Температура плавления полипропилена до жидкого состояния: Температура плавления полипропилена

Содержание

Полипропилен плавление — Справочник химика 21

С увеличением содержания хлора в полипропилене возрастают растворимость, хрупкость и плотность полиме,ра и уменьшается вязкость его растворов. Уменьшение вязкости показывает, что ири хлорировании изотактического полипропилена происходит деструкция его макромолекул. Температура плавления хлорированных полипропиленов, по мере увеличения содержания в них хлора, вначале снижается (по сравнению с температурой размягчения нехлорированного изотактического полипропилена), а затем вновь возрастает [c.222]
Стереорегулярный полипропилен (стр. 454) — кристаллически полимер с очень высокими физико-механическими показателями и хорошими диэлектрическими свойствами. Температура плавления полипропилена значительно выше, чем у полиэтилена 164—170° С, а молекулярная масса 60000—200 000. Полипропилен кислото-и маслостоек даже при повышенных температурах. При обычной температуре он не растворяется ни в одном растворителе, при 80° С растворяется в ароматических углеводородах и хлорированных парафинах. Благодаря исключительным свойствам полипропилен — весьма перспективный полимер. Имеются указания о том, что синтетическое волокно из полипропилена по прочности превосходит все известные природные и синтетические волокна. [c.469]

[c.207]

Полипропилен отличается высокой температурой плавления (до 170°С), устойчивостью к старению и химической стойкостью к действию воды, неокислительных кислот, щелочей и растворов солей. Однако концентрированная азотная кислота при повышенной температуре разрушает его. При комнатной температуре полипропилен не растворяется в органических растворителях, при температуре выше 80 °С он растворяется в ароматических и хлорированных углеводородах. [c.124]

Аэрогели кристаллических полимеров получались из двухфазных систем растворитель — высококристаллические полиолефины (линейный полиэтилен и изотактический полипропилен). При получении аэрогелей кристаллических полимеров возникают большие трудности, так как эти полимеры плохо растворяются в обычных растворителях при комнатной температуре. Растворение полиэтилена и полипропилена проводилось в бензоле под давлением и выше их температуры плавления. Кристаллизация растворов этих полимеров осуществлялась при различных температурах, после чего пастообразная взвесь полимер — бензол замораживалась и сублимация растворителя производилась обычным порядком.

[c.614]

Полимеризация протекает в присутствии катализаторов. В зависимости от условий полимеризации получают полипропилен, различающийся по структуре макромолекул, а следовательно, и па свойствам. По внешнему виду это каучукоподобная масса, более или менее твердая и упругая. Отличается от полиэтилена более высокой температурой плавления. Например, полипропилен с молекулярной массой выше 80 000 плавится прн 174—175 °С. Используют полипропилен для электроизоляции, для изготовления защитных пленок, труб, шлангов, шестерен, деталей приборов, а также высокопрочного и химически стойкого волокна. Последнее прим е-няют в производстве канатов, рыболовных сетей и др. Пленки нз полипропилена значительно прозрачнее и прочнее полиэтиленовых, пищевые продукты в упаковке из полипропилена можно подвергать стерилизации, варке и разогреванию.

[c.501]

Особенностью второго варианта технологии является нанесение атактического полипропилена непосредственно на наполнитель асфальтобетона — каменный материал. На установке получения асфальтобетона в нагретый наполнитель вводят атактический полипропилен при температуре выше температуры его плавления. Смесь перемешивают до полного смачивания полимером каменного материала и после этого вводят битум. При этой технологии традиционный способ получения асфальтобетона на АБЗ дополняется только узлом дозирования полимера. Данная технология является уникальной и не имеет аналогов в отечественной дорожной отрасли. [c.73]

Следующей структурной характеристикой, определяемой химическими методами, является расположение мономерных звеньев, которое может носить линейно-регулярный и пространственно-регулярный характер. Пример структуры первого типа, в которой мономерные звенья упорядоченно расположены в полимерной цепи, приведен на рис. 2.1, а. При этом различают варианты присоединения голова к хвосту (рис. 2.1, а слева) и голова к голове (рис. 2.1, а справа). Полимерные молекулы, которым присуща пространственная упорядоченность, называют стереорегулярными. Эта особенность строения имеет большое значение в случае полимеров (а-олефинов), таких, как полипропилен. Так, изотактический полипропилен — это жесткий полукристаллический полимер с температурой плавления 165 °С, в то время как атактический полипропилен аморфен, мягок и липок уже при комнатной температуре.

[c.37]

Полипропилен имеет температуру плавления 170°, вместо. 125° для полиэтилена, и получаемые из него волокна более прочны. Это определяет его дальнейшее применение. [c.591]

Полипропилен имеет более высокую температуру плавления, чем полиэтилен и соответственно более высокую температуру разложения. Чистый изотактический полипропилен плавится при 176 °С. Максимальная температура эксплуатации полипропилена 120—140 °С. Все изделия из полипропилена выдерживают кипячение и могут подвергаться стерилизации паром без какого-либо изменения их формы или механических свойств. [c.33]

Полипропилен (отдельные его виды) отличается от полиэтилена более высокой температурой плавления (плавится при температуре 160—180 °С) и большей механической прочностью. [c.27]

Из табл. 1 видно, что полиэтилен высокой плотности менее чувствителен к давлению, чем полиэтилен низкой плотности. Кроме того, высокомолекулярный полиэтилен (материал с меньшим значением индекса расплава) подвержен более сильному влиянию давления, чем полиэтилен с низким молекулярным весом. Полипропилен и полиэтилен средней плотности почти одинаково реагируют на изменение давления. Было замечено также, что при давлении порядка 560—680 атм начинается процесс кристаллизации, а при достижении 700 атм скорость кристаллизации увеличивается. Это связано с тем, что внешнее давление сближает молекулы, способствуя кристаллизации, которая наступает значительно выше температуры плавления, соответствующей низкому давлению. Наиболее существенно влияние давления на вязкость полистирола, которая увеличивается в сто р аз. Молекулы полистирола по сравнению с полиэтиленом содержат очень большие боковые группы—бензольные кольца. Эти группы препятствуют плотному расположению молекулярных цепей, а при течении полистирола выступают в роли внутреннего пластификатора. При таком строении цепей имеется свободное пространство для их уплотнения и, следовательно, существует возможность изменения вязкости полимера в широком диапазоне. Исследованный перепад давлений очень часто имеет место при литье под давлением полистирола и, конечно, при этом ни в коем случае нельзя пренебрегать повышением вязкости. Можно надеяться, что в скором времени появятся дополнительные данные необходимые для расчета процесса литья.

[c.40]

Добавка к полипропилену до 10% окисленного полипропилена с температурой плавления 88—110°С и содержанием кислорода 1,3—3,7% (получен при окислении воздухом в течение 5 ч при 240°С) приводит к снижению его температуры хрупкости [53]. [c.130]

Термины кристаллит и сферолит заимствованы из минералогии. Оба эти термина применяют для обозначения кристаллов, образованных в вулканической лаве. Сферолиты—большие кристаллические образования сферической формы, расту-ш,ие в радиальном направлении. Наиболее интенсивный рост сферолитов в полимерах происходит несколько ниже температуры плавления. Процесс кристаллизации обусловлен действием двух противоположно направленных факторов. С понижением температуры возрастает движущая сила процесса образования кристаллов, но одновременно увеличивается вязкость, что препятствует процессу кристаллизации. При очень низкой температуре вязкость становится слишком высокой, чтобы могла происходить перестройка структуры, ведущая к кристаллизации. Выше точки плавления вязкость мала, но кристаллизация происходить не может. При некоторых промежуточных температурах вблизи точки плавления наблюдается максимальная скорость кристаллизации. Кристаллиты оказывают сильное влияние на все физические свойства полимеров. Они действуют как поперечные сшивки. Типичными кристаллизующимися полимерами являются политетрафторэтилен (тефлон), полиформальдегид, поликапроамид, полиэтилен и полипропилен.

[c.67]

Полипропилен имеет самую высокую температуру плавления из всех полиолефинов, благодаря чему предел рабочих температур для пленок из полипропилена лежит гораздо выше максимальной рабочей температуры полиэтиленовой пленки. [c.268]

ДТА композиций показал, что чем более кристаллическим является вводимый в парафин полимер, тем легче он обнаруживается на дериватограммах. В то же время аморфные полимеры, не имеющие четко выраженных переходов из твердого состояния в жидкое, при введении в парафин не дают дополнительного фазового перехода. Для таких композиций, например, с атактическим полипропиленом (рис. 6) характерен один пик, соответствующий плавлению парафинового компонента. Влияние таких полимеров иа фазовое состояние парафина проявляется в исчезновении фазового перехода твердого парафина из одного кристаллического состояния в другое.

[c.191]

Кроме того, нами было показано, что искусственными зародышами кристаллизации могут быть кристаллические полимеры, температура плавления которых выше, чем у полимера, в которых должна быть задана надмолекулярная структура. В качестве примера могут быть приведены опыты, в которых в полипропилен был введен в небольших количествах дисперсный изотактический полистирол. [c.413]

Межмолекулярные силы при кристаллизации полимеров играют двоякую роль. С одной стороны, с увеличением межмолекулярного взаимодействия облегчается образование прочных агрегатов и упрочняются кристаллические образования. Температура плавления кристаллических полимеров повышается с ростом величины межмолекулярных сил, например, в ряду гуттаперча, полиэтилен, полипропилен, полиамид. С другой стороны, увеличение межмолекулярного взаимодействия обусловливает повышение вязкости полимера, затрудняющее перегруппировку молекул при кристаллизации. Таким образом, кристаллизации благоприятствует некоторое оптимальное значение межмолекулярных сил. [c.137]

Весьма перспективным и сравнительно новым направлением переработки пропилена является получение из него полипропилена. По сравнению с полиэтиленом полипропилен имеет более высокие температуру плавления, механическую прочность и сопротивление разрыву. Он используется для изготовления прозрачных пленок и синтетических волокон, имеющих такую же прочность, как найлон. Фирма Монтекатини изготовляет из полипропилена теплостойкий (до 150°) термопласт моплен, который обладает хорошим сопротивлением действию кислот и масел. [c.77]

Так, при введении в полипропилен силиконовой жидкости вязкость полимера снижается в десятки раз [230]. Текучесть наполненных композиций полиэтилена высокого давления значительно улучшается при введении в них пластификатора [231], а температура плавления понижается [232]. Циклические углеводороды, используемые в качестве пластификатора полиэтилена, придают ему морозостойкость и улучшают перерабатываемость при экструзии и каландрировании [233]. Введение фталатных пластификаторов (ДБФ, ДОФ) в полиизобутилен снижает аутогезию композиции, однако установлены оптимальные количества пластификаторов при которых аутогезия практически не изменяется для ДБФ — это 7 масс, ч., ДОФ — 10 масс. ч. [234]. [c.167]

В то время как изотактический полипропилен легко кристаллизуется и обладает высокой температурой плавления (175°С), атактический полимер аморфен, напоминая невулканизированный каучук. Подбирая катализатор, можно менять стереорегулярность и свойства полимера в широких пределах. [c.284]

Для получения волокон этого типа используют полиэтилен высокого и низкого давления (стр. 415) и стереорегулярный полипропилен (стр. 420). Эти полимеры растворяются в алифатических и ароматических углеводородах при температуре 130—175 «С, превышающей температуру плавления полимеров. [c.469]

Термомеханическая кривая кристаллического полипропилена (рис. 2, 1) показывает, что в широком интервале температур в отличие от атактического полипропилена образец остается практически недеформируемым и лишь при температуре плавления переходит в вязкотекучее состояние. Однако если полипропилен аморфизовать (нагреванием выше температуры плавления и последующим быстрым охлаждением), то на термомеханической кривой появится область, соответствующая высокоэластическому состоянию (рис. 2,2). Как и у атактического полипропилена, область высокоэластических деформаций начинается с —10°, но нри дальнейшем повышении температуры деформируемость падает, что связано с переходом полимера из аморфного состояния в кристаллическое. Это свойство объясняется регулярным строением цепей полипропилена, благодаря которому аморфизованный полипропилен способен повторно кристаллизоваться. В расплаве меняется конфигурация цепей, но сохраняется правильная последовательность асимметрических углеродных атомов в молекулах. Быстрое охлаждение расплава препятствует процессу упорядочивания цепей, и в стеклообразном состоянии они сохраняют ту форму, которую приобрели в расплаве. Кристаллизация происходит только выше температуры стеклования, когда подвижность звеньев достаточно велика. Исследование термомеханических свойств амор-физованного образца является, таким образом, одним из методов определения температуры стеклования кристаллизующегося полимера. [c.133]

При растворении кристаллических полимеров нагревание необходимо. Кристаллиты связывают воедино молекулярные цепи и препятствуют их разделению при растворении. Хотя полиэтилен при комнатной температуре и набухает в таких растворителях, как, например, ксилол, полного растворения не произойдет, пока температура не превысит точку плавления. Полиэтилен высокой плотности более кристалличен и поэтому при комнатной температуре он набухает значительно меньше. Полипропилен, который также представляет собой высококристаллический полимер, перед растворением должен нагреваться до более высокой температуры, чем полиэтилен, поскольку его температура плавления выше. При достижении температуры плавления исчезают кристаллиты, связывающие [c.151]

Полипропилен имеет более высокую температуру плавления, чем полиэтилен, однако значительно уступает полиэтилену по м,ррозостойкости. Он является более жестким материалом, чем полиэтилен. Полипропилен нерастворим в органических растворителях при комнатной температуре. При нагревании до 80 °С и выше он начинает растворяться В ароматических (бензоде, толуоле) и хлорирован- [c.12]

Известно несколько видов полипропилена, различающихся строением макромолекул. Если все группы СН3 расположены по одну сторону от плоскости, то такая структура макромолекулы полипропилена называется изотактической. Но возможны и другие положения группы СНд. Они могут быть расположены по разные стороны, притом в той или иной последовательности чередоваться с атомами водорода. Все эти виды полипропилена отличаются друг от друга по своим физическим и физико-химическим свойствам. Изотакти-ческий полипропилен имеет наибольшую температуру плавления (174° С) и наибольшую характеристическую вязкость по сравнению с другими видами полипропилена. [c.341]

Наибольщее практическое применение имеет сггл1-триметилани-лин (мезидин), используемый в качестве полупродукта в синтезе красителей, а также мезитол, получаемый при щелочном плавлении соответствующей сульфокислоты мезитилена и используемый в качестве антиоксиданта. На основе мезитилена получают и некоторые другие антиоксиданты, стабилизирующие полипропилен [110]1. [c.93]

После второй стуг[ени промывки полипропилен поступает в сушильный аппарат 7 и сборник-гомогенизатора. Гомогенизация пропилена заключается в том, что получаемый в течение одной смены или одних суток готовый полимер собирают вместе, перемешивают и определяют средние качественные показатели для данной партии товарного продукта. Необходимость гомогенизации обусловлена тем, что с течением времени П1эд влиянием различных факторов глубина полимеризации может меняться. Соответственно изменяются молекулярная масса и другие показатели (плотность, вязкость, температура плавления). Полипропилен должен удовлетворять вполне определенным средним для данной партии показателям, которые и определяют после гомогенизации. [c.52]

Какие из перечисленных ниже веществ имеют постоянные точки плавления бензол, толуол, полихлорвинил, полипропилен, проиилен, дивинил, этиловый спирт [c.81]

Полимеризация протекает в присутствии катализаторов (R3AI + Т1С1з) в растворителе. В зависимости от условий полимеризации получают полипропилен, различающийся по структуре макромолекул, а следовательно, и по свойствам. По внешнему виду это каучукоподобная масса, более или менее твердая и упругая. Отличс1ется от полиэтилена более высокой температурой плавления и более высокой прочностью на растяжение. Например, полипропилен с молекулярной массой выше 80000 размягчается при 174—175 °С. Его теплостойкость, стойкость к истиранию и поверхностная прочность значительно выше, чем у полиэтилена. Используют полипропилен для электроизоляции, для изготовления защитных пленок, труб, шлангов, шестерен, деталей приборов, а также высокопрочного и химически стойкого волокна. Последнее применяют в производстве канатов, рыболовных сетей и др. Пленки из полипропилена значительно прозрачнее и прочнее полиэтиленовых, пищевые продукты в упаковке из полипропилена можно подвергать стерилизации, варке и разогреванию. [c.605]

Углеводороды давно известны как хорошие диэлектрики. Например, у парафина высокое удельное объемное сопротивление— порядка 10 —10 ом-см и низкие диэлектрические потери. В качестве жидких диэлектриков широко применяются нефтяные масла (трансформаторное, конденсаторное и др.), представляющие собой смеси углеводородов различного строения. Как было показано выше (стр. 56), высокомолекулярные углеводороды, полученные синтетическим путем, должны такясе обладать хорошими электроизоляционными характеристиками ввиду отсутствия в структуре молекул полярных групп. Вместе с тем большие молекулярные веса синтетических полимеров и особенности их структуры обусловливают появленце свойств, которыми природные углеводороды не обладают. Например, полиэтилен, а также полученный за последнее время полипропилен по сравнению с парафином имеют значительно более высокую температуру плавления, большую твердость и обнаруживают такие новые свойства, как гибкость, прочность на разрыв, способность подвергаться экструзии и др. [c.92]

Полипропилен имеет высокую температуру плавления — D пределах 160—170° С, что связано со стереорегулярной структурой. Предел прочности при растяжении высокий — 250— 400 кгс1см . [c.107]

Полипропилен обладает ценными свойствами высокой температурой плавления (около 170° С) в сочетании с жесткостью и прочностью. Обладает небольшой плотностью (0,9 г1см ), высокой химической стойкостью, хо рошими диэлектрическими свойствами. Благодаря своим свойствам и доступности исходного пропилена полипропилен может найти применение для изготовления труб и трубопроводов для подачи горячей воды и различных химических веществ, центробежных насосов, химической аппаратуры, для изготовления большого ассортимента различных предметов домашнего обихода, санитарии и гигиены (посуда всевозможного назначения, ванны и пр.). [c.384]

Стереорегулярный полипропилен представляет особый интерес в производстве синтетического волокна [72]. Стоимость пропилена в 5 раз ниже стоимости полистирола и в 9 раз ниже стоимости полиамидного и полиэфирного волокон. В то же время удельная прочность волокон из полипропилена выше удельной прочности найлона (табл. ХП.И). Плотность полипропилена очень низка, следовательно, ткани из него отличаются особенной легкостью к тому же они абсолютно влагостойки, имеют высокие электроизоляционные качества, стойки к действию растворов кислот и ш елочей. Недостаток полипропиленовой ткани заключается в сравнительно низкой температуре ее плавления. [c.790]

Полиэтилен — кристаллический полимер снежнобелого цвета с температурой плавления от 110 до 135° С в зависимости от марки. Свойства полиэтилена в значительной степени зависят, как и у всех кристаллических полимеров, от содержания аморфного вещества. Полиэтилен легко загорается и горит коптящим пламенем. При комнатной температуре ни в чем не растворяется. Обладает низкой поверхностной энергией и, как следствие, низкой адгезпонной способностью. Для повышения адгезионной способности рекомендуется обработка поверхности хромовой смесью при 75° С в течение 5 мин. Применяется в виде литых изделий, волокон, пленок, труб, листов, каиистр и флаконов. По свойствам и методам получения к полиэтилену очень близок весьма перспективный полимер — полипропилен. [c.274]

Стереоизомеры полипропилена (изотактические, синдиотакти-ческие, атактические и стереоблочные) существенно различаются ио механическим, физическим и химическим свойствам. Атактический полипропилен представляет собой каучукоподобный продукт с высокой текучестью, температура плавления 80° С, плотность 0,85 г см [2], хорошо растворяется в диэтиловом эфире и в холодном н-геитане. Изотактический полипропилен по своим свойствам выгодно отличается от атактического в частности, он обладает более высоким модулем упругости, большей плотностью (0,90—0,91 г см ), высокой температурой плавления (165—170° С) [5], лучшей стойкостью к действию химических реагентов и т. п. В отличие от атактического полимера он растворим лишь в некоторых органических растворителях (тетралине, декалине, ксилоле, толуоле), причем только при температурах выше 100° С. Стереоблок-полимер иолиироиилена прн исследованиях с помощью рентгеновских лучей обнаруживает определенную кристалличность, которая не может быть такой же полной, как у чисто изотактических фракций, поскольку атактические участки вызывают нарушения в кристаллической решетке [4]. [c.64]

Пероксидация Стирол Температура прививки выше температуры плавления полипропилена, полипропилен стирол 90 . 10 Улучшение окрашивае-мости [163] [c.146]

Полимеризацию пропилена проводят в присутствии металлорганических катализаторов Циглера — Натта, в частности комплекса диэтилалюминийхлорида с треххлористым титаном. Соотношение компонентов катализатора определяет его активность и стереоспецифичность — содержание стереорегулярного изотактиче-ского полимера в полипропилене. При соотношении диэтилалюминийхлорид треххлористый титан = 3 1 (по массе) катализатор проявляет максимальную стереоспецифичность и позволяет получать полипропилен с содержанием изотактического полимера 85— 95%, обладающий высокой температурой плавления (158—174°С) и хорошими физико-механическими свойствами. [c.84]

