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% св