От полимеров к пластикам. Часть 3. Термопласты

Полиоксиметилен (ПОМ или POM) также является кристаллическим полимером с температурой плавления около 180 °С. Его механические свойства позволяют ему постепенно заменять металлы в ряде областей. Многие технические детали изготавливаются из POM: зубчатые колеса, штанги, автомобильные аксессуары, детали некоторых аппаратов и машин и даже корпуса бытовой техники. Полимер используется и как таковой (под торговой маркой Delrin), но также и в качестве сополимера с небольшим количеством этиленоксида (марки Celcon и Hostaform).

Поликарбонат (ПК или PC) до температуры 140 °С представляет собой аморфный стекловидный прозрачный полимер с превосходными механическими свойствами, в частности в отношении его ударной вязкости. Это делает его очень подходящим для замены стекла, а также для ряда технических применений, в которых он заменяет металлы. В последнем случае армирование короткими стеклянными волокнами открывает дополнительные возможности. Слабым местом ПК является его низкая устойчивость к растрескиванию под воздействием окружающей среды при контакте с рядом органических жидкостей. Из поликарбоната делают автомобильные стёкла и посуду.

Полиэтилентерефталат (ПЭТФ или PET) представляет собой насыщенный полиэфир и, как и нейлон, известен своим широким использованием в качестве текстильного волокна. Кроме того, он применяется в увеличивающихся масштабах на рынке упаковки: из него изготавливают пленки, бутылки методом пресс-формования. Хотя его жесткость значительно снижается при температуре выше 70 °С, он остается твердым до температуры плавления (255 °С).

Полибутилентерефталат (ПБТ или PBT) по своей химической структуре незначительно отличается от ПЭТФ: его температура плавления несколько ниже, но при этом его технологичность лучше. Применение в литьевых изделиях аналогично применению для ПЭТФ. Кроме того, ПБТ с некоторых пор стал очень популярным материалом для изготовления комплектующих для компьютеров — из него изготавливают корпуса персональных компьютеров и ноутбуков, а также клавиатуры и компьютерные мыши.

Полиимид (PI) покрывает все другие полимеры по температурному диапазону эксплуатации, который охватывает температуры от –200 до 260 °C с кратковременными перепадами до 500 °C. Из-за его высокой цены он используется только в сфере высоких технологий для производства компонентов космических аппаратов, ядерных реакторов и некоторых электронных компонентов. Более новые разработки, связанные с полиимидом, представляют собой полиэфиримиды (например, Ultem) и полиамидимиды (например, Torlon) – все с очень хорошими механическими, термическими и электрическими свойствами и самозатухающие.

Политетрафторэтилен (ПТФЭ или PTFE), в основном известный как «Тефлон», обладает особыми свойствами: это высокая температура плавления (327 °С), очень хорошая стойкость к химикатам и чрезвычайно низкое трение, хотя полимер является механически слабым и демонстрирует сильную склонность к ползучести. При этом обработка очень сложна (возможна только через процесс спекания) и, хотя она очень дорогая, PTFE незаменим в ряде применений, таких как подшипники, трубы с максимальной химической стойкостью, кольцевые уплотнения, электроизоляция и покрытия для некоторых предметов. Часто этот полимер дополнительно армируется наполнителями, что позволяет значительно улучшить его механические свойства.

Тетрафторэтилен-перфторпропилен (FEP) напоминает ПТФЭ по своим свойствам, хотя и немного уступает ему в термостойкости, а поливинилиденфторид (PVDF или ПВДФ) и этилен-тетрафторэтиленовый сополимер (ETFE) можно рассматривать как «разбавленные» PTFE, которые по своей структуре и своим свойствам находятся между PTFE и полиолефинами PE и PP. Они могут обрабатываться обычными методами и находят применение, аналогичное PTFE. Ещё один подобный фторполимер называется этиленхлортрифторэтилен (ECTFE), который сравним по своим свойствам с PVDF.

Ацетат целлюлозы (CA) и ацетатбутират целлюлозы (CAB), в отличие от упомянутых выше полимеров, не являются полностью синтетическими, но являются производными растительной целлюлозы. Это прочные и хорошо обрабатываемые материалы, используемые во многих бытовых и технических приложениях. CAB имеет более высокую стабильность формы, чем CA, и используется в автомобильных аксессуарах и трубах. Наконец, полибутилен (ПБ или PB) относится к семейству полиолефинов (как и ПЭ с ПП), но используется реже из-за его более высокой цены. Хотя он несильно отличается от PE по жесткости и температуре плавления, он обладает лучшей устойчивостью к растрескиванию под действием ползучести и под воздействием окружающей среды, чем PE и PP, и более высокой прочностью и сопротивлением к разрыву. Его применение в основном ограничивается упаковкой для тяжелых грузов и трубами для горячей воды (например, серия труб Georg Fischer из PB для морских судов).