Полипропилен. В то время как радикальная полимеризация пропилена ведет к низкомолекулярным атактическим полимерам, координа-пноиняя полимеризация на катализаторах Циглера дает высокомолекулярный изотактический полипропилен (Натта, 1956 г.). Последний обладает более высокой прочностью на разрыв и более высокой темпе-ратурой плавления, чем полиэтилен низкого давления, что позволяет использовать его в промышленности для изготовления волокна, трубопроводов, а также в аппаратуростроении для химической промышленности. [c.722]

Иначе происходит плавление кристаллических полимеров. К последним относятся найлон, полипропилен и др. Как указывалось ранее, кристаллические полимеры содержат как аморфные, так и кристаллические участки. В начале нагревания происходит размягчение аморфных участков, тогда как кристаллические стремятся сохранить свою структуру. В целом незначительное размягчение материала наблюдается несколько ниже температуры плавления, но этот процесс протекает не так, как у чистоаморфных полимеров. Когда температура достигнет точки плавления, кристаллические участки расплавятся в узком интервале температур и полимер превратится в жидкость. [c.32]

В качестве зародышеобразователей были взяты введенные в малых количествах органические вещества с температурами плавления, более высо-кими, чем у исследуемого полимера, не растворяющиеся в нем и химически не взаимодействующие с ним. Первоначальным объектом исследования был полипропилен — легко кристаллизующийся полимер, для которого характерно образование большого числа различных надмолекулярных структур [9, 10]. Зародышеобразователи вводили в раствор полипропилепа в ксилоле. Пленки получали испарением растворителя на предметном стекле, затем расплавляли их и медленно охлаждали до комнатной температуры. Полученные пленки (толщиной 20—50р) отделяли от стекла и подвергали механическим испытаниям. [c.411]

Полипропилен температура плавления — Справочник химика 21

Капсульные колпачки, изготовляемые из углеродистых сталей, в ряде случаев с целью придания им антикоррозионных свойств, покрывают полихлорвинилом, полиэтиленом или полипропиленом. Пластмассовое покрытие наносится на колпачок, который нагревается выше температуры плавления пластмассы на 20—25° С, и опускается в емкость с порошкообразным пластиком, находящимся в псевдоожиженном виде. Расплавляясь на [c.207]
Полимеризация протекает в присутствии катализаторов. В зависимости от условий полимеризации получают полипропилен, различающийся по структуре макромолекул, а следовательно, и па свойствам. По внешнему виду это каучукоподобная масса, более или менее твердая и упругая. Отличается от полиэтилена более высокой температурой плавления. Например, полипропилен с молекулярной массой выше 80 000 плавится прн 174—175 °С. Используют полипропилен для электроизоляции, для изготовления защитных пленок, труб, шлангов, шестерен, деталей приборов, а также высокопрочного и химически стойкого волокна. Последнее прим е-няют в производстве канатов, рыболовных сетей и др. Пленки нз полипропилена значительно прозрачнее и прочнее полиэтиленовых, пищевые продукты в упаковке из полипропилена можно подвергать стерилизации, варке и разогреванию. [c.501]

Стереорегулярный полипропилен (стр. 454) — кристаллически полимер с очень высокими физико-механическими показателями и хорошими диэлектрическими свойствами. Температура плавления полипропилена значительно выше, чем у полиэтилена 164—170° С, а молекулярная масса 60000—200 000. Полипропилен кислото-и маслостоек даже при повышенных температурах. При обычной температуре он не растворяется ни в одном растворителе, при 80° С растворяется в ароматических углеводородах и хлорированных парафинах. Благодаря исключительным свойствам полипропилен — весьма перспективный полимер. Имеются указания о том, что синтетическое волокно из полипропилена по прочности превосходит все известные природные и синтетические волокна. [c.469]

Задачей настоящей работы является изучение влияния различных структурообразователей па переработку полиолефинов и свойства изготовленных из них изделий. В качестве объектов исследования были выбраны промышленный полиэтилен низкого давления и полипропилен — полимеры, отличающиеся многообразием надмолекулярных структур. В качестве структурообразователей были выбраны органические и неорганические мелкодисперсные кристаллические вещества (с диаметром частиц порядка Юр) и с температурой плавления, более высокой, чем у исследуемых полимеров, и не растворяющиеся в них. [c.416]

Недавно Натта получил синдиотактический полипропилен, отличающийся еще более высокой температурой плавления (200° С) [84]. [c.187]

Полипропилен успешно применяется для тех же целей, что и полиэтилен в производстве труб, фитингов, шестерен, посуды, игрушек, деталей станков, пылесосов, холодильников, ванн, баков, емкостей для химической промышленности, пленок, канатов, различных предметов бытового назначения. Высокая температура плавления полипропилена позволяет получать из него синтетическое волокно, не уступающее капрону и найлону, но более легкое. Это первое синтетическое волокно, плавающее на воде и имеющее прочность, близкую к прочности стали. Волокно идет на производство трикотажных изделий, тканей для [c.102]

Полипропилен с достаточно высокой температурой плавления может быть как высокомолекулярный, так и сравнительно с небольшим молекулярным весом. Низкомолекулярные образцы были приготовлены в присутствии водорода, который является прерывателем цепи. [c.107]

В качестве примера на ползучесть испытывали полипропилен с температурой плавления 158 °С, влажностью 0,06 %, зольностью 0,17 и содержанием низкомолекулярных фракций 3,3 %. Образцы изготовляли в термопластоавтомате при давлении 90—100 МПа и температуре литья 210 С, применяли стабилизатор К-24 (0,8 % по массе). [c.26]

По аналогии с гомополимерами кристаллизация сополимеров в присутствии низкомолекулярного растворителя происходит во всей области концентраций. Зависимость температуры плавления от концентрации полимера описывается формулой, аналогичной (13) [62], с заменой Гп., на температуру плавления ненабухшего сополимера. Экспериментально эта зависимость подтверждена для большого числа не полностью стереорегулярных полимеров, таких как политрифторхлорэтилен [70], полиакрилонитрил [71] и полипропилен [72]. [c.118]

При одинаковых дозах облучения прививка па полипропилен осуществляется сначала быстрее, чем на полиэтилен, особенно при низких температурах (25°) [66]. Прививка на полиэтилен при температурах ниже 110° (предполагаемая температура плавления кристаллитов) имеет энергию активации 17,5 ккал1молъ. Выше этой температуры энергия активации резко снижается до 9 ккал моль. Такого изменения энергии активации нри прививке на полипропилеи ие происходит ( = 8,0 ккалЫолъ), если температура прививки ниже температуры плавления кристаллитов полипропилена (170°). [c.434]

Атактический поли-а -бутилен представляет собой клейкую жидкость с температурой плавления 42°С и имеет ограниченное практическое значение. Изотактический кристаллический поли-о-бутилен, с удельным весом 0,91 и а температурой плавления 120—130° С, рекомендован для произвадства пленок, так как обладает высоким сопротивлением разрыву и химической стойкостью поли- а -бутилен менее жесткий, чем полипропилен, так что пленки из него можно изготовлять более толстые, чем из полипропилена. Поли- а -бутилен рекомендуется также для применения в качестве покрытий кабелей, коррозийноустойчивых покрытий и облицовок. [c.162]

В техническом полипропилене содержится в виде смеси несколько стереопзомерных структур с преобладанием изотактической части. Изотактический полипропилен дает материал лучшего качества (более высокая температура плавления и прочность), чем другие структуры, поэтому стремятся, чтобы изотактического полипропилена в полимере было больше. [c.94]

Температура плавления полиэтилена и полипропилена.

Создано: 02.02.2018 16:12

Полиэтилен и полипропилен, являющиеся наиболее важными и востребованными представителями термопластов,

то есть, полимеров, способных при нагревании обратимо переходить в высокоэластичное/вязкотекучее состояние, относятся к классу полиолефинов. Именно, это их свойство, позволяющее формировать из них различные изделия, отличающиеся долговечностью, маленьким весом и невысокой стоимостью, а также многократно перерабатывать, и обусловило особую популярность полиэтилена и полипропилена. Естественно, решая задачи эффективного и оптимального использования этих полиолефинов в промышленности, других отраслях жизнедеятельности, очень важно учитывать такой параметр, как температуру их плавления, начала размягчения, диапазон рабочих температур.

Полиэтилен – полимер с широким температурным диапазоном эксплуатации

Полиэтилен, зависимо от его плотности, плавится при температурах в диапазоне 105-135 градусов, а этот материал высокого давления подвержен плавлению и вовсе лишь при 137 градусах. Этот его параметр, а также устойчивость при низких температурах, позволяют эффективно и безопасно использовать полиэтилен/изделия из него в диапазоне -60 – +100 градусов.

Более высокими техническими параметрами (температура плавления – 200 градусов, большие плотность и прочность, устойчивость к агрессивному воздействию химических веществ, наличие «памяти формы») от обычного отличается, так называемый, «сшитый» полиэтилен. Он производится полимеризацией этилена под высоким давлением.

Зависимо от условий эксплуатации полиэтилен различной плотности, его «сшитая» модификация могут быть использованы для изготовления:

канализационных, дренажных и труб водо-, газоснабжения;
различных пленок;
пластиковой тары;
корпусов для вездеходов, лодок, различных деталей, предметов быта и пр.;
электроизоляционных материалов;
бронежилетов;
теплоизоляционных материалов и т.д.

Полипропилен активно доминирует в различных отраслях

Благодаря своим параметрам (температура плавления 164-175 градусов, 140 градусов – размягчения, менее плотный, но более твердый, чем полиэтилен), полипропилен, получа емый из пропилена путем его полимеризации, уверенно конкурирует с другими пластмассами, последовательно вытесняя их из различных отраслей промышленности. Этому способствуют также его большая стойкость к истиранию, неподверженность коррозионному растрескиванию, устойчивость к температурным перепадам, отличные теплоизоляционные характеристики.

Зависимо от химической структуры полипропилен может быть:

изотактическим, отличающимся от других видов этого вещества большей степенью кристалличности, более высоким показателями прочности и твердости, теплостойкости, что позволяет его эффективно использовать при производстве труб, трубопроводной арматуры, изделий/деталей в электротехнике, автомобилестроении с повышенными требованиями к механическим свойствам материала;
синдиотактическим, менее прочным, чем изотактическим, но вполне приемлемым при изготовлении медицинских изделий, това ров народного потребления, игрушек;
атактическим, отличающимся химической нестабильностью, но пригодным для производства различного вида полимерных волокон и строительных добавок (модификаторов и пр.)

Ныне, являясь и так очень востребованными различными отраслями полимерами, полиэтилен и полипропилен, благодаря возможности совершенствования их параметров за счет изменения давления, температуры, подбора катализатора, расширяют сферу своего эффективного использования.

Ждем вас в офисе ООО НПП Симплекс в Самаре:

Заводское шоссе д. 111
8 800 775 90 06 (код 846)
8 (846) 379-59-65

Термопластические синтетические материалы и их применение для строительства бассейнов

Само название ‘синтетический материал’ говорит о том, что речь пойдет о материалах, изготовленных искусственно. В качестве исходного сырья применяется нефть, природный газ и уголь. Путем трансформации этих веществ получаются химические соединения, которые своей структурой и определяют специфические свойства материалов. СМ делятся на 3 группы: термопласты, дуропласты и эластомеры. В данной статье речь пойдет о термопластах и одной из областей их применения.

Синтетические материалы, которые многократно после нагревания становятся мягкими вплоть до жидкого состояния, а после охлаждения опять приобретают прочность, называются термопластами. Они содержат линейные или разветвленные молекулярные цепи, которые, как правило, расположены беспорядочно или имеют определенную структуру. Величина физических сил между этими молекулами полностью определяет свойства и поведение термопластов. В связи с тем, что эти свойства зависят от температуры, свойства термопластов в решающей мере зависят от температуры применения.

Термопласты делятся на 2 группы:

аморфные термопласты — их молекулы не упорядочены и не имеют внутренней структуры (структура комка ваты), при 20?С прочны, тверды и хрупки
частично кристаллизованные термопласты — в них наряду с аморфными участками содержатся участки, в которых молекулы расположены упорядоченно, они при комнатной температуре твердые и прочные

Полипропилен образуется в результате полимеризации пропилена. Боковая метиловая группа СН3- может быть пространственно по-разному сориентирована (случайным образом или упорядоченно), что позволяет получать пропилен с разными свойствами. Если все группы СН3- находятся на одной стороне молекулярной цепи, полипропилен называется изотактическим.

nCh3=Ch3(Ch4) -> [-Ch3-Ch3(Ch4)-]n

Частично кристаллизованный изотактический полипропилен представляет для нас в данном случае наибольший интерес, так как только у него высокая способность к кристаллизации влияет на релевантные технические свойства. Из тактического полипропилена получаются прочные жесткие термопласты с высокими температурами плавления и отличной устойчивостью к растворителям. Изотактический полипропилен — важный промышленный продукт. Он широко используется для получения волокон и пленок и как материал для литьевого и выдувного формования емкостей.

В отличие от полиэтилена, полипропилен менее плотный (плотность 0,90 г/см3, что является наименьшим значением вообще для всех пластмасс), более тв?рдый (стоек к истиранию), более термостойкий (начинает размягчаться при 140?C, температура плавления 175?C), почти не подвергается коррозионному растрескиванию. Обладает высокой чувствительностью к свету и кислороду, которую можно понизить введением стабилизаторов.

Таблица 1. Физико-механические свойства полипропилена

Плотность, г/см3	0,90-0,91
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2	250 — 400
Относительное удлинение при разрыве, %	200 — 800
Модуль упругости при изгибе, кгс/см2	6700 — 11900
Предел текучести при растяжении, кгс/см2	250 — 350
Относительно удлинение при пределе текучести, %	10 — 20
Ударная вязкость с надрезом, кгс?см/см2	33 — 80
Твердость по Бринеллю, кгс/мм2	6,0 — 6,5

Полипропилен вследствие своей неполярной структуры является химически стойким материалом. Заметное воздействие на него оказывают только сильные окислители.

Полипропилен — водостойкий материал. Даже после длительного контакта с водой в течение 6 месяцев (при комнатной температуре) водопоглощение полипропилена составляет менее 0,5%.

Чистый изотактический полипропилен плавиться при 176?С. Максимальная температура эксплуатации полипропилена 120-140?С. Все изделия из полипропилена выдерживают кипячение, и могут подвергаться стерилизации паром без какого-либо изменения их формы или механических свойств.

Температура хрупкости полипропилена колеблется от -5 до -15?С. Морозостойкость можно повысить введением в макромолекулу изотактического полипропилена звеньев этилена (например, при сополимеризации пропилена с этиленом).

Полипропилен, подобно большинству синтетических полимеров, является прекрасным диэлектриком. Благодаря ничтожному водопоглощению его электроизоляционные свойства практически не изменяются даже после длительной выдержки в воде.

Свойства полипропилена делают возможным применение его в различных областях промышленности, в том числе в качестве материала для изготовления бассейнов.

Полипропиленовые бассейны могут устанавливаться как в помещении, так и на улице. Причем благодаря устойчивости полипропилена к перепаду температур из установленных на улице бассейнов можно не сливать воду круглый год и даже в течение нескольких лет. Само собой разумеется, что для этого в бассейне должна быть предусмотрена соответствующая система водоподготовки.

За счет своей прочности и жесткости полипропилен выполняет опорную функцию конструкции и одновременно служит внутренним покрытием бассейна, а герметичность полипропиленовой чаши не нарушается при встраивании в нее различного оборудования, такого как светильники, устройства противотока и гидромассажа и т.п. Поэтому возможности такой конструкции более широки по сравнению с бассейнами из других материалов. Технология полифузионной термической сварки позволяет изготавливать чашу бассейна практически любой формы.

Химическая стойкость полипропилена позволяет применять различные специальные средства для ухода за бассейном.

Полипропилен — экологически чистый материал, его поверхность не становится скользкой при заливке водой, что делает полипропилен идеально безопасным материалом для изготовления бассейнов, в том числе и для различных детских учреждений.

Бассейн должен устанавливаться на гладкую бетонную поверхность. Толщина бетонной панели и ее армирование определяется специалистом. Рекомендуемая толщина основания — не меньше 15-25 см. При этом устанавливается как минимум один слой арматуры, который должен быть заземлен за пределами бетонной панели.

Круглые бассейны можно устанавливать непосредственно на поверхности почвы, остальные необходимо заглублять в грунт и бетонировать стенки с внешней стороны.

Бассейн, облицованный бордюрным камнем, может выступать над поверхностью грунта не более чем на 30 см (это правило не относится к бассейнам круглой формы). В том случае, если бассейн будет выступать над поверхностью более чем на 30 см или если бассейн устанавливается на неплотном грунте, следует посоветоваться со специалистом.

Прежде чем проводить бетонирование периметра бассейна, закрепляют прямолинейные участки стен так, чтобы они были строго вертикальны по всей высоте. Затем наливают в бассейн воду высотой на 30 см и досыпают бетонную смесь на ту же высоту. Смесь рекомендуется утрамбовывать таким образом, чтобы не произошло продавливание стен бассейна. Если же продавливание все-таки произойдет, необходимо устранить неровность с внутренней стороны бассейна. Затем вода доливается в бассейн еще на 30 см и опять досыпается бетонная смесь на ту же высоту, так продолжается до тех пор, пока бассейн не будет полностью забетонирован. При этом бетонирование бассейна на глубину 1,2 м нужно разделить на двое суток, а на глубину 1,5 м — на трое суток.

У круглых бассейнов, диаметром больше 4 м, рекомендуется провести обсыпку бетонной смесью на ширину не менее 10-15 см. Если в бассейне уже установлены подсветка или другое оборудование, необходимо в опалубке сделать монтажные проемы, соответствующие внешним размерам оборудования.

Пластиковый бак для фильтровальной установки рекомендуется забетонировать до уровня поверхности на толщину 10-15 см. Бетонная смесь должна быть чуть-чуть влажной, поверхность бетона — шероховатой, чтобы происходило соединение слоев. В течение всей операции необходимо внимательно следить за чистотой и аккуратностью выполнения, чтобы не повредить поверхность бассейна.

Бассейн ни в коем случае не должен стоять без воды зимой, в тот период, когда возможно повышение уровня грунтовых вод, и летом, когда стенки бассейна могут подвергнуться деформации.

В зимнее время бассейн обязательно должен быть наполнен водой. Уровень воды надо немного снизить — на 5 см ниже форсунок, в бассейнах с противотоком — на 5 см ниже системы противотока. Необходимо разобрать и почистить насос фильтровальной установки, в случае сильного загрязнения — систему противотока и манометр фильтрации; открыть вентили на трубах и немного ослабить винты; открыть все выпускные вентили на насосе, фильтре, хлораторе, отопительном устройстве и т. д.; снять лестницу. Воду необходимо обработать специальным раствором для зимовки, и бассейн накрыть.

Виды и типы пластика для литья на термопластавтоматах

Инжиниринговая компания Технология специализируется на изготовлении мелкосерийной полимерной продукции и массовой штамповке разногабаритных изделий всевозможных форм, расцветок и тиражей. У нас вы можете заказать литье деталей и цельных товаров из аморфных, полукристаллических и других типов пластика, доступных к использованию в программируемых термопластавтоматах. В производстве мы используем высокоточную технику, что позволяет выпускать оптимальную по цене и качеству продукцию в приемлемые для заказчика сроки вне зависимости от типа сырья.

Классификация пластика для промышленного литья под давлением

Для разделения полимеров на категории используют следующие характеристики:

Назначение. Для строительства, пищевой промышленности и сферы обслуживания применяют пластик с отличными требованиями по прочности и безопасности.
Физико-химические свойства. Подразумеваются состав, плотность, цвет, прозрачность и реологические особенности исходного материала, такие как текучесть, температура плавления и затвердевания. В соответствии с этими параметрами пластик для литья бывает аморфным кристализирующимся (ПС, ПЭ, ПММА), кристаллическим термопластом с коротким периодом плавления при высоких температурах (ПА, ПФ) и склонными к деструкции веществами с низкой термостабильностью.
Степень обработки. В производстве применяют первичное сырье и материалы вторичного использования, что в значительной мере формирует цену готовой продукции.

Комплексный анализ совокупности этих факторов позволяет подобрать пластик для серийного литья с параметрами, удовлетворяющими требованиям конкретной технологии, расчетной стоимости производства и другим пожеланиям заказчика.

Типы полимеров для литья

Для горячей штамповки изделий из пластмасс используют гранулированное сырье. В зависимости от его физико-химических свойств и показателя устойчивости к температурному воздействию выделяют следующие типы пластика для литья.

Термопластичный

Сырье отличается высокой скоростью фазовых переходов из твердого состояния в жидкое и обратно. Использование материала этого типа оправдано для плавки опытных образцов моделей для мелкосерийного производства.

Преимущества термопластичного полимера:

Низкая цена
Малый удельный вес, что делает его незаменимыми при литье легких деталей весом от 1 г

Ключевой недостаток термопластичного пластика — хрупкость.

