 900
Суспензионный 23 13 980
Эмульсионный . . 22 1070 14 990
САМ 25 1400 18 1100
МС 16 1110 13 1100
мен 26 1200 23 1200
10 900 9 900 9 900 9 860
13 980 12 980 И 950 10 950
14 970 13 1012 13 970 12 950
15 1110 14 1110
13 1040 13 1040
19 1200 — 18 1160
363
Продолжение
Полистирол
Исходные показатели "1 ~ ._IU._I._-— - -ГТ . . Г Показатели после старения
а °и 10 ч 50 ч 100 ч 200 ч 300 ч
а ои ° % ° °н а а„ ° °и
Ударопрочный
блочный УПМ
б лочно-сус-
пензионный
УПС . . .
АБС-пластики
СНК . . > .
СНК-А . . .
СНК-М . . .
СНК-МБ . .
СНП-2 . . .
СНП-2П . .
СНП-СЛ . .
мсп . . . .
СТАН . . . .
43 Гиб- кий 22
54 То же 31 640
60 60 Гиб- кий
90 > 90 То же
90 > 90 >
90 > 90
55 > 46 >
45 > 20
90 > 90 >
45 20 >
107 > 75 >
22 470 22
1 26 650 25 630
60 675 55 680
90 770
90 645 84 600
90 Гиб- кий 700
43 42 Гиб- кий
20 Гиб- кий 20 То же
73 530 72 550
17 Гиб- кий 15
79 То же 31 850
15 470 14 460
18 630
60 690 53
90 800
44 650 670
90 700
41 850
17 720 17 690
53 560
8 Гиб- 6 Гиб-
кий кий
29 890 21 860
Примечание. Обозначения см. иа стр. 361.
Изменение физико-механических свойств полистирола
при экспонировании в закрытом от солнца месте
и при хранении в земле (теплый влажный климат)
Полистирол
Блочный..........
Суспензионный . . .
Эмульсионный . . .
САМ..............
МС...............
мен..............
Ударопрочный
блочный УПМ
блочно-суспен-
зионный УПС
Исходные показа* Показатели после хра- нения в земле Показатели после старения
1 -ели
2 года 5 лет 1 год 2 года 3 года 5 лет
а °и а а ая а °н а °и а
20 1000 17 15 13 1000 13 920 13
23 1110 19 20 18 1060 21 1050 18
22 1070 20 24 21 1105 22 1070 19
25 1400 21 21 19
16 1100 мм 15 16 мм 17
26 1200 мм 26 24 22 мм *чаа» 25
43 Гиб- 36 33 за 570 30 530 30
кий
54 То же мм 45 Гиб- 40 730 38 700 40
кий
364
Продолжение
Полистирол * Исходные показа* телн Показатели после хра- нения в земле Показатели после старения
а °Й 2 года 5 лет 1 год 2 года 3 года 5 лет
а а °и а °и а °н о | аи t
АБС-пластики
СНК . . .
СНП-2 . .
СНП-2П .
СТАН . .
60 Гиб- 42 50 770 38 770 15 650
кий
55 То же 38 36 55 Гиб- кий 40 Не 20
45 > 38 28 830 27 820 27 820
107 > 103 Гиб- кий । 89 Гиб- кий
Примечание. Обозначения см. иа стр. 361.
Старение полистирола
Изделия из полистирола применяются прн довольно низкой температуре, в
процессе переработки (даже вторичной) физико-механические свойства и ста-
бильность полимера изменяются незначительно, поэтому полистирол в основном
выпускается нестабилизированиым. Исключение составляет светотехнический по-
листирол, для светостабилизации которого применяют 2-(2'-окси-5-метилфенил)-
бензтриазол.
Более актуальна проблема стабилизации ударопрочного полистирола, ста-
бильность которого меньше стабильности полистирола и сополимеров стирола.
В настоящее время промышленность выпускает ударопрочный полистирол (УПМ
и УПС) термо- или термо- и светостабилизнроваиные.
Еще более важна стабилизация АБС-пластиков, которые не перерабаты-
ваются без теплового стабилизатора (антиоксиданта).
В таблицах на стр. 361—364 приведены данные об изменении свойств поли-
стирола различных марок в результате теплового, светового и атмосферного
старения, а также при хранении в земле. .
За критерий устойчивости пластмасс принимается также коэффициент со-
хранения механических свойств, значение которого должно быть не менее 0,5.
Коэффициент сохранения Кс определяется по формуле
где Ло и At — значения показателей до и после испытаний.
Грибостойкость определяется визуально и оценивается по четырехбалльной
системе:
0 — рост плесени не виден под микроскопом;
1 — рост плесеии плохо виден невооруженным глазом, но хорошо виден под
микроскопом; *
2 — рост плесени иа поверхности виден невооруженным глазом, но поверх-
ность покрыта плесенью менее чем на 25%;
3 — рост плесеии на поверхности виден невооруженным глазом, поверх-
ность покрыта более чем на 25%.
Система баллов характеризует устойчивость материала к плесени: 0 —
устойчив, 1— удовлетворительно устойчив, 2 — слабоустойчив, 3 — неустойчив.
365
gj* Изменение физике-механических и электрических свойств полистирола после воздействия тепла (температура 55 и 85 °C),
05 повышенной влажности (97±3%;40±2 °C), солнечной радиации (ксеноновая лампа типа ДК СШ-1000 М)
Обоэна чения: <Гр—разрушающее напряжение при растяжении» кгс'/см2; Ср — относительное удлинение при разрыве, %; <ги—- РазРУ*
шаюгцее напряжение при статическом изгибе, кгс/смЗ; а — ударная вязкость, кгссм/см; 8 — диэлектрическая проницаемость; tg 6—тангенс
угла диэлектрических потерь; р0— удельное объемное электрическое сопротивление, Ом-см.
Марка полимера Добавка Фактор воздействия Коэффициент сохранения механических свойств после 6 месяцев воздействия А. (после испытания) * с До (до испытания) Электрические свойства до и после 6 месяцев испытаний
Грибо*
стой-
кость,
баллы
Полистиролы
Блочный
(ГОСТ 9440—60)
оги = 950
(исходный)
55 °C
Влага
Солнечная
радиация
ЬО
1,0
1,0 (45)
а = 20
(исходная)
0,7
0,7
0,5 (45)
Внешний
вид (ис-
ходный)—
бесцветный
прозрачный
Без
изменений
Бесцветный
прозрачный
Желтый
р — 2 4
при Ю3’гц
(исходная)
2,5
2,5
2,5 (45)
tg б = 0,001
при 103 Гц
(исходный)
0,0003
0,0005
0,004 (45)
р0= 1,8 • 1012
(исходное)
8,7* 1012
8,7-1012
2* 1012 (45)
Эмульсионный А
(ГОСТ 9440—60)
огн = 950
(исходный)
а — 20 Внешний
(исходная) вид (ис-
ходный)—
желтый
прозрачный
8 ~ 2,6
при 103 Гц
(исходная)
tg б = 7,0015 р0= 1,4 • 1012
при 103 Гц (исходное)
(исходный)
55 °C
Влага
Солнечная
радиация
1,0
1,0
1.0(45)
Эмульсионный Б
(ГОСТ 9440—60)
оги = 1000
(исходный)
55 °C
Влага
Солнечная
радиация
1,0
1,0
1,0 (90)
Суспензионный
ПС-С
(МРТУ
6-05-957—68)
(Гц =- 1000
(исходное)
55 °C
Влага
Солнечная
радиация
1,0
1,0
1,0(15)
0,7
0,7
0,5 (45)
Потемнение
Без
изменений
Посветле-
нне
2,6
2,6
2,6 (45)
0,001
0,001
8,6- Ю12
7,3 • 1012
0,001 (45) 2,5-Ю13 (45)
а = 20
(исходная)
Внешний
вид (ис-
ходный) —
желтый
прозрачный
8 = 2,6
прн 103 Гц
(исходная)
tg д = 0,001
при 103 Гц
(исходный)
pv=l>3. ю12
(исходное)
1,1
1,1
0,5 (90)
Без
изменений
Потемнение
2,6
2,6
2,6(90)
0,001
0,001
0,0008(90)
7,0 • 1012
6,3 • 1012
1,0 • Ю13 (90)
а = 20
(исходная)
Внешний
внд (ис-
ходный) —
белый
глянцевый
tg6 =0,005
прн 103 Гц
(исходный)
р0=2,8*1012
(исходное)
0,8
0,8
0,07(15)
Без
изменений
Потемнение
Без
изменений
0,0003
0,003
0,006(15)
5,4 *1013
1,0- 101Э
2,8- Ю12(15)
Продолжений
368
Марка полимера
Добавка Фактор воздействия Коэффициент сохранения механических свойств после 6 месяцев воздействия Ал (после испытания) 7- _ - - — с До (до испытания) Электрические свойства до и после 6 месяцев испытаний
Грибо*
стой-
кость»
баллы
Сополимеры стирола
СН-20П
(МРТУ
6-05-957—68)
оги » 1200
(исходное)
а = 22
(исходная)
САМП
(МРТУ
6-05-828—68)
55 °C
85 °C
Влага
Солнечная
радиация
Внешний
вид (ис-
ходный)—
желтый
прозрачный
глянцевый
е == 4,1
при 103 Гц
(исходная)
tg б = 0,002
при 103 Гц
(исходный)
ро=Ю'Ю13
(исходное)
55 °C
85 °C
Влага
Солнечная
радиация
1,0
1,0
1,0
1,0
<Ти 1400
(исходное)
1,0 Посветле- 4,7 0,003 4,1 • 1012
ние
1,0 Потемнение 4,5 0,003 2,6-1012
1,0 Посветле- ние 4,7 0,003 1,3-10**
0,5 Потемнение, потеря блеска 4,5 0,002 9,7-1012
д = 15
(исходная)
Внешний
вид (ис-
ходный)—
желтый
прозрачный
8 = 3,0
при Ю3 Гц
(исходная)
tg б = 0,002
при 103 Гц
(исходный)
1,0 1,0 Без изменений 3,7 0,005
1,1 1,0 Потемнеине 3,6 0,002
1.0 1,0 > 3,5 0,004
1,0 0,5 > 4,2 0,001
АН
(Ун ж 1500
(исходное)
АМН
55 °C
85 °C
Влага
Солнечна я
радиация
- 0,9 (90)
0,9 (90)
0,8 (90)
0,5 (90)
сги *=» 1600
(исходное)
55 °C
85 °C
Влага
Солнечная
радиация
1,0
0,7
1,0
0,5 (120)
a = 15
(исходная)
Внешний
внд (ис-
ходный)—
желтый
прозрач-
ный
глянцевый
е « 3,5
при 103 Гц
(исходная)
tg б — 0,008
прн 103 Гц
(исходный)
1,
2
1,0
1,0
1,0
0,5 (90)
Потемне-
ние,
потеря
блеска
То же
»
>
4,0
4,1
4,0
4,8
0,005
0,004
0,005
0,005
a —16,2
(исходная)
Внешний
вид (ис-
ходный)—
желтый
прозрач-
ный
6 3,6
прн 103 Гц
(исходная)
tg б ся 0,001
при Ю3 Гц
(исходный)
2
1,0
1,0
1,0
0,5 (120)
Без
изменений
Потемне-
ние
То же
Потеря
блеска
4,3
3,8
4,0
4,7 (120)
0,006
0,005
6,008
0,009(120)
Продолжение
Марка полимера Добавка Фактор воздействия Коэффициент сохранения механических свойств после 6 месяцев воздействия Ал (после испытания) К ——* с Ло (до испытания) Электрические свойства до и после 6 месяцев испытаний Грибо стой- кость баллы
Ударопрочные полистиролы
УПС-505
Вазели-
новое
масло
<Ур — 370
(исходное)
а == 6,5
(исходная)
УПС-804
Вазели-
новое
масло
55 °C
85 °C
Влага
Солнечная
радиация
рнешний
вид (ис-
ходный)—
кремовый
55 °C
85 °C
Влага
Солнечная
радиация
1,0
Усадка,
коробление
0,5 (90)
0,5(15)
0,5 (90)
Коробление
0,5 (90)
0,5(15)
Желтый
Желтый
Потемнение
ОГИ те 340
(исходное)
а == 35
(исходная)
Внешний
вид (ис-
ходный)—
кремовый
1,0
0,5
Коробление
1,0
1,0(10)
Коробление
0,6(15)
0,5(10)
Потемне-
ние
»
СТАН
а = 55
(исходная)
Бутил-
стеарат
Дву-
окись
титана
55 °C
85 °C
Влага
Солнечная
радиация
55 °C
85 °C
Влага
Солнечная
радиация
55 °C
85 °C
Влага
Солнечная
радиация
Внешний
вид (ис-
ходный)—
кремовый
1.0
0,5 (45)
1,0
0,5(10)
а = 60
(исходная)
Потемне-
ние
Оранжевый
Потемне-
ние
Желтый
Внешний
вид (ис-
ходный)—
кремовый
0,5 (45)
0,5(15)
0,5 (90)
0,5(10)
а = 72
(исходная)
1,0
0,5 (75)
1,0
0,5 (10)
Желтый
Оранжевый
Желтый
>
Внешний
вид (ис-
ходный)—
желтый
Потемне-
ние
Оранжевый
Потемне-
ние
Оранжевый
co
Продолжение
Марка полимера
Добавка
Фактор
воздействия
Коэффициент сохранения механических
свойств после 6 месяцев зоадейстзия
А/ (после испытания)
• К « - --------------—
с Ло (до испытания)
Электрические свойства до и после
6 месяцев испытаний
Грибо-
стой-
кость,
баллы
СТАН
Сажа
а = 74
(исходная)
снп-к
55 °C
85 °C
Влага
Солнечная
радиация
Внешний
вид (ис-
ходный)—
черный
L0
0,5 (45)
1.0
0,5 (10)
Без
изменений
Посветле-
ние
Без
изменений
То же
55 °C
85 °C
Влага
Солнечная
радиация
сгр = 530 (исходное) 6p*= 12 (исходная) Внешний вид (ис- ходный)— желтый
1,0 Короблевие 1,0 0.4 (60) 1,5 Коробление 1,0 0,1 (60) Потемне- ние Потемне- ние То же
Примечание. В скобках указано время в сутках, через которое достигает ОД
Старение фенопластов, полиамидов и поликарбонатов
На рис. 1—3 приведены результаты испытаний на тепловое старение поли-
амидов трех марок: капрона Б, П-68 и П-12. В табл, иа стр. 381—383 приве-
Рис. 1. Изменение разрушающего напряжения при растяжении (а) и относи-
тельного удлинения при разрыве (б) в процессе старения при различных тем*
пературах для капрона марки Б.
Рис. 2. Изменение разрушающего напряжения при растяжении (а) и относи*
тельного удлинения при разрыие (б) в процессе старения при различных тем-
пературах для полиамида П-68.
зга
Изменение физико-механических и электрических свойств фенопластов после воздействия тепла (температура 55 и 86 °C),
повышенной влажности (97 ± 3%; 40 ±2 °C), солнечной радиации (ксеноновая лампа типа ДКСШЧ000М)
Обозначения- ^ — разрушающее напряжение при статическом изгибе, кгс/см2; а —ударная вязкость» кгс-см/см2; е —диэлектрическая
проницаемость; tg 5—тангенс угла диэлектрических потерь; Ро — удельное объемное электрическое сопротивление, Омсм.
