Разновидности инженерных пластиков. Полифениленовый эфир. Часть 1

Уникальная каталитическая окислительная сопряженная полимеризация с высокомолекулярными линейными ароматическими эфирами обычно проводится при комнатной температуре путем барботирования кислорода через раствор мономера 2,6-ксиленола в присутствии катализатора на основе меди. Интересной особенностью реакции окислительного сочетания является то, что она представляет собой ступенчатую конденсационную полимеризацию: окисление 2,6-ксиленола в катализаторе первого порядка, в кислороде первого порядка и в 2,6-ксиленоле нулевого порядка. Когда целевая молекулярная масса достигнута, полимеризацию прекращают, удаляя кислород. Коммерческий синтез PPE проводят при температуре от +25 до +50 °С. Однако эти полимеризации являются экзотермическими и обычно требуют охлаждения для получения продуктов с высокой молекулярной массой и селективности. Типичный катализатор состоит из соли галогенида меди и одного или нескольких аминов, таких как пиридин, дибутиламин или некоторые затрудненные диамины. Принятый механизм включает окисление, радикальное связывание, диссоциацию и енолизацию.

Первоначально 2,6-ксиленол окисляется катализатором с образованием арилоксирадикалов. Затем два арилоксирадикала соединяются, образуя хиноновый эфир, который подвергается енолизации с образованием димера. Енолизация дает более стабильный олигомер с концевыми фенольными группами, который может быть окислен с образованием нового арилоксирадикала и продолжением полимеризации. Аналогичным образом димеры превращаются в тримеры и, в конечном итоге, олигомеры в олигомеры с более высокой молекулярной массой, пока не будет получен полимер с высокой молекулярной массой. Кроме того, связь может происходить между различными олигомерами. Например, два димерных радикала могут соединяться с образованием хинон-кеталя. Нестабильный хинон кеталь затем диссоциирует на тример и 2,6-диметилфенокси-радикал. Побочный продукт диссоциации, 2,6-диметилфенокси-радикал, может подвергаться дальнейшим реакциям сочетания с другими олигомерами или другим 2,6-диметилфенокси-радикалом. По этому механизму олигомеры будут подвергаться окислению, сочетанию и диссоциации с образованием олигомеров с более высокой молекулярной массой и в конечном итоге к полимеру.

К примеру, PPE-смолы с очень высокими температурами теплового искажения (HDT) могут легко поднять HDT полистирольных полимеров до более чем +100 °C, что является значительной температурой, поскольку это позволяет использовать материал для многих применений в кипящей воде. Стироловые полимеры с простотой обработки и хорошей ударной прочностью уравновешивают огнеупорную природу смол PPE. Также смолы PPE обеспечивают огнестойкость и облегчают приготовление негалогенных огнестойких смесей. Наконец, полимеры PPE и полимеры стирола обладают отличной водостойкостью и превосходными электрическими свойствами, а кроме того, смеси ПФЭ / ПС обладают более низким удельным весом, чем многие другие технические термопласты. Модифицированные PPE смолы являются относительно устойчивыми к горению, а продуманное компаундирование может повысить их стойкость к воспламенению за счет использования небромированных, нехлорированных антипиренов, что делает их совместимыми с маркировкой ECO. Модифицированные PPE смолы особенно известны своей выдающейся гидролитической стабильностью. Они не имеют гидролизуемых связей. Их низкие показатели водопоглощения, как при комнатной температуре, так и при повышенных температурах, позволяют сохранять свойства и стабильность размеров в присутствии воды, высокой влажности и даже паровых сред. Кроме того, модифицированные PPE-смолы, как правило, не подвержены влиянию широкого спектра водных растворов, моющих средств, кислот и оснований.

Модифицированные смолы PPE будут размягчаться или растворяться во многих галогенированных и ароматических углеводородах. Имеются лабораторные данные о химической стойкости пластмасс. Тем не менее, такие данные должны использоваться только в качестве инструмента скрининга. Если в ходе кратковременного теста обнаруживается, что материал является несовместимым, он обычно считается несовместимым в аналогичной среде конечного использования. Обратное, однако, не всегда верно. Благоприятные результаты в краткосрочном тестировании не являются гарантией фактической производительности в долгосрочных условиях конечного использования. Величина напряжения, обнаруженная в любой конкретной части, будет оказывать выраженное влияние на относительную химическую совместимость полимера. Приемлемая химическая совместимость полимера при применении может быть определена только путем выдержки или погружения опытных образцов и образцов с соответствующим напряжением в среду этого типа в реальных условиях эксплуатации. Комбинация различных уровней PPE / PS с другими добавками даёт смолы, охватывающие широкий спектр физических и термомеханических свойств. Общие характеристики включают высокую термостойкость, отличные электрические свойства в широком диапазоне температур и частот, низкую плотность, гидролитическую стабильность, химическую стойкость к большинству кислот, стабильность размеров, низкую усадку формы и очень низкую ползучесть при повышенных температурах.