Термореактивный

Полимеры изготавливают из синтетических смол, которые при литье под давлением позволяют получить изделия различной прочности со стабильными размерами и любыми текстурными поверхностями. Расплав не вытекает через зазоры пресс-формы, а после остывания его усадка не превышает 0,5%.

Пластик термореактивного типа используют для имитации резины, изготовления моделей металлических деталей. В зависимости от целей литья в сырье вводят специальные наполнители для придания материалу необходимых свойств и оттенков. Пластик этого типа хорошо сочетается с пигментами, что позволяет получить равномерно окрашенные изделия без разводов.

Пенопласты

Отличаются отменной тепло- и звукоизоляцией. Пенопласты выпускают из синтетических полимеров с наполнителем в виде газообразной среды.

Востребованные виды пластиков для литья

Полистирол (ПС). Легко перерабатывается, льется при температурах 140—215 ºС и давлении в 400—600 кгс/см², термостабилен. ПС пластик реализуется в гранулах, склонных к образованию статического электричества. По этой причине полистирол притягивает грязь, из-за чего требует дополнительной обработки перед подачей в ТПА. Также пластик этого типа имеет свойство сжиматься под давлением до 0,4%, что усложняет извлечение остывших изделий.
Поливинилхлорид (ПВХ). Бывает пластифицированным и непластифицированным. Литье пластикатов ПВХ не вызывает трудностей. Рабочими параметрами для этого типа сырья являются 150—200 ºС, давление 500—900 кгс/см² при температуре формы 20—60ºС. Усадка материала в пределах 0,1% и возрастает с увеличением концентрации добавок. Второй тип ПВХ обладает высокой вязкостью расплава, плохо отливается под давлением, а при термической обработке выделяет газы, которые взаимодействуют с металлом ТПА. Непластифицированный поливинилхлорид не термостабилен, но ввиду доступной цены нашел применение для выпуска изделий с лояльными требованиями к качеству.
Полиэтилен (ПЭ). Хорошо льется в широком диапазоне температур, при низком давлении и через литники малых сечений. ПЭ пластик термостабилен, но склонен к деструкции и высокой усадке до 5%. При переработке не требует предварительной сушки.
Полипропилен (ПП). Льется при температуре 200—280 ºС и давлении 800—1400 кгс/см². ПП способен резко снижать вязкость при росте градиента скорости сдвига, что позволяет наращивать объемы производства за счет повышения давления при стабильной температуре. ПП дает значительную усадку, негативные последствия которой нивелируют более высоким давлением литья.
Полиамиды (ПА). Отливаются при высоких температурах в 180—280 ºС. ПА обладают низкой вязкостью, чувствительны к толщине пресс-формы и вытекают через ее зазоры, что требует оснащения линии дополнительным оборудованием.
Поликарбонат (ПК). Пластик для литья типа ПК отличается высокой термостабильностью и вязкостью в жидком состоянии. Льется при 240—320 ºС и давлении 800—1200 кгс/см². Прочность готовых изделий зависит от соблюдения температурного режима и качества просушки, в случае нарушения технологии производства продукция получится хрупкой.

В компании Технология вы можете заказать изделия из пластика различных типов от отечественных и зарубежных производителей по ценам без логистических и других наценок.

Бензол Температура плавления — Энциклопедия по машиностроению XXL

Удобный способ приготовления образцов из остальных щелочных металлов заключается в отливке их в соответствующие стеклянные формы с заранее впаянными электродами из платины, которая не реагирует с щелочными металлами (фиг. 24). Предварительно форма откачивается и заполняется газообразным гелием до давления 1 атм. Стеклянная ампула, в которой хранится предназначенный для отливки металл, вскрывается под слоем бензола, предварительно высушенного натриевой проволокой или стружкой. Металл, покрытый тонкой защитной пленкой бензола, быстро переносится в прибор для отливки образцов, который немедленно откачивается. Нижняя часть прибора помещается в баню, заполненную парафиновым маслом, и нагревается до температуры на 10—20° выше температуры плавления данного металла. Через несколько минут после достижения указанной температуры, когда металл расплавляется, в прибор подается гелий при атмосферном давлении, который заставляет жидкий металл полностью заполнить форму, после чего производится медленное охлаждение. Затем с помощью небольшого пламени газовой горелки стеклянная форма с образцом отпаивается от прибора. Кроме того, форму можно отрезать от прибора (в случае необходимости под [c.183]
Малеиновая кислота — белое кристаллическое вещество с температурой плавления 131°С, температурой кипения 160°С и константой диссоциации /(1 = 1,2-10 легко растворима в воде и эфире, трудно — в бензоле [1]. [c.508]

Расплавленные солевые системы, применяющиеся в качестве электролитов для различных видов технического электролиза, относятся к классу ионных жидкостей. Отличительной особенностью таких систем является их относительно высокая температура плавления, а также высокая электропроводность. В отличие от обычных жидкостей (вода, бензол и др.), кинетическими структурными составляющими которых являются молекулы, расплавленные солевые системы в значительной части состоят из ионов. Поэтому такие жидкости называются ионными расплавами. Вопрос о связи и взаимном расположении элементарных кинетических частиц в ионном расплаве составляет важную проблему структуры его. В последнее время по этому вопросу было высказано несколько гипотез, из которых три приобрели значение теорий. [c.36]

Пентаэритрит. Пентаэритрит получают взаимодействием уксусного альдегида с формальдегидом в водной среде в присутствии щелочи. Чистый пентаэритрит — бесцветные призматические кристаллы с температурой плавления 253° — хорошо растворяется в воде, спирте и не растворяется в бензоле, толуоле. [c.27]

Малеиновая кислота и малеиновый ангидрид. Малеиновая кислота получается в технике окислением бензола кислородом воздуха в присутствии катализатора (пятиокиси ванадия). Малеиновая кислота имеет температуру плавления 130° и хорошо растворима в воде и спирте. [c.27]

После обезмасливания смесью МЭК бензол—70 30 или ацетон бензол 50 50 при температуре около О » —5″ из гача получается около 35% на гач мягкого парафина с температурой плавления 42—46″ С и содержанием масла около 1%, отличающегося от более высокоплавких парафинов туймазинской нефти специфической мягкостью и эластичностью. [c.78]

Химический состав масел селективной очистки, содержащихся в гачах и подлежащих удалению, характеризуется относительно высоким содержанием ароматических (около 40%), что способствует растворению их в бензол-кетоне [1]. Соответствующие данные по растворимости масел туймазинской нефти, сопутствующих парафинам с температурой плавления 58—60° и около 42°, приведены в табл. 2. [c.312]

Нами изучалась растворимость твердых парафинов с температурой плавления 42—44°, 51,6°, 58—61°, выделенных из очищенных фенолом масляных фракций туймазинской нефти. В качестве растворителей были использованы ацетон, метилэтилкетон, метилизобутилкетон, бензол, толуол и смеси ацетона или метилэтилкетона с бензолом в различных соотношениях. Методика определения заключалась в следующем. Навеску парафина от 0,01 до 5 г растворяли при нагревании в 100 г растворителя. Порцию [c.341]

Метод определения содержания масла в парафине заключается в отделении фильтрацией под вакуумом части раствора масла в растворителе ацетон-бензол (4 1) при разбавлении 10 г парафина 10-кратным количеством растворителя и охлаждении раствора до —20° (или —32° для парафина с температурой плавления ниже 50°). [c.358]

Нафталин технический i H, (ГОСТ 1703—51). Ароматический углеводород, получаемый из каменноуг ольной смолы, коксового газа и при пиролизе нефти. Нерастворим в воде, растворим в спирте, эфире, бензоле. Температура плавления — -81° С, кипения +217° С. Делят на кристаллический в плитах весом 20—25 кг, брусках 4—5,5 кг или в виде стружки, выпускают 1-го и 2-го сортов нафталин в порошке с величиной зерен не [c.287]

Нафталин технический СюН, (ГОСТ 1703-51). Ароматический углеводород, получаемый из каменноугольной смолы, коксового газа и при пиролизе нефти. Нерастворим в воде, растворим в спирте, эфире, бензоле. Температура плавления -Ь81°, кипения -Ь217°. Делится на кристаллический в плитах весом 20—25 КЗ, брусках 4—5,5 кг или в виде стружки, 1 и 2-го сортов нафталин в порошке с величиной зерен не более 3 мм в шариках диаметром 16—20 мм нафталин чешуйчатый. Предназначается для синтеза красителей пластмасс, а также в качестве растворителей. Упаковывается в четырехслойные бумажные мешки или деревянные ящики и бочки, выстланные плотной бумагой. Раздражает кожу. При нагревании дает горючие пары, которые с воздухом образуют взрывчатые смеси. [c.396]

В качестве эталонов для сравнения в состав полимеров были введены промышленные стабилизаторы фенил- -нафтиламин-неозон Д ieHiaN—с молекулярным весом 219, 299. Неозон Д представляет собой белый порошок с температурами плавления 104—108° С, кипения 395,5°С. Растворяется в бензоле, горячем спирте, эфире, ацетоне, нерастворим в воде, малолетуч. Представляет собой тонкоизмельченный порошок светло-серого или светло-коричневого цвета. [c.88]

В исследованиях МЭИ молекулярная масса определялась крио-скопическим методом Л. 83], при этом в качестве растворителя использовался бензол, имеющий температуру плавления +5 °С и криосконнческую постоянную К, равную 5120. Определение молекулярной массы проводилось. в следующей последовательности. В стеклянную пробирку, тщательно вымытую ацетоном и бензолом, помещалось известное количество бензола Ши Охлаждение пробирки с бензолом производилось в сосуде Дьюара, заполненном тающим льдом. Для уменьшения скорости охлаждения внутренняя пробирка с бензолом помещалась во вторую пробирку большого диаметра, заполненную воздухом. Температура, соответствующая точке затвердения бензола, измерялась в трех параллельных опытах термометром Бекмана с ценой деления 0,01 °С. Для поддержания одинаковой температуры во всех точках растворителя использовалась мешалка из [c.51]

Полипропилен выпускается в виде nopoufKa белого цвета или гранул с насыпной массой (0,4—0,5) г/см. Полипропилен имеет более высокую температуру плавления, чем полиэтилен и соответственно более высокую температуру размягчения. Максимальная температура использования полипропилена достигает 393—413 К. Все изделия из полипропилена не только выдерживают кипячение, но могут подвергаться стерилизации паром без какого-либо изменения их формы или механических свойств. Полипропилен — химически стойкий материал. Заметное воздействие оказывают на него только окислители — хлорсульфоновая кислота, дымящая азотная кислота, галоиды, олеум. В органических растворителях полипропилен при комнатной температуре незначительно набухает. Выше 373 К он начинает растворяться в ароматических углеводах, таких как бензол, толуол. [c.55]

Уксусная кислота СН3СООН. Молекулярный вес 60,05. Прозрачная бесцветная жидкость с резким запахом, плотность 1,05 г/сл температура плавления 16,6° С, кипения 118,2° С. Смешивается с водой, спиртом, эфиром, бензолом. При застывании увеличивается в объеме. Синтетическую (ГОСТ 7077—54) поставляют I сорта концентрации 98,5% П —95% и П1 —80%. Лесохимическую (ГОСТ 6968—66) поставляют пищевую (уксусную эссенцию) концентрации 70, 80 и 98%, очищенную — 98% и техническую 60, 70, 80 и 95%. Реактив по ГОСТу 61—51. Упаковывают в стеклянные бутыли в обрешетке с предупредительными надписями. [c.290]

Уксусная кислота СН3СООН, молекулярная масса 60,05. Прозрачная бесцветная жидкость с резким специфическим запахом. Плотность 1,05 г/см температура плавления 16,6° С, температура кипения 118,2° С. Продукт смешивается с водой, спиртом, эфиром, бензолом. При застываш1и он увеличивается в объеме. По ГОСТ 19814—74 поставляется синтетическая кислота 1, 2 и 3-го сортов с содержанием основного вещества соответственно 99,5 98,5 и 80,0% и регенерированная 1, 2 и 3-го сортов — 99,5 98,0 и 80,0%. По ГОСТ 18270—72 г.ынус1 ают кислоту особой чистоты. Лесохимическую кислоту (ГОСТ 6968—76) выпускают пищевую (уксусная эссенция) концентрация 70, 80 и 98 /о высшего и 1-го сортов очищенную (98%) и техническую 1-го и 2-го сорта концентрации соответственно 96 и 93%. Реактив выпускают по ГОСТ 61—75. Продукт упаковывают в стеклянные бутыли в обрешетке с предупредительными надписями. [c.435]

Малеиновый ангидрид — белое кристаллическое вещество с температурой плавления 52,8°С, температурой кипения 199,9 °С. смещивается с водой с образованием малеиновой кислоты. Хорошо растворяется в ацетоне, этилацетате, хлороформе, бензоле ограниченно растворяется в четыреххлористом углероде и керосине [1]. [c.505]

Полипропилен относится к новым полимерам. Он имеет различные свойства от аморфного каучукоподобного до жесткого кристаллического. Жесткий полимер — прозрачный, с глянцевой, поверхностью. Из него можно получать нити высо1 ой прочности. Полипропилен имеет температуру плавления 164— 168°. При нагревании до 150° не меняет форму без воздействия внешних сил. Негигроскопичен его диэлектрические свойства не зависят от влажности воздуха. Нерастворим при комнатной температуре в органических растворителях, хотя в бензоле, ацетоне и четыреххлористом углероде сильно набухает. Растворяется полипропилен нри 80° в ксилоле, толуоле и других ароматических углеводородах. Он стоек к действию кислот, щелочей и раствора солей даже прп повышенной температуре. Разрушается только азотной кислотой при 70°. Воздействие пря1кшх солнечных лучей приводит к разложению полипропилена. Введение 1—2% сажи делает его стойким к ультрафиолетовым лзгчам. [c.276]

Монохлоруксусная кислота СНгС1С00Н — белый кристаллический продукт со специфическим запахом температура плавления при 760 мм рт. ст. колеблется, в зависимости от степени ее чистоты, в пределах 59,5—61,5° С, температура кипения 187—189° С хорошо растворима в воде, серной кислоте, этиловом спирте, бензоле, хлороформе и других органических растворителях. [c.143]

Хлорбензол eHs l — бесцветная прозрачная жидкость со своеобразным резким запахом, температурой кипения 132°С (при 760 мм рт. ст.), температурой плавления — 45°С. Хорошо растворим в этиловом спирте, диэтиловом эфире, бензоле, хлороформе, сероуглероде и других органических растворителях растворимость в воде при 30° С—0,148%. [c.259]

Эти изомеры отличаются по температурам кипения и плавления. Наиболее низкую температуру плавления (16°С) имеет изомер III, который в основном и используют в качестве компонента электроизоляционной жидкости. В некоторых случаях используется смесь три- и тетрахлорбензола. Во всех случаях исходный бензол не должен содержать примесей толуола, ксилола и т. д. во избежание образования при хлорировании малостабильных хлоралкилбензолов. [c.109]

Порошок легко диспергируется и не мигрирует. Антиоксидант, придающий вулканизатам стойкость против теплового старения и многократных изгибов. В резиновые кабельные смеси вводится в количестве 0,5—1,5% на вес каучука. Не вызывает ухудшения электрических параметров смеси. Стержни нонокса легко диспергируются в смеси, если температура смешения близка к его температуре плавления. Нонокс В растворим в бензоле и хлороформе, частично — в бензине и спирте [c.197]

Температура плавления кумароновых смол колеблется от 30° до 150 , цвет смолы—от бесцветного до почти черного. Они хорошо растворимы в бензоле, сольвент-нафте, скипидаре, ацетоне, этилацетате, бутилацетате, четыреххлористом углероде и не растворимы в этиловом. спирте. В маслах эти смолы растворяются при 260—280°. [c.42]

Галовакс состоит из продуктов хлорирования нафталина — хлорнафталинов и является негорючим материалом. Олеовакс представляет собой продукт переработки касторового масла под давлением и при повышенных температурах. Все воскообразные диэлектрики, за исключением олеовакса, хорошо растворяются в ароматических углеводородах (бензол, толуол, ксилол, их смеси), а также в бензине, скипидаре и в некоторых других растворителях. В воде и спирте воскообразные диэлектрики не растворяются. Достоинством воскообразных диэлектриков является малая гигроскопичность, водоотталкивающие свойства и высокие диэлектрические характеристики. К недостаткам этой группы диэлектриков относятся низкая механическая прочность, хрупкость и сравнительно невысокая температура плавления. Основные области применения воскообразных диэлектриков пропитка бумажных конденсаторов (галовакс, парафин, олеовакс), пропитка изоляционных пластмассовых деталей, хлопчатобумажной изоляции проводов и полуфабрикатов слюдяных и бумажных конденсаторов с целью уменьшения их гигроскопичности. Пропитку указанных изделий производят в разогретых, доведенных до жидкого состояния, воскообразных диэлектриках. Лучшие результаты получаются при пропитке изделий под вакуумом. [c.103]

Растворимость твердого вещества в жидкости зависит не только от сил межмолекулярного взаимодействия растворителя и растворимого, но и от температуры и теплоты плавления растворяемого вещества. Например, при температуре 25 °С твердый ароматический углеводород фенантрен очень хорошо растворяется в бензоле — его растворимость составляет 20,7 % (мол.). Твердый ароматический углеводород антрацен (изомер фенантрена), наоборот, при 25°С только едва растворим в бензоле — его растворимость составляет 0,81 % (мол,). Для обоих растворимых силы взаимодействия между молекулами растворителя и растворяемого вещества, в принципе, являются одинаковыми. Однако их точки плавления существенно различаются фенантрен плавится при 100 °С, а антрацен — при 217 °С. В общем случае может быть показано, что при прочих постоянных растворимое с более высокой температурой плавления имеет меньшую растворимость. Кроме того, если все другие факторы оказываются постоянными, растворимость будет меньше для вещества с более высокой теплотой плавления. [c.339]

Бензое, или бензойная смола,— продукт выделения дерева, произрастающего в Индии, на о. Ява, Суматра и др. Температура плавления 75-90° С. Растворяется в этиловом спирте, частично — в скипидаре и бензоле. [c.245]

Для бензола, хлорбензола и СС14 наблюдаются отклонения от линейной зависимости, которая сохраняется лишь в средней части кривой, удалённой как от температуры плавления, так и от критической температуры. аллеек [c.153]

Газовая сварка относится к способам сварки плавлением. При этом способе сварки кромки свариваемых деталей соединяются швом совершенно так же, как при дуговой сварке, но источником тепла служит не дуга, а сварочное пламя, которое образуется при сгорании горючего газа (ацетилена, а также коксового и светильного газа, водорода, бензола и др.). Горючие газы, смешиваясь с кислородом, дают пламя 4 высокой температуры (около 3600° С—рисГ41, б). [c.80]

Далее были измерены отношение интенсивности рассеяния в триацетине и в Р-эфире к рассеянию света в жидком бензоле для температуры 18° С и интенсивность рассеяния в плавленом кварце по отношению, к интенсивности рассеяния в четыреххлористом углероде. [c.329]

Азот газообразный и жидкий — Щекиноазот

При нормальных условиях азот — это бесцветный газ, не имеет запаха, мало растворим в воде

Трудность преобразования N2 в другие соединения и легкость превращения соединений азота в элементарный N2 обуславливают важную роль азота и в природе, и хозяйственной деятельности человека.

Температура кипения — минус 195,8 0С

Температура плавления — минус 210,0 0С

В жидком состоянии – бесцветная, подвижная, как вода, жидкость.

Плотность жидкого азота 808 кг/м³. При контакте с воздухом поглощает из него кислород.

По физико-химическим показателям азот газообразный и жидкий соответствует нормам ГОСТ 9293-74

Наименование показателя	Норма для марки газообразного и жидкого азота
	особой чистоты		повышенной чистоты		технического
	1-й сорт	2-й сорт	1-й сорт	2-й сорт	1-й сорт	2-й сорт
1 Объемная доля азота, %, не менее	99,999	99,996	99,99	99,95	99,6	99,0
2 Объемная доля кислорода, %, не более	0,0005	0,001	0,001	0,05	0,4	1,0
3 Объемная доля водяного пара в газообразном азоте, %, не более	0,0007	0,0007	0,0015	0,004	0,009	выдерживает испытание по п. 3.6 ГОСТ 9293-74
4 Содержание масла в газообразном азоте	не определяется		выдерживает испытание по п. 3.7 ГОСТ 9293-74
5 Содержание масла, механических примесей и влаги в жидком азоте	выдерживает испытание по п. 3.8 ГОСТ 9293-74
6 Объемная доля водорода, %, не более	0,0002	0,001	не нормируется
7 Объемная доля суммы углеродсодержащих соединений в пересчете на СН₄, %, не более	0,0003	0,001	не нормируется

Производство

В промышленных масштабах азот получают низкотемпературной ректификацией жидкого воздуха

В химической лаборатории его получают путем обработки водного раствора хлорида аммония с нитритом натрия.

Nh5Cl (водный) + NaNO2 → N2 (г) + NaCl (водный) + 2h3O

Очень чистый азот может быть получен путем термического разложения азида бария или азида натрия.

