Инженерные пластики и их применение. Часть 13

Более конкретная информация по производству термопластично-реактопластичных материалов доступна в специальной литературе или от отдельных производителей. Важно отметить, что иономеры не растворяются полностью ни в одном известном органическом растворителе при комнатной температуре. Поэтому они не подходят для методов литья растворителей. То же самое верно для некоторых полиуретановых эластопластов, в то время как стирол-бутадиеновые эластомеры могут быть обработаны из раствора. Некоторые специальные марки полиуретановых эластопластов, в основном с высокой линейной структурой, доступны для литья в растворах, но здесь они не будут обсуждаться. В случае использования технологии «реакция-инжекция-формование» два мономерных или низкомолекулярных реагента, полиизоцианат и полиол, точно дозируются через отдельные насосы и смешиваются в очень маленькой смесительной головке путем противоточного впрыска под высоким давлением и, наконец, выгружаются в полость пресс-формы при температуре окружающей среды или слегка повышенной.

Поскольку оба компонента являются жидкостями с низкой вязкостью, для заполнения формы давление не требуется. Если реагенты содержат инертный вспенивающий агент для снижения общей плотности готового изделия, в пресс-форме будет развиваться небольшое давление вследствие расширения газа в экзотермических условиях. Однако это давление составляет всего лишь несколько килограмм на квадратный сантиметр, что не требует высоких давлений зажима, возникающих при литье под давлением. Это позволяет производить тяжелые детали с очень большой площадью поверхности. Так как машины с насосной скоростью до 400 кг / мин. и выше легко доступны, можно изготавливать детали весом около 75 кг на одной машине. Принцип «реакция-инжекция-формование» также пригоден, по крайней мере при определенных условиях, к использованию двух дозирующих машин, работающих в связке с соответствующим увеличением производительности.

Что касается свойств термопластично-реактопластичных материалов, то у нас нет намерения дать полное описание всех физических свойств достаточно большого количества определенных термопластичных термореактивных продуктов, доступных от различных поставщиков. Эти свойства достаточно точно описаны в специальной литературе. Здесь же мы предприняли попытку указать конкретные свойства, примечательные или уникальные для иономеров, стирол-бутадиеновых эластомеров, полиуретановых эластопластов и полиуретановых конструкционных пенопластов, которые обрабатываются методом «литья под давлением». Мы также представим сравнение между этими свойствами и свойствами некоторых конкурентных материалов. Стирол-бутадиеновые эластомеры проявляют типичные свойства вулканизированных эластомеров, но обладают выдающимися низкотемпературными свойствами и высокими коэффициентами трения при заданной твердости.

Коммерческие продукты доступны с различной твердостью по Шору с сопутствующей разницей в модуле. При комнатной температуре они также напоминают некоторые пластифицированные винилхлориды, за исключением того, что эластомеры являются более упругими и демонстрируют гораздо более высокое удлинение и более низкое удлинение при разрыве, как свидетельство их сшитой молекулярной структуры. Стирол-бутадиеновые эластомеры имеют более низкий модуль скручивания, чем натуральный каучук или SBR, и значительно ниже, чем пластифицированный ПВХ при отрицательных температурах, что делает их ценными материалами для применений, требующих гибкости при минусовых температурах. Это свойство акрилонитрил-бутадиен-стирола (ABS) использует швейцарский производитель Georg Fischer в своей линейке Cool-Fit — эти трубопроводные системы отлично подходят для транспортировки жидкостей при отрицательных температурах, в том числе на заводах по производству охлаждённых напитков.

Иономеры отличаются своими хорошими оптическими свойствами (прозрачностью и высоким блеском), низкотемпературной ударной вязкостью и высокой ударной вязкостью при надрезах, хорошей стойкостью к истиранию, стойкостью к органическим растворителям и растрескиванию под действием растворителя, а также высокой прочностью расплава при температурах обработки. Однако наблюдается быстрое уменьшение модуля с ростом температуры, что ограничивает применение определенным температурным диапазоном. Модуль при комнатной температуре у иономеров равен модулю полиэтилена средней плотности и некоторых пластифицированных составов ПВХ, но примерно в десять раз ниже, чем у жестких термопластов, таких как акрил, полистирол или поликарбонат. Подробное описание свойств этих материалов приведено в специальной литературе, а также там для сравнения нередко указывают соответствующие свойства полиэтилена средней плотности, пластифицированного ПВХ и поликарбоната. Поликарбонат был включен в сравнение, поскольку он также демонстрирует хорошие оптические свойства в сочетании с высокой вязкостью даже при низких температурах. Поликарбонат, однако, имеет более высокий модуль и его температура непрерывного использования выше.

Как упоминалось ранее, термопластичные термореактивные полиуретаны делятся на две группы для целей настоящей статьи: те, которые обладают действительно термопластичными термореактивными свойствами, то есть «эластопластики», и те, которые могут быть обработаны методом «реакция-литье под давлением», но являются термореактивными полимерами с точки зрения их механических свойств. Наибольший коммерческий интерес к полиуретанам, способным к формованию под давлением в настоящее время проявляется в области конструкционных пенопластов в широком диапазоне плотности, и обсуждения здесь будут ограничены этой группой, хотя вполне возможно получить соответствующие твердые полимеры без добавления вспенивающих агентов с использованием той же технологии формования. Эластопластичные полиуретаны приобрели значительный коммерческий интерес, поскольку они отличаются своей чрезвычайной ударной вязкостью, высокой прочностью на сжатие, низкотемпературной гибкостью, хорошей стойкостью к истиранию и инертностью к углеводородному топливу и маслам. Вышеуказанные преимущества свойств могут быть получены в широком диапазоне твердости, которые делают их уникальными эластомерными инженерными пластиками.