166668 (Термоэластопласты, фторкаучуки, полисульфон), страница 3

Резины из фторкаучуков стойки к действию озона, солнечного света и др. атмосферных факторов, а также микроорганизмов. Они превосходят резины из всех др. синтетических каучуков по стойкости к маслам, топливам, растворителям, гидравлическим жидкостям, концентр. кислотам, перекиси водорода и к другим сильным окислителям.в сильных неорганических кислотахнаиболее устойчивы перекисные и радиационные вулканизаты, в среде топлив и масел – резины, вулканизованные аминами.

ПРИМЕНЕНИЕ КАУЧУКОВ

Фторкаучуки – каучуки специального назначения, применяемые в производстве изделий и деталей, в которых должны сочетаться высокая стойкость к действию агрессивных сред и теплостойкость. Фторкаучуки широко используют для изготовления разнообразных уплотнителей и мембран, длительно эксплуатируемых при температурах 200°С и выше в контакте с маслами, топливами, смазками, растворителями, кислотами и окислителями. Из фторкаучуков изготовляют рукава, шланги и трубки для горячих агрессивных жидкостей и газов. Важная область применения фторкаучуков – антикоррозийная защита аппаратуры и деталей, находящихся в контакте с агрессивными средами. Фторкаучуки применяют при получении прорезиненных тканей, используемых для изготовления прокладок, диафрагм, огнезащитной одежды и др.. на основе фторкаучуков получают губчатые резины, которые характеризуются высокой химстойкостью, хорошей электрической стойкостью и широким температурным интервалом эксплуатации, а также материалы для изоляции проводов и кабелей, эксплуатируемых при высоких температурах, и герметизирующие составы.

Наряду с твердыми фторкаучуками широко применяют их латексы, непример для изготовления тонких пленочных материалов, пропитки тканей, в том числе асбестовых.

Основные направления работ в области синтеза и исследования свойств фторкаучуков и резин на их основе – расширение температурного интервала эксплуатации, уменьшение остаточной деформации сжатия, разработка новых принципов вулканизации и методов переработки каучуков.для решения этих проблем необходима разработка новых фторкаучуков с функциональными группами, способствующими ускорению вулканизации и получению резин, длительно работоспособных при высоких температурах в напряженном состоянии, а также изыскание новых ингредиентов резиновых смесей.

ПОЛИСУЛЬФОН

ПОЛУЧЕНИЕ:

Полисульфоны получают поликонденсацией по реакции Фриделя – Крафтса моносульфонилхлоридов или дисульфонилхлоридов с углеводородами:

nHArSO₂Cl → [ –ArSO₂ – ]_n + nHCl или HArSO₂Cl + mHAr'SO₂Cl → →[–ArSO₂–]_n – [ –Ar'SO₂ –]_m + (n+m)HCl

nClSO₂Ar'SO₂Cl + nArH₂ → [–ArSO₂Ar'SO₂–]_n +2nHCl

Реакцию проводят в расплаве при 230-320°С, а также в растворе сероуглерода, нитробензола или хлорированного дифенила при 45, 120-140 и 160°С соответственно. Наиболее эффективные катализаторы – FeCl₃, SbCl₅, InCl₃. в присутствии каталитических количеств (до 4%) этих веществ реакция протекает количественно.

Мономеры, содержащие электроноакцепторные мостиковые группы, например –SO₂ – или – CO –, не образуют полимеров высокой молекулярной массы. При поликонденсации моносульфонилхлоридов присоединение протекает исключительно в пара-положение. Поликонденсация дисульфонилхлоридов с ароматическими углеводородами, не содержащих электроноакцепторных групп, дает смесь 80:20 пара- и орто-замещенных структур. Снижение способности ароматического кольца после присоединения группы – SO₂ – к дальнейшему замещению приводит к образованию практически линейных структур, однако с увеличением молярной массы полимера возможно сульфонирование и основной цепи, причем вторично замещаются преимущественно орто-замещенные фенильные кольца.

Побочные реакции: поликонденсация ароматических цмклов под действием кислот Льюиса и окислителя с образованием полифениленовых блоков.

Последняя реакция сводится к минимуму при разбавлении сульфонилхлорида растворителем, а также в присутствии меди или некоторых ее солей и катализируется следами Al или Fe.

ПОЛИЭФИРСУЛЬФОНЫ:

Полиэфирсульфоны получают поликонденсацией щелочных солей дифенолов с ароматическими дигалогенидами, в которых атомы галогена активированы электроноакцепторной группой – SO₂ – .