2NaN3 → 2Na + 3N2

Сферы применения

Промышленные применения газообразного азота обусловлены его инертными свойствами. Газообразный азот пожаро- и взрывобезопасен, препятствует окислению, гниению.

Газообразный азот используется для создания инертной атмосферы при производстве, хранении и транспортировании легко окисляемых продуктов, при высокотемпературных процессах обработки металлов, не взаимодействующих с азотом, для консервации замкнутых металлических сосудов и трубопроводов и других целей.

Кроме того, азот:

Чистый азот используется в качестве пищевой добавки E941:добавка к консервированным сокам, защитный газ для упаковки мяса и мясных изделий, рыбы, хлебобулочной продукции, различных жиров, склонных к окислению продуктов.
Используется в недорогих лампах накаливания в смеси с аргоном.
Используется в некоторых топливных системах самолетов для снижения пожарной опасности.
Азотом заполняют автомобильные и авиационные шины из-за его инертности, отсутствия влаги или окислительных свойств (такими характеристиками не может похвастать воздух).
Жидкий азот популярен в качестве хладагента. Помимо всего прочего, он используется в криоконсервации крови, половых клеток, а также других биологических образцов и материалов. Он используется в клинической практике в криотерапии для удаления кисты и бородавок на коже.

Хранить азот следует при температуре 20°C в специальных герметичных баллонах во избежание утечки.

Безопасность

Быстрое выделение газообразного азота в замкнутом пространстве может вытеснить кислород, и, следовательно, существует угроза удушья. Симптомы «отравления» – сонливость, возникающая из-за гипоксии.

Если газ вдыхают при больших парциальных давлениях, то азот начинает действовать в качестве анестезирующего средства. Это может привести к азотному наркозу и временному легкому опьянению (аналогичным действием обладает закись азота – «веселящий газ»).

Азот растворяется в крови и жирах организма. Быстрая декомпрессия может привести к кессонной болезни, когда пузырьки азота образуются в крови, нервах, суставах и других чувствительных или важных областях. Пузырьки других «инертных» газов (за исключением углекислого газа) оказывают аналогичное воздействие, поэтому замена азота в дыхательных газах может предотвратить азотный наркоз, но не мешает развитию декомпрессионной болезни.

Прямой контакт кожи с жидким азотом вызывает серьезные обморожения (криогенные «ожоги»). Нахождение в природе

Азот является важным строительным блоком аминокислот и нуклеиновых кислот, необходимых для жизнедеятельности на Земле. Он составляет 78% атмосферного воздуха (кислород занимает лишь 21%, все остальное – другие газы).

Распад организмов и их отходов может производить небольшое количество нитрата, но большая часть азота в конечном итоге возвращается в атмосферу. Циркуляция азота из атмосферы к органическим соединениям, а затем обратно в атмосферу, называется азотным циклом.

Транспортирование

Жидкий азот – криогенная жидкость, которая условиях атмосферного давления кипит при -195,8 °C. Если его изолировать в специальные контейнеры (сосуд Дьюара), то транспортировка пройдет без потерь за счет испарения.

Обратите внимание на другие сферы деятельности ОХК»Щекиноазот»:

Просмотреть прайс-лист

Температура стеклования (Tg) пластмасс

Что означает Tg?

Когда аморфный полимер нагревается, температура, при которой структура полимера становится «вязкой жидкостью или эластичной», называется температурой стеклования, Tg. Она также определяется как температура, при которой аморфный полимер приобретает характерные свойства стеклообразного состояния, такие как хрупкость. , жесткость и жесткость (при охлаждении)

Эта температура (измеряется в ° C или ° F) зависит от химической структуры полимера и поэтому может использоваться для идентификации полимеров.

Аморфные полимеры обладают только Tg.
Кристаллические полимеры демонстрируют Tm (температуру плавления) и обычно Tg, поскольку обычно имеется также аморфная часть («полукристаллическая»).

Величина Tg зависит от подвижности полимерной цепи, и для большинства синтетических полимеров находится в диапазоне от 170 К до 500 К.

Переход от стекла к каучукоподобному состоянию является важной характеристикой поведения полимера, маркируя область резкое изменение физических свойств, таких как твердость , и эластичность.

При Tg в основном наблюдаются изменения твердости, объема, процентов Относительное удлинение до разрушения и Модуль Юнга твердых тел.

Некоторые полимеры используются с температурой ниже их Tg (в стеклообразном состоянии), например полистирол, поли (метилметакрилат) и т. Д., Которые являются твердыми и хрупкими. Их Tg выше комнатной температуры.

Некоторые полимеры используются с температурой выше их Tg (в каучуковом состоянии), например, резиновые эластомеры, такие как полиизопрен, полиизобутилен.Они мягкие и гибкие по своей природе; их Tg меньше комнатной температуры.

Приложения включают:

Определение Tg полимеров часто используется для контроля качества и исследований и разработок. Кроме того, это важный инструмент, используемый для изменения физических свойств молекул полимера.

Кроме того, улучшение характеристик обработки, растворимости и воспроизводимости растворения твердых веществ может быть достигнуто за счет увеличения Tg твердых веществ.

Прочтите по теме: Как начать работу с характеристиками полимеров

Узнайте больше о температуре стеклования:

»Что такое аморфные и кристаллические полимеры
» Как определить температуру стеклования
»Ключевые различия между Tg и температурой плавления
» Факторы, влияющие на Tg любого пластик
»Таблица значений температуры стеклования для некоторых пластмасс

Аморфные полимеры и кристаллические полимеры

Полимеры (пластмассы, эластомеры или резина) состоят из длинных цепочек молекул и могут быть аморфными или кристаллическими.Структура полимера определяется с точки зрения кристалличности.

Аморфные полимеры имеют случайную молекулярную структуру, не имеющую резкой точки плавления. Вместо этого аморфный материал постепенно размягчается при повышении температуры. Аморфные материалы более чувствительны к разрушению под напряжением из-за присутствия углеводородов. Например. PC , GPPS, PMMA , PVC , ABS .

Кристаллические или полукристаллические полимеры имеют высокоупорядоченную молекулярную структуру.Они не размягчаются при повышении температуры, а имеют определенную узкую точку плавления. Эта температура плавления обычно выше, чем у верхнего диапазона аморфных термопластов. Например. Полиолефины, PEEK , PET , POM и т. Д.

Как измерить температуру стеклования

Наиболее распространенный метод испытаний для определения температуры стеклования пластмасс — ASTM E1356 . Этот метод испытаний охватывает определение температур стеклования материалов с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии или дифференциального термического анализа .

Этот метод испытаний применим к аморфным материалам или частично кристаллическим материалам, содержащим аморфные области, которые являются стабильными и не подвергаются разложению или сублимации в области стеклования.

Оба метода, ДТА и ДСК, дают пики выхода, относящиеся к эндотермическим и экзотермическим переходам с тепловым вкладом, и показывают фазовые изменения или возникновение реакций.

В ДТА разность температур между образцом и эталонным материалом отслеживается в зависимости от времени или температуры, в то время как повышение / понижение температуры образца в заданной атмосфере программируется.

В DSC разница теплового потока к образцу и эталону отслеживается в зависимости от времени или температуры, в то время как повышение / понижение температуры образца в заданной атмосфере программируется.

Температура стеклования. Измерения различных полимеров с помощью DSC
(Источник: Mettler-Toledo Analytical)

Вдохновляйтесь: лучшее сочетание DMA, DSC, FTIR … для оптимального анализа материалов

Конечно, существует несколько других методов определения Tg, например:

Измерение удельной теплоемкости
Термомеханический анализ
Измерение теплового расширения
Измерение микротеплопередачи
Изотермическая сжимаемость
Тепловая мощность

… но все они подробно не обсуждаются

Температура стеклования относительно температуры плавления

На молекулярном уровне при Tg цепи в аморфном состоянии (т.е.е., неупорядоченные) области полимера получают достаточно тепловой энергии, чтобы начать скользить друг по другу с заметной скоростью. Температура, при которой происходит движение всей цепи, называется точкой плавления (Tm) и превышает Tg

Стеклование является свойством аморфной области, в то время как плавление является свойством кристаллической области
Ниже Tg существует неупорядоченное аморфное твердое тело, в котором цепное движение заморожено, а молекулы начинают покачиваться выше Tg. Чем неподвижнее цепь, тем выше значение Tg.
В то время как ниже Tm это упорядоченное кристаллическое твердое вещество, которое становится неупорядоченным расплавом выше Tm

Рабочая температура полимеров определяется температурами перехода

См. Также: Температура перехода из пластичного / хрупкого состояния

Факторы, влияющие на Tg

Химическая структура

Молекулярная масса — В полимерах с прямой цепью увеличение MW приводит к уменьшению концентрации концов цепи, что приводит к уменьшению свободного объема в области концевой группы — и увеличению Tg
Молекулярная структура — Введение объемной негибкой боковой группы увеличивает Tg материала из-за снижения подвижности,
Химическая сшивка — Увеличение сшивки снижает подвижность, приводит к уменьшению свободного объема и увеличению Tg
Полярные группы — Наличие полярных групп увеличивает межмолекулярные силы; межцепочечное притяжение и сцепление, приводящее к уменьшению свободного объема, что приводит к увеличению Tg.

Добавление пластификаторов

Добавление пластификатора увеличивает свободный объем в структуре полимера (пластификатор проникает между полимерными цепями и отделяет их друг от друга)

Это приводит к тому, что полимерные цепи легче скользят друг относительно друга. В результате полимерные цепи могут перемещаться при более низких температурах, что приводит к снижению Tg полимера

Содержание воды или влаги

Увеличение влажности приводит к образованию водородных связей с полимерными цепями, увеличивая расстояние между полимерными цепями.И, следовательно, увеличивает свободный объем и снижает Tg.

Влияние энтропии и энтальпии

Значение энтропии для аморфного материала выше и ниже для кристаллического материала. Если значение энтропии высокое, то значение Tg также высокое.

Давление и свободный объем

Увеличение давления окружающей среды приводит к уменьшению свободного объема и, в конечном итоге, к повышению Tg.

Другие факторы, такие как разветвление, длина алкильной цепи, взаимодействие связей, гибкость полимерной цепи, толщина пленки и т. Д.также оказывают значительное влияние на температуру стеклования полимеров.

Доступ к полному списку аморфных полимеров

Значения температуры стеклования некоторых пластмасс

Название полимера	Мин. Значение (° C)	Макс.значение (° C)
ABS — Акрилонитрилбутадиенстирол	90.0	102,0
Огнестойкий ABS	105,0	115,0
ABS для высоких температур	105,0	115,0
АБС ударопрочный	95,0	110,0
Аморфный TPI, умеренный нагрев, прозрачный	247,0	247,0
Аморфный TPI, умеренный нагрев, прозрачный (одобрен для контакта с пищевыми продуктами)	247.0	247,0
Аморфный TPI, умеренно нагретый, прозрачный (степень удаления плесени)	247,0	247,0
Аморфный TPI, умеренное нагревание, прозрачный (в форме порошка)	247,0	247,0
CA — Ацетат целлюлозы	100,0	130,0
CAB — бутират ацетата целлюлозы	80,0	120,0
Пленки из диацетата целлюлозы с перламутровым эффектом	120.0	120,0
Глянцевая пленка из диацетата целлюлозы	120,0	120,0
Пленки из диацетата целлюлозы, покрывающие оболочку	113,0	113,0
Пленка диацетат-матовая целлюлоза	120,0	120,0
Пленка для окошек из диацетата целлюлозы (пищевая)	120,0	120,0
Металлизированная пленка из диацетата целлюлозы-Clareflect	120.0	120,0
Пленки, окрашенные диацетатом целлюлозы	120,0	120,0
Пленка из диацетата целлюлозы — огнестойкая	162,0	162,0
Пленка с высоким скольжением из диацетата целлюлозы	120,0	120,0
Пленки диацетат-полутон целлюлозы	120,0	120,0
CP — пропионат целлюлозы	80.0	120,0
COC — Циклический олефиновый сополимер	136,0	180,0
ХПВХ — хлорированный поливинилхлорид	100,0	110,0
EVOH — Этиленвиниловый спирт	15,0	70,0
HDPE — полиэтилен высокой плотности	-110,0	-110,0
HIPS — ударопрочный полистирол	88.0	92,0
HIPS огнестойкий V0	90,0	90,0
LCP армированный стекловолокном	120,0	120,0
LCP Минеральное наполнение	120,0	120,0
LDPE — полиэтилен низкой плотности	-110,0	-110,0
LLDPE — линейный полиэтилен низкой плотности	-110.0	-110,0
PA 11 — (Полиамид 11) 30% армированный стекловолокном	35,0	45,0
PA 11, проводящий	35,0	45,0
PA 11, гибкий	35,0	45,0
PA 11, жесткий	35,0	45,0
PA 12 (Полиамид 12), проводящий	35,0	45,0
PA 12, армированный волокном	35.0	45,0
PA 12, гибкий	35,0	45,0
PA 12, со стекловолокном	35,0	45,0
PA 12, жесткий	35,0	45,0
PA 46, 30% стекловолокно	75,0	77,0
PA 6 — Полиамид 6	60,0	60,0
PA 66 — Полиамид 6-6	55.0	58,0
PA 66, 30% стекловолокно	50,0	60,0
PA 66, 30% Минеральное наполнение	50,0	60,0
PA 66, ударно-модифицированный, 15-30% стекловолокна	50,0	60,0
Полиамид полуароматический	115,0	170,0
PAI — полиамид-имид	275,0	275.0
PAI, 30% стекловолокно	275,0	275,0
PAI, низкое трение	275,0	275,0
PAR — Полиарилат	190,0	190,0
PBT — полибутилентерефталат	55,0	65,0
ПК (поликарбонат) 20-40% стекловолокно	150,0	150,0
ПК (поликарбонат) 20-40% стекловолокно огнестойкое	150.0	150,0
PC — Поликарбонат, жаростойкий	160,0	200,0
PCL — поликапролактон	-60,0	-60,0
PE — Полиэтилен 30% стекловолокно	-110,0	-110,0
PEEK — Полиэфирэфиркетон	140,0	145,0
PEEK, армированный 30% углеродным волокном	140.0	143,0
PEEK, 30% армированный стекловолокном	143,0	143,0
PEI, с минеральным наполнителем	215,0	215,0
PEI, 30% армированный стекловолокном	215,0	215,0
PEI, минеральное наполнение	215,0	215,0
PESU — Полиэфирсульфон	210,0	230.0
PESU 10-30% стекловолокно	210,0	230,0
ПЭТ — полиэтилентерефталат	73,0	78,0
ПЭТ, 30% армированный стекловолокном	56,0	56,0
PETG — полиэтилентерефталат гликоль	79,0	80,0
PFA — перфторалкокси	90,0	90.0
PGA — Полигликолиды	35,0	40,0
PHB-V (5% валерат) — поли (гидроксибутират — ковалерат)	3,0	5,0
PI — полиимид	250,0	340,0
PLA, Прядение из расплава волокна	55,0	65,0
PLA, термосварочный слой	52,0	58,0
PLA, Литье под давлением	55.0	60,0
PLA, спанбонд	55,0	60,0
PLA, бутылки, формованные с раздувом и вытяжкой	50,0	60,0
PMMA — Полиметилметакрилат / акрил	90,0	110,0
PMMA (акрил) High Heat	100,0	168,0
ПММА (акрил) с модифицированным ударным воздействием	90,0	110.0
PMP — Полиметилпентен	20,0	30,0
PMP, армированный 30% стекловолокном	20,0	30,0
PMP Минеральное наполнение	20,0	30,0
ПОМ - Полиоксиметилен (Ацеталь)	-60,0	-50,0
PP — полипропилен 10-20% стекловолокно	-20,0	-10.0
ПП, 10-40% минерального наполнителя	-20,0	-10,0
ПП, наполненный тальком 10-40%	-20,0	-10,0
PP, 30-40% армированный стекловолокном	-20,0	-10,0
Сополимер PP (полипропилен)	-20,0	-20,0
Гомополимер PP (полипропилен)	-10,0	-10.0
ПП, модифицированный при ударе	-20,0	-20,0
PPE — Полифениленовый эфир	100,0	210,0
СИЗ, 30% армированные стекловолокном	100,0	150,0
СИЗ, модифицированные при ударе	130,0	150,0
СИЗ с минеральным наполнителем	100,0	150,0
PPS — полифениленсульфид	88.0	93,0
PPS, армированный стекловолокном на 20-30%	88,0	93,0
PPS, армированный 40% стекловолокном	88,0	93,0
PPS, проводящий	88,0	93,0
PPS, стекловолокно и минеральное наполнение	88,0	93,0
PPSU — полифениленсульфон	220.0	220,0
ПС (полистирол) 30% стекловолокно	90,0	120,0
ПС (полистирол) Кристалл	90,0	90,0
PS, высокая температура	90,0	90,0
PSU — полисульфон	187,0	190,0
Блок питания, 30% армированный стекловолокном	187,0	190.0
PSU Минеральное наполнение	187,0	190,0
ПВХ (поливинилхлорид), армированный 20% стекловолокном	60,0	100,0
ПВХ, пластифицированный	-50,0	-5,0
ПВХ, пластифицированный наполнитель	-50,0	-5,0
ПВХ жесткий	60,0	100.0
ПВДХ — поливинилиденхлорид	-15,0	-15,0
PVDF — поливинилиденфторид	-42,0	-25,0
SAN — Стиролакрилонитрил	100,0	115,0
SAN, армированный стекловолокном на 20%	100,0	115,0
SMA — малеиновый ангидрид стирола	110.0	115,0
SMA, армированный стекловолокном на 20%	110,0	115,0
SMA, огнестойкий V0	110,0	115,0
SRP — Самоупрочняющийся полифенилен	150,0	168,0

Вдохновляйтесь: лучшее сочетание DMA, DSC, FTIR … для оптимального анализа материалов

Полимеры

1.Введение

До начала 1920-х годов химики сомневались в существовании молекул с молекулярной массой больше нескольких тысяч. Это ограничивающее мнение было оспорено Германом Штаудингером, немецким химиком, имеющим опыт изучения природных соединений, таких как каучук и целлюлоза. В отличие от преобладающей рационализации этих веществ как агрегатов небольших молекул, Штаудингер предположил, что они состоят из макромолекул , состоящих из 10 000 или более атомов.Он сформулировал полимерную структуру для каучука на основе повторяющегося изопренового звена (называемого мономером). За свой вклад в химию Штаудингер получил Нобелевскую премию 1953 года. Термины полимер и мономер произошли от греческих корней поли (много), моно (один) и мерос (часть).

За признанием того, что полимерные макромолекулы составляют многие важные природные материалы, последовало создание синтетических аналогов, обладающих множеством свойств.Действительно, применение этих материалов в качестве волокон, гибких пленок, клеев, стойких красок и твердых, но легких твердых тел изменило современное общество. Некоторые важные примеры этих веществ обсуждаются в следующих разделах.