Марка
полимера
Наполни-
тель
Модифи-
катор
Фактор
воздей-
ствия
Коэффициент сохранения механических
свойств после 6 месяцев воздействия
А/ (после испытания)
д* — * __ ________ -- - -
с Ло (до испытания)
Электрические свойства
до и после 6 месяцев испытаний
Грибо-
стой-
кость,
баллы
На основе иоволачных смол
К-18-2 Древес- ная мука 55 °C 85 °C Влага Солнечная радиация ои=920 (исходное) а=0,7 (исходная) Внешний вид (ис- ходный)— чер- ный глянцевый е=6,8 при 103 Гц (исходная) tg 6=0,09 (исходный) Po = 4.8-109 (исходное) 3
1,0 1,0 0,5 1,0 1,0 1,0 2,4 1,0 Потеря блеска То же Потеря блеска, бугристый Без изменений 8,4 7,4 0,1 1,3-10й 1.5-1012 2,4*107
К-18-22 (ГОСТ 5689—66) Микро- асбест, слюда 55 °C 85 °C Влага Солнечная радиация ои = 800 (исходное) . <2 = 5,0 (исходная) Внешний вид (ис . ходный) — чер- ный глянцевый е=8,5 прн 103 Гц (исходная) tg 6 = 0,01 при 103 Гц (исходный) ро=1,7.1010 (исходное) 3
0,9 0,9 0,9 0.9 1,0 1,0 1,0 1,0 Без изменений Потеря блеска То же 9,7 8,6 15,8 9,6 0,09 0,07 0,2 0,07 1,4 1011 3,0-1011 1,1 Ю10 7,3-1011
К-18-36 (ГОСТ 5689—66) Слюда, асбест пвх он = 650 (исходное) а—6,2 (нсх одная) Внешний вид (ис- ходный)—ко- ричневый глян- цевый e=6>6 при 103 Гц (исходная) tg 6=0,04 при 103 Гц (исходный) ро = 1,0-ю12 (исходное) 3
1 1 1
55 °C 85 °C Влага Солнечная радиация 0,9 1,0 0,9 1,0 * 1,0 1Л 1.0 1,4 1 Потемнеине, по- теря блеска То же 6,2 6,6 9,4 0,03 0,02 0,09 1,0-1011 1,8-Ю12 4,0-109
К-18-48 (ГОСТ 5689—66) Древес- ная мука» плавико- вый шпат аи=700 (исходное) а=7,0 (исходная) Внешний вид (ис- ходный)—чер- ный глянцевый е —6,4 прн 103 Гц (исходная) tg 6 = 0,04 прн Ю3 Гц (исходный) Ро=3,7-Ю10 (исходное) 3
55 °C 85 °C Влага Солнечная радиация 1,0 1.0 0,9 1,0 0,9 0,9 0,9 1,0 Потеря блеска То же Без изменений Потеря блеска 7,2 7,1 12,4 6,6 0,02 0,02 0,03 0,03 4 3-Ю12 7,4-Ю12 2,3-Ю10 3,5.10й
К-18-37 Слюда аи = 740 (исходное) а=50 (исходная) Внешний вид (ис- ходный)—зеле- ный глянцевый е—9,5 при 103 Гц (исходная) р Ро = 1,3-Ю11 (исходное) 1
55 °C 85 °C Влага Солнечная радиация 0,8 0,8 0,8 0,7 (90) 0,8 0,8 0,7 0,6 (90) Коричневый » Коричневый, по- теря блеска Коричневый 9,6 9,2 9,8 6,3 ч III 1 7,9-Ю10 1,2-Ю11 6,5*109 1,8-Ю12
К-18-53 (ГОСТ 5689—66) Микро- асбест Ои “ 440 (исходное) а—4,6 (исходная) Внешний вид(ис- ходный) —чер- ный Iлянцевый 6=13,8 при Ю3 Гц (исходная) tg 6 = 0,14 при Ю3 Гц (исходный) РО = 9,2’Ю10 (исходное) 1
375 55 °C 85 °C Влага Солнечная радиация 1,1 1,2 1,1 1,0 0,8 0,8 0,8 0,5 (30) Без изменений То же Бугристый Без изменений 12,6 10,7 23,4 8,6 (90) 0,11 0,07 0.8 0,09 1,4-Ю10 1,2-Ю11 2,6-109 7,0-Ю10
to
Продолжение
о Марка полимера Наполни- тель Модифи- катор Фактор воздей- ствия Коэффициент сохранения механических свойств после 6 месяцев воздействия А> (после испытания) ev * Ло (до испытания) Электрические свойства до и после 6 месяцев испытаний Грибо- стой- кость, баллы
К-18-60 Каолин кварцевая мука ПВХ 55 °C 85 °C Влага Солнечная радиация г (Ун!=Я^^ (исходное) а=?«5,2 (исходная) Внешний вид (ис- ходный)— чер- ный глянцевый 8=6,1 при 103 Гц (исходная) tg 6=0,03 прн 103 Гц (исходный) Ро — 1,7-10П (исходное) 3
1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1Л Без изменений Потеря блеска Потеря блеска, бугристый Потеря блеска 6.6 6,7 9,2 6.4 0,02 0,02 0.08 ( 7,2- 10й 9^-1012 7,6 109 7,0*1012
К-25-18—62 Древес- ная мука, пропи- танная феиоло- спнртом 55 °C 85 °C Влага Солнечная радиация °н=740 (исходное) a =s 5,6 (исходная) Внешний зид (ис- ходный)—зеле- ный, глянцевый 8=6,8 при 103 Гц (исходная) tg 6=0,02 прн 103 Гц (исходный) Ру-1,1-1012 (исходное) 2
0,8 0,8 0,6 0,8 0,8 0,8 0,7 1Л Потемнение Коричневый Потемнение, по- теря блеска, бугристый Коричневый 7,3 7,3 12,5 4Л 0,008 0,005 0,24 0,01 1,3-Ю12 1,5-Ю12 2,7-1О10 3,Ы012
К-И4-35 (ГОСТ 5680—66) Кварцевая мука Поли- амид Ои—1030 (исходное) а ж» 6,8 (исходная) Внешний внд (ис- ходный)—ко- ричневый глян- цевый е=7,0 прн 103 Гц (исходная) tg 6=0,01 при Ю3 Гц (исходный) рр=6,2Ч012 (исходное) 2
1
55 °C 85 °C Влага Солнечная радиация 0,8 0,8 0,8 0,8
К-124-38 Мине- ральный q=s 1100 (исходное)
55 °C 85 °C Влага Солнечная радиация 1.0 1,0 0,8 1,0
В-4-70 (ГОСТ 5689—68) Кварцевая мука Полиамид ои = 1400 (исходное)
55 °C 85 °C Влага Солнечная радиация 0,9 0.9 0,7 0.6
ФКПМ-15Т Микро- асбест Каучук ои»420 (исходное)
377 55 °C 85 °C Влага Солнечная радиация 1,0 1,0 1,0 1.0
1Л Посветление 6,5 0,01 6.4-10,а
1,0 Потемнение 6,0 0,006 1.5’Ю18
1,0 Без изменений 6,7 0,03 1,3-Ю12
1,0 Потеря блеска 5,1 0,01 3,6- ю12
а~5,6
(исходная)
Внешний вид (ис-
ходный)—чер-
ный глянцевый
6=7,1
при 108 Гц
(исходная)
ро«=3,4-1011
(исходное)
1,4 Без изменений 5,6
1Л Потеря блеска 5,5
1,2 То же
1,0 Без изменений 5,0 (90)
5,2* 10И
L6-1012
4,6-Ю9
3,4-10Н
а=10,6 (исходная) Внешний внд (ис- ходный)-— тем- но-зеленый глянцевый 8 ===7,5 при 103 Гц (исходное) tg 6«0,01 прн 103 Гц (исходный) ро = 1.7-101а (исходное)
0,9 Потемнение 7,9 0,01 1,8-10й
> 0,9 Коричневый 7,8 0,004 2Д).1О10
0,6 Потемнение 8,2 0,03 • 1,8-ЮП
0,9 Коричневый 4,8 0,01 1,6-Ю12
2
а—11
(исходная)
Внешний внд (ис-
ходный)— чер-
ный глянцевый
8» 13
при 103 Гц
(исходная)
tg 5=0,07
при 103 Гц
(исходный)
ро=6.0-10и
(исходное)
0,8
0,5
0,8
0,8
Потеря блеска
То же ’
»
»
Н,8
11,6
21,5
8,4
0,05 1,0-ю11
0,045 1,5-Ю11
0,13 4,2-109
0,06 2,5-10Н
Продолжение
co
Марка полимера Наполни* тель Модифи- катор Фактор воздейс- твия Коэффициент сохранения механических свойств после 6 месяцев воздействия Ал (после испытания) ТГ - - - — с Ло (до испытания) Электрические свойства до н после 6 месяцев испытаний Грибо- с то ft- кость, баллы
На основе резольных смол
К-21-22 (ГОСТ 5689—66) Древес- ная мука 55 °C 85 °C Влага Солнечная радиация аи=750 (исходное) а = 6,7 (исходная) Внешний вид (ис- ходный)— бор- довый глянце- вый £=9,4 при Ю3 Гц (исходное) tg 6=0,02 при 103 Гц (исходный) Ро=2,0'10“ (исходное) 3
1,0 1.2 1.0 IX) 1,0 1,0 0,9 1,5 Потеря блеска Потемнение, по- теря блеска То же Потемнение 9,3 7,1 9,3 7,4 0,007 0,008 0,07 0,008 8,2-1012 7,8-10й 1,2-Ю10 1,Ы013
Волокиит Хлопко- вая целлю- лоза ** аи=1000 (исходное) а=17 (исходная) Внешний вид (ис- ходный)— ко- ричневый tg 6=0,7 при 103 Гц (исходный) ро=:7,6'109 (исходное) 2
55 °C 85 °C Влага Солнечная радиация 1,0 1,0 1,0 1,0 0,7 0,7 0,7 0,7 Потемнение > 0.02 0,009 0,8 0,07 1,3-1011 6,7.10Н 7,8-Ю7 2,6-Ю10
К-2-43Т Органи- ческий минераль- ный он*=700 (исходное) а = 7,0 (исходная) Внешний вид (ис- ходный)—зеле- ный глянцевый е=7,3 при Ю3 Гц (исходная) tg 6 = 0,07 при 103 Гц (исходный) Ро = 2,0'1012 (исходное) 3
55 °C 85 °C Влага Солнечная радиация 1,0 1,0 0.8 1,0 1,0 1.0 1,0 Потемнение Потемиеине, по- теря блеска Коричневый 8,0 7,0 10,8 0,007 0,006 0,2 2,9-1012 1,3-1013 8.0-108
/
к-214-43Т (ГОСТ 5689—66) Древесная мука с феноло- спнртами, плавико- вый шпат <Уи = 640 (исходное) а —4,5 (исходная) Внешний вид (ис- ходный)— чер- ный глянцевый е = 7,3 при 103 Гц (исходная) tg 6=0.06 при Ю3 Гц (исходный) РО=3.2.Ю10 2
55 °C 85 °C 1,0 1,0 1,6 1,5 Без изменений Потеря блеска 7,5 7,0 0,01 0,7 1.2-1013 1,0-Ю14
Влага 0,8 2,5 Потеря блеска, белые пятна 1,2 0,2 4,3-109
Солнечная 1,0 2,0 Потеря блеска 7,4 0,01 1.9-1012
радиация
КФ-3 Длинно- волокни- стый асбест 55 °C 85 °C Влага Солнечная радиация ои==1760 (исходное) а = 324 (исходная) Внешний вид (ис- ходный) —ко- ричневый II 3
0.9 0,9 0,8 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 Потемнение Посветление 1111 i 1111
К-211-3 (ГОСТ 5689—63) Слюда, плавико- вый шпат он = 800 (исходное) а —5,5 (исходная) Внешний вид (ис- ходный)—зеле- ный глянцевый е = 7,7 при Ю3 Гц (исходная) tg 6 = 0,009 при 103 Гц (исходный) ро = 1,6 ю12 (исходное) 1
55 °C 85 °C Влага Солнечная радиация 0,9 0.8 0,8 0,8 0,7 0,7 0.7 0,7 Потемнение Коричневый » Коричневый, по- теря блеска 8,0 8,1 8,4 4,9 0,01 0,008 0,03 0,01 2,1-Ю11 2,3-Ю11 2,1-Ю11 2,5-Ю12
К-211-34 (ГОСТ 5689—66) Слюда, плавико- вый шпат н и е. В скс л аи=700 (исходное) а = 5,2 (исходная) Внешний вид (ио ходный)—зеле- ный глянцевый е=6,3 при 103 Гц (исходная) tg 6=0,02 при 103 Гц (исходный) ри = 3,5-1012 (исходное) 2
П р н м е ч а )бках указа 55 °C 85 °C Влага Солнечная радиация но время в 0,6 0,7 0,7 0,8 сутках, че 0,9 1,0 0,9 1,0 рез которое Потемнение Потемнение, по- теря блеска Коричневый, по- теря блеска Коричневый достигнет 0.5. 7,4 7,1 8,3 6,2 0.01 0.01 0 06 0,01 1,3-Ю13 1,2-Ю13 2,8-1012 1,5-1013
Лены данные испытаний этих полиамидов при атмосферном старении в различ-
ных климатических зонах.
Рис. 3. Изменение разрушающего напряжения при растяжении (а) и относи-
тельного удлинения при разрыве (б) в процессе старения при различных тем*
пературах для полиамида П-12.
Рис. 4. Изменение^ разрушающего напряжения при растяжении и относитель-
ного удлинения при разрыве (б) в процессе старения при различных темпе-
ратурах для поликарбоната дифлон.
На рис. 4 и в таблице на стр. 383 приведены результаты испытания стан-
дартных образцов поликарбоната дифлон.
380
Изменение разрушающего напряжения прн растяжении <гр
и статическом изгибе аи капрона марки Б *
прн атмосферном старении в различных климатических зонах
Продолжи-
тельность
старения,
месяцы
<т„, КГС/СМ2
И
<тр, кгс/см2 <уи, кгс/см'
умеренно холодный
климат
теплый влажный
климат
теплый сухой
климат
0 760 1100 760 1100 760
3 449 465 402 460 600
6 372 475 324 444
12 358 438 309 503 389
24 359 449 319 427 254
36 317 394 485 306
48 132 265 162 306
Изменение разрушающего напряжения прн растяжении ар
и статическом изгибе аи полиамида П-68
прн атмосферном старении в различных климатических зонах
Продолжи-
тельность
старении,
месяцы
ff_, КГС/СМ2
г
<т„, кгс/см2
и
Ор, кгс/см2
(Ти, КГС/СМ2
умеренно холодный
климат
теплый влажный
климат
1100
715
571
304
432
Стр, кгс/см2 кгс/см»
теплый сухой
климат
0
3
6
12
24
36
48
60
585
426
289
215
234
183
102
790
635
597
581
530
585
197
167
198
210
288
125
108
790
403
305
395
355
442
242
278
585
344
299
230
189
163
790
622 '
474
449
232
360
Изменение разрушающего напряжения прн растяжении ор
ъ статическом изгибе ан полиамида П-68 ВС
прн атмосферном старении в различных климатических условиях
Продолжи-
тельность
старения,
месяцы
(У , Кгс/см2
г
а„, кгс/см2
И
а , кгс/см2
г
<т„, кгс/см2
н
1
умеренно холодный
климат
теплый влажный
климат
теплый сухой
климат
О
3
6
12
24
36
1040
846
718
792
705
1750 1040 1750 1040
1600 1000 1565 1040
1700 964 1618 978
1356 848 1338 963
1500 740 1421 654
1300 760 1380
1750
1886
1829
1631
1411
1400
381
Изменение разрушающего напряжения при растяжении ар
и статическом изгибе аи полиамида П-68 Т20
при атмосферном старении в различных климатических условиях
Продолжи- тельность старения, месяцы Ор, Кгс/см2 ан, кгс/см2 О , Кгс/см2 о„, кгс/см2 И а_, Кгс/см2 Ои, КГС/СМ2
умеренно холодный климат теплый влажный климат теплый сухой климат
0 3 6 12 24 36 48 664 466 444 438 381 356 977 833 821 703 707 664 331 306 312 364 330 264 977 548 805 600 596 640 356 664 420 445 366 355 363 977 691 931 863 909 804 842
Изменение разрушающего напряжения при растяжении ар
и статическом изгибе аи полиамида П-68 Г-10
при атмосферном старении в различных климатических условиях
Продолжи-
тельность
старенця,
месяцы
КГС/СМ2
а„, кгс/смз
>1
а_, кгс/см2 о , кгс/'см?
Ь* I **
СТ , КГС/СМ2
ам, кгс/см2
И
умеренно холодный
климат
теплый влажный
климат
теплый сухой
климат
О
6
12
24
36
48
699
693
601
.594
461
447
1063
1096
875
943
690
1028
699
693
576
626
655
663
1063
1183
765
1031
964
915
699
599
613
605
1063
646
1034
1035
1000
Изменение разрушающего напряжения при растяжении ар
и статическом изгибе аи полиамида П-68 А
при атмосферном старении в различных климатических условиях
Продолжи- тельность а , кгс/см2 аи, кгс/см2 Ор, Кгс/см2 аи, кгс/см2
старения, месяцы умеренно холодный теплый влажный
1* климат климат г
0 650 880 650 880
3 502 660 555 700
6 560 660 382 650
12 460 750 370 560
24 490 690 350 660
36 490 620 900
48 270 590 360 590
60 1 490 960
382
Изменение разрушающего напряжения при растяжении ар
и статическом изгибе аи полиамида П-68ДМ1,5
при атмосферном старении в различных климатических условиях
• Продолжи- тельность (Ур, кгс/см2 а„, кгс/см2 >1 Ор, КГС/СМ2 кгс/* м2 >1
старения, месяцы умеренно холодный теплый 1 злажный
климат климат
0 540 690 540 690
3 535 690 535 530
6 356 690 356 366
12 390 420 390 440
24 350 460 350 410
36 300 630 300 360
48 150 170 150 390
60 480
Изменение разрушающего напряжения при растяжении ар
и статическом изгибе аи полиамида П-12
при атмосферном старении в различных климатических условиях
Продолжи*
тельность
старения,
месяцы
КГС/СМ2 о кгс/см2
Р и
Ор, кгс/см2
стн, кгс/см2
кгс/см2
ои, кгс/см2
умеренно холодный
климат
теплый влажный
климат
теплый сухой
климат
О
3
6
12
24
36
450
440
480
410
390
120
750
660
720
320
220
450
450
450
380
ПО
62
750
650
650
620
580
450
220
150
80
33
750
300
320
320
190
170
Изменение разрушающего
и статическом изгибе
при атмосферном старении в
напряжения при растяжении ар
аи поликарбоната дифлои
различных климатических условиях
Продолжи- тельность (У , Кгс/см2 г о. Кгс/см2 п (У , кгс/см2 г ам, кгс/см2 и о , кгс/см2 н аи, кгс/см2 н
старения,
месяцы умеренно холодный теплый влажный теплый сухой
климат климат климат
0 660 940 660 940 660 940
3 635 970 520 840 530 740
6 560 950 550 910 . 530 1060
12 530 990 540 980 400 1030
24 600 1010 520 890 500 950
36 550 1120 540 980 430 970
48 570 1050 390 980
383
СТАБИЛИЗАЦИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Для замедления процессов старения, протекающих при переработке и экс*
плуатации, в полимерные материалы вводят стабилизаторы. По характеру дей-
ствия стабилизаторы делятся на .антиоксиданты, или термостабилнзаторы (про-
тив термоокислительной деструкции), и светостабилизаторы, нли УФ-абсорберы
(против фотолиза и фотоокисления).
При стабилизации полимеров против фотохимической деструкции рекомен-
дуется использовать вещества, обладающие интенсивным поглощением в уль-
трафиолетовой области, главным образом между 3000 и 4000 А.
Стабилизация полимеров против термоокислительного старения
Для оценки эффективности стабилизаторов (антиоксидантов) изучается ки-
нетика термоокисления полимеров, а затем сравниваются свойства стабилизиро-
ванного и нестабилизированного образцов.
Методы исследования кинетики ускоренного термоокислительного старения
полимеров основаны на изучении процесса по изменению давления в системе
в результате поглощения кислорода, по потерям массы, по изменению вязкости
разбавленных растворов, илн расплавов полимеров, а также по изменению пока-
зателей физйко-механнческих свойств.
Оценка эффективности стабилизаторов по поглощению кислорода осуще-
ствляется обычно на статической установке.
Изучение эффективности стабилизаторов по потерям массы проводится на
лабораторной установке типа весов Мак-Бена.
Оценка эффективности стабилизаторов по изменению характеристической
вязкости растворов полимера может проводиться на вискозиметрах, применяю-
щихся для измерения вязкости разбавленных растворов.
Для оценки эффективности стабилизаторов, применяемых для термопластов,
можно использовать метод определения индекса расплава.
Методы исследования процессов старения н стабилизации пока еще не стандар-
тизованы и по условиям эксперимента могут быть разделены на следующие группы:
1. Изучение поведения полимера в кислородной среде прн повышенных тем-
пературах
2. Изучение поглощения кислорода полимером в динамических условиих
(при непрерывной циркуляции кислорода в системе и удалении газообразных
продуктов разложения). Величина индукционного периода поглощения кисло-
рода может быть использована для сравнительной оценки стойкости полимеров
нли для опредёления'Эффективностй стабилизатора.
3. Изучение поглощения кислорода полимером при ультрафиолетовом облу-
чении.
4. Изучение поведения полимеров при различных температурах без нагрузки
н под нагрузкой на воздухе или в аэрированной воде.
5. Изучение поведения полимера при длительном вальцевании.
Стойкость стабилизированного полиэтилена
при тепловом старении (температура испытания 100 °C)
Стабилизатор
Время, в течение
которого показатели е,
tg б и ПТР ПЭВД марки
158Q2 не изменяются, ч
толщина
толщина толщина
образца 0,2 мм образца 1 мм
Время до
наступления
хрупкости
ПЭНД марки
20806-024, ч
Толщина
образца 1 мм
Бисалкофен БП . .
Бисалкофен МЦП .
Тиоалкооеи МБП .
Тиоалкофен БМ . .
Диафен НН . . . .
Фосфит П-24 . . . .
6000
10000
8000
8000
9 000
1000
-8000
14000
10 000
10 000
14 000
5000
15 000
17 000
19 000
26500
25 000
13 000
384
Стабилизация полиолефинов
Данные об изменении свойств стабилизированных полиолефинов в процессе
старения приведены на стр. 386—394.
Данные о стойкости стабилизированного полипропилена марки ОЗП при
тепловом старении приведены ниже (температура испытания 150 °C; толщина
образца 1 мм):
Продолжительность
Стабилиэатор
нагревания до насту-
пления хруЦкости, ч
Топанол КА 1
ДЛТДП I....................................
Топаиол КА 1
ДАЛК (С10-С12) ТДП J.......................
Ирганокс 1010.....................• . . . .
АО-40
ДЛТДП .....................................
Топанол КА )
ДЛТДП У....................................
Тинувии 326 J
Топанол КА 1
ДЛТДП }....................................
Бензон ОА J
Ирганокс 1010 1
Тинувин 326 f..............................
1200
1000
1350
1000
900
850
850
Данные о стойкости стабилизированного поли-4-метилпеитена-1 при тепло-
вом старении приведены ниже (температура испытания 150 °C; толщина об-
разца 2 мм):
Продолжительность
Стабилизатор
нагревания до насту-
пления хрупкости, ч
Ионокс 300 .........................
Топанол КА 1
ДЛТДП /........... •................
Ирганокс 1010 ......................
Ирганокс 1010 1
Дифенилизодецилфосфит |.............
1100
1600
1700
1800
Данные о стойкости стабилизированного полиэтилена
ПРК-2 при комнатной температуре приведены ниже:
к облучению лампой
ь Полимер Стабилизатор Толщина образца, мм Продолжительность облучения до наступления хрупкости, ч
ПЭВД марка 15802-020 Бензои ОА 0,2 700
Бензон ОА Фосфит П-24 0,2 1,0 >1000 >2000
Сажа ДГ-100 Сажа ДГ-100 0,2 1,0 >2000 >3000
Сажа ДГ-100 Диафен НН 0,2 1,0 >2000 >3000
ПЭНД марки 20706-016 Бензон ОА 1,0 350—500
Беизон ОА | Фосфит П-24 J 1,0 500
Сажа ДГ-100 | 1,0 1 >1000
13 Зак. 279
385
Стабилизатор
Бензои ОА
Бензон ОА,
фосфит П-24
Сажа ДГ-100
Сажа ДГ-100,
диафеи НН
Изменение свойств стабилизированного ПЭВД марки 15802-020 при атмосферном старении
в различных климатических условиях
Условия
экспозиции
(климат)
Тол-
щина
об-
разца»
мм
Исходные
показатели
Показатели после старения
1 год 3 года 5 лет
е т ар tgd-104 8 От Op tg 6-104 е ат % tgd’104
Продолжитель-
ность экспони-
рован ня до
наступления
хрупкости,
годы
Умеренно хо-
лодный
Сухой жар-
кий
Теплый
влажный
Умеренно хо-
лодный
Сухой жар-
кий
Теплый
влажный
Умеренно хо-
лодный
Сухой жар-
кий
Теплый
влажный
Умеренно хо-
лодный
Сухой жар-
кий
Теплый
влажный
0,2 560 100 130 17 480 100 130 20
1,0 600 120 140 17 600 110 130
ОД 560 100 130 17 340 100 по 29
1,0 600 120 140 17 580 120 130
од 560 100 130 17 410 100 130
А од 560 100 130 15 560 100 130 15
1.0 600 120 140 15 600 120 140
од 560 100 130 15 380 120 20
1.0 600 120 140 15 530 90 140
од 560 100 130 15 440 100 120 19
1,0 600 120 140 15 570 100 130
од 550 110 150 13 550 ПО 150 13
1,0 580 100 130 13 580 100 130
од 550 110 150 13 540 110 150
1.0 580 100 130 13 580 100 130
0,2 550 110 150 13 550 110 150
1,0 580 100 130 13 580 100 130 13
од 550 110 150 10 550 110 150 10
1,0 580 100 130 10 580 100 130
од 550 110 150 10 520 но 150
1,0 580 100 130 10 580 100 130
1,0 580 100 130 10 560 100 130
240
470
80
170
100 110
110 130
25
Хрупкий
100 100 42
100 100 —
510 90 120
600 120 120
300
90
500
540
530
500
580
540
550
550
580
430
580
490
Примечание. Условные обозначения см. на стр. 361.