Процесс проводят в апротонных биполярных растворителях при 130-140°С в отсутствии катализатора. Реакция протекает быстро и практически не сопровождается побочными процессами. Реакционная способность фенолятов возрастает с увеличением основности фенолов. Фторпроизводные дигалогениды активнее хлорпроизводных, а цезиевые и калиевые соли дифенолов активнее натриевых. Наличие примесей воды и др. нуклеофилов приводит к уменьшению молярной массы. Применение меди, её окислов или солей как катализатора ускоряет реакцию; использование этих соединений необходимо при поликонденсации сильнокислых фенолов. При наличии следов щелочи происходят гидролиз галогенида и расщепление полимерной цепи по кислородному мостику.

СВОЙСТВА:

Полиэфирсульфоны – твердые, в основном аморфные термопласты белого цвета. Температуры стеклования полиэфирсульфонов до 250°С. в зависимости от метода получения молярная масса может изменяться от 3 до 230 тыс.. Полиэфирсульфоны нерастворимы в воде и простых органических растворителях; растворяются в полярных ароматических и хлорированных углеводородах и апротонных биполярных растворителях; устойчивы к действию щелочей, сильных минеральных кислот и растворов минеральных солей, растворимы в концентрированной серной кислоте, которая сульфирует и расщепляет цепь полисульфонов.

Полисульфоны стабильны при нагревании на воздухе до 400°С. быстрое разложение начинается при 460-500°С как на воздухе так и в аргоне, и в вакууме. При этом прежде всего выделяется SO₂ и образуется полифениленовая цепь. При наличии в цепи метильных групп возможно их отщепление или разрыв по связи С – С между алифатическим мостиком и фениленовым циклом. Дальнейший распад протекает по связям С – О – С с образованием полифенолов сложного строения полисульфоны содержащие в цепи мостики – О – и – SO₂ – , более термостабильны, чем полисульфоны содержащие лишь мостики – SO₂–.

Физические и электрические свойства полисульфонов очень незначительно изменяются в широком интервале температур. Так, свойства полиэфирсульфона применяемого в промышленности под названием "полисульфон" (Ar= n,n'-дифенилендиметилметан, молярная масса 25-60 тыс.), не изменяются в интервале от -100 до 175°С, а также при длительном нагревании при 140°С на свету.

В таблице приведены некоторые свойства выпускаемых в США самозатухающих полиэфирсульфонов марок "полисульфон", "астрел 360" и "арилон". Полисульфон и арилон по механическим свойствам близки поликарбонатам, но значительно менее склонны к ползучести. Полисульфон армированный около 30% короткорезанного стекловолокна, имеет модуль упругости при растяжении 7600 МН/м², относительное удлинение 2%, плотность 1.4г/см².

ПЕРЕРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ:

Все полиэфирсульфоны можно перерабатывать прессованием (200°С для полисульфона, 360°С для астрела), литьем под давлением и экструзией. Волокна и пленки формуют также из растворов в хлороформе. Промышленные марки полиэфирсульфонов выпускают в виде прозрачных, бесцветных или окрашенных гранул.

Полисульфон применяют обычно без добавления модификаторов и пластификаторов для изготовления конструкционных деталей, электротехнических изделий, а также изделий для упаковки пищевых продуктов, металлизированных матриц для типографских клише, плит и труб, для приготовления клеев и лаков, связующих в производства стеклопластиков. Из арилона изготовляют корпуса электрохимических батарей спутников, трубопроводы для пищевой промышленности, соединительную арматуру конструкционных деталей, листы, трубы, защитные шлемы.

Астрел 360 рекомендуют для изготовления электротехнических изделий ( катушки, выключатели, переключатели и т.д.), а его модификацию астрел 380 – для получения пленок, волокон, клеев, лаков и покрытий.

Полисульфон выпускают в США с 1965 года( в 1967 году 5000 тонн, в 1970 около 6500 тонн).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В этом реферате я показал основные свойства 3-х классов полимеров. Из всего вышеописанного можно ответить на вопрос: какой полимер можно использовать на производстве для изготовления того или иного вида продукции.

У фторкаучуков есть одно важное свойство, они не поддерживают горение. Именно поэтому их применяют для изготовления противопожарных костюмов, для этого используется фторкаучук армированный асбестовой тканью. Они имеют хорошую устойчивость к агрессивным средам, не проводят электрический ток, именно поэтому их применяют в качестве изоляторов.

Полисульфон, используют для изготовления упаковок пищевых продуктов, при производстве клеев, лаков, труб, плит, а также связующих элементов при производстве стеклопластиков.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Энциклопедия полимеров, том 2, стр. 760-764

2. Энциклопедия полимеров, том 3, стр. 638-641, 799-805.

3. А.Ф. Николаев, Синтетические полимеры и пластические массы на их основе. Москва-Ленинград: Химия, 1966.