2. Написание формул для полимерных макромолекул
Повторяющаяся структурная единица большинства простых полимеров не только отражает мономер (ы), из которых состоят полимеры, но также предоставляет краткие средства для рисования структур, представляющих эти макромолекулы.Для полиэтилена, возможно, самого простого полимера, это демонстрируется следующим уравнением. Здесь этилен (этен) является мономером, а соответствующий линейный полимер называется полиэтиленом высокой плотности (HDPE). HDPE состоит из макромолекул, в которых n находится в диапазоне от 10 000 до 100 000 (молекулярная масса от 2 * 10 ⁵ до 3 * 10 ⁶).
Если Y и Z представляют собой моль мономера и полимера соответственно, Z составляет приблизительно 10 ^-5 Y. Этот полимер называется полиэтиленом, а не полиметиленом, (-CH ₂ -) _n, потому что этилен является стабильным соединением. (метилен не является), и он также служит синтетическим предшественником полимера.Две открытые связи, оставшиеся на концах длинной цепи атомов углерода (окрашенные в пурпурный цвет), обычно не указываются, потому что атомы или группы, обнаруженные там, зависят от химического процесса, используемого для полимеризации. Синтетические методы, используемые для получения этого и других полимеров, будут описаны позже в этой главе.
В отличие от более простых чистых соединений, большинство полимеров не состоят из идентичных молекул. Например, все молекулы HDPE представляют собой длинные углеродные цепи, но длина может варьироваться на тысячи мономерных единиц.По этой причине молекулярные массы полимеров обычно являются средними. Два экспериментально определенных значения являются общими: M _n , среднечисленная молекулярная масса, рассчитывается из распределения мольных долей молекул разного размера в образце, и M _w , средневесовая молекулярная масса, равна рассчитывается из распределения массовых долей молекул разного размера. Они определены ниже. Поскольку более крупные молекулы в образце весят больше, чем молекулы меньшего размера, среднее значение M _w обязательно смещено в сторону более высоких значений и всегда больше, чем M _n.Когда весовая дисперсия молекул в образце сужается, M _w приближается к M _n, а в маловероятном случае, когда все молекулы полимера имеют одинаковый вес (чистый монодисперсный образец), отношение M _w / M _n становится единицей.
Влияние различных распределений масс на M _n и M _w можно проверить с помощью простого калькулятора массы.
Чтобы использовать это устройство, щелкните здесь.
Известно много полимерных материалов, имеющих цепочечную структуру, аналогичную полиэтилену. Полимеры, образованные прямым соединением вместе мономерных звеньев без потери или увеличения количества материала, называются аддитивными полимерами или полимерами роста цепи . Список некоторых важных аддитивных полимеров и их предшественников мономеров представлен в следующей таблице.
HDPE высокой плотности (HDPE) — (CH ₂ -CH ₂) _n— 912Crile 912N
Некоторые обычные аддитивные полимеры

Имя (я)
Формула
Мономер
Свойства
Использует
Полиэтилен L — 912DP с низкой плотностью CH ₂) _n— этилен
CH ₂ = CH ₂ мягкая, воскообразная твердая пленка, полиэтиленовые пакеты
полиэтилен 1 этилен
CH ₂ = CH ₂ жесткий, полупрозрачный сплошной электрическая изоляция
бутылки, игрушки

(PP) разные марки — [CH ₂ -CH (CH ₃)] _n — пропилен
CH ₂ = CHCH ₃ 9128 5 атактический : мягкий, эластичный твердый
изотактический : твердый, прочный твердый похож на LDPE
ковер, обивка
Поли (винилхлорид)
(ПВХ) — (CH ₂ — CHCl) _n— винилхлорид
CH ₂ = CHCl прочный твердый массив трубы, сайдинг, пол
Поли (винилиденхлорид)
(Saran A) — (CHCl) ₂ -CCl ₂) _n — винилиденхлорид
CH ₂ = CCl ₂ плотный, тугоплавкий чехлы на сиденья, пленки
Полистирол (полистирол PS) — [CH ₂ -CH (C ₆ H ₅)] _n — стирол
CH ₂ = CHC ₆ H ₅ жесткий, жесткий, прозрачное твердое вещество
растворим в органических растворителях 9 0254 игрушки, шкафы
упаковка (вспененная)
Полиакрилонитрил
(PAN, Orlon, Acrilan) — (CH ₂ -CHCN) _{n CH}— тугоплавкое твердое вещество
, растворимое в органических растворителях коврики, одеяла
одежда
Политетрафторэтилен
(ПТФЭ, тефлон) — (CF ₂ -CF309) — (CF ₂ -CF309) _{9125 909} тетрафторэтилен
CF ₂ = CF ₂ устойчивые, гладкие твердые антипригарные поверхности
электроизоляция
Поли (метилметакрилат)
(PMMA, Lucite), 9025 CH ₂ -C (CH ₃) CO ₂ CH ₃] _n— метилметакрилат
CH ₂ = C (CH ₃) CO ₂ CH ₃ твердый, прозрачный сплошной кожухи для освещения, вывески
световые люки
Поли (винилацетат)
(PVAc) — (CH ₂ -CHOCOCH ₃) _n — ацетат
CH ₂ = CHOCOCH ₃ мягкий, липкий твердый латексные краски, клеи
цис-полиизопрен
натуральный каучук — [CH ₂-[CH ₂ 3 ) -CH ₂] _n — изопрен
CH ₂ = CH-C (CH ₃) = CH ₂ мягкий, липкий твердый требует вулканизации
для практического использования
Полихлоропрен (цис + транс)
(неопрен) — [CH ₂ -CH = CCl-CH ₂] _n — хлоропрен 9 CC1294 CH ₂ = = CH ₂ твердый, эластичный материал d синтетический каучук
маслостойкий

3.Свойства макромолекул
Поучительно сравнение свойств полиэтилена (как LDPE, так и HDPE) с натуральными полимерами, каучуком и целлюлозой. Как отмечалось выше, синтетические макромолекулы HDPE имеют массы в диапазоне от 10 ⁵ до 10 ⁶ а.е.м. (молекулы LDPE более чем в сто раз меньше). Молекулы каучука и целлюлозы имеют одинаковые диапазоны масс, но меньше мономерных звеньев из-за большего размера мономера. Физические свойства этих трех полимерных веществ отличаются друг от друга и, конечно, от их мономеров.
• HDPE представляет собой твердое полупрозрачное твердое вещество, которое размягчается при нагревании выше 100 ° C, и ему можно придавать различные формы, включая пленки. Он не так легко растягивается и деформируется, как ПВД. HDPE нерастворим в воде и большинстве органических растворителей, хотя при погружении в последний может наблюдаться некоторое набухание. HDPE — отличный электроизолятор.
• LDPE — это мягкое полупрозрачное твердое тело, которое плохо деформируется при температуре выше 75 ° C. Пленки из LDPE легко растягиваются и обычно используются для упаковки.LDPE нерастворим в воде, но размягчается и набухает при воздействии углеводородных растворителей. И LDPE, и HDPE становятся хрупкими при очень низких температурах (ниже -80 ° C). Этилен, обычный мономер для этих полимеров, представляет собой газ с низкой температурой кипения (-104 ° C).
• Натуральный (латексный) каучук — непрозрачное, мягкое, легко деформируемое твердое вещество, которое становится липким при нагревании (выше 60 ° C) и хрупким при охлаждении ниже -50 ° C. В неполярных органических веществах он набухает более чем в два раза. растворители, такие как толуол, со временем растворяются, но непроницаемы для воды.Изопрен C ₅ H ₈ является летучей жидкостью (точка кипения 34 ° C).
• Чистая целлюлоза в форме хлопка — это мягкое гибкое волокно, практически не меняющееся при колебаниях температуры в диапазоне от -70 до 80 ° C. Хлопок легко впитывает воду, но на него не влияет погружение в толуол или большинство других органических растворителей. . Волокна целлюлозы могут изгибаться и скручиваться, но перед разрывом они не сильно растягиваются. Мономером целлюлозы является C ₆ H ₁₂ O ₆ альдогексоза D-глюкоза.Глюкоза представляет собой водорастворимое твердое вещество с температурой плавления ниже 150 ° C.
Чтобы учесть отмеченные здесь различия, нам необходимо рассмотреть природу агрегированной макромолекулярной структуры или морфологии каждого вещества. Поскольку молекулы полимера настолько велики, они обычно упаковываются вместе неоднородным образом, с упорядоченными или кристаллическими областями, смешанными вместе с неупорядоченными или аморфными доменами. В некоторых случаях все твердое вещество может быть аморфным, полностью состоящим из свернутых и запутанных макромолекулярных цепей.Кристалличность возникает, когда линейные полимерные цепи структурно ориентированы в однородной трехмерной матрице. На диаграмме справа кристаллические домены окрашены в синий цвет.
Повышенная кристалличность связана с увеличением жесткости, прочности на разрыв и непрозрачности (из-за светорассеяния). Аморфные полимеры обычно менее жесткие, более слабые и легче деформируются. Часто они прозрачные.
Три фактора, которые влияют на степень кристалличности:
i) Длина цепи
ii) Разветвление цепи
iii) Межцепочечное связывание
Важность первых двух факторов хорошо иллюстрируется различиями между LDPE и HDPE.Как отмечалось ранее, HDPE состоит из очень длинных неразветвленных углеводородных цепей. Они легко упаковываются вместе в кристаллические домены, которые чередуются с аморфными сегментами, и полученный материал, хотя и относительно прочный и жесткий, сохраняет определенную гибкость. Напротив, ПЭНП состоит из более мелких и более разветвленных цепей, которые не легко принимают кристаллическую структуру. Таким образом, этот материал мягче, слабее, менее плотен и легче деформируется, чем HDPE. Как правило, механические свойства, такие как пластичность, прочность на разрыв и твердость, повышаются и в конечном итоге выравниваются с увеличением длины цепи.
Природа целлюлозы подтверждает вышеприведенный анализ и демонстрирует важность третьего фактора (iii). Во-первых, цепочки целлюлозы легко принимают стабильную стержнеобразную конформацию. Эти молекулы выстраиваются бок о бок в волокна, которые стабилизируются за счет межцепочечных водородных связей между тремя гидроксильными группами на каждой мономерной единице. Следовательно, кристалличность высока, и молекулы целлюлозы не перемещаются и не скользят друг относительно друга. Высокая концентрация гидроксильных групп также объясняет легкое водопоглощение, характерное для хлопка.
Натуральный каучук — полностью аморфный полимер. К сожалению, потенциально полезные свойства необработанного латексного каучука ограничены температурной зависимостью; однако эти свойства могут быть изменены путем химического изменения. Цис-двойные связи в углеводородной цепи образуют плоские сегменты, которые делают цепь более жесткой, но не выпрямляют ее. Если эти жесткие сегменты полностью удалить путем гидрирования (катализатор H ₂ & Pt), цепи теряют всякую ограниченность, и продукт представляет собой низкоплавкое парафиноподобное полутвердое вещество с низкой температурой плавления.Если вместо этого цепи молекул каучука будут слегка сшиты атомами серы, процесс, названный вулканизацией , который был открыт Чарльзом Гудиером в 1839 году, желаемые эластомерные свойства каучука существенно улучшатся. При сшивании от 2 до 3% получается полезный мягкий каучук, который больше не страдает проблемами липкости и хрупкости при нагревании и охлаждении. При сшивании от 25 до 35% образуется продукт из твердой твердой резины. На следующем рисунке показан поперечно сшитый разрез аморфного каучука.При нажатии на диаграмму она изменится на отображение соответствующего растянутого участка. Более высокоупорядоченные цепи в растянутой конформации энтропийно нестабильны и возвращаются в свое первоначальное свернутое состояние, когда им позволяют расслабиться (щелкните второй раз).
При нагревании или охлаждении большинство полимеров претерпевают тепловые превращения, которые позволяют понять их морфологию. Они определяются как переход плавления , T _m , и переход стеклования , T _g .
T _m — температура, при которой кристаллические домены теряют свою структуру или плавятся. По мере увеличения кристалличности увеличивается и T _m.
T _g — температура, ниже которой аморфные домены теряют структурную подвижность полимерных цепей и становятся жесткими стеклами.
T _г часто зависит от истории образца, особенно от предыдущей термообработки, механических манипуляций и отжига.Иногда ее интерпретируют как температуру, при превышении которой значительные участки полимерных цепей могут скользить мимо друг друга в ответ на приложенную силу. Введение относительно больших и жестких заместителей (таких как бензольные кольца) будет мешать этому движению цепи, таким образом увеличивая T _g (обратите внимание на полистирол ниже). Введение в полимерную матрицу низкомолекулярных соединений, называемых пластификаторами, увеличивает расстояние между цепями, позволяя цепям двигаться при более низких температурах.с результирующим уменьшением Т _г. Выделение газов пластификаторами, используемыми для модификации пластиковых компонентов салона автомобилей, производит «запах нового автомобиля», к которому мы привыкли.
Значения T _м и T _г для некоторых распространенных аддитивных полимеров приведены ниже. Обратите внимание, что целлюлоза не имеет ни T _m, ни T _g.

PS

Резина
5 ^{25 _} 100 5 ^{25 _ ²⁵ 90}
Полимер
LDPE
HDPE
PP
PVC
PS

T _м (ºC)
110 130 175 180 175 > 200 330 180 30
T _г (ºC)
^_ 110 ^_ 100 95 ^_ 110 105 ^_ 70
Каучук входит в важную группу полимеров под названием эластомеры .Эластомеры — это аморфные полимеры, которые обладают способностью растягиваться, а затем возвращаться к своей исходной форме при температурах выше T _g. Это свойство важно для таких применений, как прокладки и уплотнительные кольца, поэтому разработка синтетических эластомеров, которые могут работать в суровых или сложных условиях, остается практической целью. При температуре ниже T _{г эластомеры} становятся твердыми стеклообразными твердыми телами и теряют всю эластичность. Трагическим примером этого стала катастрофа космического корабля «Челленджер».Термостойкие и химически стойкие уплотнительные кольца, используемые для уплотнения секций твердотопливных ракет-носителей, имели, к сожалению, высокий T _g, близкий к 0 ºC. Неожиданно низкие температуры утром перед запуском были ниже T _g, что позволяло горячим ракетным газам выходить из уплотнений.
4. Регио и стереоизомеризация в макромолекулах
Симметричные мономеры, такие как этилен и тетрафторэтилен, могут соединяться вместе только одним способом. С другой стороны, монозамещенные мономеры могут соединяться вместе двумя организованными способами, описанными на следующей диаграмме, или третьим случайным образом.Большинство мономеров этого типа, включая пропилен, винилхлорид, стирол, акрилонитрил и сложные эфиры акриловой кислоты, предпочитают соединяться по принципу «голова к хвосту», время от времени возникая некоторая случайность. Причины такой региоселективности будут обсуждены в разделе синтетических методов.
Если полимерная цепь нарисована зигзагообразно, как показано выше, каждая из групп заместителей (Z) обязательно будет расположена выше или ниже плоскости, определяемой углеродной цепью.Следовательно, мы можем выделить три конфигурационных изомера таких полимеров. Если все заместители находятся на одной стороне цепи, конфигурация называется изотактической . Если заместители чередуются с одной стороны на другую регулярным образом, конфигурация называется синдиотактической . Наконец, случайное расположение групп заместителей обозначается как атактическое . Здесь показаны примеры этих конфигураций.
Многие обычные и полезные полимеры, такие как полистирол, полиакрилонитрил и поливинилхлорид, являются атактическими, как и обычно.Были разработаны индивидуальные катализаторы, которые влияют на стереорегулярную полимеризацию полипропилена и некоторых других мономеров, и улучшенные свойства, связанные с повышенной кристалличностью этих продуктов, сделали эту важную область исследований. Сообщалось о следующих значениях T _г.
Полимер
T _г атактический
T _g изотактический
T
9269 9269

9269 9269 ºC 0 ºC –8 ºC
PMMA
100 ºC 130 ºC 120 ºC
Свойства данного полимера будут значительно варьироваться в зависимости от его свойств.Таким образом, атактический полипропилен бесполезен в качестве твердого строительного материала и используется в основном как компонент клея или как мягкая матрица для композитных материалов. Напротив, изотактический полипропилен представляет собой тугоплавкое твердое вещество (около 170 ºC), из которого можно формовать или обрабатывать конструкционные компоненты.

Синтез аддитивных полимеров
Все мономеры, из которых получают аддитивные полимеры, представляют собой алкены или функционально замещенные алкены. Наиболее распространенными и термодинамически предпочтительными химическими превращениями алкенов являются реакции присоединения.Известно, что многие из этих реакций присоединения протекают ступенчатым образом с участием реакционноспособных промежуточных продуктов, и это механизм, которому следует большинство полимеризаций. Здесь представлена общая диаграмма, иллюстрирующая эту сборку линейных макромолекул, которая поддерживает название «полимеры роста цепи ». Поскольку пи-связь в мономере превращается в сигма-связь в полимере, реакция полимеризации обычно экзотермична на 8-20 ккал / моль. Действительно, сообщалось о случаях взрыво-неконтролируемой полимеризации.
Полезно выделить четыре процедуры полимеризации, соответствующие этому общему описанию.
• Радикальная полимеризация Инициатор представляет собой радикал, а место распространения реакционной способности (*) представляет собой углеродный радикал.
• Катионная полимеризация Инициатор представляет собой кислоту, а место распространения реакционной способности (*) представляет собой карбокатион.
• Анионная полимеризация Инициатор представляет собой нуклеофил, а сайт размножения реактивности (*) представляет собой карбанион.
• Координационная каталитическая полимеризация Инициатор представляет собой комплекс переходного металла, а центр роста реакционной способности (*) представляет собой терминальный каталитический комплекс.

1. Радикальная полимеризация с ростом цепи
Практически все описанные выше мономеры подвержены радикальной полимеризации. Поскольку это может быть вызвано следами кислорода или других незначительных примесей, чистые образцы этих соединений часто «стабилизируются» небольшими количествами ингибиторов радикалов, чтобы избежать нежелательной реакции.Когда желательна радикальная полимеризация, она должна быть начата с использованием радикального инициатора , такого как пероксид или некоторые азосоединения. Формулы некоторых распространенных инициаторов и уравнения, показывающие образование радикальных частиц из этих инициаторов, представлены ниже.
Используя небольшие количества инициаторов, можно полимеризовать широкий спектр мономеров. Одним из примеров этой радикальной полимеризации является превращение стирола в полистирол, показанное на следующей диаграмме.Первые два уравнения иллюстрируют процесс инициирования , а последние два уравнения являются примерами распространения цепи . Каждое мономерное звено присоединяется к растущей цепи таким образом, чтобы генерировать наиболее стабильный радикал. Поскольку углеродные радикалы стабилизируются заместителями многих видов, предпочтение региоселективности «голова-к-хвосту» в большинстве аддитивных полимеризаций понятно. Поскольку радикалы толерантны ко многим функциональным группам и растворителям (включая воду), радикальная полимеризация широко используется в химической промышленности.
Чтобы увидеть анимированную модель радикальной полимеризации с ростом цепи винилхлорида
В принципе, после начала радикальной полимеризации можно ожидать продолжения бесконтрольной полимеризации с образованием нескольких полимеров с чрезвычайно длинной цепью. На практике образуется большее количество цепей среднего размера, что указывает на то, что должны иметь место реакции обрыва цепи. Наиболее распространенные процессы прерывания — это Radical Combination и Disproportionation .Эти реакции иллюстрируются следующими уравнениями. Растущие полимерные цепи окрашены в синий и красный цвет, а атом водорода, переносимый при диспропорционировании, окрашен в зеленый цвет. Обратите внимание, что в обоих типах терминации два реактивных радикальных центра удаляются одновременным превращением в стабильный продукт (продукты). Поскольку концентрация радикальных частиц в реакции полимеризации мала по сравнению с другими реагентами (например, мономерами, растворителями и терминированными цепями), скорость, с которой происходят эти радикально-радикальные реакции обрыва, очень мала, и большинство растущих цепей достигают умеренной длины до обрыва. .
Относительная важность этих обрывов зависит от природы мономера, подвергаемого полимеризации. Для акрилонитрила и стирола основным процессом является комбинация. Однако образование метилметакрилата и винилацетата прекращается главным образом за счет диспропорционирования.
Другая реакция, которая отвлекает радикальную полимеризацию с ростом цепи от образования линейных макромолекул, называется передача цепи . Как следует из названия, эта реакция перемещает углеродный радикал из одного места в другое посредством межмолекулярного или внутримолекулярного переноса атома водорода (окрашено в зеленый цвет).Эти возможности демонстрируются следующими уравнениями
Реакции передачи цепи особенно распространены в радикальной полимеризации этилена под высоким давлением, которая является методом, используемым для производства LDPE (полиэтилена низкой плотности). 1º-радикал на конце растущей цепи превращается в более стабильный 2º-радикал путем переноса атома водорода. Дальнейшая полимеризация в новом радикальном сайте генерирует радикал боковой цепи, что, в свою очередь, может привести к образованию других боковых цепей в результате реакций передачи цепи.В результате морфология LDPE представляет собой аморфную сеть сильно разветвленных макромолекул.

2. Катионная полимеризация с ростом цепи
Полимеризация изобутилена (2-метилпропена) следами сильных кислот является примером катионной полимеризации. Полиизобутилен представляет собой мягкое каучукоподобное твердое вещество, T _г = ^_ 70 ° C, которое используется для внутренних труб. Этот процесс аналогичен радикальной полимеризации, что демонстрируется следующими уравнениями.Рост цепи прекращается, когда концевой карбокатион соединяется с нуклеофилом или теряет протон, давая концевой алкен (как показано здесь).
Мономеры, содержащие катионостабилизирующие группы, такие как алкил, фенил или винил, могут быть полимеризованы катионными процессами. Обычно они инициируются при низкой температуре в растворе хлористого метилена. Сильные кислоты, такие как HClO ₄ или кислоты Льюиса, содержащие следы воды (как показано выше), служат в качестве инициирующих реагентов. При низких температурах реакции передачи цепи при такой полимеризации редки, поэтому получаемые полимеры являются чисто линейными (неразветвленными).

3. Анионная полимеризация с ростом цепи
Обработка холодного раствора стирола в ТГФ 0,001 эквивалентом н-бутиллития вызывает немедленную полимеризацию. Это пример анионной полимеризации, протекание которой описывается следующими уравнениями. Рост цепи может быть остановлен водой или углекислым газом, и передача цепи происходит редко. Только мономеры, имеющие заместители, стабилизирующие анион, такие как фенил, циано или карбонил, являются хорошими субстратами для этого метода полимеризации.Многие из полученных полимеров в значительной степени имеют изотактическую конфигурацию и высокую степень кристалличности.
Разновидности, которые использовались для инициирования анионной полимеризации, включают щелочные металлы, амиды щелочных металлов, алкиллитий и различные источники электронов. Практическое применение анионной полимеризации происходит при использовании суперклея. Этот материал представляет собой метил-2-цианоакрилат, CH ₂ = C (CN) CO ₂ CH ₃. Под воздействием воды, аминов или других нуклеофилов происходит быстрая полимеризация этого мономера.

