Расширенное руководство по полимерам. Эластомеры и армированные пластики

Термопластичные полиолефиновые эластомеры или TPO (ТПЭ) в основном представляют собой двухкомпонентные эластомерные системы, состоящие из эластомера, тонко диспергированного в термопластичном полиолефине (таком как полипропилен). Термопластичный полиолефин является основным компонентом. Термопластичные эластомеры включают TPO, а также TPV (термопластичные вулканизаты). Свойства термопластичных полиолефинов зависят от типов и количества используемых полимеров, способа их комбинирования и использования добавок, таких как масла, наполнители, антиоксиданты и цветовые модификаторы. Смеси и продукты, изготовленные в реакторах, в основном конкурируют с другими ТПЭ и металлами.

Существуют вулканизаты (TPV), которые имеют более высокие эластомерные свойства. Они конкурируют в основном с термореактивными эластомерами. Вулканизация — это метод получения материала с хорошими эластомерными свойствами (такого как натуральный каучук), который включает образование химических поперечных связей между линейными молекулами с высокой молекулярной массой. Исходный полимер (такой как необработанный натуральный каучук) должен быть некристаллизующегося типа, и его температура стеклования (Tg) должна быть значительно ниже комнатной температуры, чтобы обеспечить эластичное поведение. Многие различные смеси, использующие два или более полимеров, запатентованы производителями эластомеров. В качестве примера можно привести TPV и каучук, обработанный в расплаве (MPR).

Термопластичные вулканизаты по существу представляют собой тонкую дисперсию сильно вулканизированного каучука в непрерывной фазе полиолефина. Его сшивание дает материалам высокую прочность на растяжение, высокое удлинение, устойчивость к сжатию и растяжению, устойчивость к маслам, сопротивление усталости при изгибе и максимальную рабочую температуру до +135 °C (+275 °F). Как уже было объяснено в предыдущих разделах нашего цикла, эластомеры используются для изготовления множества различных продуктов для удовлетворения различных требований промышленности и коммерческих запросов. Практически используются все процессы изготовления (такие как экструзия, литье под давлением, выдувное формование, компрессионное формование, литье и герметизация).

Термопластичные полиолефиновые эластомеры позволяют легко перерабатывать производственные отходы и конечные продукты, изготовленные из них. Исследования показали, что продукты могут быть изготовлены из переработанных TPO без значительной потери производительности. Это можно рассматривать как большое преимущество по сравнению с традиционным каучуком, который относительно трудно перерабатывать и, как правило, это приводит к ухудшению качества продукции. Утилизация использованных резиновых изделий стала экологической проблемой в развитых странах, однако в ЕС работают над её решением, как и над переработкой полимеров в целом.

Армированные пластики, которые объединяют два разных материала (пластиковая матрица и армирование), являются отдельным крупным и важным сегментом в индустрии пластмасс. Их также называют пластиковыми композитами или композитными материалами. Существуют также самоупрочняющиеся пластики, такие как жидкокристаллические полимеры и другие. Фактом является то, что армированные пластики не приблизились к реализации своего большого потенциала во множестве применений, обычно из-за ограничений по стоимости, которые, в частности, включают использование дорогостоящих армирующих волокон (углерод, графит, диоксид кремния и т. д.). К армированным пластикам можно также отнести и трубы с волоконным армированием, поскольку, в отличие, например, от армирования алюминиевой фольгой, разделить пластик со стекловолоконным или базальтовым вкраплением значительно сложнее. При этом положительным моментом здесь является то, что волоконное армирование повышает термостойкость труб и снижает их тепловое расширение.