18
Хрупкий
-1100 23
100
100
110
110
100
но
100
110
100
по
100
120
130
150
130
150
130
140
ПО
150
130
140
130
120
23
15
13
12
15
Хрупкий
Хрупкий
То же
480]120]120| 23
90
380
510
90
510
470
550
560
550
490
Хрупкий’
То же
100 120
90 100 15
100 120
150
100 120 14
100 но 14
по 150
100 130
100110
23
17
4,5
>4
3
4
4
5
5
3
5
4
5
>5
>5
>5
>5
> 5
>5
>5
>5
>5
Изменение свойств стабилизированного ПЭНД марки 20706-016
при атмосферном старении (толщина образца 1 мм)
в различных климатических условиях
Стабилизатор Условия экспозиции (климат) Исходные показатели Показателя после старения Продолжи- тельность экспонирова- ния до наступления хрупкости, годы
е ат tgd-104 1 год 2 года 4 года
8 °т tg 6-104 8 от tg 6-104 8 ат
Бензон ОА Умеренно холодный 580 270 12 70 245 Хрупкий 2
Бензон ОА То же 580 270 12 460 230 12 15 240 15 Хрупкий 3
Сухой-жаркий \ 580 270 12 30 230 Хрупкий — 2
Фосфит П-24 г Теплый влажный 580 270 12 40 250 15 230 15 Хрупкий 2,5
Сажа Д Г-100 Умеренно холодный 300 270 30 250 13 20 230 >7
Сухой жаркий 300 270 30 260 8 30 230 8 20 230 15
Теплый влажный 300 270 60 270 7 20 250 — 20 250 7 >8
Примечание. Условные обозначения см на стр. 561.
Стабилизатор
Изменение свойств стабилизированного полипропилена марки 03П при атмосферном старении
(толщина образца 1 мм) в различных климатических условиях
Исходные
показатели
Условия экспози-
ции
(климат)
tg б* 10* ПТР
Показатели после старения Продол- житель- ность экспони- рования до наступ- ления хрупко- сти, месяцы
е °Р tg 6-104 ПТР S °р tg 6-104 ПТР е аР tg 6404 ПТР
Топанол КА,
ДЛТДП,
тинувии 326
Топанол КА,
ДЛТДП,
бензон ОА
Ирганокс 1010,
тинувин 326
Тио алкофен
МБП, беи-
зон ОА
Тиоалкофен
БМ, тинувин
326
Топанол КА,
ДЛТДП,
сажа ДГ-100
Умеренно холод-
ный
Сухой жаркий
Теплый влажный
Умеренно холод-
ный
Сухой жаркий
Теплый влажный
Умеренно холод-
ный
Сухой жаркий
Теплый влажный
Умеренно холод-
ный
Сухой жаркий
Теплый влажный
Умеренно холод-
ный
Сухой жаркий
Теплый влажный
840 310
840 310
840 310
900 350
900 350
900 350
900 350
900 350
900 350
900 350
900 350
900 350
900 350
900 350
900 350
Умеренно холод-\
ный
Сухой жаркий
Теплый влажный
900 350
900 350
6
6
6
15
15
15
5
5
5
18
18
18
6
6
6
6
6
6
1,0
1,0
1,0
1,7
1,7
1,7
0,8
0,8
0,8
0,9
0,9
0,9
0,7
0,7
0,7
0,8
0,8
0,8
Примечание. Условные обозначения см. на стр. 361.
0 3 месяца 0 6 месяцев 0 9 месяцев
230 6 3 220 10 4,5 220 13
0 230 20 10 Хру пкий
0 220 13 6,5 мам 21 17 Хрупкий
210 310 22 1,5 0 310 23 2,2 0 200 25
60 300 18 10,5 Хру пкий
70 300 18 1,5 0 300 20 3,8 Хрупкий
0 270 12 4 0 270 16 4 0 230 18
0 300 18 8 0 220 22 19 Xpj гпкий
0 270 12 4 0 200 15 6 То же
110 250 20 2,2 90 230 21 5,5 0 200 23
0 220 22 8,2 0 100 26 19 Хру гпкий
0 240 21 4 0 190 22 20 То же
100 290 7 2,8 90 290 9 4 0 210 10
0 250 11 6 0 100 19 18 Хру шкий
0 250 12 5 0 250 15 8 То же
6 месяцев 12 месяцев 24 месяца
900 310 6 0,8 900 280 6 1,0 810 260 8
900 300 8 0,9 900 300 8 1,0 900 260 8
900 300 8 0,9 1900 280 9 0,9 820 260 9
7
2,7
5,2
10
12
1,1
1,0
1Д
18
6
7
12
6
7—8
18
9
9
12
7
9
12
7
9
24
Ирганокс 1010,
вин Р
Ирганокс 1010,
вин 326
Ирганокс 1010,
зон ОА
Изменение Свойств стабилизированного п0ли-4-метнл-пейтейа-1 при атмосферном старений
(толщина образца 2 см) в различных климатических условиях
Стабилизатор
Условия ЭКСПОЗИЦИИ (климат) Исходные показатели Показатели после старения ! Продол- житель- ность старения до на- ступле- ния хрупко- сти, месяцы
Z о* о •о Ы ПТР к 5 месяцев 7 месяцев
tg 6-104 ПТР к О ПТР к |
тину- Умеренно холодный 320 4 44 78 330 17 66 77 300 90 > 12
Сухой жаркий 320 4 44 78 320 17 70 76 290 и 100 62 10-11
Теплый влажный 320 4 44 78 330 8 67 79 300 И 80 57 > 12
тину- Умеренно холодный 330 4 32 83 350 9 50 83 320 рчам 50 мм» > 12
Сухой жаркий 330 4 32 83 350 10 60 83 310 10 115 64 12
Теплый влажный 330 4 32 83 350 6 60 83 320 '6 НО 74 > 12
беи- Умеренно холодный 330 16 50 78 350 17 28 76 310 50 V^M > 12
Сухой жаркий 330 16 50 78 320 19 48 77 290 16 100 60 12
Теплый влажный 330 16 50 78 320 * 17 41 77 290 16 100 55 > 12
Примечание Условные обозначения см. на стр. 361.
Изменение физико-механических и диэлектрических свойств полиолефинов после воздействия тепла
(температура 55 и 85 °C), повышенной влажности (97±3%; 40 °C), солнечной радиации (ксеноновая лампа
типа ДКСШ-ЮОО М)
Обозначения: — разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см?; — относительное удлинение при разрыве; %; е—диэлект-
рическая проницаемость; tg б—тангенс угла диэлектрических потерь; р^—удельное объемное электрическое сопротивление. Ом-см.
Марка
полимера
Пока-
затель
теку-
чести
рас-
плава*
г/10 мни
Стабилиза-
тор
(вес. %)
Фактор
воздей-
ствия
Коэффициент сохранения механических
свойств после 6 месяцев воздействия
А? (после испытания)
Ло (до испытания)
Электрические показатели до н после
6 месяцев испытаний
Грибо-
ст ой-
кость.
баллы
Полиэтилен низкой плотности (ГОСТ 16337—70)
15303-003
0*3
Ор«200
(исходное)
вр=62о
(исходное)
Внешний вид
(исходный)—бе-
лый глянцевый
е=2,3 при
103 Гц
(исходная)
tg б«0.004
при Ю3 Гц
(исходный)
15802-020 2,0
55 °C
85 °C
Влага
Солнечная
радиация
1,0
0,5 (75)
1,0
0.7 (20)
1,0
0.5 (75)
1,0
0.5 (20)
Потемнение
Потемнение.
потеря блеска
Потеря блеска
Потемнение
2Л
3,1(75)
2,3
2,3 (20)
0,004
0.007 (75)
0,005
04)02 (20)
Ор«= 150
(исходное)
8р5=640
(исходное)
Внешний вид
(исходный)—бе-
лый глянцевый
е=2Л
прн 103 Гц
(исходная)
tg 6—0,0004
при I03 Гц
(исходный)
55 °C
85 °C
Влага
Солиечиая
радиация
1.0
0.8 (45)
1,0
0.7(20)
1.0
0,5 (45)
1.0
0,5 (20)
Ор«100
(исходное)
(исходное)
Желтый,
потеря блеска
Желтый, потеря
блеска, тре-
щины
Потемнение,
потери блеска
Трещины
Внешний вид
(исходный)—бе-
лый глянцевый
2,2
2,7 (45)
2.2
2,5 (20)
0,001
0,0006 (45)
0,005
0,005 (20)
р„—2-Ю13
(исходное)
1,8-Ю13
1,7-1013 (75)
1,8-Ю13
7.5 4012 (20)
Рг=2,2-1013
(исходное)
3,5-Ю13
1,9-Ю13 (45)
2,3-Ю13
6,0-Ю12 (20)
е=2,3 при
103 Гц
(исходное)
tg б«0,004
при Ю3 Гц
(исходный)
Рг=2.2-1013
(исходное)
85 °C
Влага
Солнечная
радиация
10203-003 0,3
55 °C
85 °C
Влага
Солнечная
радиация
1,0 (30)
1,0
1,0(20)
Ор«140
(исходное)
1Л
1,0(75)
1,0
1,0
0,5 (30)
1,0
0,5 (20)
ер»600
* (исходное)
1$
0,5 (75)
1.0
0,5 (20)
Желтый, потеря
блеска
То же
Трещины
Внешний вид
(исходный)—бе-
лый глянцевый
Потемнение
Потемнение,
желтые пятна
Потемиенне,
потерн блеска
Потемнение
2,2
2,9 (30)
2,3
2,5 (20)
е«3,1 при
108 Гц
(исходная)
3,1
3,1 (75)
3,1
3,1 (20)
0,001
0,008 (30)
0,005
0,002 (20)
tg б«0,0009
при Ю8 Гц
(исходный)
0,0009
0,0002 (75)
0,0009
0,001 (20)
5.1012
6,6-Ю14 (30)
2,5-1018
5,7-1012 (20)
158-10 Бензон (0,5), фосфа- тит (0,1) ffp—150 (исходное) вр— 920 (исходное) Внешний вид (исходный)—бе- лый глиицевый е—2,4 при 108 Гц (исходи аи) tg б—0,0005 при 103 Гц (исходный) рр-4,3-10Н (исходное)
55 °C 85 °C Влага Солнечная радиация 1,0 0,9 1.0 0,7 0,6 (60) 0,6 (60) ОД (60) ОД Потемнение Желтый, потеря блеска Потемненне, потеря блеска Желтый 2,4 23 2,5 2Л .0,0003 0,0006 0,0007 0,002 ЗД-1018 2,Ы0и 1,2.10й 1,07*1018
Полиэтилен высокой плотности (ГОСТ 16338—70)
205*04
0,6
2,2-Мети-
лен-бнс-4-ме-
тил-6*трет-бу-
тнлфенол
(0,1)
55 °C
85 °C
Влага
Солнечная
радиация
Стр 270
(исходное)
Ср» 300
(исходное)
Внешний внд
(исходный)—
кремовый
а ж» 2,9 при
108 Гц
(исходная)
tg 6-0,001
при 103 Гц
(исходный)
1.0
1,0
1,0
1,0(15)
0,8
0,5
0Л
0,2 (15)
Потемненне
2,8
2,8
2,8
2,6 (15)
0,001
0,002
0,005
0Д013 (15)
Продолжение
Марка
полимера
Пока-
затель
теку-
чести
расп-
лава,
г/10мнн
Стабилиза-
тор
(вес. %)
Фактор
воздей-
ствия
If I^W—— III. ! I I —i I 114 I —I II— I I
Коэффициент сохранения механических
свойств после 6 месяцев воздействия
Л* (после испытания)
Aq (до испытания)
Электрические показатели до и после
6 месяцев испытаний
Грибо-
стой-
кость,
баллы
205-04
0,6
Ди-Р-н аф-
тил-д-фени-
леидиамин
(0,1)
55 °C
5 °C
Влага
Солнечная
радиация
Пр=290 (исходное) Ер=280 (исходное) Внешний вид (исходный) — серый 8=2,8 при 103 Гц (исходная)
1,0 0,4 Потемнение 2,8
1,0 0,4 » 2,7
1.0 0.4 > 2,8
1,0(30) 0,2 (30) > 3,0 (30)
tg 6=0,001
прн 103 Гц
(исходный)
0,001
0,004
0,002
0,001 (30)
208-04
2,4 Ди-р-яаф- тнл-н-фени- ленднамин (0.1) Ор=140 (исходное) Ер=0,225 (исходное)
55 °C I 0 0,7
85 °C 1,0 0,3
Влага 1,0 0,6
Солнечная 2,0 (15) 0.1 (15)
радиация *
Внешний вид (исходный)— серый 8=2,7 при 103 Гц (исходная) tg 6=0,0003 при 103 Гц (исходный)
Потемнение 2,4 0,003
> 2,5 0,003
> 3,1 0,004
2,8 (15) 0,002 (15)
2104И 5,7 Дн-З-наф- тил-л-феии- лендиамни (0,1) ар-150 (исходное)
55 °C 85 °C Влага Солнечная радиация 2,0 2,0 2,0 2,0
8р = 200 (исходное) Виешиий вид (исходный)— серый 8 = 2,7 при 10э Гц (исходная) tg 6 = 0,0003 при 103 Гц (исходный)
0,2 Потемнеиие 2,4 0,003
0,2 » 2,5 0,003
0.4 > 3,1 0,004
0,5 (15) > 2,8 (15) 0,003 (15)
210-03
7,5
Стеарат
кальция (I Л),
сажа (0,05)
ор=290
(исходное)
8р-130
(исходное)
55 °C 13 13
85 °C 1.0 13
Влага 1.0 13
Солнечная
радиация
01П27
0,2 Дн-ф-иаф- тнл-п-фени- леидиамнн (0,4), сажа (1,5). стеарат кальции (0,2) 55 °C Op«»310 (исходное) Вр=8ТО (исходное)
1.1 ОД
85 °C 1.1 ОД
Влага 1.1 0,7
Солнечная радиация 1.1 (Ю0) 0,5 (100)
04П02 !Д
Дилаурил-
тнодипропно-
иат, топанол,
тинувнн
о и® 350
Г*
(исходное)
е :я2з
г
(исходное)
£6£
55 °C
85 °C
Влага
Солнечная
радиация
1.3
1,3
13
13
13
13
13
1.0
3
Внешний вид
(ИСХОДНЫЙ)—’
черный глян-
цевый
6=2,4 прн
103 Гц
(нсходнаи)
1g 6=0,0005
при 103 Гц
(исходный)
Черный глянце-
вый
Потерн блеска
То же
0,0005
2,3
0,0005
0,0005
Внешний внд
(исходный) —
черный глян-
цевый
6=2,5 при
103 Гц
(исходная)
tg 6=0,004
прн 103 Гц
(исходный)
pv-.2,3.10,S
(исходное)
1
Черный глян-
цевый
Потеря блеска
То же
»
2,4
2.5
2,6
0,005
0,004
0.004
6,4 !012
9,0-Ю12
9,4. Ю12
Внешний вид
(исходный) —
желтый глян-
цевый
е=4,1 при
Ю3 Гц
(исходная)
tg 6=0,003
при 103 Гц
(исходный)
pv=l.o ю12
(исходное)
Потемнение,
потеря блеска
То же
»
Потемнение
4Д
4,0
4‘0
4,2
0,0008
0,0008
1,6-1013
1.8.1013
1,0-ю”
2,0-Ю13
Продолжение
Марка
полимера
Пока-
затель
теку-
чести
расп-
лава,
г/10мин
Стабилиза-
тор
(вес. %)
Фактор
воздей-
ствии
Коэффициент сохранения механических
свойств после 6 месяцев воздействия
А* (после испытания)
% с”" Лф (до испытания)
Электрические показатели до и после
6 месяцев испытаний
Грибо-
стой-
кость,
баллы
05П01
2,0
Дилаурил-
тиодцпропио
нат (0,25),
топ а ио л (0,25)
55 **С
85 °C
Влага
Солнечная
радиации
06П10/040
4,0
Тииузнн (ОД),
стеарат
кальция (0,2)
55 °C
85 °C
Влага
Солнечная
радиация
стр—330
(исходное)
8—780
Р
(исходное)
Внешний вид
(исходный)*—
белый глянце-
вый
8—2,4 при
Ю3 Гц
(исходная)
tg 5—0,0008
при 103Гц
(исходный)
р„—1.2.1014
(исходное)
1,0
1Л
1,0
1Д
0,5
03
ОД
03
Потемнение
»
Потемнение,
потеря блеска
Потеыиеиие
2,3
2,3
2,3
2,3
0,0008
04Ю07
0,0008
0,0008
2,8-1013
1.9’1013
2,9’ 1013
1,4'1013
(исходное)
вр-24
(исходное)
Внешний вид
(исходный) —
серый
8—2,4 при
103 Гц
(исходная)
tg 0—0,002
при 103
(исходный)
Рр— 1,3.10м
(исходное)
1,0
1,0
1Д
0,5 (90)
Потемнение
»
»
Коричневый
Примечание- В скобках указано время в сутках» через которое достигает ОД
V
0»001
1,9’1013
6.0. Ю12
6,4-1012
5Л-1012
Стабилизация поливинилхлорида
На практике при переработке ПВХ применяют не отдельные стабилизаторы,
а их различные сочетания:
1) основные солн свинца и антиоксиданты фенольпого типа;
2) соли бария, кадмия (цннка), эпоксидный стабилизатор-пластификатор,
антиоксидант фенольного типа, УФ-поглотитель, органический фосфит;
3) соли кальция и цинка, эпоксидированное соевое масло, нетоксичные ор-
ганический фосфит и антиоксидант фенольного типа;
4) серосодержащее оловоорганическое соединение, не содержащее серу оло-
воорганическое соединение, эпоксидный стабилизатор-пластификатор, УФ-погло-
титель;
5) сложные эфиры аминокротоновой кислоты, солн кальция и цинка, эпо-
ксидированное соевое масло, антиоксидант фенольного типа.
Выбор состава стабилизирующей системы зависит от типа ПВХ, способа его
переработки, требований к готовым изделиям и области их применения. Од-
нако практически во всех случаях, особенно прн переработке непластифицнро-
ванного ПВХ, необходимо дополнительно вводить смазки, являющиеся, по су-
ществу, механохимическими стабилизаторами.
Наиболее широко применяемые при переработке ПВХ стабилизаторы при-
ведены в таблице на стр. 395—399.
Стабилизаторы поливинилхлорида
Обозначения* ТС—термостабилизатор-акцептор HCI; АО—антиоксидант; X—ста-
билизатор-схелатор>, связывающий соли металлов, катализирующие распад ПВХ; С—веще-
ства, обладающие ааметно выраженным светостабилизирующим действием; М—-вещества,
обладающие смазывающим действием
Стабилизатор
Характер
действия
Свойства
I. Соединения свинца (соли органических и
неорганических кислот)
Стеарат
Двухосновной стеарат
Двухосновной фталат
Двухосновной фосфит
Трехосновной сульфат
Основной карбонат
Салицилат
Каприлат
Этилгексоат
Цианурат
Трехосновной малеат
Четырехосновной сульфат
ТС, М
ТС, М
ТС
ТС, с
тс
тс
тс, с
тс
тс
тс, с
тс
Плотность 1,323 г/см3; темп. пл.
