16. Акриловые смолы. Полиметилметакрилат, методы синтеза, основные свойства, области применения.

Полиакрилатами называют полимеры и сополимеры акриловой и метакриловой кислот. Они образуются при полимеризации главным образом эфиров акриловой и метакриловой кислот и имеют линейное строение макромолекул. Для производства товаров народного потребления наибольшее значение имеют полиметилметакрилат и полиакрилонитрил.

Полиметилметакрилат отличается высокой прочностью, химической стойкостью. И повышенной температурой размягчения (или стеклования) не ниже 100 С. Он имеет аморфную структуру, прозрачен, известен как органическое стекло, хорошо пропускает УФ лучи. ПММК и другие полиакрилаты растворимы в ароматических углеводородах, но в алифатических спиртах и углеводородах не растворяются.

ПММК вырабатывают в виде пластин и листов. Листовой ПММК (орг. стекло) получают блочной полимеризацией. Листы легко поддаются механической обработке (сверлению, строганию, распиливанию и др.) и хорошо формуются при повышенной температуре. Их легко перерабатывают в изделия вакуумным и пневматическим формованием, а также горячим штампованием. Прозрачность и высокая механическая прочность позволяют применять листовой ПММК для остекления самолетов и автомобилей. Из него изготавливают также предохранительные, часовые и оптические стекла. Благодаря физиологической безвредности он используется для зубных протезов и медицинских приборов. ПММК широко применяется для изготовления товаров народного потребления, причем как в виде листов, так и в виде литьевых композиций с наполнителями и красителями.

Недостаток материала – низкая поверхностная твердость, легко царапается, относительно малая величина удлинения при разрыве, невысокая стойкость к ударным нагрузкам. Повысить деформационные свойства можно за счет введения пластификаторов, но будет снижаться теплостойкость материала.

Полиакрилонитрил. Полярные группы обусловливают сильное межмолекулярное взаимодействие цепных макромолекул, что объясняет теплостойкость материала, его неплавкость и трудную растворимость в органических растворителях. Температура размягчения 220-230 С. Это трудно кристаллизующийся полимер (30%). Обладает хорошими деформационными свойствами (удлинение при разрыве 10-3-%). Водопоглощение 1-2%. Получение изделий из ПАН затруднено, так как в области температур размягчения начинаются процессы деструкции. Из ПАН изготавливают шерстевидные волокна (нитрон). Производят их не из расплава, а из раствора ПАН в специальном сильно полярном растворителе (диметилформамиде), который после формования волокон отмывается горячей водой.

17. Фторопласты, их получение, свойства, применение. Методы получения изделий из них.

Фторопласты (политрифторхлорэтилен и политетрафторэтилен) – фторсодержащие полимеры. Они являются прекрасными диэлектриками, теплостойкими и исключительно химически стойкими пластиками. Они находят применение в электро- и радиоаппаратуре, химическом машиностроении. Детали на основе фторопластов используются в узлах трения (в подшипниках), так как обладают очень малым коэффициентом трения (0,004). Применяются они для антиадгезионных покрытий и вместо смазки, так как поверхность их имеет маслянистый характер.

Наиболее известен политетрафторэтилен (фторопласт-4, тефлон). Это линейный высококристаллический (90%) полимер белого цвета, получающийся полимеризацией тетрафторэтилена и характеризующийся высокой плотностью 2,2-2,3 г/см³ и высокой температурой плавления (327 С). При нагревании до температуры плавления он из кристаллического состояния превращается в прозрачный материал с аморфной структурой, приобретает эластичность, но не переходит в вязкотекучее состояние даже при нагревании до температуры разложения (415 С). Это затрудняет его переработку в изделия. Поэтому основной способ переработки – спекание. Материал характеризуется высокими деформационными свойствами (250-500% - удлинение при разрыве). Высокая стойкость к ударным нагрузкам. Материал пластичен, характеризуется низким модулем упругости, прочность невелика (15-20 мПа).Недостаток – низкая поверхностная твердость. Материал обладает многими ценными свойствами:

1) высокая химическая стойкость. Ни в чем не растворяется кроме щелочных металлов (Na, K)

2) высокая температуростойкость, интервал эксплуатации от -200 С до 260 С.При этом с материалом можно работать длительно. Величина свойств практически не изменяется от -60 С до 200 С.

3) самый лучший диэлектрик, поэтому он широко используется для изготовления конденсаторов и других изделий, в том числе работающих в агрессивных средах

4) обладает самым низким коэффициентом трения, выпускается в виде порошка и пластин.

Применяют для технических целей в радиотехнической, пищевой и других отраслях промышленности для изготовления химически стойких деталей (труб, прокладок, манжет, кранов, насосов, колец, дисков, деталей холодильников). В медицине используется для изготовления замены сердечных клапанов и суставов людей. Легко разрушается под действием радиации. В производстве товаров широкого потребления в основном используется способность материала образовывать антиадгезионные покрытия, например, сковородок, каталок для теста, утюгов, лыж и др.

У политрифторхлорэтилена температурный интервал использования уже, чем у фторопласта-4: от -195 С до 190 С. Температура плавления 200-215 С, температура разложения 320 С. Физико-химические свойства близки к свойствам фторопласта-4. Это негорючий материал, в открытом пламени обугливается. Обладает высокими химическими свойствами и огнестойкостью. Перерабатывается всеми способами. Области применения те же, что у фторопласта-4.