Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Разновидности полимеров

Из обычных полимеров полиэтилен является одним из наиболее известных и наиболее используемых. Он образуется в результате аддитивной полимеризации этиленового мономера. Полиэтилен обладает широким спектром свойств, которые в значительной степени зависят от его молекулярной массы. Полиэтилен также может подвергаться экструзии. Однако полиэтилен низкой плотности (LDPE, ПЭНП или также ПВД, то есть полиэтилен высокого давления) легче подвергать экструзии, чем полиэтилен высокой плотности (HPDE, ПЭВП или ПНД). Полиэтилен является полукристаллическим полимером. Большинство продуктовых пакетов производится из полиэтилена.

Другим распространенным и относительно недорогим полимером является полипропилен. Он также образуется с использованием аддитивной полимеризации, но молекула пропилена является присутствующим мономером. Полипропилен обычно имеет более низкий процент кристалличности, чем полиэтилен, но демонстрирует лучшие характеристики прочности и жесткости. Он также может быть подвергнут экструзии. Интересно, что любители собирать коллекционные предметы используют не полиэтиленовые, а полипропиленовые листы, чтобы сохранить хорошее состояние своей коллекции в течение длительного времени.

Следующий материал, о котором мы также будем говорить достаточно подробно, это полистирол (PS), который полимеризуется путем аддитивной полимеризации мономера стирола. В чистом виде смола полистирола жесткая, хрупкая и прозрачная. Этот материал хорошо узнаваем благодаря его использованию в коробках для дисков. Он также используется для производства пенопласта, используемого в упаковке. Полистирол — полимер аморфный и термопластичный. Иногда его модифицируют резиной для улучшения ударной вязкости. Эту модификацию называют ударопрочный полистирол или HIPS.

Поливинилхлорид (ПВХ) является еще одним чрезвычайно распространенным аморфным полимером, а получают его из винилхлорида. ПВХ обычно является жестким полимером, но его можно сделать гибким, добавив пластификаторы. Его также довольно легко использовать при экструзионной обработке, но он термически нестабилен, что означает, что он может разлагаться и выделять соляную кислоту, HCl. Тем не менее он имеет достаточно низкий кислородный индекс (то есть низкую опасность воспламеняемости), особенно в сополимерах PVC-C (хлорированный или хлорполивинилхлорид, ХПВХ), которые используется в системах противопожарной защиты.

Акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS или АБС) представляет собой продукт аддитивной полимеризации. Три мономера, которые образуют структуру (акрилонитрил, бутадиен и стирол), присутствуют в его названии. Этот материал аморфный и гигроскопичный. ABS легкий, но обладает отличными прочностными свойствами. Этот материал широко используется для производства корпусов компьютеров, однако применяется также и для производства многих других изделий и, в частности, трубопроводных систем — трубы ABS хорошо выдерживают пониженные температуры, а кроме того, этот материал экологически безопасен: идеальный вариант для транспортировки охлажденных жидкостей: прохладительных напитков или, например, пива.

Поликарбонат, еще один интересующий нас материал, представляет собой аморфный полимер. Он полимеризуется путем конденсационной полимеризации с выделением NaCl и H2O. Этот материал также гигроскопичен. Поликарбонат обладает превосходной прочностью, ударной вязкостью и оптическими свойствами, поэтому служит прекрасной заменой стеклу везде, где это необходимо. Поликарбонат часто используется в производстве пуленепробиваемых стекол, автомобильных стекол и линз для очков.

В следующей части мы начнем краткий обзор инженерных пластиков, при этом рассмотрим как уже знакомые по предыдущим циклам, так и новые материалы. Инженерные пластики составляют особый, высокопроизводительный сегмент синтетических полимерных материалов, которые предлагают превосходные эксплуатационные свойства. При использовании правильной технологии они могут быть сформованы в функциональные, полупрозрачные детали или конструктивные элементы. Термин «механически функциональный» подразумевает, что детали будут продолжать функционировать, даже если они подвергаются воздействию таких факторов, как механическое напряжение, удар, изгиб, вибрация, трение, экстремальные температуры и агрессивные среды. В качестве заменителей металла в конструкции механического оборудования, технические пластики предлагают такие преимущества, как коррозионная стойкость, прозрачность, легкость, самосмазывание и экономия при изготовлении и обработке.