80—105 °C; содержание свинца
25—28%, железа не более
0,03 %, влаги не более 1 %;
кислотное число не более 3
МРТУ 6-09-5097—68
ТУ 6-09-600—71
ТУ 19П-29—69
МРТУ 6-09-6007—69
Гндрофобизированный продукт,
ТУ 19П-55-71
Плотность 6,0 г/см3; показа-
тель преломления 2,08; содер-
жание РЬО ~89%; потери
массы при 105 °C не бо-
лее 0,2%
395
Продолжение*
Стабилизатор
Характер
действия
Свойства
Силикаты с различным соотно-
шением SiO2: РЬО
силикат свинца
Смешанные стабилизаторы на
основе перечисленных выше
солей
Жидкие комплексные стабилиза-
торы на основе соединений
свинца
Окись свинца (свинцовый глет)
II. Соединения
Стеарат бария
Стеарат кадмия
Стеарат кальция
Стеарат цинка
Стеарат магния
Лаурат цннка
Каприлат кадмия
Каприлат бария
ТС
ТС или
ТС, С
ТС
ТС
Малоэффективный стабилиза-
тор. Темп. пл. 766 °C; содер-
жа ние РЬО не менее 60 % >
SiO2 не менее 30% (по про*
каленному продукту)
Малоэффективный стабилиза-
тор, ГОСТ 5539—73
щелочных и щелочноземельных
металлов
ТС, М
ТС, М
тс, м
Каприлат цинка
Соосажденные соли органиче-
ских кислот бария, кадмия,
кальция, цинка
соосажденный лаурат бария
и кадмия (1:2)
ТС
ТС, М
ТС
ТС
ТС
ТС
ТС, м
ТУ 6-09-281—70
ТУ 6-09-7—70
Темп. пл. 140—150 °C; содержа-
ние кальция 6,5—7%, железа
не более 0,005%, влаги не бо-
лее 1%; электропроводность
водной вытяжки прн 25 °C не
выше 2,5 * 10“4 Ом-1 • см”1;
кислотное число не более 2,5;
нижний предел взрываемости
20,8 г/см3
Темп. пл. ~ 120 °C; содержание
цинка 10,5—12,5%, железа не
более 0,01%, хлор-иона не бо-
лее 0,02%, влаги не более 2%
МРТУ 6-09-2084—65
ТУ 19П-62—72
Темп. пл. 88—91 °C; содержание
кадмия 28,0—28,8, железа не
более 0,01%, влаги не более 0,5;
кислотное число не более 3
Темп. пл. не ниже 170 °C; содер-
жание барня 28—31%, железа
не более 0,01%; потери массы
при сушке не более 1%
ТУ 19П-64-72
Темп. пл. 118—122 °C; содержа-
ние кадмия 13,8—14,5 %, барня
8,0—9,2%, железа ие более
0,01%, влаги ие более 0,5%
Продолжение
Стабилизатор
Характер
действия
Свойства
Феноляты барня, кадмия, каль-
ция, цинка, алкнлфенолов, ал-
килкрезолов, фенилиндолов
Алкилгексоаты, октоаты, гепта-
ноаты барня, кадмия, кальция,
цинка, магния
Жидкие и твердые комплексные
стабилизаторы на основе пере-
численных выше соединений
щелочноземельных металлов
ласт ДП-4
ласт К
ласт 82С
ласт В-94
ТС, С
тс, с
Зависит
от сос-
тава
ТС, М
ТС
ТС
ТС, М
ТУ 75—71. Твердый комплекс-
ный стабилизатор на основе
соосажденного лаурата бария
и кадмия (1 :2) и лаурата цинка
Жидкий комплексный стабили-
затор на основе каприлатов
кальция и цинка
Воскообразный, легкоплавящнй-
ся стабилизатор на основе ка-
прилата свинца
Пастообразный нетоксичный
комплексный стабилизатор на
основе стеаратов кальция и
цннка
III. Оловоорганические соединения
Диизобутилмалеат дибутилолова
Малеат дибутилолова
Днлаурат дибутилолова
Днлаурат дноктилолова
Днлауратмалеаттетрабутнлди-
станнан
Сульфид дибутилолова
Днизооктнлтиоглнколят днбутнл-
олова
ТС, С
ТС, с
тс, м,
с
тс, м,
с
тс, с
ТУ 02-1-188—71
ТУ П-111—68
При 25—30 °C жидкость светло-
желтого цвета; содержание
олова 17,5—19,5%
тс
тс
Маслянистая жидкость светло-
желтого цвета; показатель
преломления 1,4800—1,4890;
содержание олова 23,5—25 %
ТУ 02-1-186—71
Прозрачная жидкость бесцвет-
ная или светло-желтого цвета;
показатель преломления
1,5000—1,5070; содержание оло-
ва 17,0—19,0 %, серы 8,5—
10,0%; термостабильность (по
изменению цвета смесн ПВХ
с 2 вес. ч. стабилизатора) при
190±2°С не менее 40 мин
Днизооктнлтиоглнколят диоктил- ТС
олова
Меркаптиды дибутил- и диоктил- ТС
олова
397
Продолжение
Стабилизатор
Характер
действия
Свойства
IV. Эпоксидные соединения
Эпоксидные смолы
ЭД-6
Эпоксидированное соевое масло
Октилэпоксистеарат
ТС
ТС
с пласти-
фицирую-
щим
действием
ТС с пла-
стифици-
рующим»
повышаю-
щим моро-
зостой-
кость
действием
СТУ 30-14026—63
ТУ Н-4-5174-68, сорт С
Бесцветная прозрачная жид-
кость, содержание оксирано-
вого кислорода не ниже 3,2%;
иодное число не выше 3; ки-
слотное число ие выше 0,5.
V. Фосфорсодержащие соединения
Триалкил- и триарилфосфориты
три(нонилфенил)фосфит
Дидодецилфенилфосфит и другие X, С
смешанные фосфиты
Стабилизаторы на основе орга-
нических фосфитов
ласт А X, С
Вязкая жидкость бесцветная или
светло-желтого цвета; плот-
ность 0,99± 0,005 г/см3; показа-
тель преломления 1,523—1,530;
содержание фосфора 3,7—4,5%;
летучих ие более 5%; хлор-
иона ие более 0,2%; кислот-
ное число не более 0,5
ТУ 65-70
VI. Кислородсодержащие соединения
Дифенилолпропан
Гидрохинон и его производные
2,6-Ди-грег-бутил-4-метилфенол,
иоиол
Бис(5-метил-3-трет-бутил-2-окси-
фенил) моиосульфид, СаО-6
Бис (5-метил-3-трет'-бутил-2'Окси-
фенил)метан, НГ-2246
Оксикетоиы
2-окси-4-метоксибеизофеиои
С
С
С
2-окси-4-октокснбензофенон
АО,
АО,
АО,
АО,
АО, С
ГОСТ 12138—66, 1-й сорт
ГОСТ 2549-60
МРТУ 6-09-3668-67
Бесцветный кристаллический
порошок, темп. пл. 83—86 °C
С (УФ-по-
глоти-
тель)
С (УФ-по-
глоти-
тель)
Темп. пл. 48—49 °C, содержание
золы не выше 0,1%; влаги не
более 0,25%
398
Продолжение
Стабилизатор
Характер
действия
Свойства
Сложные эфиры
фенилсалицилат
Неполные эфиры глицерина и
жирных кислот
Спирты жирного ряда
Жирные кислоты
С
М
М
м
VII. Азотсодержащие соединения
Дифенилмочевина
Дифеиилтиомочевииа
а-Фени линдол
2-(2-Окси-5-метилфенил)-бензтри-
азол, тииувин П
Амиды жирных кислот
метилен-бис-стеарамид
Эфиры амииокротоновой кислоты
глицериновый эфир
р-амииокротоновой кислоты
С
С
АО
С (УФ-по-
глоти-
тель)
М
ТУ 26-20—51
Темп. пл. 129—130 °C; спектр по-
глощения в УФ-области при
максимуме 297—335 мкм
Темп. пл. 145—146 °C
VIII. Воска
Полиэтилен низкомолекулярный М
порошкообразный
Мо нта н-воск н его модифика- М
ции
Молекулярный вес 5000—9000
Стабилизация полиформальдегида и сополимеров
триоксана с диоксоланом
Для стабилизации полиформальдегида (с блокированными концевыми груп-
пами) против термоокислительной деструкции применяются смеси» состоящие
из акцептора формальдегида (полиамид, карбамид и др.) и антиоксидантов
(бисфенолы, ароматические амины, диамины и др.).
Наиболее эффективными антиоксидантами для полиформальдегида н сопо-
лимера триоксана с диоксоланом (в сочетании с акцептором формальдегида
полиамидом П-54) являются стабилизатор 22-46, дн-р-нафтил-п-фенилендиамии»
n-оксинеозои, дифениламин, стабилизатор С-1 и некоторые другие.
На стр. 400—403 приведены данные об изменении физико-механических
свойств стабилизированного полиформальдегида при тепловом, световом и ат-
мосферном старении.
399
Изменение физнко-механических свойств полиформальдегида,
стабилизированного антиоксидантом 22-46 с добавкой П-54
и двуокиси титана, при тепловом старении
Показатели Тем- пера- тура, Продолжительность старения, сут
0 2 5 15 30 90
П-54 и 22-46
Разрушающее на-
пряжение при
растяжении,
кгс/см2
Потери массы, %
80
100
130
150
80
100
130
150
627
627
627
627
502
686
607
611
0,37
0,67
4,34
3,7
662
685
554
478
0,39
0,94
23,86
8,95
650
680
653
618
715
651
0,54
1,91
35,8
24,2
0,79
2,24
51,6
46,6
1,88
3,29
0
0
о
0
П-54; 22-46 и двуокись титана
Разрушающее на-
пряжение при
растяжении,
кгс/см2
80
100
130
Потери массы, %
150
80
100
130
150
623
623
623
623
0
0
0
о
64'8
498
587
608
0,35
1,05
2,95
9,71
673
663
573
569
0,5
1,38
7,42
28,5
640 630
667
645
698
620
0,7
0,8
15,4
45,2
0,75
2,08
34,8
60,87
1,47
2,79
Характеристика различных классов антиоксидантов для полиформальдегида
и опенка их эффективности даиы в таблице иа стр. 404
400
Изменение физико-механических свойств стабилизированного сополимера формальдегида с диоксоланом
при тепловом старении (при 100 °C)
Показатели Продолжительность старения, сут
0 10 30 40 60 70 80 90 100 120 1 140
Дициандиамид и 22-46
Разрушающее напря-
жение при растя-
жении, кгс/см2 . .
Относительное удли-
нение при разры-
ве, % ............
Ударная вязкость,
кгс • см/см2 . . . .
Потери массы, % . .
Цвет..............
540
27
100
0
Белый
580 680 670 660 460 510
23 24 20 15 21 20
80 0,72 76 0,76 Желтый 55 0,77 65 0,85 87 0,93 Светло- корич- невый 54 1,05
610
9
52
1,07
630
10
68
1,1
610 630
9 11
50
1,15
Темно-
корич-
невый
78
1,2
Дициандиамид+Ьнафтилтнодигидроурацил
ё
Разрушающее напря-
жение при растя-
жении, кгс/см2 . .
Относительное удли-
нение при разры-
ве, % .............
Ударная вязкость,
кгс • см/см2 . . . ,
Потери массы, % . •
Цвет................
540
27
100
0
Белый
630
18
98
0,65
620
19
85
0,7
Белый
690
13
86
0,72
690
17
105
0,86
490
16
91
0,9
Желтый
480
13
71
0,93
640
8
67
0,95
620 640 620
9 14 8
88 0,96 105 0,98 Светло- корич- невый 84 1,0
Изменение фнзнко-механнческнх свойств полиформальдегида,
стабилизированного антиоксидантом 22-46 и двуокисью титана,
при световом старении (ГОСТ-10226—62)
Показатели Продолжительность старения, сут
0 2 5 15 30 90
22-46
Разрушающее напря-
жение при растя-
жении, кгс/см* • . 627
Потери массы, % . 0
536
3,8
407
22-46 н двуокись титана
Разрушающее напря-
жение при растя-
жении, кгс/см* . ,
Потери массы, % . .
623
641 668
036 039
522
0,67
372
0
Изменение фнзнко-механнческнх свойств полиформальдегида,
стабилизированного П-54 и антиоксидантом 22-46,
при атмосферном старении
Продолжительность старения, месяцы
Показатели
н
12
В умеренно холодном
климате
Разрушающее напряжение,
кгс/см*
при растяжении.............
> статическом нзгнбе
Относительное удлинение при
разрыве, %.................
Ударная вязкость, кгс • см/см*
Твердость по Бринеллю,
кгс/мм*....................
627
983
43
147
16,3
554
951
21
13,7
16,3
538
989
15,5
10,7
17,0
565
1127
3,0
13,2
16,4
483
907
4,0
11,3
203
В теплом влажном климате
разрушающее напряжение,
кгс/см*
при растяжении.........
> статическом нзгнбе •
Относительное удлинение прн
разрыве, %.................
Ударная вязкость, кгс • см/см*
Твердость по Бринеллю,
кгс/мм*....................
627
983
43
147
16,3
600
1006
24
146
537
1176
15
16,3
580
1081
6,2
18,3
494
930
5,0
1473
153
402
Изменение фнзнко-механическнх свойств полиформальдегида,
стабилизированного П-54 антиоксидантом 22-46 н двуокисью титана,
прн атмосферном старении
Показатели Продолжительность старения, месяцы
0 1 3 6 12
В умеренно холодном климате
Разрушающее напряжение,
кгс/см2
при растяжении.............
» статическом изгибе
Относительное удлинение при
разрыве, %.................
Ударная вязкость, кгс • см/см2
Твердость по Бринеллю,
кгс/мм2....................
623
1082
61
140
16,4
576
913
25
18,6
15,7
21
14,4
16,1
513
908
9
13,3
21,0
В теплом влажном климате
Разрушающее напряжение,
кгс/см2
при растяжении............
» статическом изгибе
Относительное удлинение прн
разрыве, %.................
Ударная вязкость, кгс * см/см2
Твердость по Бринеллю,
кгс/мм2...................
623
1082
61
140
16,4
587
1000
27
19,6
17,0
581
1060
16,4
15,8
592
1095
7.5
18,5
511
911
Р.О
13,9
15,9
Изменение фнзнко-механическнх свойств полиформальдегида,
стабилизированного антиоксидантом 22-46 н двуокисью тнтаиа,
прн старении в сухом жарком климате
Показатели Продолжительность старения, месяцы
0 1 3 6 12
22-46
Разрушающее напряжение,
кгс/см2
при растяжении.............
» статическом изгибе
Относительное удлинение прн
разрыве, %.................
Ударная вязкость, кгс * см/см2
627
983
43
147
22-46 и двуокись титвна
Разрушающее напряжение,
кгс/см2
при растяжении.............
> статическом изгибе
Относительное удлинение при
разрыве, %.................
Ударная вязкость, кгс • см/см2
623
1082
61
140
470,8
1113
12,8
98,4
433,1
976
15,7
32,3
459,2
20
11,3
421,1
812
14
6,6
403
Оценка эффективности различных классов антиоксидантов при терм о окислительной деструкции полиформальдегида
(с добавкой 1 вес. % П-54) и сополимера триоксана с диоксолаиом
(Pq2 — 200 мм рт. ст., температура 200 °C)
Потери массы.
Период
индукции
МИН
о
я
20 мнн
30 мин
Антиоксидант
Формула
ез
ез
я
а
е
S
v
а>
Ж
4>
S
к
а>
Без антиоксидан-
та
Полиамид
54 (П-54)
150
2 вес.
%
10
15
10
70
40
20
90
60
30
3
%
I
Si s
и
S
3
о
Алкилированные монофенолы
4,б-Ди-трет-бу-
тил-о-крезол
6-трет-Бутил-ж-
крезол
220
164
25—27
0,05
0,05
19
18
15
11
10
И
6-грет-Бутил-о-кре-
зол
2,6-Ди-трет-бут и л-
фенол
2,6-Ди-трет-бу-
тил-4-метилфе-
нол (ионол)
а-Нафтол
р-Нафтол
ОН
ОН
Нафтолы
164
182
196
144
144
0,05 36 1,5 3
0,05 20 9 14 мн
69,8 0,05 30 V 15 6 13 10 20
122 0,05 50 3 5
96 0,05 100 22 2 2 4 8
90k
to
к
Молекулярный вес
Температура плавления, °C
Концентрация, моль/кг
полимера
полиформаль-
дегид
сополимер
полиформаль-
дегид
co
сополимер
§
полиформаль-
дегид
Е
to
сополимер
&
2,5-Ди-грет-бутил-
гидрохинон
(са ито вар О)
4,4'-Метилен-бис
(2,6-ди-трег-бу-
тилфеиол)
2,5-Ди-трет-амил-
гидрохииои
2,6-Бис(2-окси*
5-трет-бутил-
беизил)-4-трет-
бутилфенол
он
222
213—214
0,025
140
18
14
ОН
QHn
и
382
250
155
180
0,025
0,025
135
70
50
10
Трисфенолы
/
г»
Я
1 1 503 1 i i i 460 Молекулярный вес
»—* 00 СЛ 1 f—* 00 00 1 Температура плавления» °C
0,017 Концентрация, моль/кг полимера
О 150 полиформаль- дегид Период индукции, МИИ
о 1 сополимер
о ьэ полиформаль- дегид 20 мин п Z4
1 сополимер )тери масс] %
СО полиформаль- дегид со о
ю А 1 сополимер К X X Уч
л-Фенилендиамин
М-Изопропил-М'-
феиил-п-фени-
лендиамин
(40-1 ON А)
НД^'-Дифенил-я-
феиилендиамин
Ы,М'-Ди-Р-нафтил-
л-фенилеиди-
амин
N-Циклогексил-
N'-фенил-я-фе-
нилендиамнн
(40-N10)
М-Фенил-И'-циан-
этил-я-фенилен-
диамин
п-Оксифенил-0-на-
фтиламин
(я-оксинеозон)
я,я'-Диоксидифе-
ниламин
Производные n-ф еннлендиамина
(CH8)2CHNH
NH—СбН
СбН6—NH
5
CSH5—NH
NH—CgHg
СбН5—NH
NH—С2Н4—CN
Аминофенолы
108 147 0,025 60 1,5 2
226 80,5 0,025 86 87 4 1.7 6 2,3
260 152 80 5 8
360 235 0,025 150 300 5 2 8 3
266 103—107 0,025 130 300 5 1 8 2
237 143—144 0,025 1,3 1,6
235 135 0,025 160 240 2 1 4 1,5
201 0,017 100 120 3 > 2 3,5 3
<
oi>
Молекулярный вес
Температура плавления, °C
Концентрация» моль/кг
полимера
полиформаль- дегид Период индукции* мин
сополимер
полиформаль- дегид 20 мни ► Потери массы, 96
сополимер
полнформаль дегид 30 мик
сополимер
Й родолженаё
Диамнны
Дифенилди(фе-
ииламииофен-
окси)силаи (С-3)
СвН5
CeH5—NH
Дифениламииофе-
нилкарбонат
(С-7)
Ди(феииламино-
февнл)карбамид
Ди(фейиламино-
феннл) метай
а, а'-Метилен-бис
(феиил-р-иафтил-
амии) (С-23)
Метилфеиилди
(фени ламинокси)
силаи (С-20)
NH—СбН
СеНб—NH
CONH
NH
СН2
NH—C6HS
СбН8—NH
NH—C6HS
СН3
NH—СбНб
NH—С6Н5
NH—С6Н5
сн,
NH—С6Н5
550 103 0,025 180 250 1 2 1,5
396 161 <0,025 220 4 5
394 255 0,0125 220 • 2 4
350 113—114 0,025 220 300 4 2 5
450 196—197 0,025 180 8 10
488 И, 0,025 210 2 3
ZMr
я
фосфорсодержащие соединения
hi
Молекулярный вес
Температура плавления,°C
Концентрация, моль/кг
полимера
tl
(а
полиформаль- дегид Период индукции, Мии
сополимер
полиформаль- дегид нни ог Потери масс, %
сополимер
полиформаль- дегид НИЯ ОС
сополимер
4,4'-Тио-бис-(5-ме-
тил-2-трет-бу-
тилфенол) (бу-
кресуль)
Бис (5-м е т и л-З-трет-
бутил-2-оксифе-
иил)4- мо но суль-
фид (СаО-6)
Меркаптобензи-
мидазол
Дициандиамид +
22-46
Дициандиамид+
ди-p-нaфтил-
п-феииленди-
амин
Дициандиамид +
С-1
Полиамид П-54 +
22-46
358 154—156 0,025 60 — 1 9 вш ** 12
358 83—86 0,025 80 — 1 7 - » 11
150 304 0,025 100 — 1 6 — 9
Комбинированные стабилизаторы
Стабилизация лентапласта
Наиболее распространенными термостабилизаторами для пентапласта яв-
лиются производные n-фенилендиамина, алкиларилфенолов, тиофенолов, эфиров
фосфористой, пропионовой и лауриловой кислот.
Время сохранения (в ч) приведенной вязкости и разрушающего напряжения
при растяжении пентапласта стабилизированного различными антиоксидантами
в процессе старения при 150°C (образцы толщиной 0,2 мм), приведено ниже:
Без стабилизатора .................................. 30—40
2,2-Тио-бис(4-метил-6-изобориилфенол)............. 800—900
Ирганокс 1010 . . . ’................................. 1400
АО-40 ................................................. 900
Диафен НН......................................... 1000—1200
2-Окси-1,3-бис[л-(₽-нафтиламино)-фенокси]пропан
(СТ-49)............................................ 2500
2,4-Диокси-э-азофенилбензофенон ...................... 2900
Оксннафтальбутилимин никеля.................... . 1500
Бисалкофен БП и эпоксидная смола ЭД-5 ................ 2000
Топонол СА и ди лаурилтио дипропионат................. 2300
Для светостабилизации пентапласта применяют производные бензофенона,
бензотри азола, бензойной или салициловой кислот и резорцина, металлические
производные органических соединений с хелатной связью, сажу. Для получения
максимального защитного эффекта светостабилизаторы используют в смеси с ан-
тиоксидантами или применяют соедииеиия, являющиеся одновременно термо- и
светостабилизаторами. Данные об изменении физико-механических свойств пен-
гапласта в процессе термо- и светостареиия (стандартные литьевые бруски
55 X 4 X 6 мм) приведены в таблице.
Изменение физико-механических свойств пеитапласта при старении
Снижение показателя. % от исходного
Стабилизатор
Время сохранения приведенной вязкости и разрушаю- щего облучение под лампой ПРК-2 в течение 250 ч экспозиция в условиях сухого жаркого климата в течение 3 лет
и а пряжен ня при изгибе при 150 °C, ч приведенная разрушаю* щее напря- приведен- разрушаю- щее напря-
вязкость жеиие при изгибе Ная ВЯЗКОСТЬ жеиие при изгибе
Бисалкофен БП,
беизон ОА, эпо-
ксидная смола
ЭД-5.............
2,2-Тио-бис (4-ме-
ти л )6-изобор-
нилфенол), беи-
зон ОА . . . .
2,4-Диокси-5-азо-
фенил-бензофе-
нон..............
СТ-49, сажа
ДГ-100 . . . .
2500
2000
4000
3000
18
19
3
14
2 30
26
25
30
0
14
20
0
0
о
414
Ста б и л из а ция пол иэти л е нтерефта л ата
Для повышения стойкости полиэтилентерефталата (ПЭТФ) при его пере-
работке (выше 260 °C) можно применять различные стабилизаторы: фенолы,
амины, фосфиты и соединения с системой сопряженных двойных связей.