4. Каталитическая полимеризация Циглера-Натта
Эффективная и стереоспецифическая процедура каталитической полимеризации была разработана Карлом Циглером (Германия) и Джулио Натта (Италия) в 1950-х годах. Их открытия впервые позволили синтез неразветвленного высокомолекулярного полиэтилена (HDPE), лабораторный синтез натурального каучука из изопрена и контроль конфигурации полимеров из концевых алкенов, таких как пропен (например, чистые изотактические и синдиотактические полимеры).В случае этилена быстрая полимеризация происходила при атмосферном давлении и температуре от умеренной до низкой, давая более прочный (более кристаллический) продукт (HDPE), чем продукт радикальной полимеризации (LDPE). За это важное открытие эти химики получили Нобелевскую премию по химии 1963 года.
Катализаторы Циглера-Натта получают реакцией некоторых галогенидов переходных металлов с металлоорганическими реагентами, такими как реагенты алкилалюминий, литий и цинк. Катализатор, образованный реакцией триэтилалюминия с тетрахлоридом титана, широко изучен, но другие металлы (например,грамм. V & Zr) также оказались эффективными. На следующей диаграмме представлен один из механизмов этой полезной реакции. Были предложены и другие варианты с изменениями для учета неоднородности или однородности катализатора. Полимеризация пропилена под действием титанового катализатора дает изотактический продукт; тогда как катализатор на основе ванадия дает синдиотактический продукт.

Сополимеры
Синтез макромолекул, состоящих из более чем одной повторяющейся мономерной единицы, был исследован как средство управления свойствами получаемого материала.В этом отношении полезно различать несколько способов, которыми различные мономерные звенья могут быть включены в полимерную молекулу. Следующие ниже примеры относятся к двухкомпонентной системе, в которой один мономер обозначен как A , а другой B .
Статистические сополимеры
Также называемые статистическими сополимерами. Здесь мономерные звенья распределены в полимерной цепи случайным образом, а иногда и неравномерно: ~ ABBAAABAABBBABAABA ~.
Чередующиеся сополимеры
Здесь мономерные звенья распределены регулярным чередованием, с почти эквимолярным количеством каждого в цепи: ~ ABABABABABABABAB ~.
Блок-сополимеры
Вместо смешанного распределения мономерных единиц длинная последовательность или блок одного мономера присоединяется к блоку второго мономера: ~ AAAAA-BBBBBBB ~ AAAAAAA ~ BBB ~ BBB ~ BBB ~ BBB .
Привитые сополимеры
Как следует из названия, боковые цепи данного мономера присоединены к основной цепи второго мономера: ~ AAAAAAA (BBBBBBB ~) AAAAAAA (BBBB ~) AAA 9000 ~ AAA 9.
1. Аддитивная сополимеризация
Большинство прямых сополимеризаций эквимолярных смесей различных мономеров дают статистические сополимеры, или, если один мономер намного более реакционноспособен, почти гомополимер этого мономера.Сополимеризация стирола, например, с метилметакрилатом, например, протекает по-разному в зависимости от механизма. Радикальная полимеризация дает статистический сополимер. Однако продуктом катионной полимеризации в основном является полистирол, а анионная полимеризация способствует образованию полиметилметакрилата. В случаях, когда относительная реакционная способность различна, состав сополимера иногда можно регулировать путем непрерывного введения в реакцию смещенной смеси мономеров.
Образование чередующихся сополимеров благоприятно, когда мономеры имеют разные полярные заместители (например, один электроноакцепторный, а другой электронодонорный), и оба имеют одинаковую реакционную способность по отношению к радикалам. Например, сополимеризация стирола и акрилонитрила в значительной степени чередуется.
Некоторые полезные сополимеры
Мономер A
Мономер B
Сополимер
Использует
H ₂ C = CHCl 30 H₂ C = CHCl 30 H 21309 CCCl 30 H1309 9308 CC 30 9309 2 пленки и волокна
H ₂ C = CHC ₆ H ₅ H ₂ C = C-CH = CH ₂ SBR
бутадиен-стирольный каучук шины H ₂ C = CHCN H ₂ C = C-CH = CH ₂ Нитрилкаучук клеи
шланги
H ₂ C = 330 C = C (CH 9130) ₂ H ₂ C = C-CH = CH ₂ Бутилкаучук внутренние трубы
F ₂ C = CF (CF ₃) H _{2 _{2 _{2 _{2 _{2 _{2 _{2 _{2 _{2 C = CHF}}}}}}}}} Витон Прокладки
Тройной сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола, называемый АБС-каучуком, используется для изготовления ударопрочных контейнеров, труб и прокладок.

2. Блок-сополимеризация
Было разработано несколько различных методов получения блок-сополимеров, многие из которых используют реакции конденсации (следующий раздел). На этом этапе наше обсуждение будет ограничено применением анионной полимеризации. В описанной выше анионной полимеризации стирола реактивный центр остается на конце цепи до тех пор, пока она не будет погашена. Незакаленный полимер был назван живым полимером , и если добавляется дополнительный стирол или другой подходящий мономер, образуется блок-полимер.Это проиллюстрировано для метилметакрилата на следующей диаграмме.
Конденсационные полимеры
Большое количество важных и полезных полимерных материалов не образуется в результате процессов роста цепей с участием реакционноспособных частиц, таких как радикалы, а вместо этого происходит путем обычных преобразований функциональных групп полифункциональных реагентов. Эти полимеризации часто (но не всегда) происходят с потерей небольшого побочного продукта, такого как вода, и обычно (но не всегда) объединяют два разных компонента в чередующейся структуре.Полиэфир дакрон и полиамид нейлон 66, показанные здесь, являются двумя примерами синтетических конденсационных полимеров, также известных как полимеры ступенчатого роста . В отличие от полимеров с цепочкой, большая часть которых растет за счет образования углерод-углеродных связей, ступенчатые полимеры обычно растут за счет образования углерод-гетероатомных связей (C-O и C-N в дакроне и нейлоне соответственно). Хотя полимеры такого типа можно рассматривать как чередующиеся сополимеры, повторяющееся мономерное звено обычно определяется как комбинированный фрагмент.
Примерами встречающихся в природе конденсационных полимеров являются целлюлоза, полипептидные цепи белков и поли (β-гидроксимасляная кислота), полиэфир, синтезируемый в большом количестве некоторыми почвенными и водными бактериями. Формулы для них будут отображены ниже при нажатии на диаграмму.
1. Характеристики конденсационных полимеров
Конденсационные полимеры образуются медленнее, чем аддитивные полимеры, часто требуют тепла, и их молекулярная масса обычно ниже.Концевые функциональные группы в цепи остаются активными, так что группы более коротких цепей объединяются в более длинные цепи на поздних стадиях полимеризации. Присутствие полярных функциональных групп в цепях часто усиливает притяжение цепей к цепям, особенно если они включают водородные связи и, следовательно, кристалличность и прочность на разрыв. Следующие ниже примеры конденсационных полимеров являются иллюстративными.
Следует отметить, что для промышленного синтеза компоненты карбоновой кислоты могут фактически использоваться в форме производных, таких как простые эфиры.Кроме того, реакции полимеризации нейлона 6 и спандекса не протекают путем удаления воды или других небольших молекул. Тем не менее, очевидно, что полимер образуется в процессе ступенчатого роста.
Разница в T _g и T _m между первым полиэфиром (полностью алифатическим) и двумя нейлоновыми полиамидами (5-я и 6-я записи) показывает влияние внутрицепочечных водородных связей на кристалличность. Замена гибких алкилиденовых звеньев жесткими бензольными кольцами также делает полимерную цепь более жесткой, что приводит к усилению кристаллического характера, как показано для полиэфиров (позиции 1, 2 и 3) и полиамидов (позиции 5, 6, 7 и 8).Высокие значения T _g и T _m для аморфного полимера Lexan соответствуют его блестящей прозрачности и жесткости, подобной стеклу. Кевлар и номекс — чрезвычайно прочные и стойкие материалы, которые находят применение в пуленепробиваемых жилетах и огнестойкой одежде.
Многие полимеры, как аддитивные, так и конденсационные, используются в качестве волокон. Основные методы формования синтетических полимеров в волокна — из расплавов или вязких растворов. Полиэфиры, полиамиды и полиолефины обычно получают из расплава при условии, что T _m не слишком высок.Полиакрилаты подвергаются термическому разложению и поэтому формуются из раствора в летучем растворителе. Холодная вытяжка — важная физическая обработка, улучшающая прочность и внешний вид этих полимерных волокон. При температурах выше T _g волокно толще, чем требуется, может быть принудительно растянуто во много раз своей длины; и при этом полимерные цепи распутываются и имеют тенденцию выстраиваться параллельно. Эта процедура холодной вытяжки организует произвольно ориентированные кристаллические домены, а также выравнивает аморфные домены, чтобы они стали более кристаллическими.В этих случаях физически ориентированная морфология стабилизируется и сохраняется в конечном продукте. Это контрастирует с эластомерными полимерами, для которых растянутая или выровненная морфология нестабильна по сравнению с морфологией аморфной случайной спирали.
При нажатии на следующую диаграмму изображение этих изменений будет переключаться из одной крайности в другую. Эту обработку холодной вытяжкой можно также использовать для обработки полимерных пленок (например, майлара и сарана), а также волокон.
Поступенчатая полимеризация также используется для получения класса адгезивов и аморфных твердых веществ, называемых эпоксидными смолами.Здесь ковалентное связывание происходит в результате реакции S _N 2 между нуклеофилом, обычно амином, и концевым эпоксидом. В следующем примере тот же промежуточный бисфенол A, который используется в качестве мономера для Lexan, служит бифункциональным каркасом, к которому присоединены эпоксидные кольца. Бисфенол А получают путем катализируемой кислотой конденсации ацетона с фенолом.

2.Термореактивные и термопластичные полимеры
Большинство описанных выше полимеров относятся к термопластам .Это отражает тот факт, что выше T _g им можно придавать форму или прессовать в формы, формовать или отливать из расплавов или растворять в подходящих растворителях для последующего формования. Кевлар и Номекс из-за их высокой температуры плавления и плохой растворимости в большинстве растворителей оказались проблемой, но в конечном итоге она была решена.
Другая группа полимеров, характеризующихся высокой степенью сшивки, сопротивляется деформации и растворению после достижения их окончательной морфологии. Такие полимеры обычно получают в формах, которые позволяют получить желаемый объект.Поскольку эти полимеры, однажды сформированные, не могут быть изменены нагреванием, они называются термореактивными пластинами . Частичные формулы для четырех из них будут показаны ниже при нажатии соответствующей кнопки. Первым экспонатом является бакелит, один из первых полностью синтетических пластиков, получивших коммерческое использование (около 1910 г.).
Природный смолистый полимер, называемый лигнин, имеет сшитую структуру, аналогичную бакелиту. Лигнин — это аморфная матрица, в которой ориентированы целлюлозные волокна древесины.Дерево — это натуральный композитный материал, природный эквивалент композитов из стекловолокна и углеродного волокна. Частичная структура лигнина показана здесь
Эпоха пластмасс
Исторически сложилось так, что многие эпохи характеризовались материалами, которые тогда были важны для человеческого общества (например, каменный век, бронзовый век и железный век). ХХ век приобрел несколько таких ярлыков, включая ядерный век и нефтяной век ; тем не менее, лучшее название, вероятно, , пластмассовый век .В течение этого периода никакие технологические достижения, кроме доставки электроэнергии в каждый дом, не повлияли на нашу жизнь больше, чем широкое использование синтетических пластиков в нашей одежде, посуде, строительных материалах, автомобилях, упаковке и игрушках, и это лишь некоторые из них. . Разработка материалов, которые мы сейчас называем пластмассами, началась с вискозы в 1891 году, продолжилась бакелитом в 1907 году, полиэтиленом в 1933 году, нейлоном и тефлоном в 1938 году, полипропиленом в 1954 году, кевларом в 1965 году и продолжается.
Многие типы полимеров, которые мы объединяем в пластики, обычно недорогие, легкие, прочные, долговечные и, при желании, гибкие. Пластмассы могут обрабатываться экструзией, литьем под давлением, вакуумным формованием и сжатием, превращаясь в волокна, тонкие листы или предметы определенной формы. Они могут быть окрашены по желанию и усилены стекловолокном или углеродными волокнами, а некоторые могут быть расширены в пенопласт с низкой плотностью. Многие современные клеи предполагают образование пластичного связующего вещества.Пластмассы заменяют все большее количество натуральных веществ. При изготовлении клавиш пианино и бильярдных шаров пластмассы заменили слоновую кость, что помогло выжить слону. Примечательно, что предприятие по производству синтетического волокна занимает гораздо меньшую площадь земли, чем было бы необходимо для производства такого же количества натуральных волокон, как хлопок, шерсть или шелк. При всех этих преимуществах неудивительно, что многое из того, что вы видите вокруг, сделано из пластика. В самом деле, низкая стоимость, легкий вес, прочность и адаптируемость конструкции пластмасс к различным областям применения привели к значительному годовому росту их производства и использования, который, вероятно, будет продолжаться.Действительно, многие пластмассы используются в одноразовых изделиях, предназначенных только для одноразового использования.
Закон о непредвиденных последствиях
Успешные решения технологических проектов часто достигаются за счет сосредоточения внимания на ограниченном наборе переменных, которые напрямую связаны с желаемым результатом. Однако у природы часто есть способ вознаградить такой успех, выявив неожиданные проблемы, возникшие «вне рамок» определенного проекта. В случае пластмасс их выгодная долговечность и относительно низкая стоимость привели к серьезному загрязнению окружающей среды, поскольку использованные предметы и упаковки случайно выбрасываются и заменяются в бесконечном цикле.Мы видим это каждый день на улицах и полях в наших кварталах, но проблема гораздо серьезнее. Чарльз Мур, американский океанолог, в 1997 году обнаружил огромную массу мусора, оцениваемую почти в 100 миллионов тонн, плавающую в Тихом океане между Сан-Франциско и Гавайями. Названный «Большой тихоокеанский мусорный комплекс», этот тушеный мусор состоит в основном (80%) из кусочков и кусков пластика, которые весят 6: 1 планктона, в регионе, который в два раза больше Техаса. Хотя часть обломков происходит с кораблей в море, по крайней мере 80% приходится на мусор, образующийся на суше.Информация, представленная здесь, и иллюстрация слева взяты из статьи Сьюзан Кейси в BestLife
Циркуляция по часовой стрелке течений, создаваемых глобальной ветровой системой и ограниченная окружающими континентами, образует вихрь или круговорот, сравнимый с большим водоворотом. Каждый крупный океанский бассейн имеет большой круговорот в субтропическом регионе с центром около 30º северной и южной широты. Североатлантический субтропический круговорот известен как Саргассово море. Более крупный субтропический круговорот в северной части Тихого океана, называемый депрессией, представляет собой зону конвергенции, в которой пластик и другие отходы смешиваются вместе.Подобные области есть в южной части Тихого океана, Северной и Южной Атлантике и Индийском океане.
Помимо отвратительного внешнего вида, мусорная свалка представляет собой серьезную проблему для окружающей среды и здоровья. Никто не знает, сколько времени потребуется некоторым из этих пластиков, чтобы разложиться или вернуться в составные молекулы. Устойчивые объекты, такие как кольца из шести упаковок и выброшенные сети, служат ловушкой для морских животных. Меньшие пластиковые отходы принимают за пищу морские птицы; и часто обнаруживаются непереваренными в кишечнике мертвых птиц.Нурдлы, гранулы пластика размером с чечевицу, в изобилии встречающиеся там, где производятся и распространяются пластмассы, разносятся ветром по биосфере. Они достаточно легкие, чтобы развевать их, как пыль, и смывать в гавани, ливневые стоки и ручьи. Сбежавшие гранулы и другой пластиковый мусор мигрируют в океанический круговорот в основном с суши. В таких отдаленных местах, как Раротонга, на островах Кука, они обычно смешаны с пляжным песком. Попав в океан, гранулы могут поглощать в миллион раз больше любых органических загрязнителей, обнаруженных в окружающих водах.Морские кормушки легко принимаются за икру рыб существами, которым очень хочется перекусить. Попав внутрь тела большеглазого тунца или королевского лосося, они становятся частью нашей пищевой цепи.
Переработка и утилизация
Большинство пластмасс распадаются на все более мелкие фрагменты, когда они подвергаются воздействию солнечного света и элементов. За исключением небольшого количества, которое было сожжено — а это очень небольшое количество — каждый кусок пластика, когда-либо сделанный, все еще существует, если только молекулярная структура материала не предназначена для содействия биоразложению.К сожалению, очистка участка от мусора — нереальный вариант, и, если мы не изменим наши привычки по утилизации и переработке мусора, он, несомненно, станет больше. Одно из разумных решений потребует от производителей по возможности использовать натуральные биоразлагаемые упаковочные материалы, а от потребителей — добросовестно утилизировать свои пластиковые отходы. Таким образом, вместо того, чтобы отправлять весь пластиковый мусор на свалку, часть его может давать энергию путем прямого сгорания, а часть преобразовываться для повторного использования в качестве заменителя первичного пластика.Последний особенно привлекателен, поскольку большинство пластмасс производится из нефти — ресурса, который сокращается, а цена постоянно колеблется.
Энергетический потенциал пластиковых отходов относительно значителен и колеблется от 10,2 до 30,7 МДж / кг, что предполагает их применение в качестве источника энергии и стабилизатора температуры в муниципальных мусоросжигательных заводах, тепловых электростанциях и цементных печах. Использование пластиковых отходов в качестве источника топлива могло бы стать эффективным средством снижения требований к захоронению отходов при рекуперации энергии.Однако это зависит от использования соответствующих материалов. Неадекватный контроль горения, особенно для пластмасс, содержащих хлор, фтор и бром, представляет собой риск выделения токсичных загрязнителей.
Пластиковые отходы, используемые в качестве топлива или в качестве источника вторичного пластика, необходимо разделять на разные категории. С этой целью в 1988 году Общество производителей пластмасс (SPI) разработало систему идентификационного кодирования, которая используется во всем мире. Этот код, показанный справа, представляет собой набор символов, размещенных на пластике для определения типа полимера с целью обеспечения эффективного разделения различных типов полимеров для вторичной переработки.Сокращения кода поясняются в следующей таблице.
PS
PETE HDPE V LDPE
полиэтилен
терефталат высокоплотный
полиэтилен поливинилхлорид

