Расширенное руководство по полимерам. Свойства реактопластов. PBZ, PDCPD, PIB

Такой материал, как полиимидазопирролон, более известен под своим коммерческим названием пиррон. Эти пластики представляют собой экспериментальные материалы, полученные из ароматических диангидридов и ароматических тетрааминов. Синтез полимера дает растворимые форполимеры, которые превращаются в структуры пиррона путем термической или химической дегидратации. Предшественники могут быть использованы для отливки пленок или покрытий или могут быть отлиты при очень высоких давлениях в заполненные или незаполненные формы. Пирроны сочетают в себе некоторые из лучших свойств полибензимидазолов и полиимидов. Пленки пирронов обладают исключительной радиационной стойкостью и сохраняют свои прочностные свойства после электронного воздействия в 10000 мегарад с энергией 1 МэВ.

Полиизобутилен бутил (бутил-каучук или PIB) отличается от большинства обычных каучуков / эластомеров тем, что обладает очень низкой газопроницаемостью и очень высокими демпфирующими / поглощающими энергию свойствами. Они обладают хорошей атмосферостойкостью, устойчивостью к озону, тепловому старению, способны к деформационной кристаллизации и могут иметь хорошую механическую стойкость. Правда, стойкость к маслам и топливу у бутил-каучуков не очень хорошая. Если изобутилен сополимеризуют с небольшой долей изопрена (от 1 до 2 % по массе), ненасыщенность изопрена может быть использована для обычной вулканизации. Такой изобутилен-изопреновый сополимер упоминается как бутилкаучук (IIR). Основным ограничением бутилкаучука является его плохая совместимость с другими распространенными каучуками / эластомерами и это, как правило, приводит к низким адгезионным свойствам. Частичное хлорирование или бромирование приносит заметное улучшение, а также ускоряет отверждение. Такие модифицированные бутилкаучуки называют хлорбутилкаучуком, бромбутилкаучуком или галобутилкаучуком.

Стоит добавить, что полиизобутилен представляет собой особенный синтетический каучук (эластомер), потому что это единственная резина, обладающая газонепроницаемым свойством. То есть это единственная резина, которая может удерживать воздух в течение длительного времени. Например воздушные шары, сделанные из полиизопрена, сдуваются уже через несколько дней потому, что этот материал не является газонепроницаемым. Поскольку полиизобутилен удерживает воздух, он используется для изготовления таких вещей, как внутренние камеры, подкладки шин и внутренние подкладки баскетбольных мячей. Одна из замечательных особенностей PIB в том, что, по идее, он должен иметь кристаллическую структуру, однако это не так.

Большинство полимеров с высокосимметричными основными цепями, таких как PIB, являются кристаллическими. Возьмём, например, изотактический полипропилен или полистирол. Оба являются высокоплавкими кристаллическими полимерами. А если полимер не кристаллический, то что получается с температурой стеклования (Tg)? Если мы сравним другие полимеры с и без замещенного углерода в основной цепи, у тех, которые имеют намного более высокие Tg, намного выше комнатной температуры. Взять, например, поли (метилакрилат) и поли (метилметакрилат). Последний имеет Tg намного выше комнатной температуры, около +120 oC, в то время как первый находится около или чуть ниже температуры окружающей среды.

Полиизобутилен, иногда называемый бутилкаучуком, а иногда PIB, представляет собой виниловый полимер. По структуре он очень похож на полиэтилен и полипропилен, за исключением того, что каждый второй атом углерода замещен двумя метильными группами. Он изготовлен из мономера изобутилена путем катионной виниловой полимеризации. Обычно небольшое количество изопрена добавляют к изобутилену. Полимеризация проводится при температуре -100 °С или -148 °С, и это потому, что реакция настолько быстрая, что её будет просто невозможно контролировать, если не заморозить реагенты до таких температур.

Полиизобутилен был впервые разработан в начале 1940-х годов. В то время наиболее широко используемым каучуком был натуральный каучук полиизопрен. Полиизопрен был превосходным эластомером, и его легко выделить из сока дерева гевеи. Огромные плантации тогда находились в Малайзии, где выращивали гевеи для удовлетворения мировых потребностей в каучуке. Однако затем возникла серьёзная проблема, поскольку Малайзия была только завоевана японцами. Лишенные натурального каучука, страны-союзники задумались над замещением полиизопрена и придумали PIB. С тех пор прошло много лет, и в настоящее время существуют огромные фермы по выращиванию гевеи, которых, по-видимому, достаточно, чтобы удовлетворить мировые потребности в натуральных эластомерах. Но синтетических эластомеров производится сегодня примерно на 20% больше. В следующей части продолжим рассказ о полиизобутилене, а также поговорим о нескольких менее известных синтетических полимерах из группы реактопластов.