Рис. 5. Кинетические кривые термо-
окислительной деструкции ПЭТФ
в присутствии различных стабили-
заторов (РОа — 400 мм рт. ст., темпе-
ратура 260 °C, концентрация стаби-
лизатора 0,5 %):
/—без стабилизатора; 2—полигард;
3 — СаО; 4—г.б-ди-трет-бутилЧ-метилфеЯи-
ловый эфир пирокатехиифосфористой кисло-
ты (ПКф); 5—п-изоборнилфенол; 6—нео-
зон Д; 7—22-46; 3—ТА.
О 50 100 150 200
Время, мин
Данные о кинетике поглощения кислорода (рис. 5) показывают, что ста-
билизаторы 22-46, п-изоборнилфенол, неозон Д, 2,5-ди-трет-бутил-4-метилфенило-
вый эфир ПКФ, а также термообработанный антрацен (ТА) * являются эффек-
тивными антиоксидантами при высокотемпературном окислении ПЭТФ.
Изменение разрушающего напряжения при растяжении стабилизированной
ориентированной полиэтилентерефталатной пленки в процессе старения
иа воздухе при 150 °C
Продолжительность старения, сут
Стабилизатор (0,1 %)
0 I 5 10 15 20 25 30
Без стабилизатора
Неозон Д
22-46
я-Изоборнилфенол
ТА
1500 980 950 880 820 810 750 670
1880 1755 1616 1212 1240 1137 1125 750
1750 1816 1365 1238 1150 1150 1112 1020
1750 1375 1120 1123 1210 1290
1980 1380 1280 1310 1200 1190 1100
1820 1920 1520 1400 1350 1300 1320 1350
R
• ТА — продукт, полученный нагреванием антрацена в атмосфере инертного
газа в течение 1 ч при 450 °C; содержит 10|в парамагнитных частиц на 1 г про-
дукта.
415
Стабилизация поликарбоната
Поликарбонат перерабатывается при высоких температурах (270—300 °C).
В этих условиях в полимере протекают процессы термоокислительной деструк-
ции, приводящие к уменьшению молекулярного веса и ухудшению механических
свойств поликарбоната.
Для высокотемпературной стабилизации поликарбоната рекомендуются не-
которые соединения с системой сопряженных двойных связей и эфиры фосфо-
ристой кислоты.
Ниже приведены свойства некоторых стабилизаторов — соединений с си-
стемой сопряженных двойных связей:
Содержание
парамагнит-
ных частиц
на 1 г стаби-
лизатора
Молекуляр-
ный вес
Температура
плавления нли
разложения,
Полифенилацетилен (ПФА) . . . .
Полинафталнн (ПН)...............
Сополимер нафталина с бензолом
(НБ).........................
Полихннондиоксин (ПХД).........
Продукт взаимодействия антра-
цена с серой (AS)..............
7,0*1015 6000 188—192
1,3* 1018 650-700 350
2,9* 1019 900 300
3,5-1018 - 350
3,0 - 1018 - 300
Исследования кинетики поглощения кислорода (рнс. 6), потерь массы
(рис. 7) н изменения характеристической вязкости (рис. 8) при ингибирован-
ном термоокнсленни поликарбоната показывают, что такие соединения с со-
пряженными двойными связями, как продукты взаимодействия антрацена с се-
рой и полихннондиокснны( а также фосфорсодержащие антиоксиданты (поли-
гард или 2,6-дн-трет-бутил-4-метилфеннловый эфир пирокатехинфосфорнстой
кислоты) являются весьма эффективными высокотемпературными стабилизато-
рами для поликарбоната.
Данные об изменении физико-механических свойств полнкарбонатной плен-
ки, стабилизированной полигардом (тринонилфенилфосфнт), в процессе старения
приведены в таблице.
Изменение физико-механических свойств полнкарбонатной пленки,
стабилизированной полигардом *, при старении на воздухе при 150 °C
Продолжитель- ность старения, сут Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см^ Относительное удлинение при разрыве, %
без стабилиза- тора с полигардом без стабилиза- тора с полигардом
0 600 740 81 91
1 590 730 40 80
2 590 740 15 68
3 570 750 10 65
4 570 745 8 65
5 560 730 3 70
* Концентрация полигарда 1 вес. %.
Антиоксиданты типа ароматических аминов и замещенных фенолов не ин-
гибируют процесс термоокисления поликарбоната.
416
Время, мин
Рис. 6. Кинетические кривые термоокислительной деструкции поликарбоната
дифлон в присутствии различных стабилизаторов (РО2»500 мм рт. ст., тем-
пература 300 °C, концентрация стабилизатора 2%):
/—без стабилизатора: 2—бис(5-метил-3-7’рет-бутил-2-оксифенил)моиосульфид (стабилиза-
тор СаО-6); 3—НБ; 4—ПН; 5—ПХД; б—AS; 7—ПФА; 8—полигард; 9—2.6-ди-трег-бутил-
4-м е тил фен иловый эфир ПКФ; /0—22-46; //—иеозон Д.
Рис. 7. Зависимость потери мас-
сы поликарбоната, стабилизиро-
ванного различными антиоксидан-
тами (2%), от температуры при
нагревании на воздухе (скорость
нагревания 5 °С/мии):
1—без стабилизатора; 2—ПФА; 3—AS.
4—полигард; 5—ПХД; б—НБ.
О 100 200 300 W0 $00
Температура^
14 Зак. 279
Рис. 8. Изменение характери-
стической вязкости при термо-
окислительной деструкции
поликарбоната дифлон в при-
сутствии различных стабили-
заторов (РО2 = 500 мм рт. ст.,
температура 300 °C, концен-
трация стабилизатора 2%):
1—без стабилизатора; 2 —поли-
гард; 3 —AS; 4—ПФА; 5—ПХД;
б —НБ.
Стабилизация полиамидов
Наиболее эффективными стабилизаторами против термоокисления полиами-
дов являются ароматические амины: N-фенил-р-нафтиламин (неозон Д), N,N'-
ди-р-нафтил-п-фенилендиамнн (ДНФДА), 2,2'-фениламинофеноксидиэтиловый
эфир (стабилизатор Н-1).
Рис. 9. Кинетические кривые термо-
окислнтельной деструкции полиамида
П-68 в присутствии различных ста-
билизаторов (РО2 = 200 мм рт. ст.,
температура 200 °C, концентрация
стабилизатора 0,02 моль/кг):
/ — без стабилизатора; 2—2,6-ди-трет-бутил-
4-метилфенол (нонол); 3—2,2г-метилеи-бис(4
метил-6»трет-бу тилфенол); 4—а-пафтол;
5—а-нафтиловый эфир ПКФ; 6—0-рафти-
ловый эфир ПКФ; 7 —2,6-ди-трег-бутил-4-ме-
тилфениловый эфир ПКФ; 8—2.4,6-три-трег-
бутнлфениловый эфир ПКФ; 9—N-фенил*
N-циклогекснл-п-фени лен диамин;
10 —ДНФДА; П —неозон Д.
50 100 150
Время, мин
Довольно эффективны смеси соединений меди с KI и некоторые органиче-
ские производные фосфора, например эфиры пирокатехинфосфористой кислоты
4I8
(ПКФ). Фенолы как стабилизаторы термоокисления полиамидов малоэффок*-,
ТНВНЫ. V
На рис. 9 приведены кинетические кривые термоокисления полиамида П-68
(полигексаметиленсебацинамида) в присутствии различных стабилизаторов.
Наиболее эффективны стабилизаторы ДНФДА и иеозон Д. Высокую ингибирую-
щую 'активность проявляют также эфиры ПКФ. Фенолы менее эффективны при
стабилизации П-68.
Рис. 10. Кинетические кривые термоокисли-
тельной деструкции поликапроамида в при-
сутствии различных стабилизаторов (РОз»
=»ЙОО мм рт. ст., температура 200 °C, концен-
трация стабилизатора 0,02 моль/кг):
/—без стабилизатора; 2—иоиол; а—г.Я'-метилеи-
бис (4-м етил-6-трег-бутил фенол) (стабилизатор 22-46);
4—а-иафтиловый эфир ПКФ; S—2,6- ди -трет- бути л-4-
метилфеииловый эфир ПКФ; (F — 2, 4, 6-три-грег-
бутилфениловый эфир ПКФ; 7— Ы-фенил-М'-цикло-
гексил-п-феиилендиамин; 8— ЬГ-изопропил-ЬГ-феиил-
п-фенилеидиамин; 9— неозои Д; 1Q—ДНФДА.
О Я7 100 150 200
Время, мин
На рис. 10 приведены кинетические кривые уменьшения давления при тер-
моокислительном старении поликапроамида в присутствии различных антиок-
100 200
Время, мин
Рис. 11. Кинетические кривые термоокислительиэй деструкции П-12 в при-
сутствии различных стабилизаторов (POg = 200 ммрт, ст., температура 170 °C):
без стабилизатора: 2—ДНФДА (0,5#); 3—Си(СНзСОО)г(0,008Ю + К1 (0,05м): 4—Н-1 (ОЛЮ-
сидаитов. Для этого полиамида ароматические амины и фосфорсодержащие
стабилизаторы (эфиры ПКФ) также являются весьма эффективными стабили-
заторами.
При окислении полиамида П-12 (полидодекаиамида) наиболее эффективны
ароматические амины (особенно стабилизатор Н-1), а также смесь ацетата
медн с KI (рис. 11).
14*
419
О 50 120 180
время, мин
Рис. 12. Изменение характери-
стической вязкости и уменьшение
давлении при термоокислитель-
ной деструкции поликапроамида
в присутствии N-фенил-р-нафтил-
амина (РО2 ==200 мм рт. ст., тем-
пература 200 °C):
/, 2—без стабилизатора; 2'— N-
фенилф-нафти ламин.
Рис. 13. Изменение характеристи-
ческой вязкости при термоокисли-
тельной деструкции на воздухе П-12
в присутствии различных стабили-
заторов (температура 100 °C):
1 — без стабилизатора; 2—Н-1 (0,5%)»
8—ДНФДА (0,5%); 4—Си(СН3СОО)2 (0,2%) +
+ ККО.02%). -
Время, сут
О 30 60 90 120 150 180 210 2Ь0 270 300
Время, мин
Рис. 14. Изменение показателя текучести расплава при термоокислительной
деструкции полиамида П-68 на воздухе (температура 200 °C):
Z—беэ стабилизатора; 2—2246 (0,05%); ?—ДНФДА (0,05%); <-22-46 (0,5%); 6—ДНФДА (0,5%).
Действие стабилизаторов наряду с замедлением поглощения кислорода про-
является н в сохранении молекулярного веса полиамидов. Так, при окислении
поликапроамида в отсутствие ингибитора (рис. 12) наблюдается резкое сниже-
е«
Рис. 15. Изменение ударной вязкости (а) и разрушающего напряжения при
статическом изгибе (б) нестабилизированного (/) и стабилизированного
0,5% ДНФДА (2) и 0,5 % неозона Д (3) П-68 при термоокислительной де-
струкции на воздухе (температура 90 °C).
«не характеристической вязкости раствора полиамида в ж-крезоле уже в на-
чале процесса. В присутствии неозона Д вязкость сначала даже несколько по-
время, сут
Рис. 16. Изменение ударной вязкости при термоокислительной деструкции
на воздухе П-12 (температура 120 °C):
/—без стабилизатора; 2—Н-1 (0,5%); 3—Си(СН,СОО)2(0,2%) + КЦ0,02%); 4—ДНФДА (0,5%).
вышается. Только по окончании периода индукции вязкость начинает умень-
шаться, причем не так резко, как в отсутствие стабилизатора.
При тепловом старении ца воздухе (100 °C) молекулярный вес нестабилизи-
рованного П-12 резко уменьшается уже в первые сутки. Введение ароматиче-
ских аминов (ДНФДА и Н-1) значительно замедляет деструкцию П-12 (рис. 13).
421
„При исследовании эффективности стабилизаторов путем определения пока*
вателя текучести расплава получены аналогичные результаты ароматические
амины проявляют значительно более высокую ингибирующую активность, чем
замещенные фенолы (рис 14)
Кинетические кривые изменения физнко-механических свойств нестабилизи-
рованных н стабилизированных полиамидов П 68, П-12 и стеклонаполненного
капрона (КВС) при длительном тепловом старении на воздухе приведены на
рис 1&—17
фсмя, сут
а
Рис. 17. Изменение разрушающего напряжения при статическом изгибе (а)
и ударной вязкости (б) при термоокислительиой деструкции КВС на воздухе
/, /'--без стабилизатора; 2, 2'—Н-1 (0,бх), 3—Си(СН3СОО)2 (0,00890 и KI (0,05#); /, 2. 3—при
125 ®С, /', 2'—при 150 °C.
О 10 29
Времял сут
Введение наиболее эффективных антиоксидантов ДНФДА, Н-1, а также
смеси ацетата меди и иодида калия способствует длительному сохранению ис*
ходных физико-механических показателей.
АНТИСТАТИКИ
Антистатики — вещества, способные при добавлении к синтетическим смо-
лам и пластмассам уменьшать электризацию полимерных материалов в процессе
их переработки и эксплуатации изделий из них Способность полимерных мате-
риалов накапливать заряды статического электричества объясняется тем, что
по своим свойствам большинство этих материалов (полиолефины, полистирол,
поливинилхлорид и др) являются диэлектриками, т е обладают большим
удельным поверхностным (р«) и объемным (pv) электрическим сопротивлением
(Ю14—Ю16 Ом и 1016—1017 Ом см соответственно), а следовательно, ничтожно
малой проводимостью Высокие показатели диэлектрических свойств полимерных
материалов способствуют накоплению электростатических зарядов на трущихся
поверхностях изделий, искровые заряды статического электричества могут вы-
звать взрывы и пожары легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, огне-
опасных газовых смесей, пыли Кроме того, электризация способствует сильному
загрязнению пластмассовых изделий, а также увеличению скорости нх химиче-
ской деструкции, при которой возможно выделение токсичных веществ Устра-
нение зарядов имеет большое экономическое значение, так как электростатиче-
ские помехи на разных стадиях производства и переработки синтетических мате-
риалов являются причиной брака продукции, резко снижают скорости работы
машин и аппаратов, а следовательно, препятствуют повышению производитель-
ности труда
Действие антистатиков основано на повышении проводимости материалов и
обусловленной этим утечке зарядов Оценку действия антистатиков производят
по уменьшению р«, электростатического потенциала трения ф и полупериода
утечки электростатических зарядов т, а также измерением ру Действие анти-
статиков (прн 20°C и относительной влажности 65%) считают отличным, если
т меньше 0,5 с (р8 не больше 1010 Ом), при хорошем действии антистатиков т
составляет 0,5—2,0 с (р8 === 1010—1012 Ом), при умеренном равно 2,0—10,0 с
(р8 = 1012— 10й Ом), прн слабом достигает 10,0—100 с (р8 = 1014— 1015 Ом),
при более длительном полупериоде утечки электростатических зарядов (р« =
= 1016 Ом и больше) антистатический эффект отсутствует
Практически неэлектризующимиср считаются материалы, у которых pv не
превышает 106 Ом см Для производств, где применяются или получаются такие
вещества, специальные мероприятия по защите от статического электричества не
требуются Твердые тела (pv менее 109 Ом см), если их не дробить и не распы-
лять, не накапливают заметных количеств статического электричества При пе-
реработке жидких веществ с рв не более-1010 Ом см и твердых с рв не более
109 Ом см в целях предотвращения заметного накопления зарядов достаточно
тщательно заземлить все проводящие части оборудования и обеспечить контакт
между перерабатываемым веществом и оборудованием
В качестве антистатиков для пластмасс применяют^ поверхностно-активные
вещества (ПАВ) и электропроводящие наполнители (сажа, графит, порошки
металлов)
423
ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА
КАК АНТИСТАТИКИ ДЛЯ ПЛАСТМАСС
Алкамон ДЛ. Соль четвертичных аммониевых оснований. Представляет
собой прозрачную жидкость от желтого до красно-коричневого цвета. Хорошо
растворяется в мягкой н жесткой воде, бензоле, этиловом спирте; не раство-
ряется в эфире, уайт-спирите, четыреххлористом углероде.
Алкамон Н. Четвертичные аммониевые соли диэтиламинометильных произ-
водных диэтнленгликолевых эфиров насыщенных и ненасыщенных высших жир-
ных спиртов с метил бензолсульфон атом. Легко смешивается с жесткой и мяг-
кой водой, образуя устойчивые эмульсии; хорошо растворяется в спирте, бен-
золе; слабо — в четыреххлористом углероде и эфире; не растворяется в уайт-
спирите. Устойчив при хранении.
Алкамон ОС-2 (ГОСТ 10106—62). Смесь бензолсульфонатов метилдиэтил-
аминометильных производных диэтиленглнколевых эфиров высших жирных
спиртов. Густая вязкая масса от желтого до желто-коричневого цвета. Легко
смешивается с дистиллированной водой, образуя устойчивую эмульсию; в жест-
кой воде выпадает в осадок, умеренно растворим в спирте, бензоле (^5%)»
слабо — в четыреххлористом углероде, уайт-спирите; не растворяется в эфире.
Устойчив при хранении.
Амииы Су — С9 (перегнанные). Подвижная прозрачная бесцветная жид-
кость. Молекулярный вес 129. Темп. кип. 105—200 dC, коэффициент нейтрализа-
ции 77,0 мл 0,1 н. раствора НС1 на 1 г продукта.
Амииы Clfi — С9П (перегнанные). Воскоподобное вещество белого цвета с
запахом аммиака. Молекулярный вес 269. Темп. кип. 135—270 °C (7—10 мм рт.
ст.), коэффициент нейтрализации 32,1 мл 0,1 н. раствора НС1 на 1 г продукта.
Вспомогательные вещества ОП-7 и ОП-10 (ГОСТ 8433—57). Продукты
взаимодействия полиэтиленгликолевых эфиров моно- н диалкилфенолов .
О— (СН2СН2О)ЛСН2СН2ОН О—(СН2СН2О)ЛСН2СН2ОН
I I R
R R
с окисью этилена, где R— алкил, содержащий 8—10 атомов С, п == 6—7 (для
ОП-7) и 10—12 (для ОП-Ю).
Представляют собой мазеобразные вещества коричневого цвета; pH 6—8.
Водорастворимый препарат Б-300. Вязкая жидкость коричневого цвета.
Выравниватель А (ТУ МХП 4358—55). Четвертичные аммониевые соли
диэтиламинометильных производных полиэтиленгликолевых эфиров алкилфе-
нолов
где R— алкил, содержащий 8—10 атомов С; R/=R или Н; п = 10—12.
Представляет собой вязкую массу темно-коричневого цвета. Хорошо рас-
творяется в мягкой и жесткой воде, в этиловом спирте, в меньшей степени —
в бензоле (~5%), плохо—в четыреххлористом углероде, ие растворяется
в эфире, уайт-спирите. Устойчив при хранении.
Ди(2-этилгексил)фосфат натрия (ДАФОН) технический (ТУ П-708—70)*
Натриевая соль ди (2-этилгексил) фосфорной кислоты
424
(СНзСНаСНаСНгСЩСгВДСНгОЬР^СЖа. Представляет собой маслообразное
вещество желтоватого цвета. Молекулярный вес 344. Темп. пл. 185—490 °C
(плавится с разложением). Содержание примеси три (2-этилгексил) фосфата
3 вес. %, фосфора не более 9,0%, влаги не более 1,0%. Кислотное число не
более 0,5.
Диэтаиоламид кислот фракции Сю — Сю. Пастообразное вещество темно*
желтого цвета. Содержание свободных аминов ~5,5%. Свободная щелочь от*
<утствует. Кислотное число ~0,45.
Ди(диэтаиоламид)додецилфосфииовой кислоты. Прозрачная вязкая жидкость
темно-оранжевого цвета. Содержание основного вещества не меиее 90%.
Карбозолии СП-3 (основание). Воскоподобное вещество кремового цвета.
Содержание основного вещества ~100%. Содержание влаги — следы. Раство-
ряется в перхлорэтилене, уайт-спирите, этиловом спирте и других органиче-
ских растворителях.
Карбозолии СПД-3 (соль). Жидкость желтого цвета. Содержание основ-
ного вещества 25 вес. %, остальное — вода.
Каталин К (алкилбензилпиридииийхлорид). Очень вязкое мазеобразное ве-
щество темно-коричневого цвета
где R — алкильный радикал С12—Сю.
Кси лита ль 0-10. Смесь полиэтилеигликолевых эфиров олеатов аигидрокси-
литов. Маслообразная жидкость или паста желто-коричневого цвета; ее
10%-ный водный раствор слегка мутный.
Оксамии С-2. Продукт взаимодействия алкиламина с окисью этилена. Пред-
ставляет собой воскообразную массу светло-желтого цвета. Молекулярный вес
более 300. Содержание золы в виде сульфатов 0,02—0,04%, полиэтиленгликолей
<0,7—1,0%. pH 1%-иого водно-спиртового (1:1) раствора 9,4—10,0.
Оксаиол ЦС-17. Продукт взаимодействия высших спиртов с окисью этилена.
Представляет собой воскообразную массу светло-желтого цвета. Темп, крист.
39,5—40 °C. Содержание влаги ~0,3%.
Оксаиол 0-18 (ТУ 6-14-174—67). Продукт взаимодействия высших спиртов
с окисью этилена. Пастообразная масса от кремового до желтого цвета.
