Расширенное руководство по полимерам. Свойства реактопластов. Силиконы, SBR, UF

Силиконовые эластомеры, также называемые силиконовыми каучуками, имеют температурный диапазон от -51 до + 316 °С (от -70 до + 600 °F), в котором обычно имеют незначительную потерю свойств. Невулканизованный полимер (диметилсиликоновая камедь) обычно сшивают с полезным эластомером при нагревании с органическим пероксидом, таким как бензоилпероксид или 2,4-дихлорбензоилпероксид. Специальные низкомолекулярные пластики с реакционноспособными концевыми группами представляют собой вулканизированные (RTV) силиконовые эластомеры при комнатной температуре. RTV – это двухкомпонентные жидкости, которые важны для пластмасс и других отраслей промышленности. Эта система сочетает в себе преимущества простой и быстрой обработки (аналогичной для термопластичных эластомеров) с эластомером, который может быть химически сшитым, и может использоваться в широком (от низкого до высокого) температурном диапазоне. Высокая реакционная способность позволяет осуществлять литье под давлением с временем контакта всего несколько секунд, что позволяет изготавливать небольшие эластомерные компоненты в больших количествах.

Гибкие формы для литья могут быть изготовлены легко и быстро, и для RTV существует множество других применений. Несмотря на их относительно высокую стоимость, они не требуют больших затрат на обработку, что делает их экономически выгодными. Силиконовые эластомерные вулканизаты имеют относительно плохие механические свойства по сравнению с другими эластомерами и пластмассами — например, предел прочности при растяжении составляет от 600 до 1350 фунтов на квадратный дюйм (от 4 до 9 МПа). Однако эти свойства сохраняются в очень широком диапазоне температур. Как правило, они имеют срок полезного использования около двух лет при температуре +150 °С (+300 °F) и сохраняют свою гибкость при температуре до -50 °С (-60 °F) или даже ниже. Они сохраняют отличные электрические свойства при экстремальных температурах и влажности, но имеют низкую стойкость к истиранию. Они умеренно набухают в маслах, топливе и многих растворителях, хотя фторсиликоны в этом отношении намного лучше. Сополимерные композиции используются для обеспечения лучшего сопротивления схватыванию при сжатии, лучших свойств при низких температурах и улучшенной стойкости к растворителям.

Стирол-бутадиеновый эластомер или SBR заменил натуральный каучук во время Второй мировой войны. SBR стали заменителями NR в больших объёмах из-за их пригодности для использования при пожарах. Также из SBR стали изготавливать ремни, шланги, плитку для пола и тому подобные изделия. Прочность на растяжение после смешивания с сажей и вулканизации составляет от 17 до 24 МПа (от 2500 до 3500 фунтов на квадратный дюйм), что меньше, чем у натуральных каучуков, но при этом стирол-бутадиен имеет относительное удлинение от 500 до 600%. По стойкости к истиранию и скольжению они превосходят натуральный каучук и обладают лучшей устойчивостью к растворителям и атмосферным воздействиям. Стирол-бутадиеновые эластомеры используются в приложениях, где заменили натуральные каучуки (NR), даже при том, что у них нет общей универсальности NR, поскольку они отвечает требованиям к производительности продуктов и имеет преимущество в стоимости по сравнению с NR. Для большинства применений SBR должны быть усилены, чтобы иметь приемлемую прочность, сопротивление разрыву и общую долговечность. Они значительно менее эластичны, чем NR, поэтому при изгибе обладают более высокой теплоотдачей.

Соединения UF (карбамидоформальдегиды) входят в семейство аминопластов. Они доступны в широком спектре цветов: от прозрачного бесцветного и белого до блестящего черного. В отличие от фенольных (меламиноформальдегидных) соединений с ограниченной окраской, формованные UF могут быть изготовлены со значительной степенью прозрачности, что придает им яркость и глубину цвета, в некоторой степени аналогичные, хотя и лучше, чем у опалового стекла. Они не подвержены деформациям в диапазоне рабочих температур от -21 °C (-70 °F) до +80 °C (+175 °F), но более высокие температуры в течение продолжительных периодов могут привести к выцветанию и возможному образованию пузырей. Это самовосстанавливающиеся материалы без запаха и вкуса, которые обугливаются при температуре около +200 °C (+395 °F).

В пределах своих температурных ограничений карбамидоформальдегиды имеют хорошие электрические свойства. Они имеют высокую диэлектрическую прочность, высокое дуговое сопротивление и низкий коэффициент мощности. Их электрические свойства не сильно подвержены влиянию высокой влажности, и они устойчивы к накоплению статического электричества. В сухих условиях UF молдинги обладают отличной стойкостью к коррозийному воздействию и не оказывают влияния на органические растворители с точки зрения поглощения, набухания или изменения внешнего вида. Однако их водопоглощение относительно высокое. Промежуточные водорастворимые продукты UF представляют собой исходные материалы для производства адгезивов, поверхностных покрытий, кондиционеров и других специальных изделий, которые требуют тепла и катализаторов для их окончательного отверждения. Они используются для склеивания ламинированных листов, иногда только на поверхности, а также для создания цветовых эффектов.