Разновидности инженерных пластиков. Термопластичный полиэфиримид (PEI). Часть 4

Смолу PEI можно смешать с рядом различных ингредиентов, чтобы создать семейство термопластичных материалов. Одной из самых полезных этих добавок является стекло. Комбинации термопластичных полиэфиримидов с армированием стекловолокном от 10 до 40% очень эффективны для увеличения прочности и модуля. Термостойкость тоже немного увеличена. Увеличение жесткости при этом достаточно заметное, что можно наблюдать, если сравнить модуль с температурой для незаполненной смолы PEI на основе BPADA-MPD и смешать с 10 и 30% стекловолокна. Добавление стекла улучшает прочность на растяжение и изгиб, а также увеличивает ударную вязкость. Стабильность размеров PEI, которая очень хороша в незаполненном (чистом) состоянии, еще лучше с добавленным стекловолокном. Смесь PEI, наполненная 40% стекловолокна, имеет коэффициент линейного теплового расширения (CLTE) в направлении потока, который ниже, чем у алюминия: 15 против 23 мкм / (м °C). Ненаполненные смолы PEI имеют более высокий CLTE, примерно от 50 до 60 мкм / (м °С).

Другие формы стекла, обычно используемые в PEI смоле, включают рубленое волокно, измельченное стекло, стеклянные шарики и стеклянные чешуйки. Стекловолокно обеспечивает лучшую жесткость и прочность (более длинные волокна обеспечивают более высокие значения, но больше эффектов ориентации). Стеклянные наполнители с более короткими пропорциями (например, фрезерованное стекло и стеклянные шарики) дают детали с более изометрическими свойствами. Другими словами, эти наполнители с более низким соотношением сторон дают меньшую анизотропию (меньшую ориентацию наполнителя) в конечной формованной детали. Смолы PEI также можно смешивать с многочисленными минеральными наполнителями, такими как тальк, глина, волластонит, диоксид титана, барит и слюда. Как правило, минеральные наполнители увеличивают прочность, улучшают стабильность размеров и уменьшают усадку, но не в такой степени, как волокнистые наполнители с более высокими коэффициентами сжатия.

Наполнители и волокна, конечно, также увеличат удельный вес и вес детали, а также улучшат ударную вязкость, прочность и кратковременную и долгосрочную термостойкость. Благодаря близкому совпадению показателя преломления между смолами PEI и боросиликатом, смеси PE, армированные стекловолокном «E», являются полупрозрачными. Кроме того, PEI можно смешивать с углеродными волокнами, чтобы получить высокопрочные, высокомодульные смеси с большей электропроводностью. В зависимости от загрузки проводящего наполнителя и конструкции детали, такие смеси могут обеспечивать экранирование от электромагнитных и радиочастотных помех, а также рассеивать статическое электричество. Смола PEI также может быть смешана с проводящим углеродом, углеродными нанотрубками и металлическим волокном или шариками (или их комбинацией) для увеличения как тепловой, так и электрической проводимости. Электрические свойства будут зависеть от загрузки наполнителя, а также от конструкции детали, стробирования и обработки в расплаве. Обычно смолы PEI являются хорошими электрическими изоляторами. Часто богатая смолой оболочка на отлитой детали может влиять на проводимость.

Смола PEI также может быть объединена с другими полимерами. Как правило, для получения полезной смеси свободная энергия смешивания ΔG должна быть благоприятной. Поскольку комбинаторная энтропия смешения полимеров с большой молекулярной массой всегда дает неблагоприятный показатель ΔS, для образования совместимых смесей требуется благоприятное энтальпическое взаимодействие ΔH. Смолы PEI дали удивительное количество смешиваемых (одна фаза) и совместимых смесей. Совместимые смеси представляют собой смеси с разделением фаз, имеющие достаточное притяжение между фазами для обеспечения некоторого уровня молекулярной адгезии, что приводит к стабильной морфологии и дает хорошие механические свойства. PEI образует смешиваемые смеси с полиэфирами, такими как полибутилентерефталат (PBT), полиэтилентерефталат (PET) и полиэтиленнафтаноат (PEN). Эти смеси имеют одну Tg между PEI и полиэфиром. В смесях с более медленно кристаллизующимися сложными полиэфирами, такими как PET и PEN, кристаллизация снижается, и однофазные прозрачные композиции могут быть отформованы. Такие смеси обладают более низкими тепловыми характеристиками по сравнению с базовым полимером PEI, но улучшают текучесть расплава, снижают желтизну и дают чуть лучшую стойкость к растворителям.