Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Инженерные пластики. Часть 2

Другой аморфный нейлон был разработан в компании EmserWerke AG и основан на алифатических, а также циклоалифатических аминах и терефталевой кислоте. Он продается под торговой маркой Grilamid компанией EMS-Chemie. Этот аморфный нейлон обладает Tg +155 °C, высокой прозрачностью, жесткостью и устойчивостью к химическим веществам. Он используется в смотровых стеклах, прозрачных корпусах и высококачественных оправах для очков. Далее рассмотрим наиболее известные ароматические полиамиды или арамиды. Нейлоны, полученные из ароматических диаминов и ароматических дикарбоновых кислот, могут привести к образованию очень теплостойких ароматических нейлонов (арамидов). Например, поли-м-фениленизофталамид, MPIA, изготовлен из м-фенилендиамина и изофталевой кислоты и имеет Tg +280 °С. Материал производится компанией DuPont под торговым названием Nomex. MPIA используется в волокнах для изготовления термостойкой и огнестойкой одежды, электроизоляции и композитных материалов.

Более известный поли-п-фенилентерефталамид, PPTA, сделан из п-фенилендиамина и терефталевой кислоты и имеет Tg +425 °C и Tm (температуру плавления) более +500 °C. Этот материал, также производимый химическим гигантом DuPont известен практически каждому под торговой маркой Kevlar. PPTA используется для производства высокоориентированных кристаллических волокон, полученных по жидкокристаллической технологии. Волокна PPTA обладают очень высоким модулем упругости, и его применение включает композиты для спортивных товаров, пуленепробиваемую одежду, детали для автомобильных трансмиссий и шины. Некоторые полуароматические полиамиды основаны на реакции HMDA и терефталевой кислоты. Получение поли-гексаметилентерефталата или полиамида 6, Т как раз относится к этой группе. Однако чистый нейлон 6, T демонстрирует очень высокую температуру плавления, равную +370 °C, и температуру стеклования, равную +180 °C.

Следующими техническими полимерами (инженерными пластиками), которые были коммерчески внедрены после нейлонов, стали полиацетали. Полиацетали полимеризуются из формальдегида и называются полиоксиметиленами (POM, ПОМ). В свое время Штаудингер довольно тщательно исследовал основную полиформальдегидную структуру в конце 1920-х и начале 1930-х годов, но ему не удалось получить достаточно высокомолекулярный полимер с необходимой термической стабильностью, чтобы можно было обрабатывать его в расплаве. Чистый формальдегид может быть легко полимеризован, но полимер одинаково легко самопроизвольно деполимеризуется, то есть молекулярная цепь распадается обратно до мономеров. В 1947 году Дюпон начал разработку программы полимеризации и стабилизации формальдегида и его полимера, а двенадцать лет спустя уже компания DuPont взяла под контроль тенденцию к деполимеризации с помощью запатентованной технологии стабилизации и коммерчески анонсированного полиацетального полимера под торговой маркой Delrin.

Ключом к стабилизации полиформальдегидных смол, по-видимому, является блокирование концевых гидроксильных групп, которые участвуют или запускают молниеносное действие. Постэтерификация или этерификация, по-видимому, могут блокировать / перекрывать гидроксильные группы. Этот материал имеет Tg +75 °C и Tm +181 °C. Сравнительно недавно компания Celanese присоединилась к DuPont на рынке со своим запатентованным полиацетальным полимером под торговой маркой Celcon. Celanese удалось получить базовое патентное покрытие, несмотря на предварительную регистрацию DuPont, на основе варианта сополимера, который привел к усиленной стабилизации против термической деполимеризации. Этот сополимер имеет Tm +170 °C. Интересно, что и Celanese, и DuPont нацеливали свою продукцию на замену металла. Такие предметы, как сантехника, насосы, шестерни и подшипники, были непосредственными целями. Во многих отношениях ацетали напоминают нейлоны: они являются высококристаллическими, жесткими, устойчивыми к холодным потокам, устойчивыми к растворителям, к усталости, механически прочными, а также самосмазывающимися. Они также имеют тенденцию поглощать меньше воды и не пластифицируются водой в той же степени, что и полиамиды.