Главная --> Справочник терминов


Синтетическими полимерами j дева, содержащееся в его выступлении на сессии Академии Наук j СССР в 1932 г.: «Синтез каучуков—-источник бесконечного много-I образия. Теория не кладет границ этому многообразию. А так 1 как каждый новый каучук является носителем своей оригинальной шкалы свойств, то резиновая промышленность, пользуясь наряду с натуральным, также и синтетическими каучуками получит недостающую ей сейчас широкую свободу в выборе нужных V^ свойств».

Несмотря на отмеченную выше разницу между натуральным и синтетическими каучуками, последние по сумме технологических, прочностных и эластических свойств могут рассматриваться как полноценные заменители НК. При изготовлении грузовых автопокрышек «литиевым» полиизопреном может быть заменено до 30—50% натурального каучука. При замене больших количеств НК становятся существенными недостатки этого полимера, обусловленные неоднородностью микроструктуры. При использовании полиизопрена, полученного с катализаторами Циглера— Натта, в ряде случаев имеется возможность полной замены НК.

Полиизобутилены способны совмещаться с натуральным и синтетическими каучуками СКВ, СКС, СКИ-3, СКД, пластическими массами, восками, битумами, искусственными смолами и

Полиизобутилен смешивается в любых соотношениях с натуральным и синтетическими каучуками, полиолефинами, поливинилхло-ридом и различными смолами.

нование между натуральным и синтетическими каучуками продолжается.

Современный период характеризуется более глубоким изучением высокомолекулярных соединений, в частности пространственного строения природных и синтетических макромолекул, связи между физико-химическими свойствами и структурой полимеров. Высокомолекулярные соединения важны прежде всего в связи с их применением в качестве синтетических материалов в технике и первостепенным значением в живой природе. Четко разделять эти две области при рассмотрении нецелесообразно. Наше изложение будет построено следующим образом: сначала познакомимся с общими свойствами и способами получения высокомолекулярных соединений, затем рассмотрим природный каучук как прообраз современных синтетических материалов, далее познакомимся с общими проблемами современной промышленности синтетических материалов и в заключеннее отдельными представителями этих материалов (синтетическими каучуками, пластмассами, искусственными волокнами).

Наполнители принято подразделять на неактивные и активные наполнители, часто называемые усилителями. Усилители увеличивают предел прочности при растяжении резины, сопротивление истиранию и раздиру. Неактивные, или инертные, наполнители не повышают физико-механических свойств резины. Это различие оказывается достаточно строгим только при применении наполнителей с натуральным каучуком. Таким образом, характер действия наполнителей в значительной степени зависит от природы каучука. Активность наполнителей при применении их с некристаллизующимися каучуками (натрий-дивиниловым, диви-нил-стирольным, дивинил-нитрильным) оказывается значительно выше, чем при применении с кристаллизующимися каучуками (натуральным, бутилкаучуком и хлоропреновым). Если предел прочности при растяжении вулканизатов натурального каучука при применении наиболее активных наполнителей возрастает на 20 — •30%, то предел прочности при растяжении вулканизатов СКВ возрастает в 8—10 раз. Наполнители неактивные в смесях с натуральным каучуком оказываются активными в смесях с натрий-дивиниловым и другими синтетическими каучуками, но неактивные наполнители, как правило, не повышают сопротивление вулканизатов этих смесей истиранию.

Выход сажи от израсходованного сырья составляет около 35% . По усиливающему действию антраценовая сажа немного уступает газовой канальной саже и по сравнению с ней сообщает смесям повышенную скорость вулканизации и обеспечивает более высокий модуль резин. Размер частиц антраценовой сажи 34— 40 ммк. Цвет сажи черный, плотность 1,76 г/см3, насыпная плотность 0,280 кг/л. Антраценовая сажа, как и газовая канальная сажа, применяется с натуральным каучуком в дозировке до 40%, а с синтетическими каучуками до 60% от массы каучука.

Термическая сажа имеет темно-серый цвет. Плотность сажи 1,9 г/см3, размер ее частиц 250—300 ммк. Это малоактивная сажа, дающая мягкие легко обрабатываемые резиновые смеси и мягкие вулканизаты. Может применяться с синтетическими каучуками в дозировке свыше 100% от массы каучука.

