Полиэтилен

Полиэтилен — кристаллизующийся полимер, степень кристалличности которого при комнатной температуре достигает 50...90% в зависимости от способа получения. От других термопластов отличается весьма ценным комплексом свойств. Для полиэтилена характерны высокая прочность, стойкость к действию агрессивных сред и радиации, хорошие диэлектрические свойства, нетоксичность.

Полиэтилен (ПЭ) получают при высоком, среднем и низком давлении полимеризацией этилена в присутствии катализаторов.

Выпускаемый в промышленности полиэтилен в зависимости от способа получения различается по плотности, молекулярной массе и степени кристалличности. Плотность полиэтилена 910...970 кг/м³, температура размягчения 11О...13О°С.

Наибольшей степенью кристалличности, плотности и температурой размягчения обладает полиэтилен низкого и среднего давления (полиэтилен высокой плотности). Полиэтилен, получаемый при высоком давлении, имеет меньшую плотность. Так как изделия из полиэтилена становятся хрупкими только при температуре -70°С, то они могут эксплуатироваться в суровых климатических условиях.

Полиэтилены низкого и среднего давления относятся к полимерам с регулярной структурой молекул и называются изотактическими полимерами. С увеличением молекулярной массы и особенно плотности (что характерно для изотактического полиэтилена), возрастает химическая стойкость полимера. Полиэтилен стоек к действию щелочей, растворов солей, органических кислот (даже к концентрированной соляной и плавиковой кислотам). При температуре выше 80°С полиэтилен растворяется во многих растворителях, особенно хорошо в углеводородах и их галогенпроизводных. Для уве­личения атмосферостойкости и стойкости к термоокислительным процессам в полиэтилен вводят различные стабилизаторы.

Плотность полиэтилена существенно не влияет на его диэлектрические свойства, но примеси в полиэтилене высокой плотности увеличивают диэлектрические потери. Однако малые диэлектрические потери полиэтилена позволяют использовать электроизо­ляционные материалы и изделия на его основе в широком диапазоне частот и температур.

В промышленности получают полиэтилен со «сшитой» структурой молекул, когда создаются поперечные химические связи между линейными цепями макромолекул. «Сшитый» полиэтилен можно получить при облучении полиэтилена частицами высоких энергий или при действии специальных перекисных соединений, вызывающих «сшивку» макромолекул при высокой температуре. Такой полимер становится резиноподобным при температуре 110...115°С и сохраняет прочность при температуре до 200°С.

Полиэтилен применяется как электроизоляционный материал в электротехнике и радиоэлектронике, кабельной промышленности, строительстве, в качестве антикоррозионных покрытий и т.д. Полиэтилен всех марок является физиологически безвредным, поэтому получил широкое применение в производстве товаров народного потребления.

Поливинилхлорид

Поливинилхлорид (ПВХ) [—СН₂—CHCI—] — термопластичный полимер преимущественно линейного строения — получают полимеризацией винилхлорида по радикальному механизму в массе, эмульсии, суспензии или в органическом растворителе.

В промышленности чаще всего используют эмульсионный и суспензионный методы. Винилхлорид можно также полимеризовать и по ионному механизму, однако число катализаторов ионной полимеризации очень ограничено.

ПВХ — твердый продукт белого цвета, теоретическое содержание хлора — 56,8 %, практическое всегда несколько меньше. Коэффициент полимеризации 100-2500. Элементарные звенья в цепях полимера расположены в основном в положении 1,2. Степень упорядоченности макромолекул ПВХ зависит от температуры полимеризации, а также от М. Максимально возможная упорядоченность реализуется при температурах полимеризации выше 55°С или в случае отжига при температурах выше 70°С. Степень кристалличности промышленного ПВХ может достигать 10%, а полимера, полученного при температурах ниже 10°С или радикальной полимеризацией при 20-50 °С, — соответственно 10-23% и 33-35%. Кристаллический ПВХ имеет синдиотактическую конфигурацию.

Температура текучести ПВХ тем выше, чем ниже температура полимеризации.

Плотность при 20°С, кг/м³.......1350-1430

при 20°С.........................10¹³-10¹⁵

при 140°С.........................

Длительная рабочая температура, °С.......90

Материалы из ПВХ нашли широкое применение в электротехнике, особенно пластикаты в кабельном производстве. Они применяются для изоляции защитных оболочек кабельных изделий, изоляции проводов, а также в виде трубок, лент и листов в электрических машинах и аппаратах, работающих при промышленных частотах, являются хорошим дугогасящим материалом; находят применение в «стреляющих» разрядниках.