Темп, затверд. 35—37 °C. Содержание золы (в виде сульфата) не более 0,12%,
железа не более 0,003%. pH 10%-иого водного раствора не более 8,5. Иодное
число 14,5—18.
Оксамин Л-15 (ТУ 6-14-163—67). Продукт взаимодействия алкиламина
с окисью этилена. Вязкая жидкость темно-коричневого цвета. Содержание поли-
этиленгликолевых производных аминов в пересчете на азот не менее 1,5%; золы
в виде сульфата не более 0,5%; железа не более 0,005; меди не более 0,0003%;
марганца не более 0,0001%.
Препарат ОС-20 (ВТУ МХП 8433—57). Смесь полиэтилеигликолевых эфиров
«ыеших жирных спиртов общей формулы RO(CH2CH2O) ПСН2СН2ОН, где R —
влиил, содержащий 16—18 атомов С, п =» 19—24. Представляет собой воско-
образную массу от белого до светло-коричневого цвета.
< Проксаиол 172 и 224. Продукты взаимодействия высших спиртов с окисью
этилена и окисью пропилена. Жидкости светло-желтого цвета.
Проксаиол 228. Продукт взаимодействия высших спиртов с окисью этилена
<и окисью пропилена. Мазеобразное вещество желтого цвета.
«Прогресс» — вторичные алкилсульфаты (СТУ 45-1875—64). Прозрачная
жидкость светло-желтого цвета. Содержание основного вещества 20%. Основ-
ные примеси: изопропиловый спирт, углеводороды, сульфат натрия.
Сиитаиол ДС-10 марка Б (ТУ 6-01-132—67). Продукт взаимодействия
высших спиртов (фракции Сю—Сю) с окисью этилена. Воскообразное вещество
светло-желтого цвета. Темп, затверд. ~ 30 °C. Содержание основного вещества
425
to
о
Удельное поверхностное электрическое сопротивление пластмасс
при поверхностной антистатической обработке
Ом
Антистатик
Растворитель
Концентрация
раствора
антистатика,
вес. %
полистирол
полиметил-
метакрилат
полиэтилен
высокого
давления
полиэтилен
низкого
давления
Без антистатика .......
Алка мои ДЛ........ .
Алка мои Н . ..........
Алкамон ОС-2...........
Амины С7—С9
Амины С1б—С2о
Вещество ОП-7 . <, . < .
Вещество ОП-Ю..........
Водорастворимый препа-
рат Б-300 ...........
Выравниватель А . . < .
Ди(диэтаноламид)доде-
цилфосфиновой кислоты
Диэтаноламид кислот
фракции Сю—Си . . . .
Карбозолин СП-3 . . . ,
Карбозолин СПД-3 . . . .
Катапин К .............
Ксидаадь Q-10 ♦ ♦ < < .
Вода
>
Этиловый спирт
То же
Вода
Этиловый спирт
Вода
Этиловый спирт
То же
»
Вода
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
1,0-1016
5,0 • 108
1,8 -109
6,7-109
3,3-10»—
—3,3 -1012
3,3.1012
3,0-10»
6,8 - Ю10
7,7 -109
3,8- 101°
5,9-101°
3,6-1010
1,5 -109
2,4 -109
1,9-10”
6,0 - Ю16
4,3 -108
2,0 • 109
2,0 -109
5,6-10й
2,6 -108—
—3,6 -109
6,7 -109
1,9-101°
6,1 -1010
2,1 -109
3,5 109
>8,0-10»
1,6 - Ю9
1,5 • 101°
2,0 • Ю9
8,0-10»
6,3 • 1012
1,3-10”
3,8-10”
4,3 -1010
4,2.109
1,9 • 10
2,2-1010
2,4 • 108
3,1 - Ю8
4,7 - 10 й
>8,0-1015
1,4 • 109
1,1-10»
3,9 -109
8,2- 1010—
-4,1 10»
2,6-1012
3,4 -1012
3,6-10»
3,8 109
2,5 -1010
2,9* 108
5,0 * 108
Оксамин С-2 .......
Оксанол ЦС-17..........
Оксамин Л-15...........
Оксанол 0-18...........
Проксанол 172..........
Проксанол 224 .........
Проксанол 228 .........
«Прогресс» (вторичные
алкилсульфаты) . . . .
Синтамид-5 ............
Синтамид-10............
Сиитаиол ДС-10 (марка Б)
Синтаиол ЦС-20 (марка А)
Стеарокс-6 ............
Сульфанол НП-1.........
Сульфонат А.............
Триметилалкиламмоний
хлорид ................
Триэтаноламино вая соль
лаурилсульфата . . . .
Этамон ДС..............
(2-Этилгек сил)феиилфос-
фат натрия.............
Этиловый спирт
То же
»
»
>
Вода
Этиловый спирт
ТО же
»
»
Вода
»
Этиловый спирт
То же
Вода
Этиловый спирт
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
10,0
2,0
2,0
4,0
2,0
2,0
4,0
2,5
2,0
5,0
2,0
2,0
5,5-10й
7,0 -1010
1,7-10“
3,0 -10”
4,6 • 1012
8,9-10“
5,0 -10”
1,8-10®
8,2 • 109
2,0 -10”
6,4 • 108
3,5 -1010
2,6-1010
1,5 -109
4,0 -108
7,4 -108
9,8 -108
4,3 • 109
9,8 -10”
7,0 • 10”
5,6 -10”
6,4-10“
1,8-10“
3,0 • 109
3,8 • 109
6,4-109
4,9 • 109
1,0-10”
2,2 • 10”
3,8 -10”
6,9 • 109
2,7 -108
2,0 -109
3,0 • 108
2,7-109
Примечание. измеряли по ГОСТ 6433. 2 —71 при 20±3 °C и относительной влажности 65±5%.
1,3-10“
3,7 -10”
3,6-10“
6,0-10“
6,5 • 10“
6,5 • 10“
3,0-1012
1,2 -109
3,6-109
2,0 • 10®
2,3 • 10”
6,0 -10®
2,2 • 109
1,6 • 10®
1,3-Ю9
3,5-10“
3,1 • 10®
2,0-Ю11
5,3 -10”
5,9 -10“
2,8 • 10“
1,6-1015
2,4 • 1012
1,2 • 109
2,6 • 109
2,6 • 10®
3,7 -10”
1,1 -10”
2,4 • 109
1,1 -109
1,1 • ю9
6,5 10”
50%, железа не более 0,005%, влаги не более 5%. pH 10%-ного водного рас*
твора 6,5—7,5.
Синтаиол ЦС-20 (марка А). Продукт взаимодействия цети л стеа рядового
спирта с окисью этилена. Воскообразное вещество светло-желтого цвета, общей
формулы R(CH2CH2O) пОН, где R — цетил стеарат, п = 20.
Стеарокс-6 (ГОСТ 8980—59). Полигликолевый эфир жирных кислот общей
формулы R—СОО(СН2СН2О) пН, где R — остаток стеариновой, олеиновой или
другой жирной кислоты; п 6. Хорошо растворяется в бензоле, слабо —
в уайт-спирите (<1%); в эфире и этиловом спирте образует мутные растворы.
В мягкой воде образует устойчивые эмульсии. В жесткой воде эмульсия рас*
слаивается. Внешний вид — сиропообразная или пастообразная масса от светло*
желтого до светло-коричневого цвета.
Сульфанол НП-1 (СТУ 110-37—61). Смесь натриевых солей алкилбензол-
сулъфокислот с алкильными радикалами изостроения CnHan+iCeHgSOeNa, где
п = 12—15. Порошкообразное вещество желтого цвета. Содержание основного
вещества 55%. Молекулярный вес 350—400. Основные примесн: сульфат натрия,
вода.
Сульфонат А (МРТУ 6-01-34—65). Смесь натриевых солей алкилсульфо*
кислот CnH2n+iSO3Na, где п = 12—18, полученная из фракции парафинистого
деароматизнрованного керосина (180—320°C). Воскообразное вещество светло-
желтого цвета. Содержание основного вещества 80%. Основные примеси: угле-
водороды, хлорид натрия, вода.
Синтамиды. Оксиэтилированные моноэтаноламиды синтетических жирных
кислот. Представляют собой сиропообразную или пастообразную массу светло-
желтого цвета. Темп. пл. (твердых синтамидов) ~50—60 °C.
Триэтаиоламиновая соль лаурилсульфата, Жидкость темно-красного цвета.
Содержание основного вещества 40%.
Триметилалкиламмоиийхлорид
- СН3 л*
R—N—СН3 СГ
- СНЭ ••
где R—алкил, содержащий 12—20 атомов С.
Натриевая соль (2-этилгекеил)-феиилфосфориой кислоты
ОС6Н5
СН3(СН2)3СНСН2О—Р—ONa
С2Н, О
Представляет собой порошок серовато-белого цвета. Темп. пл. ~ 145 °C (пла-
вится с разложением). Содержание фосфора 10,5—11,0%, натрия 7—7,5%, влаги
до 1,0%. Растворяется в толуоле, воде, спиртах, четыреххлористом углероде.
Этамои ДС. Соль четвертичных соединений аммония. Мазеобразное веще-
ство желтого цвета.
Указанные ПАВ, за исключением аминов, ди (2-этилгексил) фосфата натрия,
оксанола ЦС-17, оксамина С-2, триметилалкиламмонийхлорида и синтамидов,
в основном применяются как антистатики в текстильной промышленности.
Однако они проявляют антистатический эффект и при обработке пластмасс.
Оксамин С-2 н оксаиол ЦС-17 предназначаются главным образом в качестве
антистатика для полиэтилена высокого давления.
При Использовании ПАВ в качестве антистатиков для пластмасс их
0,5—10%-ные растворы (в воде, спиртах, ацетоне и др.) наносят на формован-
ные изделия погружением, пропиткой или распылением с последующей сушкой
(например, при комнатной температуре на воздухе в течение 1—2 суток; в ва-
кууме 3—5 мм рт. ст. при 25—30 °C в течение 3—5 ч или при 50—60 °C в те-
чение 20 ч) либо вводят в пластмассы (0,05—10,0 вес.%) при вальцева-
нии, экструзии или смешении в пл а стосмесителе типа «Бенбериж. Действие
428
Удельное поверхностное электрическое сопротивление пластмасс
при внутреннем введении антистатиков в процессе вальцевания
Антистатик
Количе*
ство вве-
денного
антиста-
тика*
вес. %
Рч. Ом
О
полиэтилен
высокого
давления
полиэтилен
низкого
давления
——---------а
полистирол
Без антистатика ..........
Алкамон ДЛ................
Алкамон Н ................
Алкамон ОС-2..............
Амины Cf—С9...............
Амины Си—С9о..............
Вещество ОП-7.............
Вещество ОП-Ю.............
Выравниватель А...........
Ди (2-этилгекснл)фосфат на-
трия .....................
Диэтаноламиды кислот фрак-
ции Сю—Ci в .......
Карбозолин СП-3...........
Карбозолин СПД-3..........
Ксилиталь 0-10............
Оксанол 0-18.......... .
Оксамни С-2...............
Оксанол ЦС-17.............
Проксанол 172.............
Проксанол 224 ............
Проксанол 228 ............
«Прогресс> (вторичные ал-
килсульфаты) .............
Синтамид-5................
Синтамид-10
Синтанол ДС-10 (марка Б) . .
Синтанол ЦС-20 (марка А). .
Стеарокс-6................
Сульфанол НП-1............
Сульфонат А...............
Триметилалкиламмонийхлорид
Триэтаноламиновая соль лау-
рилсульфата ..............
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
0,5
2,0
1,0
2,0
1.0
4,0
1,0
4,0
2,0
0,2
1,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
10,0
2,0
2,0
4,0
2,0
2,0
4,0
2,5
2,0
5,0
>8,0 • 1015
7,8- 1013
9,3 • 10»
3,3 • 1012
1,8-10»
4,1 • 1012
9,0-10"
13-Ю12
4,3 • 1012
6,7-1010
3,8-10"
7,2-1010
1,2-10"
43 • 10"
9,8-10’
6,6 • 10»
3,1 -10»
3,0-1012
3,6-10"
4,2-10"
2,2-10"
1,9-10»
2,3-10"
2,6 -10"
1,4-10"
4,6 • 1010*
3,3 -10"—
—1,8 • 10"*
5,2-1010
2,5 • 10"
1,6 • 10" —
—2,1 • 1012
7,3-10"
1,8 • 10’
2,2 • 103
3,1 • 10"
>8,0-10"
1,7-1015
4,1 -10"
>8,0-10”
> 8,0-10"
3,3-10"
8,2-1013
2,8 -10"
3,2-1012
8,2-10"
8,5 • 10"
1,8- 10"
7,3-10"
2,2 • 10"
5,0 • 10»
1,8-10"
3,8-1013
3,5-10"
2,7 • 10»
8,7-1013
9,8 • 10"
9,8 -10"
1,2-10"
2,9 • 10"
7,4 -10»*
2,8-10"
2,6-10"
1,9-10"
1,6-10"
23 • 10»
1,8 - 10е
2,1 -10’°
1,0 • 10"
1,9-10"
(9,1-10")
8,7-10"
(4,4 • 10")
(4,6-10")
> 8,0-10"
(5,3-10")
1,0-10"
(7,3 -10")
2,1 • 10"
4,6 • 10"
9,9-10"
(1,8-10»—
—9,1 • 10")
(7,0-10")
(4,1 • 10")*
(9,0 • Ю12)*
(3,5 • 10")
(9,1 • 10»)*
(73*Ю10—
-2,7-10")*
(1,1 -108)*
429
Продолжение
Антистатик
Количе-
ство вве-
денного
антиста-
тика,
вес. %
Рс* Ом
О
полиэтилен высокого давления полиэтилен низкого давления полистирол
Этамон ДС.................
(2-Этилгекснл)фенилфосфат
натрия ..................
7,4 * 10“
4,1 1010
(7,3* 1013—
—3,2-10“)
1,2*10“
3,6- 1012
I
Примечания: 1. р$ измеряли по ГОСТ 6433. 2—71 прн 20±3 °C н относительной
влажности 65±5К через 2 суток после изготовления образцов. 2. В скобках даны значения
Ps пластмасс, в которые антистатики вводили в процессе экструзии. 3. Звездочкой отме-
чены полимеры с 1 вес. % антистатика.
антистатиков при поверхностном нанесении непродолжительно из-за трения и их
нестойкости к промыванию растворителями При поверхностном нанесении анти-
статический эффект зависит от концентрации раствора антистатика и вида
растворителя, а при 'внутреннем введении — от количества вводимого анти-
статика и способа введения. Действие антистатиков (ПАВ) также зависит от
их собственной природы, строения полимеров, в которые они вводятся, от тем-
пературы и относительной влажности воздуха, ,а также от времени, прошедшего
с момента изготовления образцов. Продолжительность антистатического дей-
ствия может быть повышена введением в раствор различных полимерных свя-
зующих (например, поливинилацетата). Поверхностное нанесение эффективно
только для материалов с хорошей адсорбционной способностью. При внутрен-
нем введении действие антистатиков более длительно. Эффективность действия
в этом случае объясняется их миграцией на поверхность пластмасс и созданием
на ней слоя с повышенной адсорбционной способностью, поглощающего из воз-
духа заряженные частицы, которые нейтрализуют заряд, или влагу, повышаю-
щую поверхностную проводимость.
В таблице (см. стр. 424, 425) приводятся данные об удельном поверхностном
электрическом сопротивлении (ps) пластмасс, подвергнутых поверхностной
антистатической обработке. При этом большинство антистатиков (ПАВ) обла-
дает хорошим антистатическим эффектом, так что ps обработанных ими образ-
цов снижается на 5—7 порядков по сравнению с исходными материалами. При
внутреннем введении антистатиков в большинстве случаев антистатический эф-
фект ниже (см. табл, на стр. 426).
На рис. 1 показана зависимость 1g рв полистирола от концентрации рас-
твора алкамона ОС-2.
Ниже приведены данные о зависимости удельного поверхностного (рв) и
объемного (рв) электрического сопротивления полиэтилена высокого давления
от количества вводимого оксамнна С-2 (температура 20±3 °C, относительная
влажность 65 ± 5°/о):
Количество
антистатика, р qm р Ом-см
вес. % s v
— >8,0-IO15 >2,0-IO16
0,01 6,7-1014 >2,0-IO16
0,05 1,5-IO13 >2,0-10ie
0,10 2.4-1013 >2,0-10le
Количество
антистатика,
вес. %
0,50
1,00
2,00
Ps» Ом
2,2* 10“
4,3 • 1010
2,7 • 1010
p0, Om-cm
>2,0* 10ie
>2,0- 10ie
>2,0* 10ie
Отсюда видно, что с увеличением количества антистатика ра понижается, в то
же время рв полиэтилена практически не изменяется. Последнее обстоятельство
430
свидетельствует о возможности применения пластмасс с антистатическими свой-
ствами в электротехнике и электронике.
На рис. 2 показана зависимость 1g р» полиэтилена при введении антиста-
тиков от относительной влажности воздуха.
Хотя прн поверхностном нанесении антистатика его действие менее дли-
тельно, чем при внутреннем виедеиии, оно сохраняется довольно продолжитель-
ное время. Так, при обработке полистирола н полиметилметакрилата 2%-нымн
Концентрация раствора алкамона 0С-2> Вес.°1о
Рис. 1. Зависимость 1g р5 полистирола от концентрации рас-
твора алкамона ОС-2:
1 — бензол; 2 — 1,2-дихлорэтан; 2—диметилформамид.
водными растворами алкамоиа ДЛ и вещества ОП-7 хороший антистатический
эффект сохраняется более месяца (см. таблицу).
Стабильность антистатических свойств полистирола и
полиметилметакрилата при поверхностном нанесении антистатиков
(при 20+2 "С и относительной влажности 65+3%)
Рс> Ом
О
Полимер
Антистатик
(2%~ный
водный
раствор)
в момент
нанесения
через 5 сут
через 10 сут
через 30 сут
Полистирол
Полиметилмет-
акрилат
Алкамон ДЛ
Вещество
ОП-7
Алкамон ДЛ
Вещество
ОП-7
5,0 • 108
3,0- 10й
4,3 -108
5,6 -1011
6,5 • 10s
1,0-1011
8,0 • 108
6,2 • 1010
8,0-108
5,7 - 1010
9,2 * 108
9,2-1010
1,2* 10э
8,4. 1010
1,4.10э
1,0-101*
При внутреннем введении антистатиков в пластмассы антистатический эф-
фект может сохраняться практически в течение нескольких лет. При этом опти-
мальные показатели антистатических свойств устанавливаются не сразу после
изготовления образцов, а в течение некоторого времени (рис. 3).
431
Ниже приводятся данные о зависимости удельного поверхностного электри-
ческого сопротивления р« и полупериода утечки заряда т полиэтилена низкого
давления от количества вводимого ди(2-этилгексил) фосфата натрия:
Количество
Количество
антистатика,
вес. к
Р<,. Ом
О
О 2,3'1017
0,1 4,6* 10й
0,5 3,2 - 1012
г, с
5500
490
190
антистатика,
вес. %
1.0
2.0
5,0
Ps. Ош
2,0 • 101а
8,2-10“
3,8-10"
г, с
70
3,2
1,9
Из этих данных видно, что между ря
И
Рис. 2. Зависимость 1g р$ полиэти-
лена высокого давления при введе-
нии антистатиков от относительной
влажности воздуха при 20±3°С:
/ —1 вес. % оксамина С-2; 2-1 вес. Кокса-
нола ЦС-17.
Относительная Влажность Воздуха,
При введении ПАВ в пластмассы их физико-механические свойства практи-
чески не изменяются или изменяются крайне незначительно (исключение со-
ставляет полиэтилен низкого давления). Показатели физико-механических
Рнс. 3. Зависимость 1g р$ полиэти-
лена при введении 1 вес. % окси-
этилированного лауриламина от вре-
мени после изготовления образцов
(20 ± 3 °C,„ относительная влажность
65 ±5 %):
/—полиэтилен высокого давления; 2—поли-
этилен низкого давлении.
свойств полиэтилена, подвергнутого антистатической обработке, приведены
в таблице на стр. 432.
Антистатические свойства пластмасс при внутреннем введении ПАВ могут;
быть улучшены путем пластификации. Так, если при введении 2 вес.% оксанола
ЦС-17 в полистирол его ра составляет лишь 9,9* 10й Ом, то для образца, пла-
стифицированного 5 вес.% дибутилфталата, оно составляет уже 2,4-1013 Ом.
На основе термопластов и ПАВ разработаны антистатические лаки и ком-
позиции
Лаки АСЛ-1 и АСЛ-2 (ТУ 6-05-041-391—72). Лак АСЛ-1 представляет
собой продукт лаковой полимеризации метакриловой кислоты в среде этило-
вого спирта, а лак АСЛ-2 — продукт нейтрализации лака АСЛ-1 водным рас-
твором щелочи. Оба лака — вязкие прозрачные жидкости.
432
Физико-механические свойства полиэтилена
при внутреннем введении антистатиков
Антистатик (2 вес. X)
Полиэтилен низкого
давления
- --- - - * - —
Полиэтилен высокого
давления
ffT,
кгс/см 2
аР>
кгс/см 2
отн»
К
ат»
кгс/см 2
КГС/СМ2
®оти»
к
Без антистатика .......
