Расширенное руководство по полимерам. Свойства термопластов. Полиолефины. Полибутилен

Итак, полибутилены — часть семейства полиолефинов. По своим свойствам они похожи на полипропилены и полиэтилен низкого давления (ПНД или HDPE), но имеют более кристаллическую структуру. Эта кристалличность обеспечивает необычайно высокую прочность и исключительную стойкость к деформации в диапазоне температур от -23 °C до 88 °C. Его структура приводит к резиноподобному эластомерному материалу с низким напряжением при отливке. Растягивающее напряжение, которое не достигает пика после достижения предела текучести, делает возможными пленки, которые выглядят как полиэтиленовые, но действуют больше как полиэфирные пленки. По сравнению с другими полиолефинами они обладают превосходной стойкостью к ползучести и растрескиванию под напряжением. Полибутиленовые пленки имеют высокую прочность на разрыв, ударную вязкость и гибкость. Их химические и электрические свойства аналогичны свойствам полиэтилена и полипропилена.

Использование включает в себя трубопроводные системы, упаковку, термоплавкие клеи и герметики. Трубопроводы для холодной воды из ПБ имеют более высокую прочность на разрыв, чем трубы, изготовленные из любого другого полиолефина. Трубы большого диаметра успешно используются в системах добычи и выработки электроэнергии для транспортировки абразивных материалов. Полибутилены могут быть сплавлены с другими полиолефинами, чтобы обеспечить преимущества обеих материалов. Пленка, изготовленная из промышленных мешков для мусора, обеспечивает повышенную устойчивость к проколам и разрывам.

Ещё один материал на основе полибутилена — это циклический полибутилентерефталат. Этот пластик был разработан компанией Dow в 2005 году. Эти пластики реактивно полимеризуются, как и термореактивные, но имеют при этом свойства термопластичных материалов. Поскольку его начальная вязкость подобна воде, циклический полибутилентерефталат легко обрабатывать. Он обеспечивает значительное улучшение производительности по сравнению с традиционными пластмассами, а также снижение веса, минимизацию брака и снижение затрат на обработку. Циклические элементы с армированием волокнами обеспечивают жесткость и ударную вязкость с высоким уровнем устойчивости к тепловому и химическому воздействию. Они стабильны по размерам с низким водопоглощением, обеспечивают электрическую изоляцию и могут быть сделаны огнестойкими.

Можно использовать стандартные процессы изготовления композитов (инжекция, прессование, термоформование и т. д.). Детали могут быть сварены, приклеены и окрашены. Изготовленные изделия полностью пригодны для вторичной переработки. Можно разделить их обратно на оригинальные компоненты без потери свойств. Область применения включает в себя автомобильные продукты, такие как вертикальные и горизонтальные панели кузова, коробки для грузовых автомобилей и двери багажного отделения с высококачественным внешним видом поверхности. Другие сорта будут доступны для приложений, где требуется структурная прочность. Предсказывается, что многие традиционные стальные компоненты будут в ближайшем будущем заменены армированными волокном пластиками FRP. В заключение этой части вернёмся к полибутилену и поговорим о типах этого материала для производства труб.

Существует три основных типа полибутилена, которые носят незатейливые, но информативные названия: PB-1, PB-2 и PB-3. Изотактический полибутилен кристаллизуется в трех формах. Кристаллизация из раствора дает PB-3 с температурой плавления +106 °С. Охлаждение из расплава даёт PB-2 с более высокой температурой плавления +124 °С. При полимеризации в иных условиях материал преобразуется в PB-1 с максимальной температурой плавления для полибутилена +135 °С. Именно PB-1 наиболее часто применяют для производства трубопроводных систем. Хорошая термостойкость, отличная прочность и более высокая эластичность делают эти трубы пригодными в морском деле, для систем подпольного отопления (так называемый «тёплый пол») и систем горячего водоснабжения.

PB-1 хорошо противостоит самым разным химическим веществам, включая масла, жиры, спирты, кетоны, кислоты, основания, алифатические углеводороды. Уязвим этот материал только для таких соединений, как ароматические и хлорированные углеводороды, а также сильные окислители. Но при этом полибутилен значительно лучше большинства других пластиков способен противостоять истиранию. А его универсальность объясняется высокой совместимостью с другими пластиками: полипропиленом, с которым полибутилен можно легко соединить сваркой плавлением, а также с этиленпропиленовыми каучуками и различными термопластичными эластомерами.