Природный молотый барит содержит в основном BaSO4; примесями барита является окись железа, окись кремния, соединения свинца. Барит представляет собой тяжелый белый порошок плотностью 3,95—4,5 г/смя, применяется в производстве кислото-и щелочестойких резин. Размер частиц 5—6 мк. Из природного барита получается химически осажденный барит путем восстановления природного барита до BaS и последующего действия H2SO4. Осажденный барит при применении с синтетическими каучуками придает им повышенное сопротивление раздиру по сравнению с природным баритом. Применяется барит в дозировках до 100% от массы каучука.

Гудрон масляный представляет собой остаток перегонки масел и мазута. Это густая маслянистая жидкость черного цвета. Применяется гудрон, так же как и мазут, преимущественно с синтетическими каучуками в количестве до 5—7%.

двойных связей, участки макромолекул с длинными боковыми ответвлениями. Разветвленные макромолекулы образуются в результате реакций передачи цепи через полимер. С повышением температуры полимеризации и количества катализатора или инициатора нерегулярность структуры полимера возрастает, увеличивается количество звеньев, соединенных в положении 1—2 или 3—4, а также разветвленность макромолекул. Наличие неодинаковых по структуре звеньев и различных боковых ответвлений в макромолекуле препятствует кристаллизации полимера и уменьшает подвижность отдельных сегментов макромолекул. Средний молекулярный вес синтетических каучуков обычно меньше среднего молекулярного веса натурального каучука. Все эти структурные различия между синтетическими полимерами и натуральным каучуком определяют более низкую прочность, меньшую морозостойкость и пониженную эластичность резин на основе синтетических полимеров непредельных углеводородов по сравнению с резинами из натурального каучука.

Бумага — тонкий волокнистый материал из прочно переплетенных между собой волокон целлюлозы. В настоящее время известно около 200 различных видов бумаги. Кроме обычного применения бумага может использоваться для изготовления многих предметов и изделий. Так, из бумаги и битума можно делать трубы, заменяющие асбестоцементные, металлические и керамические. Обычные обои, покрытые тонкой поливинилацетатной пленкой, можно мыть даже теплой водой (моющиеся обои). Свойства бумаги можно качественно изменить и намного улучшить, если ее обработать синтетическими полимерами (мочевиноформальде-гидными, фенолоформальдегидными, полиэтиленом и др.). Такая бумага может служить в качестве конструкционного материала, использоваться в строительном деле для производства сухой штукатурки, обивки стен, изготовления обоев различной расцветки, кровельных материалов (толя, рубероида), внутренних перегородок и т. д. Хорошо известен материал под названием фибра, для получения которого крупнопористую бумагу обрабатывают концентрированным раствором хлористого цинка. Фибра по сравнению с текстолитом, целлулоидом, винипластом и оргстеклом имеет более высокие эксплуатационные показатели. При пропитке картона битумом образуется водонепроницаемый, кислотоупорный и теплоизоляционный материал — рубероид, широко применяемый в качестве кровельного материала.

При вальцевании или перетирании смеси нескольких полимеров длинные молекулярные цепи сравнительно легко разрываются — образуются макрорадикалы. Если механическая деструкция полимера происходит в отсутствие кислорода, то из макрорадикалов в результате их рекомбинации (взаимодействия) создаются макромолекулы блоксополимера. Если деструкцию вести в присутствии мономера другого строения, то макрорадикалы взаимодействуют с радикалами мономеров и создаются макромолекулы блоксополимера. Таким путем могут быть синтезированы высокомолекулярные соединения, которые не удается получить обычными методами, например сополимеры природных высокомолекулярных соединений (целлюлозы, крахмала) с синтетическими полимерами (полиакрило-нитрилом, полистиролом). Низкомолекулярные полимеры (со степенью полимеризации 10—50), содержащие определенные функциональные группы, можно получить поликонденсацией (стр. 461), теломеризацией (стр. 449), ступенчатой полимеризацией (стр. 444).

