Расширенное руководство по полимерам. Свойства термопластов. Полиэстеры

Как и соли, растворы полиэлектролитов являются токопроводящими. С другой стороны, как и полимеры, их растворы часто являются вязкими. Заряженные молекулярные цепи полиэлектролитов играют фундаментальную роль в формировании структуры, стабильности и взаимодействия различных молекулярных соединений. Теоретические подходы к описанию статистических свойств полиэлектролитов существенно отличаются от подходов их электрически нейтральных аналогов, в то время как технологические и промышленные области используют их уникальные свойства. Многие биологические молекулы являются полиэлектролитами. Например, полипептиды, гликозаминогликаны и ДНК являются полиэлектролитами. Как природные, так и синтетические полиэлектролиты используются в различных отраслях промышленности. Теперь начнём изучать одну из самых больших групп термопластов — полиэстеры.

Термопластичные полиэстеры входят в более обширное семейство сложных полиэфиров и имеют широкий спектр свойств. Существуют две основные группы термопластичных материалов с относительно высокими температурами плавления и реактопластов, которые обычно характеризуются сшитой структурой. Термопластичные полиэфиры часто называют насыщенными полиэфирами, чтобы отличать их от ненасыщенных сложных полиэфиров, которые являются реактопласты (реактопластичные полиэфиры будут рассмотрены позже в следующих главах). Насыщенные пластики включают в себя общие термопластичные полиэфиры, полиалкилентерефталаты (PAT), полициклогександиметанолтерефталаты (PCT), кислотно-модифицированные (PCTA) PCT, модифицированные гликолями PET (PETG), жидкокристаллические полимеры и такие материалы, как полибутилентерефталаты (PBT или ПБТ) и полиэтилентерефталаты (PET или ПЭТ, ПЭТФ).

Армированные полиэстер уретаны представляют собой микропористые материалы с уретановой пропиткой или силиконовым покрытием для производства обуви и промышленных кож. Водорастворимые полиэстеры или водорастворимые сложные полиэфиры (WSP) важны в индустрии поверхностных покрытий. Эти нерастворимые пластмассы обеспечивают легкость нанесения, легкость очистки, отсутствие токсичности и воспламеняемости по сравнению с обычной краской на основе растворителей. Их можно использовать в качестве гидрофильных пластиков при нанесении бумаги и текстильных покрытий. В большинстве поверхностных покрытий прозрачные или пигментированные растворы превращаются в водорастворимые покрытия путем конденсации или окислительной полимеризации. Наибольшее применение они получили при нанесении покрытий на поверхность, где используются в качестве финишного слоя после нанесения праймера. Другие области применения включают распыляемые грунтовочные поверхности, полуглянцевые краски для коммерческих продаж, средства для нанесения рулонных покрытий и эмали, наносимые методами погружения, электроосаждения и распыления.

Следующий материал: полиэфиркетон или PEK, является термостойким (родствен полиарилэфиркетону). Как член группы кетонов имеет хорошую химическую стойкость, отличается исключительной прочностью, жесткостью и может использоваться как конструкционный несущий пластик. Также у полиэфиркетона хорошая радиационная стойкость, превосходные характеристики пожаробезопасности (одни из лучших среди всех термопластов) и способность легко обрабатываться в расплаве. PEK, разработанные для современных композитов, имеют номинальную температуру непрерывной работы +260 °C (+500 °F), температуру стеклования (Tg) +200 °C (+400 °F) и низкую скорость кристаллизации, которая подходит для процессов с медленными скоростями охлаждения из расплава.

Полиэфирэфиркетоны, PEEK — это высокотемпературные конструкционные пластики, используемые для высокопроизводительных применений, таких как провода и кабели для аэрокосмической промышленности, военной техники, нефтяных скважин и атомных станций. Они хорошо работают при постоянной температуре до +323 °C (+450 °F) с кратковременными перепадами до +316 °C (+600 °F). Степень огнестойкости UL 94 V-0, а также полиэфирэфиркетоны устойчивы к истиранию и длительным механическим нагрузкам. Помимо указанных выше отраслей используются в разных приложениях. Примером может служить конструкция низкоскоростного пневматического двигателя для стоматологических насадок. Некоторые компании нуждаются в материале для скользящих втулок, который не требовал бы смазки. Таким образом, время и расходы на смазку двигателя в перерывах между пациентами удалось свести к нулю.

Чтобы обеспечить оптимальную мощность оборудования, компоненты из PEEK отливаются в соответствии со строгими стандартами с допусками на размеры менее 0,00002 мм. PEEK также используется не только из-за присущей материалу смазывающей способности, но также и из-за его способности выдерживать повторные стерилизации. Компоненты должны выдерживать автоклавирование при температуре от +121 °C (+250 °F) до +135 °C (+275 °F) или химическое воздействие при температуре +132 °C (+270 °F). Долговечность PEEK была проверена до 1000 циклов, при этом было обнаружено, что отсутствие остаточного покрытия от смазочного масла облегчает процесс стерилизации.