Расширенное руководство по полимерам. Свойства термопластов. Часть 1

Молекулярная память термопластов такова, что они могут быть согнуты, вытянуты или сжаты в различные формы, но в конечном итоге, особенно при увеличении температуры, они возвращаются к своей первоначальной форме. Во время формования с другими материалами они изменяют ориентацию своей молекулярной структуры, чтобы постоянно приспосабливаться к деформации. Не так обстоит дело с пластмассами. Пластмассы временно принимают деформированную форму, но всегда сохраняют внутренние напряжения, которые хотят вернуть материалу его первоначальную форму. Такое поведение известно как пластическая память. Это может быть нежелательное поведение, но при грамотном использовании свойства пластическая память предлагает некоторые интересные возможности поведения для продуктов. Зависящее от времени / температуры изменение механических свойств является результатом релаксации напряжений и других вязкоупругих явлений, типичных для пластмасс. Когда изменение является нежелательным ограничением, оно называется ползучестью. Когда изменение умело адаптировано к общему дизайну, оно называется пластической памятью.

Большинство пластиковых изделий можно производить так, чтобы использовать это свойства в своих целях. То есть тенденция переходить в новую форму может являться неотъемлемой частью дизайна. После того, как изделия были собраны на месте, небольшое количество тепла может заставить их изменить форму. Изделия из термопластов могут быть деформированы во время сборки, а затем могут вернуться к своей первоначальной форме. Это весьма полезно при использовании таких технологий, как термосварка, при помощи которой соединяются, например, некоторые элементы трубопроводных систем. Правда, здесь нельзя переборщить с температурой, чтобы не запустить процесс термодеструкции. Также продукты из пластиковых материалов могут быть растянуты вокруг препятствий или сделаны так, чтобы они иным образом выдерживали нагрузки без постоянного повреждения. Потенциальная память существует у всех термопластов, а полиолефинам, неопрену, силикону и другим сшиваемым полимерам можно придать память либо путём радиационного воздействия, либо путём химического отверждения. Фторуглероды, однако, не нуждаются в отверждении. И когда это явление применяется к фторуглеродам, таким как TFE, FEP, ETFE, ECTFE, CTFE и PVF, возможны интересные применения при высоких температурах, что никак не влияет на износостойкость данных материалов.

Теперь о таком явлении, как теплопроводность. Теплопроводность – это скорость, с которой материал будет проводить тепловую энергию по своей длине или по толщине. Испытания дают представление о том, сколько тепла необходимо добавить к единице массы пластика, чтобы поднять его температуру на 1 градус Цельсия. Это важный фактор, поскольку существуют пластмассы, которые часто используются в качестве эффективной теплоизоляции в приложениях, выделяющих тепло, и в конструкциях, где рассеяние тепла играет достаточно важную роль. Высокая степень молекулярного порядка для кристаллических термопластов делает их значения, как правило, в два раза выше, чем у аморфных типов. В общем, теплопроводность пластиков довольно низкая, и структура пластика при этом существенно не меняется. Tеплопроводность пластмасс зависит от нескольких переменных и не может быть представлена как один фактор. Но можно установить две основные зависимости температуры и молекулярной ориентации. Фактически, молекулярная ориентация может варьироваться в определённых пределах, вызывая изменение теплопроводности. Для увеличения теплопроводности (если это необходимо, поскольку обычно низкая теплопроводность для пластиков скорее плюс, чем минус) обычный подход заключается в добавлении металлических наполнителей, стекловолокон или электроизоляционных наполнителей, таких как глинозем. Пенообразование можно использовать для снижения теплопроводности.