поливинилхлорид 9124 9024 924 9249 9024 9254 ДРУГОЕ
полипропилен полистирол полиэфиры, акрилы
полиамиды, тефлон и т. Д.
Несмотря на использование символа рециркуляции при кодировании пластмасс, потребители не понимают, какие пластики можно легко перерабатывать. В большинстве сообществ по всей территории Соединенных Штатов ПЭТЭ и ПЭВП — единственные пластмассы, собираемые в рамках муниципальных программ утилизации. Однако в некоторых регионах ассортимент собираемых пластмасс расширяется по мере появления рынков. (Лос-Анджелес, например, перерабатывает весь чистый пластик, пронумерованный от 1 до 7). Теоретически большинство пластмасс подлежат переработке, и некоторые типы могут использоваться в сочетании с другими.Однако во многих случаях существует несовместимость между разными типами, что требует их эффективного разделения. Поскольку пластмассы, используемые в данном секторе производства (например, электроника, автомобилестроение и т. Д.), Обычно ограничиваются несколькими типами, эффективная переработка часто лучше всего достигается с помощью целевых потоков отходов.
Пластиковый мусор из большинства домашних хозяйств, даже с некоторым разделением пользователей, представляет собой смесь неопознанных частей. Переработка таких смесей — сложная проблема.Процесс плавания / погружения оказался полезным в качестве первого шага. При помещении в среду промежуточной плотности частицы разной плотности разделяются: частицы с более низкой плотностью плавают, а частицы с более высокой плотностью опускаются. Были использованы различные разделительные среды, включая воду или водные растворы известной плотности (спирт, NaCl, CaCl ₂ или ZnCl ₂). Как показано в следующей таблице, плотности обычных пластиков различаются в достаточной степени, чтобы их можно было различать таким образом.Цилиндроконический циклон, показанный справа, обеспечивает непрерывную процедуру подачи, при которой разделяемый материал закачивается в емкость одновременно с разделяющей средой. Некоторые полимеры, такие как полистирол и полиуретан, обычно превращаются в вспененные твердые вещества, которые имеют гораздо более низкую плотность, чем твердый материал.
Плотность типичных пластмасс
PE и PP ABS и SAN
и нейлон PMM и акрил
и поликарбонаты 2590-0,99 1,05-1,09 1,10-1,25 1,3-1,6
PE = полиэтилен & PP = полипропилен
ABS = сополимер акрилонитрил-бутадиен-стирола 912lon94 SAN = PMM = полиметилметакрилат
PETE = полиэтилентерефталат
PVC = поливинилхлорид (жесткий)
Одна серьезная проблема при переработке возникает из-за множества добавок, содержащихся в пластиковых отходах.К ним относятся пигменты для окрашивания, твердые волокна в композитах, стабилизаторы и пластификаторы. В случае ПЭТЭ (или ПЭТ), который обычно используется для изготовления бутылок, некоторые отходы могут подвергаться механической и термической обработке для производства низкосортных упаковочных материалов и волокон. Чтобы повысить ценность регенерированного ПЭТФ, его можно деполимеризовать перегретым метанолом в диметилтерефталат и этиленгликоль. Затем эти химические вещества очищаются и используются для производства чистого ПЭТФ. Углеводородные полимеры, такие как полиэтилен и полипропилен, могут быть расплавлены и экструдированы в гранулы для повторного использования.Однако наличие красителей или пигментов ограничивает ценность этого продукта.
Биоразлагаемые полимеры
Пластмассы, полученные из природных материалов, таких как целлюлоза, крахмал и гидроксикарбоновые кислоты, легче разлагаются под воздействием кислорода, воды, почвенных организмов и солнечного света, чем большинство полимеров на нефтяной основе. Гликозидные связи в полисахаридах и сложноэфирные группы в сложных полиэфирах представляют собой точки атаки ферментов микроорганизмов, которые способствуют их разложению.Такие биоразлагаемые материалы можно компостировать, расщеплять и возвращать земле в качестве полезных питательных веществ. Однако важно понимать, что правильное компостирование необходимо. Размещение таких материалов на свалке приводит к более медленному анаэробному разложению, в результате которого образуется метан, парниковый газ.
Производные целлюлозы, такие как ацетат целлюлозы, издавна служат для изготовления пленок и волокон. Наиболее полезным ацетатным материалом является диацетат, в котором две трети гидроксильных групп целлюлозы этерифицированы.Волокна ацетата теряют прочность при намокании, поэтому одежду из ацетата необходимо подвергать химической чистке. Другой основной полисахарид, крахмал, менее устойчив, чем целлюлоза, но в гранулированной форме он теперь заменяет полистирол в качестве упаковочного материала.
Два природных полиэфира, которые находят все более широкое применение в качестве замены пластмасс на нефтяной основе, — это полилактид (PLA) и полигидроксиалканоаты (PHA), последние чаще всего в виде сополимеров с полигидроксибутиратом (PHB). Структуры этих полимеров и их предшественников мономеров показаны ниже.
PLA на самом деле является полимером молочной кислоты, но димерный лактид используется в качестве предшественника, чтобы избежать образования воды, которая могла бы образоваться при прямой полиэтерификации. Бактериальная ферментация используется для производства молочной кислоты из кукурузного крахмала или тростникового сахара. После димеризации до лактида осуществляется полимеризация с раскрытием цикла очищенного лактида с использованием соединений двухвалентного олова в качестве катализаторов. PLA, как и большинство термопластов, можно перерабатывать в волокна и пленки.В ситуациях, когда требуется высокий уровень ударной вязкости, вязкость PLA в его первоначальном состоянии часто бывает недостаточной. Смеси PLA с полимерами, такими как ABS, обладают хорошей стабильностью формы и визуальной прозрачностью, что делает их полезными для упаковочных приложений низкого уровня. Материалы PLA в настоящее время используются в ряде биомедицинских приложений, таких как швы, стенты, диализные среды и устройства для доставки лекарств. Однако одним из недостатков полилактидов для биомедицинского применения является их хрупкость.
Молочная кислота имеет хиральный центр, причем (S) (+) — энантиомер является распространенной природной формой (L-молочная кислота). Из-за хиральной природы молочной кислоты существует несколько различных форм полилактида. Поли-L-лактид (PLLA) является продуктом полимеризации (S, S) -лактида. PLLA имеет кристалличность около 37%, температуру стеклования от 50 до 80 ºC и температуру плавления от 173 до 178 ºC. Температура плавления PLLA может быть увеличена на 40-50 ºC, а температура тепловой деформации может быть увеличена примерно с 60 ºC до 190 ºC путем физического смешивания полимера с PDLA (поли-D-лактидом).PDLA и PLLA образуют очень регулярный стереокомплекс с повышенной кристалличностью.
PHA (полигидроксиалканоаты) синтезируются такими микроорганизмами, как Alcaligenes eutrophus , выращиваются в подходящей среде и питаются соответствующими питательными веществами, так что они быстро размножаются. Как только популяция увеличивается, изменяется состав питательных веществ, заставляя микроорганизм синтезировать PHA. Собранные количества PHA из организма могут достигать 80% от сухого веса организма.Самая простая и наиболее часто встречающаяся форма PHA — это поли (R-3-гидроксибутират), PHB или P (3HB)). Чистый ПОБ, состоящий из от 1000 до 30000 единиц гидроксикислоты, относительно хрупкий и жесткий. В зависимости от микроорганизмов, многие из которых созданы для этой цели с помощью генной инженерии, и условий культивирования могут быть получены гомо- или сополиэфиры с различными гидроксиалкановыми кислотами. Такие сополимеры могут иметь улучшенные физические свойства по сравнению с гомо Р (3НВ). В настоящее время эти PHA стоят примерно в два раза дороже пластмасс на нефтяной основе.Также была создана искусственная трава, которая выращивает PHA внутри своих листьев и стеблей, что дает возможность избежать некоторых затрат, связанных с крупномасштабной бактериальной ферментацией.
В отличие от P (3HB), полимер 4-гидроксибутирата, P (4HB), эластичен и гибок с более высокой прочностью на разрыв. Сополимеры P (3HB) и P (4HB) синтезированы Comamonas acidovarans . Молекулярный вес остается примерно таким же (400 000-700 000 Да), но термические свойства коррелируют с соотношением этих мономерных звеньев.MP уменьшается с 179 до 130 (или ниже) с увеличением 4HB, а при увеличении 4HB от 0% до 100% Tg уменьшается с 4 до -46. 4-гидроксибутират (4HB) производится из 1,4-бутандиола такими микроорганизмами, как Aeromonas hydrophila , Escherichia coli или Pseudomonas putida . Затем ферментационный бульон, содержащий 4HB, был использован для производства гомополимера P (4HB), а также сополимеров с P (3HB), [P (3HB-4HB)]. В следующей таблице перечислены некоторые свойства этих гомополимеров и сополимеров.
Полимер
3HB-7% 3HD 9DP
Свойства некоторых полимеров
Полимер T _м ºC T _г ºC % Кристалличность Прочность на растяжение
Прочность
P (3HB) 179 4 P (4HB) 53 -47 53 100
сополимер
3HB-20% 3HV 145 -1 50 32 9254 133 -8 > 50 17
изотактический PP 176 0 > 50 40254
-100 10
3HV = 3-гидроксивалерат, 3HD = 3-гидроксидеканоат
Остается открытым вопрос, является ли это больше энергии и рентабельности при использовании биоразлагаемого пластика или переработке пластика на нефтяной основе.Однако нет никаких сомнений в том, что биоразлагаемые материалы приводят к меньшему загрязнению окружающей среды, если их выбрасывают в случайном порядке после использования, как это часто бывает.
Смектическое упорядочение и кристаллизация изотактического полипропилена под действием сдвига
Индуцированное сдвигом смектическое упорядочение и кристаллизация изотактического полипропилена (iPP) были изучены с помощью in-situ мало- и широкоугольного рентгеновского рассеяния. Вызванные сдвигом смектические жгуты с периодичностью около 4 нм наблюдались при температурах как ниже, так и выше точки плавления.Это относится к iPP разной молекулярной массы и из разных источников. Увеличение средней молекулярной массы приводит к большей периодичности смектических слоев. Смектические слои собираются в фибриллярную морфологию с длиной и шириной до 200 и 10 мкм соответственно. После кристаллизации смектические пучки при нагревании демонстрируют более высокие температуры плавления, чем их кристаллические аналоги. В соответствии с этим поведением корреляционная длина вдоль нормали к смектическому слою составляет порядка десятков нанометров, что намного больше толщины кристалла.Мы представляем анизотропную капельную модель смектических доменов, образующих консервативную систему, в которой смектические слои могут вращаться. На основе этой модели можно объяснить взаимную ориентацию смектических слоев, кристаллических ламелей и длинной оси капли, а также обратимость смектической периодичности при охлаждении и нагревании. В переохлажденном расплаве за смектическим упорядочением следует кристаллизация; при этом кристаллы эпитаксиально растут на поверхности смектических жгутов.Это приводит к новой картине структуры шашлыка, в которой роль шашлыка играют смектические пучки, а не кристаллы с вытянутой цепью. Сам процесс кристаллизации смектических областей указывает на то, что «мезофаза», о которой ранее сообщалось в быстрозакаленном iPP, представляет собой метастабильное состояние, образующееся при переходе от высокотемпературной смектической фазы к кристаллу. Более того, смектические домены, а не α-кристаллиты, образуют зародыши кристаллизации β-фазы. Высокотемпературная смектическая фаза представляет собой идеальную модельную систему для изучения связи между плотностью и конформационным упорядочением при сдвиговом потоке.Наши результаты подтверждают процесс зародышеобразования и роста для кристаллизации полимера, в котором смектические пучки или другие мезофазы являются первичными зародышами.
У вас есть доступ к этой статье
Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова?
Сравнение термопластов и термореактивных полимеров — Matmatch
Термопласты и термореактивные полимеры — это типы пластмасс, которые подвергаются различным производственным процессам и обладают различными свойствами в зависимости от составляющих материалов и метода производства.Термины термопласт и термореактивный материал обозначают, как материал обрабатывается или может обрабатываться при измененной температуре [1].
Основное физическое отличие заключается в том, как они реагируют на высокие температуры. При нагревании до температуры плавления термопласты размягчаются и переходят в жидкую форму. Следовательно, процесс отверждения является обратимым, а это означает, что их можно повторно формовать и использовать повторно. С другой стороны, термореактивные полимеры образуют сшитую структуру во время процесса отверждения, предотвращая их плавление и повторное формование.
В качестве аналогии представьте термореактивный материал как бетон, после того, как он застынет, , он никогда не сможет вернуться в жидкую форму (необратимый процесс). В то время как термопласты подобны воде, они могут переходить между льдом и водой с приложением или отводом тепла (обратимый процесс).
Здесь вы узнаете о:
Что такое термопласты и реактопласты
Что такое сшивка и чем она отличает термопласты от реактопластов
Свойства термопластов и реактопластов
Обработка термопластов и реактопластов
Материалы и соответствующие технологические приложения
Что такое термопласты?
Термопласт — это смола, которая тверда при комнатной температуре, но становится пластичной и мягкой при нагревании. течет из-за плавления кристаллов или в результате пересечения температуры стеклования (T _g).После обработки, обычно с помощью процессов литья под давлением или формования раздувом, термопласты принимают форму формы, в которую их разливают в виде расплава, и охлаждают до затвердевания до желаемой формы. Важным аспектом термопластов является их обратимость , способность повторно нагреваться, снова плавиться и изменять форму. Это позволяет производить дополнительную обработку того же материала, даже после того, как он был приготовлен в твердом состоянии. Такие процессы, как экструзия, термоформование и литье под давлением, зависят от такого поведения смолы.Некоторые распространенные термопластические материалы включают полиэтилен (PE), поликарбонат (PC) и поливинилхлорид (PVC).
Однако, как и любой другой материал, термопласты имеют свои ограничения. Под воздействием чрезвычайно высоких температур материал может нежелательно размягчиться, деформироваться и потерять некоторые из своих физических свойств [2].
Что такое реактопласты?
Термореактивная смола или термореактивный полимер, как правило, представляет собой жидкий материал при комнатной температуре, который необратимо затвердевает при нагревании или химическом добавлении. .Когда его помещают в форму и нагревают, термореактивный материал затвердевает в заданную форму, но этот процесс затвердевания включает образование определенных связей, называемых сшивками , которые удерживают молекулы на месте и изменяют основную природу материала, предотвращая это от таяния. В результате термореактивный пластик, в отличие от термопласта, не может вернуться в свою первоначальную фазу, что делает процесс необратимым. Термореактивные материалы при нагревании становятся набором , закрепленным в определенной форме.Во время перегрева термореактивные пластмассы имеют тенденцию разрушаться, не переходя в жидкую фазу. Такие процессы, как компрессионное формование, литье с переносом смолы, пултрузия, ручная укладка и намотка нитей, зависят от поведения термореактивного полимера. Некоторые распространенные термореактивные материалы включают эпоксидную смолу, полиимид и фенол, многие из которых используются в композитах [2].
Что такое сшивание (отверждение)?
Термореактивные материалы и термопласты различаются по своему поведению, но все эти различия в свойствах проистекают из лежащей в основе фундаментальной разницы в их химической структуре.Это основное различие можно заметить в том, как термореактивные смолы по всей длине их полимерной цепи имеют определенные точки, которые могут быть химически активированы, чтобы быть частью реакций химического связывания с соседними молекулами полимера. Поскольку все термореактивные материалы содержат такие химически реактивные пятна, часто бывает так, что все виды термореактивных материалов имеют тенденцию соединяться друг с другом. Такой процесс образования химических связей между различными термореактивными молекулами называется сшивкой (или отверждением) .После отверждения образующиеся поперечные связи не только удерживают молекулы полимера от движения, но также препятствуют атомам внутри этих молекул в большей степени, чем межмолекулярное притяжение.
Другой способ наблюдать разницу в поведении термореактивных пластиков и термопластов — через их молекулярную массу . Если мы сравниваем оба типа полимеров, термореактивные полимеры выделяются тем, насколько резко увеличивается их молекулярная масса при отверждении. Известно, что термопласты имеют более высокие значения молекулярной массы, чем неотвержденных термореактивных материалов.Однако, когда происходит сшивание между двумя термореактивными полимерами, образуется полимерная сетка с молекулярной массой почти удвоенной массы, когда они были разделены. По мере увеличения количества связанных молекул молекулярная масса продолжает расти, превышая молекулярную массу термопластов. Это резкое увеличение молекулярной массы вызывает серьезные изменения свойств материала, например повышение температуры плавления. При непрерывном увеличении молекулярной массы из-за сшивания точка плавления может повышаться и достигать точки, превышающей точку разложения.В этом случае термореактивный полимер будет иметь очень высокую молекулярную массу, поэтому он разложится до того, как сможет расплавиться, что определяет, почему термореактивная обработка необратима [2].
Свойства термопластов и реактопластов
Термопласты обычно обладают высокой прочностью, гибкостью и устойчивы к усадке в зависимости от типа смолы (полимер в расплавленной жидкой форме). Это универсальные материалы, которые можно использовать для чего угодно, от пластиковых пакетов до высоконадежных подшипников и прецизионных механических деталей.
Термореактивные материалы обычно обладают более высокой химической и термостойкостью, а также более прочной структурой, которая не деформируется легко.
Вот список, показывающий разницу между термопластами и термореактивными пластиками с точки зрения характеристик и свойств. Обратите внимание на эффект сшивки как на основной фактор в отвлечении этих материалов друг от друга.
Таблица 1: Термопласты и термореактивные материалы [3]
Характеристика / Имущество
Термопласты
Термореактивные элементы
Молекулярная структура
Линейный полимер: слабые молекулярные связи в формации с прямой цепью
Сетчатые полимеры: высокий уровень сшивки с прочными химическими молекулярными связями
Температура плавления
Температура плавления ниже температуры разложения
Температура плавления выше температуры разложения
Механический
Гибкий и эластичный.Высокая ударопрочность (в 10 раз больше, чем у термореактивных материалов). Сила проистекает из кристалличности
.
Неупругие и хрупкие. Крепкий и жесткий. Сила проистекает из сшивки.
Полимеризация
Аддитивная полимеризация: реполимеризация в процессе производства (перед переработкой)
Поликонденсационная полимеризация: полимеризация в процессе обработки
Микроструктура
Состоит из твердых кристаллических и эластичных аморфных областей в твердом состоянии
Состоит из термореактивной смолы и армирующего волокна в твердом состоянии
Размер
Размер выражается молекулярной массой
Размер выражается плотностью сшивки
Возможность вторичного использования
Перерабатываемые и повторно используемые под воздействием тепла и / или давления
Не подлежит вторичной переработке
Химическая стойкость
Высокая химическая стойкость
Термостойкость и химическая стойкость
Ремонт трещин
Трещины легко ремонтируются
Трещины, трудно поддающиеся ремонту
Тепловой аспект процесса
Плавка термопластов эндотермическая
Сшивка термореактивных материалов экзотермическая
Рабочая температура
Более низкая температура непрерывного использования (CUT), чем у термореактивных материалов
Более высокий CUT, чем у термопластов
Растворимость
Растворяется в органических растворителях
Не растворяется в органических растворителях
Обработка термопластов и реактопластов
Обработка термопластов
Термопласты можно перерабатывать различными способами, включая экструзионное формование, литье под давлением, термоформование и вакуумное формование.
Гранулированный материал загружается в форму, обычно в виде сферических гранул диаметром примерно 3 мм. Затем эти гранулы нагревают до температуры плавления, что требует очень высоких температур.
Поскольку термопласты являются высокоэффективными теплоизоляционными материалами, охлаждение в процессе отверждения занимает больше времени, чем у других пластмасс. Поэтому для достижения высокой производительности требуется быстрое охлаждение, обычно путем опрыскивания холодной водой или погружения в водяную баню. Для охлаждения термопластичных пластиковых пленок на поверхность подается холодный воздух.Пластик дает усадку при охлаждении, степень усадки варьируется от 0,6% до 4% в зависимости от материала. Скорость охлаждения и усадки явно влияет на кристаллизацию материала и внутреннюю структуру, поэтому для термопластов всегда указывается скорость усадки.
Компании, занимающиеся производством термопластов, включают:
Переработка термоотверждаемых полимеров
Термореактивные смолы перерабатываются в жидкой форме при нагревании.Процесс отверждения включает добавление к смоле отвердителей, ингибиторов, отвердителей или пластификаторов, а также арматуры или наполнителей, в зависимости от требуемого результата.
Наиболее часто используемые термореактивные смолы включают:
Эпоксидная смола
Полиэстер
Фенольный
Силикон
Полиуретан
Полиамид
Компании, занимающиеся производством термореактивных полимерных материалов:
Обработка термореактивных полимерных композитов
Термореактивные полимерные композиты изготавливаются с использованием процесса ламинирования, который связывает вместе смолы, такие как эпоксидная смола, силикон, меламин и т. Д.с армирующими материалами основы, такими как стекло, лен и графит.
Перед отверждением армирующую основу погружают в связующее на основе смолы в жидкой форме. После скрепления листы материала пропускаются через печь для частичного отверждения. Затем несколько листов складываются в стопку до необходимой толщины, нагреваются и спрессовываются, образуя ламинат. В качестве альтернативы, листы можно свернуть вместе и нагреть для создания стержней.
Компании, занимающиеся производством композитов с термореактивной полимерной матрицей:
Термопласты и термореактивные материалы и их применение
Виды термопластов и их применение
Термопласт
Недвижимость и применение
Полиамид (нейлон)
Прочный и относительно твердый материал, используемый для изготовления корпусов электроинструментов, карнизов, подшипников, деталей зубчатых передач и одежды
Полиметилметакрилат (ПММА, акрил)
Жесткий, прочный и твердый пластик, отполированный до блеска, используемый для вывесок, фюзеляжа самолетов, окон, раковин и ванн
Поливинилхлорид (ПВХ)
Прочный и прочный материал, который обычно используется для изготовления труб, полов, шкафов, игрушек, а также бытовой и промышленной арматуры
Полипропилен
Легкий, но твердый материал, который довольно легко царапается, с отличной химической стойкостью, используется для медицинского и лабораторного оборудования, веревок, веревок и кухонных принадлежностей
Полистирол (ПС)
Легкий, жесткий, твердый, хрупкий, водостойкий материал, используемый в основном для жесткой упаковки
Политетрафторэтилен (PTFE, тефлон)
Очень прочный и гибкий материал, используемый для изготовления посуды с антипригарным покрытием, компонентов машин, шестерен и прокладок
Полиэтилен низкой плотности (LDPE)
Прочный, относительно мягкий, химически стойкий материал, используемый для изготовления упаковки, игрушек, пластиковых пакетов и пленочной пленки
Полиэтилен высокой плотности (HDPE)
Жесткий, твердый, химически стойкий материал, используемый для пластиковых бутылок и кожухов для хозяйственных товаров
Типы термореактивных полимеров и их применение
Терморегулятор
Недвижимость и применение
Эпоксидная смола
Твердый, хрупкий материал без дополнительного армирования.Используется для клея и склеивания материалов
Меламиноформальдегид
Твердый, жесткий и прочный, с хорошей химической и водостойкостью, используемый для ламината рабочих поверхностей, посуды и электроизоляции
Полиэфирная смола
Твердый, жесткий и хрупкий без ламинирования. Используется для герметизации, склеивания и литья
Формальдегид мочевины
Твердый, жесткий, прочный и хрупкий, используемый в основном в электрических устройствах из-за его хороших электроизоляционных свойств
Полиуретан
Твердый, прочный и долговечный материал, используемый в красках, изоляционной пене, обуви, автомобильных деталях, клеях и герметиках
Фенолформальдегидная смола (ФФ)
Прочный, термостойкий и устойчивый к электричеству материал, используемый в электрических элементах, розетках и вилках, автомобильных деталях, посуде и прецизионных промышленных деталях
Термопласты
Я просто предполагаю, что все знают, что такое пластик.Слово пластик означает податливый. Пластмассы — это материалы, которым можно легко придать форму. Пластмассы легче формовать и формировать, когда они горячие, и они плавятся, когда становятся достаточно горячими, поэтому мы называем их термопластами. Это название поможет вам отличить их от сшитых материалов, которые не плавятся. Эти материалы могут показаться очень похожими на пластик, но на самом деле они термореактивные.
Таким образом, мы делаем вещи из пластика, нагревая его до тех пор, пока он не расплавится, а затем наливаем, растягиваем, впрыскиваем или выдуваем формованные формы, такие как стаканы и игрушки.Чтобы придать пластику форму, требуется много энергии, но форма остается той же. Пока он не станет достаточно горячим, пластик нельзя легко деформировать.
Жесткий пластик и мягкий пластик
Конечно, все мы видели твердые пластмассы, а некоторые — мягкие. Пластиковые клавиши на клавиатуре твердые, а пластик вокруг кабелей того же компьютера мягкий. Это связано с тем, что каждый пластик имеет определенную температуру, выше которой он становится мягким и пластичным, а ниже — твердым и хрупким.Это называется температурой стеклования или Tg , потому что твердое и хрупкое состояние также можно назвать стекловидным.
Tg отличается для каждого пластика. При комнатной температуре температура некоторых пластиков ниже Tg , поэтому они твердые, как полистирол. Прочие пластмассы имеют температуру выше Tg при комнатной температуре, поэтому эти пластмассы мягкие, как полиэтилен.
Например, предположим, что у нас есть кусок пластика, имеющий температуру Tg, равную, скажем, температуре льда.В морозильной камере этот пластик будет твердым и хрупким, как стекло. Если вы попытаетесь его согнуть, он, вероятно, разобьется, как стекло. При более высоких температурах он будет более податливым или гибким. Если у другого пластика Tg такая же, как у вашего тела, он будет твердым и стекловидным при комнатной температуре и станет более податливым, если вы подержите его в руке достаточно долго.
Не путайте Tg, температуру стеклования, с температурой плавления. Хотя они кажутся похожими, температура плавления другая — чуть выше точки плавления вещество представляет собой жидкость.Непосредственно выше и ниже Tg вещество по-прежнему является твердым, но отличается от твердого вещества типа .
Иногда в пластик добавляют добавки, чтобы сделать его более мягким и податливым. Эти добавки называются пластификаторами.
Некоторые полимеры, используемые в качестве пластмасс:
Определение, свойства, точка плавления и значение
Полипропилен — второй по прибыльности полимер в истории. Его термопластичность и низкие производственные технологии являются основными причинами его популярности.
Посмотрите вокруг себя прямо сейчас. Что ты видишь? Вы можете сидеть в своей комнате на пластиковом стуле, удобно держа пластиковый смартфон или ноутбук и поедая чипсы из пластикового пакета. К настоящему времени вы, наверное, понимаете, к чему я клоню. Пластик повсюду вокруг нас, и нравится нам это или нет, это, пожалуй, самое важное открытие 21 века.
Введение пластика в нашу жизнь неизмеримо изменило ее.Будь то низкая стоимость изделий или их долговечность; все улучшилось с подъемом пластмассовой империи. Хотя этот пластик постепенно начал вызывать проблемы окружающей среды во всем мире с угрожающей скоростью, исследователи постоянно работают над созданием заменителя, который был бы одновременно безопасным и биоразлагаемым.
Что такое полипропилен?
Полипропилен — пластичный полимер. Полимер — это химическое вещество с молекулярным составом, которое выглядит как цепочка.Цепь состоит из множества одинаковых звеньев, называемых мономерами. Количество мономеров в одной полимерной цепи может составлять от менее сотни до сотен тысяч. Пропен (IUPAC) или пропилен (обычное название) — это мономер или основной строительный блок полипропилена. Это простой ненасыщенный углеводород, содержащий три атома углерода и шесть атомов водорода, а также двойную связь между любыми двумя атомами углерода.
Пропен (мономер) и полипропилен (Фото предоставлено: molkuul_be / Shutterstock)
История полипропилена восходит к 1960-м годам, когда два американских химика Роберт Бэнкс и Дж.Пол Хоган первым нашел способ полимеризовать полиэтилен. Конечный продукт их процесса был потрясающим. Это привело к серьезным исследованиям в технологии производства полипропилена. Сегодня пропилен занимает самую большую долю на рынке полимеров и является вторым по прибыльности полимером в истории после полиэтилена. Ее глобальный рынок в 2016 году составил более 71 миллиарда долларов США (Cresana), и ожидается, что к 2020 году эта цифра превысит отметку в 100 миллиардов долларов. Итак, каковы причины, которые делают его таким полезным и прибыльным?
Как производится полипропилен?
Полимеры в основном производятся из соответствующих мономеров с помощью двух методов производства: полимеризации с поэтапным ростом и полимеризации с цепным ростом.Для изготовления полипропилена мы используем последний. Методы полимеризации обычно довольно медленные и требуют катализаторов для ускорения производства. Для полипропилена используются катализаторы Циглера-Натта или металлоценовые катализаторы. Сегодня, благодаря обширным исследованиям, для производства полипропилена доступно множество различных типов катализаторов и производственных технологий. Таким образом, собственные затраты не очень высоки.
Полимерная промышленность (Фото: manine99 / Shutterstock)
Технология производства может быть газовой или жидкой фазой.Газофазный метод включает псевдоожиженный слой или реактор с непрерывным потоком с мешалкой. Мономер плавится при очень высоких температурах и пропускается через слой катализатора, где происходит полимеризация. Жидкофазный процесс включает суспензию или раствор мономера вместе с каплями катализатора. Поскольку эта смесь быстро перемешивается, катализатор реагирует с мономерами, полимеризуя их в требуемый продукт. Этот процесс похож на технику образования мицелл.Реакторы, используемые в процессе, представляют собой простые реакторы периодического или непрерывного действия, которые не требуют больших капитальных вложений.
Где получают пропилен?
Пластичные полимеры обычно получают из углеводородов с низкой и средней молекулярной массой. Эти углеводороды извлекаются из природного газа или сырой нефти. Фракционная перегонка этих ископаемых видов топлива разделяет их на различные углеродные образования в зависимости от их летучести, которая, в свою очередь, зависит от их молекулярной массы.Одна такая фракция дает мономеры, такие как этилен и пропилен, которые позже используются для образования соответствующих полимеров. Поскольку эти химические вещества являются побочным продуктом и без того быстро развивающейся отрасли, их производство осуществляется в очень больших масштабах, что делает их доступными по относительно низким ценам.
Какие свойства полипропилена делают его таким особенным?
Полипропилен, как и большинство других пластиков, не вступает в реакцию с кислотными или щелочными растворами. Он нелегко окисляется, а также устойчив к жирам и органическим растворителям.Его химическая стойкость намного выше, чем у дерева или металла, что является одним из самых важных его свойств, что делает его бесценным промышленным ресурсом.
Тепловые свойства любого полимера в основном определяют его востребованность на рынке. Большинство отраслей промышленности имеют дело с химическими веществами и растворами при высоких или низких температурах, и соответствующий полимер должен быть совместимым в таких рабочих средах, чтобы иметь какое-либо реальное применение. Температура плавления коммерческого полипропилена составляет около 165 ° C. , что достаточно для удержания жидкостей и газов на производственных предприятиях.
Промышленные трубы в основном изготавливаются из полипропилена (Фото предоставлено ivandan / Shutterstock)
Полипропилен представляет собой термопластичный полимер, что означает, что он плавится при температурах выше его точки плавления, но при охлаждении затвердевает до своего исходного состава. Это отличается от термореактивных полимеров, которые устанавливают фиксированную температуру после охлаждения от точки плавления. Если их температура снова повышается, они склонны обугливаться.Термопластическая природа полипропилена позволяет литью под давлением любую форму, что также в некоторой степени делает его пригодным для вторичной переработки.
A Final Word
Полипропилен используется в производстве бытовой и промышленной техники, что значительно расширяет его рынок. Из-за более строгих экологических норм рубить дерево для дерева и добычи металлов стало действительно сложно. Таким образом, рынок полипропилена имеет прекрасную возможность заполнить пустоты, образовавшиеся в результате сокращения использования этих традиционных материалов.
Статьи по теме
Статьи по теме
Мировое производство полипропиленового полимера в 2016 году составило более 73 миллионов тонн, и с учетом тенденций роста населения и потребления это число будет расти в геометрической прогрессии в будущем. Спрос со стороны автомобилестроения, строительства и производства одноразовых потребительских товаров будет стимулировать спрос на все пластмассы, и поэтому будущее полипропилена выглядит очень радужным!
Фазовое поведение системы пропен / полипропен при высоком давлении
Фазовое поведение смесей сверхкритического пропена и ряда полипропенов, которые имеют одинаковую плотность, но значительно различаются молекулярными массами и тактичностью, исследовали в широком диапазоне полимеров. массовые доли и температуры при высоких давлениях.Давление в точке помутнения измерялось оптически с использованием смотровой камеры, которая была оборудована двумя окнами из синтетического сапфира и металлическим сильфоном для точной регулировки давления. Было обнаружено, что давления точки помутнения находятся в диапазоне от 29 до 37 МПа, уменьшаясь с увеличением массовой доли полимера и увеличиваясь с увеличением температуры и молекулярной массы полимера. Критическая массовая доля была обнаружена ниже 2-6 мас.%. В то время как давления точки помутнения атактических и синдиотактических образцов были высокими и очень похожими, изотактические виды демонстрируют явно более низкие значения.Результаты, экстраполированные на более низкие температуры, хорошо согласуются с литературными данными.
1. Введение
Фазовое поведение смесей мономеров и полимеров оказывает большое влияние на характеристики реакций полимеризации и свойства получаемых продуктов. Растущий интерес вызывает образование микропористых материалов при полимеризации в сверхкритических условиях. В то время как фазовое поведение систем этилена и полиэтилена низкой плотности исследовано подробно [1–5], мало данных о фазовом равновесии растворов полипропилена при высоком давлении представлено в открытой литературе [6, 7], да и то только на более низкие температуры и более низкие концентрации полимера.По этой причине в данной работе фазовое поведение смесей некоторых сортов полипропилена в сверхкритическом пропене оценивалось в широком диапазоне температуры, давления и состава.
2. Экспериментальная часть
2.1. Материалы
Данные полимеров приведены в таблице 1. Плотность всех образцов находится в пределах 0,9 г / мл, но они различаются по молекулярной массе, полидисперсности и структуре. Полимер PP4062 — это промышленный сорт с высокой молекулярной массой и умеренной полидисперсностью.Молекулярная масса PP 45379 намного ниже. Оба полимера производятся с использованием катализаторов Циглера-Натта и имеют изотактическую структуру. Achieve 1635, полученный с использованием металлоценового катализатора, также является изотактическим и имеет среднюю молекулярную массу, но низкую полидисперсность, которая типична для полимеров на основе металлоцена. Образец PP W01 имеет низкую молекулярную массу и изотактическую структуру. Его готовили в лабораторной установке полунепрерывного действия с использованием металлоценового катализатора в растворе при среднем давлении 7 МПа.Остальные полимеры также были получены с использованием металлоценовых катализаторов и обладают низкой полидисперсностью. Gemini aPP имеет высокую молекулярную массу и атактическую структуру, тогда как Fina 9306 представляет собой синдиотактический полипропен со средней молекулярной массой.
Полимер Плотность [г / мл] MFR [г / 10 мин] [г / моль] [г / моль] Полицидность Полицидность
PP 4062 0.90 3,7 168400 527900 3,13 Изотактический
Достигнутый 1635 0,90 32 147 100 325435 9333 9339 9339 9334 9333 9333 933 9354 9354 0,90 300 43 000 147 700 3,43 Изотактический
PP W01 0,90 80 20 900 76 36064 Изотактический
Gemini aPP 0,85 4 225800 456 600 2,02 Атактический
9033 733 9307 935 935
58
1,76 Syndiotactic
Пропен был поставлен Linde AG, Висбаден, Германия, в баллонах по 36 кг. Его данные приведены в таблице 2.Его использовали без дополнительной очистки.
Пропен C ₃ H ₆
Молекулярная масса
2 9033 г 1013 мбар)
1,91 кг / м ³
Температура плавления −185,25 ° C
Энтальпия плавления 69.9 кДж / кг
Температура кипения (1013 мбар) −47,75 ° C
Энтальпия парообразования (1013 мбар) 438 кДж / кг
Критическая температура 90,8254 91
Критическое давление 4,62 МПа
Чистота > 99,8%
Прочие <1000 частей на миллион
92632. Аппаратура и процедура
Давления до точки помутнения были измерены с помощью смотровой ячейки, разработанной в Дармштадте [8]. Кювета имела объем 20 мл и была рассчитана на максимальное давление 250 МПа и температуру 513 К. Для оптического наблюдения два окна из синтетического сапфира расположены одно напротив другого. Один используется для освещения внутренней части автоклава, через другой можно наблюдать фазовое поведение. Давление создавалось мембранным компрессором и могло регулироваться металлическим сильфоном внутри ячейки.Для этого сильфон соединен с насосом, управляемым регулятором давления.
Сначала полимер помещается в ячейку. Затем из клетки откачивают воздух и, наконец, подают пропен. При нагревании до заданной температуры аппарат встряхивают для смешивания компонентов. Для поддержки перемешивания вокруг сильфона расположены три пластины.
После гомогенизации давление ступенчато снижается с помощью сильфона, при этом фазовое состояние наблюдается визуально. На разделение фаз указывает помутнение.Процедуру повторяли при разных температурах, чтобы измерить кривую помутнения. Воспроизводимость измерений была лучше 3%.
3. Результаты
3.1. Влияние концентрации полимера
Давления точки помутнения смесей пропена с различными полимерами представлены на рисунке 1 для температур 140, 160, 180 и 200 ° C. Они находятся в диапазоне от 28 до почти 40 МПа. С увеличением концентрации полимера в смеси давление точки помутнения обычно снижается.Только изотермы атактического полипропена показывают максимум при концентрациях полимера от 1 до 6 мас.%, А затем уменьшаются с увеличением массовой доли полимера.
3.2. Влияние температуры
На рисунке 2 изоплеты представлены для концентраций полимера 6, 12 и 18 мас.%. Они почти линейно увеличиваются с повышением температуры. При 140 ° C давления точки помутнения находятся в диапазоне от 26 до 29 МПа, а при максимальной температуре 200 ° C — от 34 до 36.Было получено 5 МПа.
3.3. Влияние средней молекулярной массы
Влияние средней молекулярной массы исследовали с изотактическими образцами. На Рисунке 3 графики давления точки помутнения, измеренные при температурах 140, 160, 180 и 200 ° C, показаны в зависимости от 10 мас.% Полимера в пропене. Кривые начинаются в нулевой точке. С увеличением молекулярной массы давление точки помутнения сначала резко возрастает, а затем приближается к верхнему пределу при молекулярной массе от 500000 до 600000 г / моль.