Алкамон Н . . .........
Алкамон ОС-2...........
Вещество ОП-7..........
Вещество ОП-Ю..........
Ди(2-этилгексил)фосфат
натрия ..............
Диэтаноламиды кислот
фракции Сю—С]б . . . .
Карбозолин СП-3 (4 вес. %)
Карбозолин СПД-3
(4 вес. %)...........
261
253
254
262
258
241
251
247
242
Оксамин С-2.............
Оксанол ЦС-17...........
Препарат ОС-20..........
Стеарокс-6..............
Триметилалкиламмоннй
хлорид .................
(2-Этилгексил)фенилфос-
фат натрия • ••••••
245
253
249
245
263
231 625 135
129 210 138
149 250 121
179 440 130
137 490 131
123 240 112
203 100
150 203 103
20 116
139 240 120
141 200 123
192 630 134
169 600 120
160 340 109
91
158
123
132
139
131
129
П2
145
102
143
113
138
132
88
101
670
530
625
660
634
390
605
658
280—
—610
625
555
640
610
220
lit
Лаки должны отвечать следующим требованиям:
АСЛ-1 АСЛ-2
Содержание сухого вещества в
лаке, %.......................... 23—27
Бромное число, считан на сухую
осноиу, не более................... 20
8-12
Кислотное число............ . . .
Удельное поверхностное электри-
ческое сопротивление сухой плен-
ки лака, Ом, не более...........
Не опреде-
ляется
Не опреде-
ляется
0,5—5,0
То же
1,0 < 1010
Лак АСЛ-1 применяется для нанесения первого покрытия на изделия из
полиметакрилата с целью повышения адгезии лака АСЛ-2. Лак АСЛ-2 пред-
назначается Для нанесения второго покрытия на изделия из полиметилметакри-
лата для придания им антистатических свойств.
Антистатический лак АСЛ-31 (ТУ 6-05-041-465—73). Представляет собой
раствор полиметакриловой кислоты, сульфированного полистирола и канифоли
в этиловом спирте. Визкая прозрачная жидкость желтого цвета.
Лак должен отвечать следующим требованиям:
Содержание сухого вещества в лаке, %............... 19—25
Бромное число, считая на сухую основу, не более ... 20
Кислотное число....................•............... 80—100
Удельное поверхностное электрическое сопротивление су-
хой пленки лака, Ом, не более...................... 1 • 109
433
Лак АСЛ-31 применяется для обработки изделий из полиметилметакрилата
и блочного полистирола с целью предотвращения накопления на них зарядов
статического электричества.
Полистирол блочный с антистатическими свойствами (ТУ 6-05-041-329—71).
Представляет собой продукт модификации антистатиком блочного полистирола
марки Д (ГОСТ 9440—60). Выпускается в виде прозрачных гранул размером
не более 4 X 5 мм диух марок: Д-4Э и Д-5Э.
Должен удовлетиорять следующим требованиям:
Д-4Э Д-5Э
Показатель текучести расплава, г/10 мин, не
менее.......................................... 11 14
Разрушающее напряжение при статическом
изгибе, кгс/см2, не менее..................... 700 700
Ударная вязкость при 20+2°С, кгс • см/см2, не
менее.......................................... 14 14
Теплостойкость по Вика, °C, ие менее........ 80 75
Удельное поверхностное электрическое сопро-
тивление, Ом, не более................... . 1 • 1013 1 • 1012
Блочный полистирол с антистатическими свойствами перерабатывается мето-
дом литья под давлением по следующему режиму:
Температура, °C
расплава............................................ 160—180
формы..................................... 80—100
Давление впрыска, кгс/см2 ........................ 1200—1400
Время, с
выдержки под давлением........................... 20—60
пребывания формы в открытом состоянии .... 10
Антистатический полистирол предназначается для изготовления корпусов
и шкал электроизмерительных приборов, защитных стекол радиоприемников,
приборных досок автомобилей, осветительной арматуры и т п.
Пластик акрилонитрилбутадиен-стирольный светотермостабилизироваиный
с антистатическими свойствами марки С НК-АС (ТУ 6-05-041-374—72). Пред-
ставляет собой продукт модификации сополимера СНК (ТУ Г-162—71) анти-
статиком, светостабилизатором и диуокисью титана. Выпускается в виде гранул
белого цвета
Должен удовлетиорять следующим требоианиям:
Чистота поверхности диска диаметром
100+2 мм и толщиной 2±0,2 мм Поверхность должна
быть чистой. Допуска-
ются включения в коли-
честве не более одной
точки диаметром не
б лее 0,3 мм на 10 см2
поверхности
Показатель текучести расплава, г/10 мин,
не менее....................................... 5
Разрушающее напряжение при растя-
жении, кгс/см2, не менее..................... 240
Ударная визкость, кгс • см/см2, не менее 60
Твердость по Бринеллю, кгс/мм2, не
менее........................................ 6,5
Теплостойкость по Вика, °C, не менее . . 80
Удельное поверхностное < электрическое
сопротивление, Ом, не более........... 2,0* 1012
Коэффициент отражения, не меиее . . . 0,85
434
Пластик СНК-АС перерабатывается методом литья под давлением иа
литьевых шнековых машинах с максимальным объемом впрыска до 63 см9 по
следующему режиму:
Температура» °C
расплава.......................................... 160—170
формы.......................................... 40—50
Давление впрыска, кгс/см2, не менее.............. 1000
Время, с
выдержки под давлением........................... 15—30
пребывания формы в открытом состоянии........ 15—30
Материал перед литьем необходимо подсушивать при 60—70 °C в течение
2 ч При отливке изделий на машинах других типов и марок режим литья
уточняетси.
Экструзия СНК-АС в лист проводится по следующему режиму:
I зона
II зона
150°С III зона............... 170 °C
160 °C IV зона................ 180 °C
Температура каландра 100 °C.
Пластик СНК-АС предназначается для изготовления методом литья под
давлением и экструзии изделий для электротехнической промышленности.
АБС-пластик типа СНП-2 с антистатическими свойствами. Представляет
собой продукт модификации пластика СНП-2 антистатиком. Выпускается в виде
гранул белого и других цветов
Должен удовлетворять следующим требованиям-
Разрушающее напряжение при статическом изгибе,
кгс/см2, не менее................................... 650
Твердость по Бринеллю, кгс/мм2, не менее.............. 10
Теплостойкость по Мартенсу, °C, не менее.............. 90
Удельное поверхностное электрическое сопротивление,
Ом, не более.....................•.................. 1,0* 1011
Пластик СНП-2 перерабатывается методом литья под давлением по сле-
дующему режиму:
Температура, °C
расплава........................................... 190—210
формы....................................... 50—70
Давление впрыска, кгс/см2 ...................... 1200—1400
Время, с
выдержки под давлением......................... 20—40
пребывание формы в открытом состоянии .... 10—15
Пластик предназначается для изготовления корпусов электроизмеритель-
ных, радиотехнических приборов и т. п.
Антистатические композиции иа основе полиэтилена высокого давления
(ТУ 6-05-1627—73), Выпускаются в виде неокрашенных гранул двух марок:
светостабилизированной АС и нестабилизированной А
Антистатические композиции должны удовлетворять следующим требова-
ниям:
Показатель текучести расплава (номинальное зна-'
чение), г/10 мин.............................. 2,0±40%
Количество включений, не более................... 10
Предел текучести при растяжении, кгс/см2, не менее 95
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2,
не менее......................................... 115
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее 550
Удельное поверхностное электрическое сопротивле-
ние, Ом, не более................................. 1,0 • 1012
435
Композиция марки АС применяетси для изготовления пленок, предназна-
ченных для парников и теплиц. Композиции марки А используются дли изгото-
вления пленок, применяемых при упаковке одежды, грампластинок и т. п. Ком-
позиции обеих марок могут также применяться для изготовления неэлектризую-
щихся технических деталей, получаемых разными методами.
Пленка полиэтиленовая антистатическая (ТУ 6-05-1628—73). Выпускается
двух марок: Ба, Беа и Ва, Вса. В наименовании марки буква «а» означает
антистатик, *«с» — стабилизатор.
Должна удовлетворять следующим требованиям:
Марка, Ба, Беа Марка Ва, Вса
Размеры пленки
толщина, мм...................... 0,04—0,12
ширина, мм.................... 500—3000
длина, м...................... 25
Разрушающее напряжение при
растяжении в продольном и по-
перечном направлениях, кгс/см2,
не менее......................... 140
Относительное удлинение в про-
дольном и поперечном направле-
ниях, %, не менее................ 350
Удельное поверхностное электри-
ческое сопротивление, Ом, не
более................................ 1 • 1012
0,04—0,12
1500—3000
25
130
250
ЫО12
Отклонения от размеров по толщине и ширине пленки должны соответствовать
требованиям ТОСТ 10354—63. Пленка обладает пониженной электр из уем остью
и вследствие этого слабой запыляемостыо. Применяется для упаковки грамо-
фоиных пластинок, одежды и т. п. (марка Ба, Ва) и для укрытия парников и
теплиц (марка Беа, Вса).
ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИЕ НАПОЛНИТЕЛИ
Электропроводящие полимерные материалы с пониженным удельным объ-
емным электрическим сопротивлением (р®) получаются при иведении в них
концентрация наполнителя}Вес.°/>
Рис. 4. Зависимость 1g р$ и 1g
полиэтилена высокого давления от
содержания электропроводящих на-
полнителей (20±3°С, относитель-
ная влажность 65 ± 5%):
7 —ацетиленовая сажа (р$); графит
карандашный (ps): 3-графит карандаш-
ный (Рг); 4—алюминиевая пудра (Р$);
5—алюминиевая пудра (Рг): 6— цинковая
пыль (р5), 7—цинковая пыль (pD).
электропроводящих наполнителей: ацетиленовой сажи (ТУ 5—52), графита
карандашного марки ЗКА (ГОСТ 4404—58), алюминиевой пудры ПАК-3
(ГОСТ 5494—50), цинковой пыли и др. Значение р® полимера с электропроводя-
щим наполнителем зависит от количества и вида наполнителя, строения
436
полимера и способа введения наполнителя в полимер. Для повышении эластичности
электропроводящих композиций в них вводят каучуки (например, полинзобути-
лен, полибутадиен и др.). Электропроводящие наполнители вводят при вальце-
вании или при смешении в пластосмесителе типа «Бенбери». Для получения
электропроводящих материалов с р® 102—107 Ом-см необходимо ввести до
нескольких десятков процентов электропроводящих наполнителей. Например,
чтобы превратить каучук в «полупроводник» с р„ порядка 104 Ом-см требуется
не менее 35 вес. ч. ацетиленовой сажи на 100 вес. ч. каучука. Одним из лучших
Физико-механические свойства электропроводящих композиций
Состав композиции
полимер электропроводящий наполнитель полиизобутилен, вес. %
название Количество» вес. % название количеств^, вес. %
Полиэтилен вы-
сокого давле-
ния
100
80
60
70
60
40
40
20
80
60
70
60
40
40
20
80
60
70
60
40
40
20
60
Полиэтилен низ-
кого давления
26
35
30
25
100
55
50
45
26
40
35
65
60
Цинковая пыль
То же
» '
»
»
»
»
Алюминиевая
пудра
То же
»
»
»
>
»
Графит
»
»
»
»
»
»
Ацетиленовая
сажа
То же
»
»
»
Ацетиленовая
сажа
То же
»
»
»
»
»
>
20
20
30
40
40
60
60
20
20
30
40
40
60
60
20
20
30
40
40
60
60
20
36
45
45
45
25
30
35
36
40
45
25
25
135 160 670
*** 105 90 510
20 75 65 510
130 80 220
135 30
20 50 45 370
мм* 140 0
20 30 30 390
190 60
20 125 105 180
315 40
285 20
20 140 100—150
мм* 270 0
20 ПО 0
200 50
20 130 90 130
220 50
255 40
20 150 60
мм* 275 40
20 120 60
20 135 90 330
38 50 100 550
20 130 150 270
25 90 100 370
30 80 90 420
260 230 625
20 165 135 150
20 165 130 110
20 155 130 90
38 ПО ПО 590
20 140 120 100
20 75 115 80
10 260 0
15 230 156 0—60
437
электропроводящих наполнителей является ацетиленовая сажа. При введении
15—30 вес.% сажи р„ и р« смеси резко снижаются (рис. 4 и 5), что связано
с образованием цепочечной сажевой структуры На втором месте по эффек-
тивности действия находится графит. Применение алюминиевой пудры и цин-
ковой пыли нецелесообразно, так как при введении в полиэтилен высокого дав-
ления до 60 вес.% цинковой пыли уменьшения р, и pv практически не наблю-
дается, а при использовании алюминиевой пудры сопротивление начинает
уменьшаться лишь при введении 40 вес.% наполнителя Введение в пластмассы
больших количеств электропроводящих наполнителей (особенно порошков ме-
таллов) значительно ухудшает их физико-механические свойства (см. таблицу).
10 20 30 W 50 60
Концентрация наполнителя
Рис. 5. Зависимость lg ps и 1g рр
полиэтилена низкого давления от
содержания электропроводящих
наполнителей (20±3°С, относи-
тельная влажность 65±5%):
1 — ацетиленовая сажа (Ps); 2—ацети-
леновая сажа (ро); 5— графит каран-
дашные (Ps)t 4—графит карандаш-
ный (Ро)» 5—алюминиевая пудра (Р5);
алюминиевая пудра (Ро).
На основе полиэтилена высокого и низкого давления разработаны различ-
ные электропроводящие композиции и изделия из них
Композиции электропроводящие П2ЭС-2, П2ЭС-3, П2ЭС-4, П2ЭС-5, П2ЭС-6
(ТУ 6-05-041-366—72). Композиции представляют собой* продукты модификации
полиэтилена высокого давления Выпускаются пяти марок в виде гранул чер-
ного цвета размером 1—5 мм, без посторонних включений.
Должны удовлетворять следующим требованиям:
П2ЭС-2
Марки
П2ЭС-3 П2ЭС-4 П2ЭС-5 П2ЭС-6
Разрушающее на-
пряжение при
растяжении,
кгс/см2, не ме-
нее ...........
Относительное
удлинение при
разрыве, %, не
менее .........
Удельное электри-
ческое сопро-
тивление
поверхност-
ное, Ом . .
объемное,
Ом • см . .
70
125
1.10s—
—1 - 10б
1 • 106—»
—1 -108
80 70 85 85
200 100 90 100
1 • 107— 1 • 103— 1 • 103— I • 10’—
—1 • 10» —I • 105 —1 • Ю8 —5 • 10s
1 • 107— 1 • 103— 1 • 103— 1 • 103—
—1 • 10» —1 • 105 —1 • 105 —5 • 10s
438
Электропроводящие композиции марок П2ЭС-2 и П2ЭС-3 предназначаются для
изготовления пленок для упаковки фотобумаги и других изделий, а также для
изготовления листов с пониженной электризуемостью.
Композиции марок П2ЭС-4, П2ЭС-5 и П2ЭС-6 предназначаются для изго-
товления листов, применяемых для покрытия конвейеров, столов и других ра-
бочих мест, где недопустимо накопление зарядов статического электричества,
для изготовлении различных емкЬстей и т. п
Полиэтилен высокого давления электропроводящий П2ЭС-5 (ТУ 6-05-1135—73)
выпускается в виде гранул черного цвета размером 1—5 мм, без посторонних
включений.
Должен удовлетворять следующим требованиям:
Содержание летучих, %, не более.................... 0,08
Показатель текучести расплава при нагрузке 5 кгс,
г/10 мин..........................................0,15—0,8
Разрушающее наприжение прн растяжении, кгс/см2,
не менее . . ....................................... 70
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее . . 80
Удельное эквивалентное поверхностное электрическое
сопротивление, Ом, не более........................... 5*10®
Удельное объемное электрическое сопротииление,
Ом • см, не более................................... 5 • 105
Полиэтилен марки П2ЭС-5 предназначен для изготовления труб, применяемых
в горнодобывающей промышленности для пневмотранспортнрования взрывчатых
веществ, для перекачки агрессивных жидкостей в различных отраслях народ-
ного хозяйстиа, а также для изготовления листов, используемых для покрытия
столов и конвейеров, изготовления различных емкостей и т. п.
Режим экструзии электропроводящих композиций на основе полиэтилена
высокого давления следующий:
Марки
П2ЭС 2,
Температура, °C
зоны загрузки .
зоны сжатия ,
П2ЭС-4,
П2ЭС-5
П2ЭС-6
90—110
110—150
150—180
180—190
180-190
180-190
П2ЭС-3
90-110
110-150
145—155
145—155
145—155
145—155
головки . . , .
Композиция электропроводящая конструкционная (ТУ П-273—70). Пред-
ставляет собой продукт модификации полиэтилена низкого давления
марки 20906-040 (ГОСТ 16338—70). Выпускается двух марок: П4ЭС-2 и
П4ЭС-КБ — и виде гранул черного цвета размером 1—5 мм.
Должна удовлетворять следующим требованиям:
Плотность, г/см3................................. 0,95—1,10
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2,
не менее.......................................... 250
Твердость по Бринеллю, кгс/мм2, не менее......... 7
Теплостойкость по Вика, °C, не менее............. 90
Удельное- электрическое сопротивление, не более
поверхностное, Ом.............................. 1*10*
объемное, Ом - см............................... 1*10*
Усадка, %, не менее.............................. —2,2
Водопоглощение, г/дм2, не более...................... 0,1
439-
Композицию перерабатывают методом литья под давлением по следую-
щему режиму:
Температура, °C
расплава • ................ 265—275
формы........................................... 40—50
Давление впрыска, кгс/см2, не менее............... 1300
Время выдержки, с, не менее
под давлением .................................... 15
при охлаждении в форме........................... 15
Композиция предназначается для изготовления деталей приборов и различ-
ных конструкционных изделий. *
Композиции электропроводящие П4ЭС-5 и П4ЭС-6 (ТУ 6-05-041-348—72).
Представляют собой продукт модификации полиэтилена низкого давления
марки 20906-040 (ГОСТ 16338—70). Выпускаются двух марок: П4ЭС-5 и
П4ЭС-6— в виде гранул черного цвета размером 1—5 мм.
Должны удовлетворять следующим требованиям:
М 4 р К и
Разрушающее напряжение при
растяжении, кгс/см2, нё менее . .
Удельное электрическое сопро-
тивление
поверхностное, Ом...........
объемное, Ом «см............
Усадка, %........................
П4ЭС-5
250
1. Ю5—1 • 107
1 • 1О’-1 • 107
1,5—2,2
П4ЭС-6
300
1 • 10<—1.10’
1 • 10«—1 • 10’
1,5-2,2
Электропроводящие композиции перерабатываются методом литья под дав-
лением по следующему режиму:
Температура, °C
расплава......................................... 190—220
формы............................................ 30—40
Давление впрыска, кгс/см2 ........................ 1200—1400
Время выдержки под давлением, с...................... 15—30
Перед литьем электропроводящие композиции подсушивают при 80±5°С
не менее 3 ч. Композиции предназначаются для изготовления присоединитель-
ных элементов к наркозным аппаратам, ступиц колес медицинских приборов и
других изделий.
Пленка из электропроводящих композиций П2ЭС-2 и П2ЭС-3 (ТУ
6-05-041-316—71). Выпускается марок П2ЭС-2 и П2ЭС-3 — черного цвета сле-
дующих размеров:
Толщина и допускаемые отклонения по тол-
щине, мм.................................... 0,2 до 0,03 ±0,07
0,31 до 0,4 ±0,10
Ширина рукава в сложенном виде, мм, не
менее...................................... 500±20
Длина отдельных кусков, м, ие меиее . . . . » 25
Должна удовлетворять следующим требованиям:
Разрушающее напряжение при растяжении,
кгс/см2, не менее . .......................
Относительное удлинение при разрыве, %, не
менее......................................
Удельное электрическое сопротивление, не
более
поверхностное, Ом..........................
объемное, Ом • см .....................
Марки
П2ЭС-2 П2ЭС-3
75 90
150
1010 1010
10й 1012
440
Пленка применяется в качестве упаковочного материала для предотвраще-
ния накопления зарядов статического электричества.
Материал П2ЭС-5 листовой электропроводящий (ТУ П-295—71). Материал
выпускается в виде отдельных листов черного цвета с гладкой матовой или
полированной поверхностью без пузырей.
Должен удовлетворять следующим требованиям:
Толщина, мм...................................
Ширина, мм...................................
Длина, м......................................
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2,
не менее
в продольном направлении .....................
в поперечном направлении .................
Относительное удлинение при разрыве в продоль-
ном и поперечном направлениях, %, не менее
Удельное электрическое сопротивление
поверхностное, Ом.............................
объемное, Ом * см.........................
2,0 ±0,3
720 ± 20
2,0 ±0,3
80
70
70
1 • 104—1 • 107
1.104—1 * ю7
Допускается по согласованию с потребителем выпуск листового материала дру-
гих размеров, например толщиной 2,0±0,3 мм, шириной 1500±30 мм и длиной
2±0,05 м.
Материал П2ЭС-5 листовой электропроводящий предназначается для по-
крытия конвейеров, столов и других рабочих мест, где не допускается на-
копление зарядои статического электричестиа.