Вплоть до начала XX столетия для приготовления типографских красок применяли исключительно льняное масло в смеси с техническим углеродом и другими пигментами. Появление новых способов печати и новых видов бумаги привело к неизбежной замене льняного масла более эффективными синтетическими полимерами. Как известно, печать бывает четырех основных видов: высокая, плоская, глубокая и шелкотрафаретная [35]. Заметим, что в настоящее время наибольшее значение имеет офсетная печать на рулонных машинах и глубокая печать на ротационных машинах; высокая печать используется значительно реже. Фегюльные смолы применяют в качестве связующего для типографских красок для глубокой печати и офсета. В условиях, когда бумажное полотно перемещается со скоростью до 800 м/мин, важнейшим свойством типографской краски является скорость ее высыхания. В этом смысле очень хороши краски на основе модифицированных древесными смолами фенольных смол или их смесей с другими смолами (для удешевления). Краски для глубокой печати обычно содержат 50—60% толуола, примерно 15% модифицированной фе-нольной смолы, 15% резината кальция и 5—10% пигментов. В процессе приготовления краски на трехвалковой краскотерке, а также при печатании на равномерное распределение тонкоизмельченных пигментов оказывает заметное влияние тип смолы. Краска должна очень быстро «отдавать» растворитель, образуя твердую пленку. Модифицированные древесные смолы (краски типа В в США) превосходят резинаты (тип А) и углеводородные смолы по скорости «потери» растворителя и твердости образующейся пленки. В качестве компонентов фенольных смол используют крезолы, ксиленолы или алкилфенолы [36]; при выборе этих компонентов определяющим является их совместимость с растворителями и минеральными маслами. Во Франции запрещено использование толуола, вместо него применяют уайт-спирит. Другими важными свойствами типографских красок являются температура плавления, вязкость, стойкость к пожелтению и запах.

Винилфуран сополимеризуется с нитрилом метакриловой кислоты в присутствии олеата натрия в хлороформе (27). Если нагревают реакционную смесь 48 часов при 50° и 48 часов при 75°, получают высокополимерный продукт в виде порошка с выходом 96,7%. Этот высокополимер может применяться для различных покрытий, т. к. легко пластифицируется другими синтетическими полимерами.

Высокомолекулярные соединения, получаемые при полимеризации и поликопдснсацин, называют также синтетическими полимерами.

Диэлектрическая проницаемость примерно одинакова, параметр раствори-ости по сравнению с синтетическими полимерами достаточно высок, показа-;ль преломления примерно одинаков, а температурный коэффициент объем-ж> расширения в стеклообразном состоянии существенно зависит от хими-гского строения фрагмента и изменяется антибатно температуре стеклования.

Исследования свойств растворов лигносульфонатов показали, что они находятся в растворе в виде компактных глобулярных макромолекул. Низкое значение характеристической вязкости по сравнению с полисахаридами и некоторыми синтетическими полимерами при одинаковой молекулярной массе, т.е. низкое значение степенного показателя а в уравнении Марка - Куна - Хаувинка, связывающего характеристическую вязкость с молекулярной массой (см. 7.6), указывает на высокую плотность глобулярных макромолекул лигносульфонатов в растворе. Лигносульфонаты в растворе ведут себя как полиэлектролиты. В воде макромолекулы «разбухают», тогда как в солевых растворах происходит уменьшение объема. Это связано с тем, что в нейтральных растворах лигносульфонаты ионизированы и на поверхности их макромолекул образуется двойной электрический слой. Лигносульфонаты проявляют также поверхностно-активные свойства. Основные направления использования лигносульфонатов изложены ранее (см. 12.2.4).

Химическая переработка целлюлозы позволяет переводить ее в продукты, растворимые в органических растворителях, тогда как природная целлюлоза растворяется лишь в таких растворителях, которые малопригодны для использования в промышленности. Это дает возможность получать из целлюлозы материалы с новыми ценными свойствами - искусственные волокна и пленки из производных целлюлозы и регенерированной целлюлозы, термопластичные формовочные материалы на основе эфиров целлюлозы (этролы), клеящие вещества, загустители и т.д. С целью устранения некоторых отрицательных эксплуатационных качеств природной целлюлозы (способность разрушаться под воздействием биологических факторов, сминаемость хлопчатобумажных тканей и т.п.) и придания новых свойств, например, бактерицидных, получают привитые сополимеры целлюлозы с различными синтетическими полимерами.

Длительная нагрузка при комнатной температуре вызывает у полиизобутилена необратимую деформацию («холодная текучесть»); для устранения этого нежелательного явления полиизобутилен смешивают с природными и синтетическими полимерами. Широко применяются смеси полиизобутилена е полиэтиленом.

Длительная нагрузка при комнатной температуре вызывает у полиизобутилена необратимую деформацию («холодная текучесть»); для устранения этого нежелательного явления полиизобутилен смешивают с природными и синтетическими полимерами. Широко применяются смеси полиизобутилена е полиэтиленом,




Современной технологии Современное состояние Создается повышенное Создаются предпосылки Специальные устройства Специальных катализаторов Специальных установках Специальным устройством Синтетические полимерные

-
Яндекс.Метрика