3.4. Влияние тактичности
Чтобы показать влияние тактичности, на рисунке 4 нанесены графики давления точки помутнения атактического (Gemini aPP), изотактического (PP 4062) и синдиотактического (Fina 9306) полипропена. от массовой доли полимера в смеси с пропеном. Температура 160 ° C. В то время как давления точки помутнения атактических (кривая, отмеченная кружками) и синдиотактических (треугольники) веществ очень похожи, изотактический полипропен демонстрирует заметно более низкие давления точки помутнения (квадраты).

4. Обсуждение
Для обсуждения наблюдаемого фазового поведения смесей пропен / полипропен рассматривается классификация фазовых равновесий, предложенная Ван Кониненбургом и Скоттом [9]. Отличное понимание фазовых диаграмм дали Кикич и Де Лоос [10]. Схематические фазовые диаграммы показаны на рисунках 5 (а) и 5 (б). На рис. 5 (а) схематично показана диаграмма зависимости давления от температуры для полимера с низкой температурой плавления, такого как атактический полипропен, и низкомолекулярного растворителя.Точно так же на Фигуре 5 (b) показана диаграмма зависимости давления от температуры для полимера с более высокой температурой плавления, такого как изотактический полипропилен, и низкомолекулярного растворителя. Кривые представляют собой критические кривые и описывают условия температуры и давления, при которых две гетерогенные фазы сливаются в одну гомогенную фазу.
На рисунке 5 (а) можно выделить следующие области: Сплошная линия внизу представляет кривую давления паров растворителя, когда смесь содержит полимер.При давлениях ниже этой линии существуют две фазы (VL) с жидкостью и паром. Крайние левые и правые области (LL) представляют области, где присутствуют две флюидные фазы. Выше кривых VL-L и LL-L существует однородная жидкая фаза (L). Пунктирная линия слева между LL и L — это верхняя критическая температура раствора (UCST). Соответствующая кривая справа называется кривой нижней критической температуры раствора (НКТР). Пересечение кривой UCST и кривой давления пара является так называемой верхней критической конечной точкой (UCEP).Точно так же пересечение кривой НКТР с кривой давления пара является нижней критической конечной точкой (НКПР).
Разделение полипропена и пропена можно объяснить свободной энергией Гиббса смешения.
Поведение UCST и LCST имеет несколько разные объяснения. Разделение на кривой UCST происходит при понижении температуры, а разделение на кривой LCST появляется при повышении температуры.
— это разница свободной энергии между смесью и двумя чистыми компонентами.и представляют собой соответствующие энтальпию и энтропию. Смесь однородна, когда разность свободной энергии отрицательна, тогда как она разделяется на две фазы, когда. Для исследуемой системы энтальпию смешения можно рассматривать как положительную, поскольку взаимодействия внутри чистых компонентов больше, чем взаимодействия между полимером и пропеном. Следовательно, второй член приведенного выше уравнения является определяющим членом для разделения.
Поведение на кривой UCST можно объяснить положительной энтропией смешения.Смесь двух компонентов более неупорядочена, чем чистый компонент. Следовательно, энтропия смешения должна быть больше нуля, а более высокие температуры делают второй член более доминирующим.
Для объяснения фазового разделения на кривой НКТР необходимо учитывать плотности чистых компонентов. В критической точке или выше ее плотность значительно уменьшается с повышением температуры, в то время как влияние температуры на плотность полимера незначительно. Если разница плотностей растворителя и полимера становится больше, энтропия смешения становится отрицательной, а влияние температуры становится противоположным.
Кривые точки помутнения в нашей системе полипропен / пропен можно отнести к этому поведению НКТР. Кроме того, из-за этого эффекта возникает более низкое давление расслоения изотактического полипропилена. Как Антониадис и др. [11] утверждается, что для расплавов полипропилена изотактический ПП встречается в рулонах с более высокой плотностью, чем синдио- или атактический ПП. В результате для изотактического ПП можно предположить более высокий свободный объем, что приводит к лучшей растворимости в пропене.
Кривые UCST и LCST типичны для менее асимметричных смесей с небольшой разницей в молекулярной массе компонентов.Смеси становятся более асимметричными по мере увеличения молекулярной массы полимера. В этом случае кривые UCST и LCST сближаются и в конечном итоге сливаются в одну кривую, так называемую кривую U-LCST (пунктирная линия). Такое фазовое поведение, которое было обнаружено Ченом и Радошем [12] для смесей органического растворителя и поли (этен-пропена) с разной молекулярной массой (M _N = от 790 до 59 000 г / моль), соответствует основному типу IV. Смеси с другими полимерами, имеющими низкие температуры плавления, такими как полиэтилен низкой плотности (LDPE) или сополимеры этилена и винилацетата в смесях с их мономерами, показывают такое же поведение с кривыми UCST- или U-LCST [13].
Другая фазовая диаграмма наблюдается при использовании полимеров с более высокой температурой плавления, таких как изотактический полипропилен. Как показано на Рисунке 5 (b), при более высоких температурах (выше точки плавления полимера) картина аналогична. Те же области фаз (L, LL и VL), что и для смесей полимеров, имеющих более низкую температуру плавления, существуют вместе с кривой НКТР. Отличия видны при низких температурах. С повышением температуры плавления полимера может наблюдаться двухфазная область (SL) твердое-жидкое.При повышении температуры плавления полимера эта область перекрывает кривую UCST. Если можно наблюдать кривую UCST, она пересекает границу SL-области. Давление до точки помутнения можно измерить только при температурах выше этого предела.
Наконец, результаты следует сравнить с данными Oliveira et al. [7] и Whaley et al. [6]. Для этого на рисунке 6 представлены изоплеты. Oliveira et al. использовали коммерческий полипропилен от Polibrasil Resinas S.A., который производился с нанесенным катализатором Циглера-Натта.Изотактический полимер имел молекулярную массу г / моль, полидисперсность и температуру плавления 159,3 ° C. Изоплеты, измеренные с массовыми долями полимера от 5 до 10 мас.% При температурах от 100 до 110 ° C, отмечены треугольниками. Whaley et al. использовали образец атактического ПП, имеющий молекулярную массу г / моль и. Данные, полученные для 2% полимера и температуры от 10 до 150 ° C, отмечены кружками.

Данные из литературы сравниваются с собственными результатами, полученными с различными массовыми долями изотактического полимера Achieve 1635 (г / моль) и атактического полимера Gemini aPP (г / моль) в диапазоне от 140 до 200 ° C.

Журнал "Дизайнер"