Трубы электропроводящие из полиэтилена П2ЭС-5 (ТУ 6-05-1136—73). Сор-
тамент труб приведен в таблице.
Сортамент труб
Наружный диаметр, мм
Толщина стенки, мм
иоминальиое
значение
мм
допускаемое
отклонение
номинальное
значение
допускае-
мое
отклонение
Масса 1 м
трубы, кг
25
32
40
44
50
63
75
90
110
2,5
3,5
3,5
4,0
5,4
6,8
8Д
9,7
11,8
0,18
0,30
0,46
0,55
0,85
1,30
1,85
2,75
3,90
Трубы электропроводящие должны удоилетворять следующим требованиям:
Предел текучести прн растяжении, кгс/см2, не менее . . 75
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее . . 100
Удельное эквивалентное поиерхностиое электрическое
сопротивление, Ом, не более........................ 1 • 10е
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом • см,
ие более............................................... 1 • 10е
Трубы должны выдерживать испытание без признаков разрушения при
20 °C с инутренним гидростатическим "давлением, вызывающим в стенках трубы
начальное контрольное напряжение 50 кгс/см2 в течение 1 ч.
441
Трубы электропроводящие предназначаются для пневмотранспортировки
взрывчатых веществ в горнодобывающей промышленности, различных сыпучих
материалов, а также агрессивных жидкостей.
Электропроводящие наполнители могут применяться в качестве одного из
компонентов электропроводящих покрытий. Другими компонентами являются
связующее (например, поливинилхлорид, полиэтилен, полиизобутилен, поливи-
нилацетат и др.) и растворитель или диспергирующий агент. При различных
способах нанесения покрытия (окраска, разбрызгивание, окунание, пульвериза-
ция и др.) электропроводящий наполнитель должен распределяться по поверх-
ности так, чтобы между его отдельными частицами сохранялси устойчивый кон-
такт. Лаки на основе чистого серебра имеют самую высокую электропровод-
ность. Электропроводность лаков на основе сажи несколько ниже, но может
быть повышена подбором соответствующего связующего. В этом отношении
хорошие результаты показали полимерные связующие — полиэтилен и поли-
изобутилен. Высокую проводимость имеют покрытия, содержащие мелко-
дисперсную сажу. Например, электропроводящая краска, состоящая из
100 вес. ч. поливинилхлорида и 20 вес. ч. диоктилфталата, растворенных в
400 вес. ч. метилэтилкетона, 25 вес. ч. газовой сажи и 10 вес. ч. метилового
спирта, образует покрытие с рв — 20 Ом. Электропроводящее покрытие, состоя-
щее из 60—70% фурфурол ацетонового полимера, 15—20% ацетиленовой сажи,
4—5% ацетона, 5—7% фурфурола и 10—20% отвердителя (от массы фурфу-
рола), после нанесения на поверхность полимера и отверждения образует слой
с pt, от 10 до 100 Ом *см. Для покрытия пластмасс нашли применение пленки
на основе окнсн олова. В качестве покрытий могут быть использованы также
некоторые пленкообразующие полимеры с хорошими антистатическими свой-
ствами (например, полидиметилакриламид, полииинилпентаметилфосфорамид,
полиакриламид и др.).
ПРИМЕНЕНИЕ ПЛАСТМАСС С АНТИСТАТИКАМИ
Пластмассы с антистатическими свойствами (содержащие ПАВ) могут при*
меняться для изготовления пленок (полиэтилен), используемых для покрытия
парников и теплиц, упакоики одежды, грампластинок; для изготовления свето-
технических изделий, корпусов различных приборов, шкал, листов, емкостей
и т. п.
Электропроводящие полимерные материалы (при иведенни электропроводя-
щих наполнителей) могут применяться для изготовления труб, используемых
при транспортировке взрывчатых иеществ, огнеопасных жидкостей, различных
сыпучих материалов; для изготовления емкостей для хранения и перевозки
взрыво- и пожароопасных веществ; для изготовления листов, используемых
при покрытии конвейеров и рабочих мест, где иозможиы электростатические
помехи; для изготовления вентиляторов, насосов, электронагревательных эле-
ментен н т. д.
ЛИТЕРАТУРА
Правила защиты от статического электричества и иторичных проявлений молнии
в произиодствах химической промышленности. М„ Госхимиздат, 1963. 68 с.
Захарченко В. В., Гавриленко Н. Д. В кн.: Методы и средства за-
щиты организма человека от статического электричества (материалы семи-
нара 3—5 апреля 1968 г., Москва). М., МДНТП им. Ф, Э, Дзержинского,
1968, с. 40—44.
Справочник химика. Л., «Химия», 1967, т. VI, с. 424, 642.
Кантор Л. А. Санитарно-техняческое оборудование с пряменением полимерных
материалов. М., Стройиздат, 1964, с. 58.
Коноплей Б. А., Васнлеиок Ю. И., Лельчук Ш. Л. В ки.: Статиче-
ское электричество и полимерах. Сборник докладов семинара 25—27 апреля
1967 г. в Ленинграде, Л., «Химия», 1968, с. 67.
442
к
Лагунова В, Н., Василеиок Ю. И. В ки.: Статическое электричество
в полимерах. Л., «Химия», 1968, с. 78.
Коноплев Б, А., Василеиок Ю. И. В кн.: Статическое электричество
в полимерах. Л., «Химия», 1968, с. 86.
Лагунова В. Н., Василеиок Ю. И. В ки.: Методы и средства зашиты
организма человека от статического электричества (материалы семинара
3-—5 апреля 1968 г., Москва). М., МДНТП им. Ф. Э. Дзержинского, 1968,
" с. 45.
Коноплев Б. А., Василеиок Ю. И., Лельчук Ш. Л. В кн.: Методы
и средства защиты организма человека от статического электричества (ма-
териалы семинара 3—5 апреля 1968 г., Москва). М., МДНТП им. Ф. Э. Дзер-
жинского, 1968, с. 50.
Василеиок Ю. И., Лагунова В. Н., Пласт, массы, 1968, № 8, с. 20.
Василеиок Ю. И. и др., Пласт, массы, 1970, Xs 5, с. 57.
Николаев А. Ф. и др. «Приборы и системы управления», 1968, № 1, с. 34.
Дякин В. М. и др. Пластмассы со специальными свойствами: термо-, тепло-,
морозо-, водо- и хнмстойкостью, устойчивостью к действию пищевых про-
дуктов) и их применение (материалы к краткосрочному семинару
20—22 марта 1972 г.). Л., ЛДНТП, 1972, с. 79.
Василеиок Ю. И., Деяноиа А. С., Коноплев Б. А. Пласт, массы,
1972, № 8. с. 35.
Энциклопедия полимеров. 1972, т, I, с, 194.
содержание
Предисловие ко второму изданию.........................г » 5 « .
Полиолефины. С. В. Щуцкий, И. Н. Андреева, 3. В. Архипова, В. И. Пилиповский , , ,
Полиэтилен...........................................•:.........................
Полиэтилен высокого давления (низкой плотности) ...........................
Полиэтилен низкого давления (высокой плотности) ...........................
Сополимер этилена с пропиленом низкого давления (модифицированный полиэтилен)
Полиэтилен низкого давления (высокой плотности), полученный на гомогенных
катализаторах.......................................... . ч s , ч « < < . .
Высокомолекулярный полиэтилен низкого давления < . t . . . ,...............
Полиэтилен среднего давления (высокой плотности) < g ......................
Высшие полиолефины.................................. . .......................
Поли-4 метилпентен-1...................................... ............
Полипропилен.......................... . .....................................
Области применения полиолефинов . * .......................................
Переработка полиолефинов ..................................................
Техника безопасности...........* . . »....................................
Литература ...................................................................
Поливинилхлорид (ПВХ). И. Б. Котляр..................................t...........
Жесткие пластмассы на основе поливинилхлорида (винипласты) ................ »
Физико-механические, теплофнзическне и электрические свойства винипластов . »
Химическая стойкость винипласта.............................................
Мягкие пластмассы на основе пластифицированного поливинилхлорида (пластикаты)
Искусственная кожа из пластифицированного поливинилхлорида £ .
Линолеум из пластифицированного поливинилхлорида............... ...» г г
Поливинилхлоридные материалы, используемые в производстве автомобилей » » <
Поливинилхлоридные пасты..........................................» $ ч » t
Хлорированный поливинилхлорид
Сополимеры винилхлорида . . . ? »........................
Переработка поливинилхлорида , . . *...........................................
Техника безопасности...........................................................
Литература ....................................................................
Полистирол. С В. Смирнов, Е. И. Егорова, Н. Ф. Усманова, Е. П. Некраш . ..........
Полистирол общего назначения...................................................
Переработка полистирола общего назначения ? .
Применение полистирола общего назначения . я « * «..........................
Ударопрочный полистирол....................г » г .............................
Переработка ударопрочного полистирола . . « . . . ....................
Применение ударопрочного полистирола . » » .............................
Вспенивающийся полистирол......................................................
Переработка вспенивающегося полистирола ....................................
Применение вспенивающегося полистирола......................................
Акрилоннтрилбутадиенстирольиые пластмассы (АБС-пластики)...............» . . .
Переработка и применение АБС-пластиков ............................ж . . .
Сополимеры стирола ...................................................... . .
Химические свойства сополимеров стирола « ; . « ............................
Переработка сополимеров стирола s « я .......................
Применение сополимеров стирола ... г ...... ................................
Латексы на основе сополимеров стирола ................
Техника безопасности........................... . < » . . * t .................
Литература.....................................................................
Фторопласты. Д. Д. Чегодаев. С. Г. Малкевич, Ц. С. Дунаевская . . . . ............
Фтороп ласт-4 • • . . ...
Физико-механические свойства фторопласта-4 . . . « ................ . . . .
Антифрикционные свойства фторопласта-4 . • > ч .
Теплофизические свойства фторопласта-4 ......................
Электрические свойства фторопласта-4 ..................
Химические м другие свойства фторопласта-4 .................................
Переработка фторопласта-4 .............................
Материалы на основе фторопласта-4 к s с » г....................... . . . .
3
5
S
6
16
24
29
30
30
31
31
32
36
36
39
39
40
42
49
57
63
71
71
71
73
75
76
70
81
81
82
82
87
87
90
93
93
96
103
105
105
111
116
119
119
120
121
121
122
123
123
124
127
127
129
12*
131
134
444
4
ФторОП ЛЭСТ-4Д «««>$». > • ПО
Изделия и материалы на основе фторопласта-4 Д . , s . s ...................142
Суспензия фторопласта-4 Д и материалы на ее основе ........................144
ФторопластАМ (4МБ, 4МБ-2, 4МД, 4МП)........................................ 148
Физико-мехаинческие свойства фторопласта-4М . > • .........................149
Теплофизические свойства фторопласта-4М . t . ................................150
Химические свойства фтороп ла ста-4М , .......................................150
Электрические свойства фторопласта-4М.........................................151
Прочие свойства фторопласта-4М ........ ч.....................................151
Переработка фторопласта-4М и его разновидностей *.............................153
Применение фторопласта-4М и его разновидностей . .............................154
Фторопласт-40.................................................................. 158
Физико-механические свойства фторопласта-40...................................159
Теплофнзнческие свойства фторопласта-40.......................................150
Электрические свойства фторопласта-40 «......................................161
Химические свойства фторопласт а-40 . < • ....................................161
Прочие свойства фторопласта-40 . s < «........................................162
Переработка фторопласта-40 . . . < s .........................................162
Склеивание и сварка фторопласта-40 . ч ..............................- ... 164
Применение фторопласта-40 .............................. . . 1ь4
Фторопласт-42......................... . . . ..................................167
Физико-механические свойства фторопласта-42 . »..............................167
Теплофизическне свойства фторопласта-42.......................................168
Электрические свойства фторопласта-42.........................................169
Химические свойства фторопласта-42 . я ч...................................169
Прочие свойства фторопласт а-42 . . «.......................................170
Переработка фторопласта-42 . . . А.........................................171
Применение фторопласта-42 . . . . ........................................172
Фторопласт-4НА...................................................................173
Физико-механические свойства фторопласта-4НА . . ...........................173
Теплофнзнческие свойства фторопласта-4НА......................................173
Электрические свойства фторопласта-4НА .......................................174
Химические свойства фторопласта-4НА 174
Переработка фтороп л а ста-4Н А ............................174
Применение фторопласта-4НА....................................................175
Фторопласт-3 и ЗМ.......................................,........................175
Физнко-мехаиические свойства фторспласта-3 и ЗМ...........................176
Теплофизические свойства фторопласта-3 и ЗМ . . . . ..........................177
Электрические свойства фторопласта-3 и ЗМ ...»..............................179
Оптические и прочие свойства фторопласта-3 и ЗМ...........................179
Химические свойства фторопласта-3 и ЗМ........................................181
Переработка фторопласта-3 и ЗМ.............................................. 183
Применение фторопласта-3 и ЗМ.................................................184
Фторопласт-30....................................................................185
Фнзико-механические свойства фторопласта-^)...................................186
Теплофизическне свойства фторопласта-30.......................................186
Электрические свойства фторопласта-30....................................... 187
Химические свойства фторопласта-30 187
Переработка фторопласта-30....................................................187
Применение фторопласта-30 . .............................................. 188
Фторопласт-32Л ................................................................ 188
Переработка фторопласта-32Л . ................................................189
Применение фторопласта-32Л < . <..............................................19®
Фторопласт-2 и 2М................................................................191
Фнзико механические свойства фторопласта-2 и 2М . 192
Тепло физические свойства фторопласта-2 и 2М ...» ± ..... . ... .192
Электрические свойства фторопласта-2 и 2М , . ...............................193
Химические свойства фторопласта-2 и 2М « г . ................................193
Прочие свойства фторопласта-2 и 2М . . , ...............................194
Переработка фторопласта-2 и 2М .............................195
Применение фторопласта-2 и 2М . . . ..............................*...........195
Фторопласт-26.......................... в . ....................................197
Переработка фторопласта-26 . . ...............................................198
Применение фторопласта-26................................:....................198
Фторопласт 1................................... < »..............................199
Физико-механические свойства фторопласта-1 . . . . *..........................199
Теплофизическне свойства фторопласта-1 199
Электрические свойства фторопласта-1........................................ 200
Химические свойства фторопласта-1 vc. 200
Прочие свойства фторопласта-! .«««.. ..г. 201
Переработка фторопласта! 201
Применение фторопласта-1 . . . . s 203
Техника безопасности . . . . ...............................*....................204
Литература . . . , .................. . . . ......................................
Полиметакрилаты. М. М. Гудимов, М. И. Фролова, А. В. Замотова . « * * i т • • . 205
Листовой материал (органическое стекло)........................««'«««.. 205
Прозрачное бесцветное органическое стекло................................... 205
Прозрачное цветное органическое стекло . . , . ...............................212
Замутненное органическое стекло...............................................213
Физико-мехаинческие свойства органических стекол 215
Теплофизическне свойства органических стекол g'ggg'giiaas... 218
445
<Серебро», причины его образования и способы предупреждения ...... t , 221
Оптические свойства органических стекол .................................. , 224
Переработка органических стекол...................< , . . ................ . 226
Литьевые, экструзионные и прессовочные материалы............................ , 228
Полнметакрнлаты для лаков, пленок в клеев . . . . ......................... , 230
Техника безопасности.................................................... . , . 231
Поливинилацетат, поливиниловый спирт, поливинилацетали. М. Э. Розенберг . , . . . 233
Полнвиннлацетат (ПВА)....................................................< « . 233
Фнзнко-механнческне и электрические свойства полнвнннлацетата ...... 230
Химические свойства полнвнннлацетата.......................................238
Дисперсии сополимеров винилацетата.........................................238
Применение поливннилацетата н сополимеров винилацетата.....................240
Поливиниловый спирт (ПВС).....................................................241
> • в
• < I
• * 6
Фнзнко-механнческне свойства полностью гидролнзованного поливинилового спирта
Химические свойства поливинилового спирте........................
Применение поливинилового спирта ................................
Поливинилацетали.................................................. ,
Физико-механические и электрические свойства поливинилацеталей . .
Химические свойства поливинилацеталей ........................ ,
Применение поливинилацеталей ....................................
Техника безопасности .............................. . ..............
Литература..........................................................
Полиформальдегид, С. А. Вольфсон, Л. М, Романов .......................
Физико-механические свойства полиформальдегида......................
Теплофизические свойства полиформальдегида ......................
Электрические свойства полиформальдегида . ».............
Химические свойства полиформальдегида............................
Переработка полиформальдегида
Применение полиформальдегида .
Техника безопасности .........
Литература....................
Пентапласт. Ю. А. Мулин, И. К. Ярцев..............................
Физико-механические свойства пеитапласта ............... у .
Теплофнзнческне свойства пеитапласта........................
Электрические свойства пентапласта .........................
Химическая стойкость пентапласта ...........................
Композиции на основе пеитапласта...............*...............
Переработка и применение пеитапласта...........................
Техника безопасности...........................................
Литература ....................................................
Синтетические клеи. Д. А. Кардашов ...... •. .....................
Клеи на основе термореактнвиых полимеров . . ..................
Клен на основе феиолоформальдегидных смол...................
Клен на основе модифицированных феиолоформвльдегндных смол
Клеи иа основе резорциноформальдегидных смол................
Эпоксидные клеи............................................
Полиуретановые клеи.........................................
Клен иа основе карбамндоформальдегидных смол................
Клеи на основе кремннйорганнческих соединений...............
Клеи на основе термопластичных полимеров.......................
Полнизобутиленовый клей....................................
Карбинольный клей .........................................
Акриловые клеи.............................................
Полиамидные клеи...........................................
Полиэфирные клеи...................................
Клен на основе полимеров и сополимеров винилацетата и поливинилового спнр
Клеи иа основе поливинилхлорида и перхлорвиииловой смолы.............
Резиновые клеи.......................................................
Клен на основе полнхлоропрена........................................
Клеи иа основе бутадиен-акрилонитрильных каучуков....................
Клеи на основе натурального каучука и термопрена
Полиизоцнанатиый клей .
Липкие ленты . ............
Разные клеи...............
Техника безопасности ...
Литература................ ,
Пластификаторы. А. И. Куценко, Л. И. Буранова, Р. С. Барштейн, И А. Сорокина,
Р, Л ысенко ............. .
Производство пластификаторов..................................
Пластификация................., ..............................
Эфиры ортофталевой кислоты .........
Фталаты высших спиртов.....................................
Эфиры ароматических полякарбойовых кислот ........
Эфиры алифатических дикарбоновых кислот .
Эфиры жирных кислот и гликолей .....
Эфиры ортофосфорной кислоты
Литература ................
Старение и стабилизапия пластмасс. Б. М Коварекая, И. И. Левантовская
нова, Е Н Матвеева, Э И. Кириллова, Г П. Макарова, Н. П. Лазарева
дова, М. Ф. Утюгова, Н. Н. Павлов. М. И. Фролова, Е. Л. Татевосян .
Старение пластмасс . . , t . ....... ........
242
243
243
246
248
<248
. 253
. 250
. 257
. 258
. 259
. 261
. 261
. 261
. 264
. 265
. 276
. 267
, 268
. 270
. 271
. 271
. 272
. 274
. 275
в
4
4
та
о
<
о
в
I
, В. В. Гурья-
В. М. Деми-
278
280
280
284
292
293
302
303
306
309
306
309
310
312
313
322
322
324
324
325
329
329
329
329
336
337
338
339
342
343
346
348
349
354
355
446
Старение полиолефинов ... » ( .......................................358
Старение полистирола ..................................................... 365
Старение фенопластов, полиамидов и поликарбонатов........................373
Стабилизации полимерных материалов............................................384
Стабилизация полимеров против термоокислительиого старения.................384
Стабилизация полиолефинов..................................................385
Стабилизация поливинилхлорида ............................................ 395
Стабилизация полиформальдегида и сополимеров триоксана с диоксоланом . . . 399
Стабилизация пентапласта................................................. 414
Стабилизация полиэтилен терефталата....................................... . 415
Стабилизация поликарбоната ............................................... 416
Стабилизация полиамидов....................................................418
Антистатики. Ю. И. Василенок ....................................................423
Поверхностно-активные вещества как антистатики для пластмасс..................424
Электропроводящие наполнители............ . . ............................438
Применение пластмасс с антистатиками в t * х « »....................442
Литература................................................................... 442
I
СПРАВОЧНИК ПО ПЛАСТИЧЕСКИМ МАССАМ. Т. I
Редактор Рогайлина А А.
Технический редактор Скитина В. М.
Художник Носов Н. В.
Корректоры В а с и н а Т. С.. Лисицына В. А.
Т-01270. Сдано в иаб. 30/VII 1974 г. Подп. в печ. 11/11 1975 г.
Формат бумаги бОХЭСРДв. Бумага тнп. № 2. Усл. печ. л. 28.
Уч.-изд. л. 3634. Тираж 28 000 экз. Зак. № 279.
Изд. № 541. Цена 2 р. 03 к.
Издательство «Химия», 107076, Москва, ул. Стромынка, 13
Ордена Трудового Красного Знамени
Ленинградская типография № 2 имени Евгении Соколовой
Союзполиграфпрома прн Государственном комитете Совета
Министров СССР по делам издательств, полиграфии
и книжной торговли. /
198052, Ленинград, Л-52, Измайловский проспект, 29